Выпуск 642
. Основана в 1959 году
В. А. ЗИЛЬБЕРМАН
РЕЛЕЙНАЯ
ЗАЩИТА СЕТИ
СОБСТВЕННЫХ НУЖД
АТОМНЫХ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
IS
МОСКВА
ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ
1992

ББК(31.27-05
3-61
УДК *[621.311.25:621.039] :621.316.925
Рецензент В. А. Семенов
Зильберман В.А.
3-61 Релейная защита сети собственных нужд атомных электро¬
станций. — М.: Энергоатомиздат, 1992. — 128 с.: ил. — (Б-ка
электромонтера, Вып. 642).
ISBN 5-283-01145-3
Рассматриваются принципы выполнения устройств релейной защиты
сети собственных нужд АЭС и методика выбора уставок этих защит.
Особое внимание уделено описанию и методике расчета уставок новых
устройств релейной защиты на АЭС. Описаны новые сейсмостойкие ре¬
ле, используемые в схемах релейной защиты собственных нужд АЭС.
Приводятся примеры по расчету уставок защиты, токов короткого за¬
мыкания и самозапуска в сети собственных нужд АЭС.
Для электромонтеров и мастеров, занимающихся наладкой и экс¬
плуатацией релейной защиты на АЭС.
2205000000-188 lgl 91	ЕБК 31.27-05
051 (01)-92
ISBN 5-283-01145-3
©Автор, 1992

ПРЕДИСЛОВИЕ
Создание на атомных электростанциях (АЭС) принципи¬
ально новых схем электрических соединений собственных
нужд с секциями надежного электроснабжения, рост единичной
мощности электродвигателей и трансформаторов собственных
нужд обусловили существенные изменения в релейной защите
элементов этой сети.
Модернизация схем релейной защиты сети собственных
нужд АЭС связана также с освоением промышленностью
новых реле и блоков реле в сейсмостойком исполнении. Это
позволило по-новому подойти к ряду проблем рёлейной за¬
щиты элементов сети собственных нужд АЭС, в частности,
к совершенствованию дальнего резервирования в этой сети с
целью предотвращения возгорания кабелей при коротких
замыканиях (КЗ) в сети собственных нужд.
В предлагаемой вйиманию читателя книге приведены систе¬
матизированные сведения о принципах выполнения устройств
релейной защиты, а также методика выбора уставок различных
видов защит элементов сети собственных нужд АЭС. В книге
даны также принципиальные схемы ряда современных устройств
релейной защиты элементов собственных нужд АЭС и но¬
вых реле, используемых в этих схемах.
Автор выражает надежду, что знакомство с настоящей
книгой окажет практическую помощь электромонтерам и
мастерам электроцехов АЭС в освоении и эксплуатации вне¬
дряемых в сети собственных нужд АЭС новых устройств
релейной защиты.
Автор выражает благодарность рецензенту книги В.А. Се¬
менову и редактору В.В. Овчинникову за ценные замечания,
способствующие улучшению книги.
Замечания и предложения по книге просьба направлять
по адресу: 113114, Москва, М. 114, Шлюзовая наб., 10, Энерго-
атомиздат. '
Автор

