Сборные шины подстанций могут лишиться напряжения при:
коротком замыкании на сборных шинах, на оборудовании сборных шин (трансформаторах напряжения, вентильных разрядниках, изоляторах шинных разъединителей), на участках соединительных проводов от сборных шин до выключателей, а также на выключателях;
коротком замыкании на любом присоединении, отходящем от сборных шин, и отказе в действии его выключателя или защиты;
отказе или неправильной работе защиты шин или устройства резервирования при отказе выключателей;
аварии в энергосистеме.
На подстанциях напряжением 110 кВ и выше, где требуется мгновенное отключение к. з., для защиты сборных шин и их оборудования применяются дифференциальные токовые защиты ДЗШ. В тех случаях когда чувствительность и надежность простых дифференциальных токовых защит шин оказываются недостаточными, используются дифференциальные защиты на выпрямленном токе с торможением или дифференциально-фазные защиты. Перечисленные виды защиты шин обеспечивают достаточное быстродействие и селективность отключения к. з. на шинах при всех возможных в эксплуатации схемах первичных соединений.
Сборные шины РУ 6 и 10 кВ с отходящими реактированными линиями и несколькими источниками питания защищаются дифференциальной токовой защитой, выполняемой по неполной схеме, при которой токовые реле защиты включаются на сумму токов источников питания (а также секционного или шиносоединительного выключателей) и не подключаются к трансформаторам тока реактированных линий. При таком включении защита шин отстраивается от токов к. з., проходящих к месту повреждения, если оно находится за реактором любой отходящей линии.
Для защиты сборных шин РУ 6 и 10 кВ применяются также токовые отсечки и дистанционные защиты, устанавливаемые на стороне 6 — 10 кВ трансформаторов, питающих сборные шины.
При возникновении к. з., на оборудовании и автоматическом отделении места повреждения не исключены отдельные случаи отказов в действии выключателей и релейной защиты. Случаи таких отказов очень редки, однако, учитывая их тяжесть, с ними приходится считаться. Резервирование при отказах в отключении выключателей и действующих на их отключение защит выполняется следующими способами.
Для резервирования при отказе выключателей применяется специальное устройство УРОВ. Оно пускается от защит присоединения, выключатель которого отказал в отключении, и действует на отключение выключателей всех остальных присоединений, продолжающих питать неотключившееся к. з.
Для резервирования при отказах защит электрические цепи защищаются по меньшей мере двумя защитами — основной и резервной, взаимно резервирующими друг друга при к. з. на защищаемой цепи и отказе одной из них. В зоны действия резервных защит линий входят также не только «свои», но и следующие за ними участки сетей.
Действия персонала при к. з. на сборных шинах и срабатывании устройств релейной защиты и автоматики
Отключение сборных шин действием ДЗШ.
В случае к. з. на сборных шинах и отключении всех выключателей данной системы сборных шин возможно нарушение электроснабжения потребителей. Основным методом ликвидации такой аварии является подача на сборные шины напряжения действием автоматического устройства АПВ шин. При отсутствии устройства АПВ шин или отказе его в действии напряжение на сборные шины подается вручную дистанционным включением выключателя любого присоединения, имеющего напряжение. Это действие выполняется персоналом без предварительного осмотра сборных шин и не дожидаясь распоряжения диспетчера в целях быстрейшего восстановления электроснабжения потребителей по схеме тупикового питания. Однако перед подачей напряжения следует проверять отсутствие в РУ ремонтного и другого персонала, чтобы не подвергать его опасности в момент подачи напряжения.
Если попытка подачи напряжения на сборные шины оказывается неуспешной, персонал сообщает диспетчеру о выполненных им операциях и далее действует по его указанию. Как правило, в подобных случаях диспетчером отдается распоряжение об осмотре оборудования, входящего в зону действия ДЗШ. Выявленное осмотром поврежденное оборудование отключается со всех сторон сначала выключателями, а затем разъединителями для приема напряжения на неповрежденную часть электроустановки.
