Спосіб резервування у відключенні коротких замикань в електроустановках 6,3 та 0,4 kв за їх новим проектуванням

Спосіб резервування у відключенні коротких замикань (КЗ) в електроустановках 6,3 і 0,4кВ при їхньому новому приєднанні , що полягає в розосередженні резервного захисту електроустановки у вигляді відособлених комплектів максимального 3 19050 4 дозволяє більш коротко характеризувати усе, що з несправності його захисту або самого вимикача в ними зв'язане, наприклад, відособлені комплекти момент, коли резервний захист живильного увеМТЗ перед ними називати променевими (ПМСЗ)) дення виведений з дії. Результатом може бути приєднань, необхідна чутливість захисту до найвиникнення пожежі. До того ж досягнуті при цьому менших струмів КЗ у їхніх кінцях завжди може бути зони резервування у відключенні КЗ по довжині забезпечена відповідним перерозподілом приєдкабелів не задовольняють реальній потребі. Так нань. Сполучення такого розміщення комплектів резервний захист на живильному уведені ВП 6,ЗкВ резервного захисту зі ступінчатою їхньою дією на з уставкою по струму спрацьовування 8,4кА, що відключення живильного уведення електроустанообрана за умови відстройки від накладення на вки і наступного елемента в ланцюзі її живлення, у робочий струм секції пускового струму самого вевипадку, якщо місце КЗ не відключилося найближликого електродвигуна 8000кВт, здатна забезпечими вимикачами, забезпечить повну пожежну чити надійне резервування у відключенні КЗ у кабезпеку енергооб'єкту від загоряння кабелів при белі АА 3150 довжиною тільки до 1100м. Тоді як їхньому ушкодженні. на одній з українських АЕС є приєднання з кабеОсобливістю великоблочних атомних і теплолями АА 3240 довжиною 6000м., що по опору вих електростанцій є велике розходження їхніх еквівалентно кабелеві 3150 довжиною до 4000м4 механізмів ВП по потужності. Так на АЕС із реак(4найбільш близьким прототипом корисної моделі торами ВВЕР-1000 діапазон застосовуваних елекє раніше запропонований автором спосіб резервутродвигунів 6,3кВ для привода механізмів ВП по вання [3] (неточно названий у статті, як пристрій потужності складає 400-8000кВт. При цьому окремі резервування відмовлення вимикача або захисту електродвигуни можуть знаходитися у віддалені ПРВВЗ). У ньому резервний захист у виді додатковід живильних уведень секції ВП 6,3кВ до 6000м. вих комплектів МСЗ розосереджується безпосереТакі обставини приводять до великої різниці в знадньо по приєднаннях, що не резервуються захисченнях струмів КЗ наприкінці їхніх кабелів. том (МСЗН) живильного уведення Після публікації На прикладі однієї із секцій ВП 6,3кВ українсьстатті зазначений спосіб, крім ЧАЕС, окремі проекких АЕС із реакторами ВВЕР-1000 (Фіг.1) значення тні інститути стали застосовувати і на інших електструмів трифазного КЗ наприкінці кабелів приєдростанціях, наприклад, інститут "Киевэнергопронань у залежності від їхньої віддаленості змінюект" застосував ПРВВЗ на 2-ому енергоблоці ються в межах 27-3,7кА [1]. При цьому найменший Київської ТЭЦ-6). струм КЗ 3,7кА виявляється порівнянним із номіЩе більш неблагополучно з резервуванням у нальним струмом обмотки нижчої напруги робочовідключенні КЗ обстоїть в електроустановках го трансформатора ТВП, що живить секцію ВП 0,4кВ. Наприклад, на одній із секцій ВП 0,4кВ ене(2,9кА). Зазначена обставина робить захист живиргоблоку №3, виведеної з експлуатації Чорнольного уведення, незалежно від його типу, нездатбильської АЕС, значення струмів короткого заминим резервувати відключення КЗ наприкінці таких кання наприкінці кабельних ліній приєднань приєднань у випадку відмови в їхньому відключензнаходилися в межах: I(3)к.з.