1.	СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ СОБСТВЕННЫХ
НУЖД АЭС
В отличие от тепловых электростанций, технологическая схема ко¬
торых основана на использовании химической энергии сгорания орга¬
нических топлив, атомные электростанции используют для производства
электроэнергии тепловую энергию, выделяющуюся в процессе деления
ядер тяжелых элементов периодической системы элементов Менделе¬
ева под воздействием свободных нейтронов [1]. Наиболее широко для
этой цели используется процесс деления ядер изотопа урана с атомной
массой 235. Реакция деления происходит в специальных устройствах —
ядерных реакторах. В результате процессов, протекающих в реакторах
(выгорания ядерного топлива), происходит образование новых элемен¬
тов с меньшей атомной массой выделения дополнительных свободных
нейтронов, поддерживающих реакцию деления ядер урана, и выделение
большого количества тепла. Это тепло и используется для образования
из теплоносителя водяного пара, приводящего во вращение турбины
энергоблоков.
На атомных электростанциях СССР применяются урановые реакторы
двух типов: водо-водяные энергетические (теплоноситель — вода, за¬
медлитель-вода) мощностью 440 МВт (ВВЭР-440) и 1000 МВт (ВВЭР-
1000) и канальные водографитовые (теплоноситель — вода, замедли¬
тель-графит) мощностью 1000 МВт (РБМК-1000) и 1500 МВт (РБМК-
1500). В настоящее время используются главным образом реакторы
ВВЭР-1000.
На каждом ядерном реакторе в зависимости от его мощности уста¬
навливается один или два блока турбина — генератор — трансформатор.
При разработке технологических схем АЭС учитываются следующие
специфические свойства ядерного топлива и особенности управления
процессами, происходящими в реакторе:
1.	Высокое тепловыделение, отнесенное к единице массы разделивше¬
гося вещества.
2.	Непрерывность процесса деления ядерного топлива (цепная ре¬
акция); указанный процесс сопровождается образованием дополни¬
тельных свободных нейтронов, под действием которых многие хими¬
чески стабильные нерадиоактивные элементы во внутриреак торных
устройствах становятся радиоактивными (наведенная радиоактивность),
4

что усложняет эксплуатацию и требует применения дорогостоящих
защитных устройств и соответствующих надежных средств дистанци¬
онного обслуживания.
3.	Использование для регулирования тепловой мощности реактора
специальных замедлителей, влияющих на количесво свободных
нейтронов, которые образуются при делении ядер урана.
При этом, если число нейтронов в предыдущем поколении Иі равно
числу нейтронов в настоящем поколении п2, в реакторе происходит
стационарная цепная реакция; если п2 > «і, ядерная реакция развива¬
ется, а поток нейтронов и мощность реактора растут; если п2 < и1э
ядерная цепная реакция затухает, а поток нейтронов и мощность ре¬
актора уменьшаются. Замедлители подразделяются на стационарные,
постоянно находящиеся в активной зоне реактора (вода или графит
в зависимости от типа ректора), и вводимые в активную зону реактора
по мере необходимости с помощью специальной системы управления
и защиты (СУЗ).
4.	Накопление радиоактивных короткоживущих и долгоживущих
продуктов деления, а также продуктов их распада, длительное время
сохраняющих высокий уровень радиоактивности, что приводит к весьма
долговременному остаточному тепловыделению в активной зоне ре¬
актора даже после его остановки. Указанная особенность требует спе¬
циальных высоконадежных систем расхолаживания реактора после его
остановки, в том числе и аварийной.
При проектировании и эксплуатации АЭС перечисленные особен¬
ности необходимо учитывать таким образом, чтобы в любых режимах,
в том числе и аварийных, обеспечивался высокий уровень ядерной и
радиационной безопасности. Удовлетворение этих требований приводит
к появлению на АЭС ряда специфических устройств и сооружений:
аварийной защиты реактора, системы спецвентиляции, системы пере¬
грузки активной зоны, системы биологической защиты, системы дози¬
метрического контроля, системы управления и защиты реактора и др.
Требования исключительно надежного электроснабжения потребителей
этих систем в различных, и прежде всего в аварийных, режимах и опре¬
деляет специфику построения схем собственных нужд и выбор источни¬
ков питания различных потребителей собственных нужд на АЭС.
Группы потребителей собственных нужд (СН) АЭС. Состав электро¬
приемников СН и потребляемая ими мощность зависят от типа реактора,
применяемого на АЭС, и параметров основного оборудования. Однако
вне зависимости от типа реактора все потребители в системе СН АЭС по
степени надежности и допустимому времени перерыва питания в режиме
полного исчезновения напряжения от рабочих и резервных трансформа¬
торов (обесточивания) в системе СН разделены на следующие основные
группы:
1) потребители, не предъявляющие повышенных требований к наде¬
жности электроснабжения, допускающие перерывы питания на время
5