Рис. 16. Характерные случаи повреждений и отключений сборных шин подстанций. (Отключившиеся выключатели зачернены)
Так, например, если при осмотре будет обнаружено повреждение какого-либо элемента сборных шин (точка К1 на рис. 16, а), который выводится из схемы отключением разъединителей, необходимо проверить на месте отключенное положение выключателей всех присоединений данной системы сборных шин и только потом отключить разъединители поврежденного элемента. Неотключившиеся действием защит выключатели (в том числе и выключатели транзитных связей — линий и трансформаторов) также следует отключить для предотвращения операций с разъединителями поврежденного элемента под током, если в этот момент неожиданно будет подано напряжение.
При восстановлении схемы подстанции включение под нагрузку автоматически отключившихся или отключенных вручную транзитных связей выполняется только по распоряжению диспетчера, если на подстанции отсутствует возможность проверки синхронности напряжений или персоналу не дано права самостоятельного включения транзитных связей.
Если при осмотре будет обнаружено такое повреждение, при котором сборные шины не могут быть введены в работу (например, при обрыве провода, идущего от шинных разъединителей к сборным шинам, точка К2 на рис. 16,а), то для ускорения подачи напряжения потребителям целесообразно проверить отключенное положение (или отключить) выключателей линий тупикового питания и трансформаторов, от которых питалась нагрузка, отключить шинные разъединители этих присоединений от поврежденной системы сборных шин и включить шинные разъединители на оставшуюся в работе систему сборных шин, после чего включить эти присоединения в работу. И только потом по распоряжению диспетчера заняться переключением на рабочую систему сборных шин транзитных линий и трансформаторов, связывающих сети различных напряжений.
Отключение сборных шин действием УРОВ.
При к. з. на присоединении (точка КЗ на рис. 16,6) и неотключении его выключателя действием УРОВ отключатся шиносоединительный выключатель и выключатели всех присоединений, продолжающих питать к. з. Если при этом прекратится электроснабжение потребителей, то действия персонала должны быть направлены на скорейшее выявление и отделение поврежденного присоединения для того, чтобы можно было принять напряжение на сборные шины и восстановить питание нагрузки. При отключении всех остальных выключателей данной системы сборных шин неотключившийся выключатель обнаруживается по сигнальной лампе индивидуальной сигнализации. В случае отказа выключателя на защитах неотключившегося присоединения можно увидеть также выпавшие указатели срабатывания защит. В этой ситуации персоналом должна быть предпринята попытка отключения выключателя со шита управления или с места установки. Если это окажется безуспешным, следует проверить действительное отключение выключателей других присоединений данной системы сборных шин, затем деблокировать и отключить шинные разъединители присоединения, выключатель которого отказал в отключении.
Затем на сборные шины принимается напряжение по любой транзитной линии, а в случае отсутствия напряжения на линиях — включением шиносоединительного или секционного выключателя. Электроснабжение потребителей восстанавливается по схеме тупикового питания. Все последующие действия выполняются по распоряжению диспетчера, если персоналу не дано права включения в работу транзитных связей.
Отключение сборных шин действием УРОВ возможно также при завышении времени отключения выключателя присоединения, на котором произошло к. з. Однако в этом -случае сигнализация покажет отключение выключателей всех присоединений данной системы сборных шин. Выключатель, затянувший отключение, устанавливается по выпавшим указателям срабатывания защит. Действия персонала в создавшейся аварийной ситуации не отличаются от вышеизложенных, за исключением того, что сначала должна быть восстановлена схема подстанции, а потом выведен в ремонт дефектный выключатель.
Отключение сборных шин действием ДЗШ и УРОВ.