=3,3-2,0кA - 10 приєдні власним вимикачем ушкодженого приєднання нань; 1,9-0,72кА - 15 приєднань. І це при струмі через відмову його захисту або самого вимикача, спрацьовування МСЗ на стороні 6кВ трансформащо не раз приводило до пожеж у мережі електротора потужністю 1000кВА - 353А (у перерахуванні постачання ВП електростанцій. на сторону 0,4кВ-5,56кА). При цьому виходило, що Діюча типова робота [2], що замінила після захистом трансформатора цілком не резервувалоруйнівної пожежі на Вірменській АЕС колишній ся жодне з приєднань секції при КЗ у їхньому кінці. типовий проект «Релейний захист живильних елеНе допоміг би тут і додатковий резервний токовий ментів власних потреб ТЕС і АЕС», Москва, значзахист від трифазних КЗ, встановлюваний відповіно подовжила зони резервування у відключенні КЗ дно до нової типової роботи [2]. При струмі спрау мережі ВП 6,3 і 0,4кВ, але цілком цю проблему цьовування такого захисту на стороні 0,4кВ транне вирішила. У цій роботі для захисту живильних сформатора -1930А. у зону його надійної роботи уведень секцій ВП 6,3кВ замість максимального ввійшли б усі приєднання зі струмом трифазного струмового захисту з комбінованим пуском по надугового КЗ наприкінці кабелю не менш як 2080А прузі (МСЗН), що застосовувалася раніше, вико[1]. На секції цій умові задовольняли б усього 10 ристовується більш складний дистанційний захист приєднань з 25. у комплексі з резервним струмовим захистом. ВідМожливість на стадії проектування електроусповідно для захисту трансформаторів 6/0,4кВ на тановок компонувати їх приєднання уздовж секції у додаток до МСЗ на стороні 6кВ трансформатора будь-якій послідовності відкриває перспективи передбачений спеціальний резервний захист від 3повного резервування у відключенні КЗ на всіх х фазних КЗ на стороні 0,4кВ. приєднаннях електроустановки поза залежністю Саме ці спеціальні захисти є найближчим провід довжини їхніх кабелів. Принципово такий спототипом (аналогом) способу, що заявляється. Іссіб показаний на Фіг.1. При цьому як основний затотним їхнім недоліком, що знижує надійність захист живильних уведень ВП 6,ЗкВ і резервний захисту, є те, що деяке підвищення їхньої чутливості хисти ТВП на стороні вищої напруги (ВН) по струму спрацьовування отримано за рахунок приймається, як це і було раніш, МСЗН. У центрі уведення в їхні схеми спеціальних блокувань, що секції ВП разом із робочим (Qраб) і резервним виводять захист із дії у перехідних режимах на (Qрез) живильними уведеннями розташовані самі увесь час існування надструмів, що перевищують великі електродвигуни - позиція 3, що резервуютьїхню уставку. Не можна зневажати імовірністю ся як захистом живильних уведень, так і самого збігу КЗ на одному з приєднань із виникненням ТВП на стороні ВН. Всі інші приєднання, які не 5 19050 6 резервуються цими захистами, розташовані по моприймача встановлюється вторинна секція з краях секції у послідовності до її центра в порядку повітряними автоматичними вимикачами (далі зростання струмів КЗ у віддалених точках. Одиноавтоматами), її живлення здійснюється з первинчні приєднання - позиції 4,5 з одного краю секції, ної секції по окремій кабельній лінії через окремий лінії живлення вторинних секцій - позиції 6,7 з інавтомат. Кількість поєднуваних в один промінь шого. Вони у свою чергу поєднуються в групи приєднань підбирається так, щоб чутливість захипослідовні промені по ознаці близькості значень сту кожного такого променя до найменшого струму струмів КЗ у їхніх кінцях5 (5краще створення радіатрифазного КЗ наприкінці кабелів його приєднань льних променів, як це показано на Фіг.2 для електзабезпечувалася без значного завищення перетироустановок 0,4кВ. Таке конструктивно