Защита сельских электрических сетей напряжением 0,38 кВ

Вводы трансформаторов, а также воздушные линии 0,38 кВ, отходящие от трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ (20-35/0,4 кВ), защищаются от к. з. автоматическими выключателями типа АП-50, А3124, А3134, А3144, А3700 или блоками «предохранитель-выключатель» типа БПВ-31-34 с предохранителями типа ПР2.

Защита с помощью автоматических выключателей может быть выполнена со встроенными тепловыми электромагнитными расцепителями, и расцепителями в нулевом проводе, а также с выключателями, имеющими, кроме электромагнитного расцепителя тока, еще и независимый расцепитель. Защита от однофазных замыканий осуществляется с помощью токового реле РЭ-571Т в нулевом проводе, которое действует на независимый расцепитель автомата.

Для согласования действия защит, выполненных автоматами и предохранителями используются совмещенные защитные характеристики времени их срабатывания.

Опыт эксплуатации показывает, что предохранитель работает селективно с автоматом при соблюдении условия

I_в ³ 1,2 · I_н.р. (2.1)

Для защиты силовых трансформаторов со стороны 10 кВ в сельских электрических сетях часто применяют предохранители типа ПК - Ток плавной вставки определяют по выражению

I_в = (1,5¸ 2) · I_{ном. тр.} (2.2)

Устройство защиты воздушных линий 0,38 кВ типа ЗТИ - 0,4

С целью повышения чувствительности защит от к. з. в настоящее время Пятигорский опытный завод ПО «Союзэнергоавтоматика» выпускает серийно защиту ЗТИ - 0,4 для распределительных сетей 0,4 кВ. Устройство предназначено для установки в КТП 10/0,4 кВ мощностью 63,100 и 160 кВА вместо защиты ЗТ - 0,4. По сравнению с устройством ЗТ - 0,4 защита ЗТИ - 0,4 обладает более высокой точностью по току и времени срабатывания от междуфазных и однофазных на нулевой провод к.з., действует при замыкании на землю, что естественно позволяет повысить уровень надежности и электробезопасности линий 0,38 кВ. По данным ВНИИЭ в среднем на одной воздушной линии 0,38 кВ происходит два повреждения в год.

Принцип выполнения защиты ЗТИ - 0,4 от замыкания на землю основан на контроле величины тока замыкания на землю или тока коммутации и его составляющей в нулевом проводе и сравнении этих величин через коэффициент пропорциональности, так как установлено, что при коммутации однофазной нагрузки и при замыкании на землю отношение между полным током коммутации или замыкания на землю и его составляющей в нулевом проводе различно при коммутации нагрузки и при замыкании на землю.

Ток замыкания на землю I₃ или ток коммутации I_н, при работе линий 0,38 кВ под нагрузкой выделяются как разность двух значений тока небаланса трех фаз до и после возникновения замыкания на землю (или коммутации однофазной нагрузки), то есть как приращение фазного тока небаланса трех фаз:

I_з(I_н) = I_ф1 - I_ф2 = DI_ф (2.3)

где I_ф1 = I_A + I_B + I_C - ток небаланса трех фаз до замыкания на землю (з. н. з.);

I_ф2 = I_A + I_B + I_C + I_з - ток небаланса трех фаз после з. н. з. (коммутация однофазной нагрузки).

Составляющая этих токов в нулевом проводе при з. н. з. (коммутация однофазной нагрузки):

I_оз(I_он) = I_о1 - I_о2 = DI_о (2.4)

где I_о1 - ток нулевого провода до з. н. з. (коммутация однофазной нагрузки);

I_о2 - ток нулевого провода после з. н. з. (коммутация однофазной нагрузки).

Рис. 2.1. а - структурная схема защиты ЗТИ - 0,4: Т - трансформатор напряжения; ТА - трансформатор тока; б - схема подключения защиты ЗТИ - 0,4: QF - автоматический выключатель; АК - устройство ЗТИ - 0,4; HP - выводы катушки независимого расцепителя автомата QF

Принцип защиты от з. н. з. можно понять из следующего выражения:

I_ф - m_н´DI₀ > U_п (2.5)

при этом выход схемы осуществляет необходимую коммутацию при

DI_ф - m_н´DI₀ < U_п.

где

DI_ф - приращение тока небаланса трех фаз;

DI₀ - приращение тока в нулевом проводе;

U_п - постоянная величина;

m_н - коэффициент пропорциональности.

Выход схемы не изменяет своего состояния, рис. 2.1, а.

Основным достоинством устройства ЗТИ - 0,4 является ее нереагирование на токи утечки в нормальном режиме при коммутации однофазной нагрузки, что значительно повышает ее чувствительность.

Устройство ЗТИ - 0,4 предназначено для защиты трехфазных четырехпроводных воздушных линий 0,38 кВ с глухозаземленной нейтралью и повторными заземлениями нулевого провода от однофазных на нулевой провод и междуфазных замыканий и от замыканий фаз на землю. Защита ЗТИ - 0,4 рассчитана для одной линии напряжением 0,38 кВ и рабочим током до 160 А. Устройство ЗТИ - 0,4 имеет четыре токовых входа для подключения к линии, через которые проходят три фазных и нулевой провода, рис. 2.1. б. ЗТИ - 0,4 имеет зажимы для подключения независимого расцепителя автомата с номинальным напряжением срабатывания ПО В постоянного тока, с номинальным током 2А.