При к. з. на одной из систем сборных шин (точка К4 на рис. 16,в) действием токовых реле общего комплекта ДЗШ прежде всего должен отключиться шиносоединительный выключатель, а потом избирательным комплектом ДЗШ отключатся выключатели присоединений поврежденной системы сборных шин. Если шиносоединительный выключатель откажет в отключении, действием УРОВ отключатся выключатели другой, неповрежденной системы сборных шин. Таким образом, напряжение исчезнет на обеих системах сборных шин. Практика показывает, что при полном исчезновении напряжения на РУ его целесообразно подавать раздельно на каждую систему сборных шин, отключив для этого шиносоединительный (секционный) выключатель. Поэтому в этой аварийной ситуации персонал должен попытаться отключить шиносоединительный выключатель дистанционно или с места его установки. Если это действие ни к чему не приведет, необходимо деблокировать и отключить шинные разъединители ШСВ, проверив предварительно отключенное положение выключателей всех транзитных цепей.
Дальнейшая ликвидация аварии должна выполняться с учетом того, что одна система сборных шин была отключена действием ДЗШ при ее повреждении, а другая отключилась действием УРОВ при отказе ШСВ, который теперь выведен из схемы, и эта система сборных шин исправна.
Отключение сборных шин при отказе ДЗШ или УРОВ.
На подстанциях с двумя раздельно работающими системами сборных шин (ШСВ отключен) при повреждении (точка К5 на рис. 16,г) и отказе (или при отключенном положении) ДЗШ к. з. будет отключаться выключателями, установленными на противоположных концах электрических цепей, при этом на линиях придут в действие резервные (дистанционные)* защиты, а на трансформаторах связи — резервные максимальные токовые защиты. На подстанции, где произошло к. з., не отключится ни один линейный выключатель. По амперметрам транзитных линий можно будет наблюдать броски тока, указывающие на включение каждой из них действием устройства АПВ на неустраненное к. з.
* Выдержка времени дистанционных защит зависит от расстояния до места к. з. Она будет значительной, поскольку шины смежной подстанции охватываются вторыми зонами этих защит.
Аналогичная аварийная ситуация будет иметь место при к. з. на присоединении (точка Кб на рис. 16,г) и неотключении его выключателя из-за отказа (отсутствия) УРОВ. В обоих случаях персонал должен произвести осмотр указательных реле устройств релейной защиты и автоматики.
Если анализ работы защит и визуальные признаки повреждения (толчки тока, вспышки, дым в РУ) не дадут результатов, персонал сообщает об этом диспетчеру и действует по его указанию.
Если же по анализу работы защит будет установлено неотключение выключателя какого-либо присоединения, следует попытаться отключить отказавший в отключении выключатель, доложить о происшедшем и выполненных операциях диспетчеру и далее действовать по его указанию.
Нетрудно заметить, что в этих аварийных ситуациях персоналу не дается никаких рекомендаций по дальнейшим самостоятельным действиям, поскольку развитие аварий выходит за пределы одной подстанции и для ее ликвидации необходимо получение большей информации, чем та, которой располагает персонал подстанции. Что касается восстановления электроснабжения потребителей в случае потери ими напряжения и отказе устройства АВР со стороны НН, то оно должно обеспечиваться вручную от резервного источника питания или путем переключения питающих нагрузку трансформаторов на другую, оставшуюся в работе систему сборных шли.
Исчезновение напряжения на шинах.
При аварии в энергосистеме может исчезнуть напряжение на ряде подстанций. Может случиться и так, что на подстанции не отключится ни один выключатель и не сработает ни один указатель выходных реле защит, тогда о происшедшем необходимо сообщить диспетчеру и ожидать появления напряжения от энергосистемы. Никаких выключателей, в том числе и выключателей линии потребителей, отключать в данном случае не следует, чтобы не лишать себя возможности подачи напряжения сразу всем потребителям. При появлении напряжения необходимо проверить нагрузку на транзитных линиях и сообщить об этом диспетчеру.
В случае неуспешной попытки диспетчера подать напряжение на подстанцию в целом, очевидно, последует распоряжение об отключении части или всех выключателей РУ. После чего напряжение на шины будет подано по одной из линий, а затем последовательно включены выключатели остальных присоединений. Если при включении какого-либо выключателя обнаружится к. з., необходимо немедленно отключить этот выключатель, не дожидаясь действия защит. Далее следует исходить из того, что отказ защит или привода этого выключателя, возможно, и был одной из причин исчезновения напряжения.