складніше, ну струмопровідних жил кабелів до вторинної секале зате зробить захисти променів (ПМСЗ) по ції і від неї до приєднань. При цьому по струму струму спрацьовування не залежними від наванспрацьовування МСЗ кожного променя повинна таження іншого променя і дозволить створювати бути відбудована від струму самозапуску, електних у будь-якій точці збірних шин секції). На фігурі родвигунів що беруть участь у ньому; показано чотири таких промені - по два з кожної - Група-промінь, позиція 4 - електродвигуни й сторони секції. Для їхнього резервування встановінші струмоприймачі з близькими за значенням люються окремі комплекти променевих МСЗ, що струмами трифазного КЗ наприкінці їхніх кабелів підключені до спеціальних шинних трансформатопри підключенні безпосередньо до живильної секрів струму на вході кожного променя. ції; Якщо виявляється, що уставка ПМСЗ по стру- Група-промінь, позиція 5 - лінії живлення му спрацьовування, що обрана за умовою відзборок. При наявності зборок зі струмообмежувастройки від максимально можливого пускового льними реакторами для живлення дрібного наванструму всіх приєднань, об'єднаних в один промінь, таження (запірно-регулюючої арматури, мереж не забезпечує необхідної чутливості до найменшоосвітлення й зварювання) переважно виділяти них го струму КЗ наприкінці їхніх кабелів, то необхідно в окремий промінь. Для їхнього підключення в рівутворити послідовно ще один промінь з цього ж ному, приблизно, видаленні від кожної зборки краю секції. У цей промінь виділити приєднання з встановлювати вторинну секцію з автоматами, найбільш протяжними кабелями з установкою живлення якої від первинної секції здійснювати окремого комплекту шинних трансформаторів кабелем із струмопровідними жилами визначеного струму ще для одного ПМСЗ. Так на фігурі що наперетину. Наприклад, припотужності живильного ведена, пунктиром показаний ПМСЗ-4, який необтрансформатора 1000кВА не менш як 70мм2 по хідно було б встановити, якби ПМСЗ-3 виявився розрахунках відповідно до Циркуляра [4] для занедостатньо чуттєвим до струму КЗ у точці К-4. безпечення термічної стійкості кабелю при КЗ у Ступенева дія променевих МСЗ на відключенньому. Струм спрацьовування захисту виділеного ня з 1-ою витримкою часу (0,25-0,5с) резервного променя приєднань - зборок живлення дрібного Qрез або робочого Qраб живильних уведень, а з 2навантаження варто вибирати за умовою відою (0,5-0,75с) уведення QL1 від резервного ТВП на стройки від максимального струму при одночасмагістраль L1 резервного живлення або блоку геному включенні електроприводів регулюючої й нератор-трансформатор - позиція 1 забезпечить запірної арматури в аварійних ситуаціях на енервідключення КЗ у будь-якій віддаленій точці мерегоблоці. При цьому повинна забезпечуватися нежі навіть, якщо відбудеться відмова послідовно обхідна чутливість захисту такого променя до двох вимикачів - ушкодженого приєднання і живинайменшого струму трифазного КЗ до реактора на льного уведення секції (подвійна відмова). У необуведені самої віддаленої зборки (точка К-3)6 хідності такої дії резервного захисту переконують (6такий ступінь резервування у відключенні КЗ у приклади пожеж на Вірменській і Смоленської мережі живлення зборок з струмообмежуючими АЕС. І при цьому не буде перешкоди надійності реакторами за рівнем техніки в даний час можна експлуатації енергоблоку з боку комплектів ПМСЗ вважати гранично досяжної). завдяки повній відособленості їх від приєднань що Дія променевих МСЗ секції, крім відключення ними резервуються. Мається на увазі, що планове самого трансформатора - позиція 1, та на пуск технічне обслуговування комплектів ПМСЗ, як і його ПРВВЗ забезпечить гранично можливе резезахисту робочого ТВП - позиція 2 на тій же Фіг.1, рвування у відключенні КЗ і в мережі 0,4кВ7 повинне сполучатися з техобслуговуванням енер(7діючою типовою роботою [2] для трансформатогоблоку. рів 6/0,4кВ передбачається тільки ПРВВ). Забезпечити резервування у відключенні КЗ у Таким чином, представляється можливим вимережі секції 0,4кВ Фіг.2 можна тим же способом, ключити виникнення пожеж у знову запроектоваяк це показано для секції 6,3кВ. Для цього всі приних електроустановках ВП 6,3 і 0,4кВ електростаєднання секції 0,4кВ за винятком деяких великих нцій при КЗ у них за допомогою тільки простих електродвигунів - позиція 2, що входять у зону МСЗ, чого повною мірою не може забезпечити резервування МСЗ трансформатора, треба розпоіснуюча типова робота із застосуванням навіть ділити по групах у виді радіальних променів трьох складних захистів [2]. типів: Авторам представляється, що спосіб резерву- Група-промінь, позиція 3 - електродвигуни й вання, що заявляється, може стати основою для інші струмоприймачі, що знаходяться в значному нової редакції типової роботи замість існуючої [2]. видаленні від живильної секції, але у відносній Перелік фігур графіки. близькості друг від друга. Для їхнього підключення Фіг.1. На ній представлена спрощена схема в рівному, приблизно, віддалені від кожного струспособу резервування, що заявляється, здійснен 7 19050 8 ня резервування у відключенні КЗ у мережі секції 1 - живильний трансформатор 6/0,4кВ потужВП 6,3кВ АЕС. ністю 630-1000кВА; Тут: 2 - одиночні (потужністю до 200кВт) електрод1 - блок генератор-трансформатор (ГТ) потужвигуни, що резервуються захистом (МСЗ) живильністю 1000МВт; ного трансформатора; 2 - робочий трансформатор власних потреб 3 - електродвигуни, що знаходяться територі(ТВП) потужністю 63МВА; ально поблизу один від одного, але в значному 3 - електродвигуни, що резервуються захисвіддаленні від живильної секції; том (МСЗН) живильного уведення; 4 - електродвигуни з близькими за значенням 4 - інші електродвигуни й трансформатори струмами трифазного КЗ наприкінці їхніх кабелів; 6/0,4кВ, що не резервуються захистом живильного 5 - розподільчі збірки, ланцюги послідовно уведення, та знаходяться у невеликому віддаленні включених окремих збірок. від живильної секції -1-ий промінь навантаження; Джерела інформації: 5 - віддаленні електродвигуни - 2-ий промінь 1. Расчетные материалы автора по обоснованавантаження; нию способа глубокого резервирования в отклю6 - лінія живлення системи безпеки енергоблочении коротких замыканий в электроустановках ку - 3-ій промінь навантаження; 6,3 и 0,4кВ. 7 - лінія живлення загальностанційних наван2. Типовая работа "Релейная защита элементажень - 4-ий промінь; тов СН 6,3 и 0,4кВ электростанций с турбогенера8 - захисти приєднань від КЗ на них (СВ торами". - Москва: Институт "Атомэнергопроект", струмова відсічка, МСЗ - максимальний струмовий 1987. захист, ПРВВЗ - пристрій резервування відмов3. Малафиенко С.А. О резервировании в сислення вимикача або захисту трансформатора теме собственных нужд 6кВ электростанций. // 6/0,4кВ). Электрические станции. – 1993. - №10. Фіг.2. На ній представлена спрощена схема 4. Циркуляр РАО "ЕЭС России" № Ц-02-98(Э) способу резервування у відключенні КЗ у мережі "О проверке кабелей на невозгорание при воздейсекції 0,4кВ електроустановки ВП електростанції ствии тока короткого замыкания". - Москва. - 1998. або промислового підприємства. С дополнением № 106-25/57 от 24.11.2000 в адрес Тут: Чернобыльской АЭС "По вопросу применения циркуляра Ц-02-98(Э)". 9 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 19050 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601