АВР и не требующие обязательного наличия напряжения питания после
срабатывания аварийной защиты (A3) реактора;
2) потребители, предъявляющие повышенные требования к надежно¬
сти электроснабжения, требующие обязательного наличия питания
после срабатывания A3 реактора во всех режимах, включая режим
обесточивания, при этом одна часть таких потребителей не допускает
перерывов питания более чем на доли секунды, другая часть таких по¬
требителей по условиям безопасности и по условиям сохранности осно¬
вного оборудования допускает перерыв питания до десятков секунд.
Источники и организация питания потребителей СН АЭС. Схема
сетей СН унифицированного энергоблока с водо-водяным энергети¬
ческим реактором ВВЭР-1000 приведена на рис.1. Сеть имеет четыре се¬
кции 6,3 кВ — ВА, ВВ, ВС и BD, которые в нормальном режиме, как и
на тепловых электростанциях, питаются от рабочих трансформаторов
собственных нужд (ТСН) Т1 и Т2 или через магистрали резервного
питания от резервных ТСН ТЗ и Т4.
Рабочие трансформаторы Т1 и 72, питающие сеть СН 6,3 кВ, подклю¬
чаются ответвлением к блоку между генераторным выключателем
(выключателем нагрузки) QW и трансформатором блока Т. Схема
с выключателем в цепи генератора позволяет осуществлять пуск и
останов блоков от рабочих ТСН, при этом резервный ТСН с низшим
напряжением 6,3 кВ должен обеспечивать замену рабочего ТСН одного
блока генератор — трансформатор. На АЭС с блоками без выключателя
нагрузки (генераторного выключателя) резервный ТСН с низшим
напряжением 6,3 кВ должен обеспечивать замену рабочего ТСН одного
блока генератор — трансформатор и одновременно пуск или останов
реакторного блока. Резервные ТСН с низшим напряжением 6,3 кВ при¬
соединяются либо к шинам ПО — 330 кВ АЭС, которые имеют связь
с энергосистемой, либо к третичной обмотке автотрансформатора связи
750/330 кВ АЭС, либо к ВЛ ПО — 330 кВ, питающихся от других эле¬
ктростанций или подстанций энергосистемы.
Магистраль резервного питания СН 6,3 кВ секционируется выклю¬
чателями при одном резервном ТСН черз три-четыре блока, а при двух
резервных ТСН — через каждые два-три блока (см. рис. 9 ).
Секции 6,3 кВ, питающиеся нормально от рабочих ТСН, а при ремонте
или повреждении рабочего ТСН — через магистраль резервного питания
от резервного ТСН, Получили название секций 6,3 кВ нормаль¬
ной эксплуатации. Количество этих секций выбирается в за¬
висимости от числа главных циркуляционных насосов (ГЦН) реактора,
допускаемого количества одновременно отключаемых ГЦН без сра¬
батывания A3, а также по условиям самозапуска механизмов СН. Ко¬
личество и мощность рабочих ТСН выбираются по условиям пуска
ГЦН в соответствии с требованиями заводов-изготовителей. Здесь и
далее под пуском электродвигателей механизмов СН понимается режим,
когда полностью остановленные электродвигатели при подаче на них
6

Рис. 1. Схема сети собственных нужд 6,3 и 0,4 кВ энергоблока ВВЭР-1000:
ВА, ВВ, ВС, BD — секции нормальной эксплуатации 6,3 кВ; СА, СВ, CM, CN —
секции нормальной эксплуатации 0,4 кВ машзала, включенные по схеме явного
резерва; CPI, СР2 — секции нормальной эксплуатации 0,4 кВ реакторного отде¬
ления, включенные по схеме неявного резерва; CFI, CF2 — секции 0,4 кВ питания
СУЗ; BE — секция 6,3 кВ потребителей ОВК; СЕ — секция 0,4 кВ потребителей
ОВК; BJ, ВК — секции надежного электроснабжения общеблочной нагрузки
6,3 кВ; BV, BW, ВХ — секции надежного электроснабжения 6,3 кВ I, II и III кана¬
лов системы безопасности; СѴ01, СѴ02 (CW01, CW02: СХ01, СХ02) - секции на¬
дежного электроснабжения 0,4 кВ I (II, III соответственно) канала системы безо¬
пасности

номинального напряжения разворачиваются до номинальной частоты
вращения, а под самозапу ском — режим, когда вследствие кратковре¬
менного понижения или исчезновения питающего напряжения электро¬
двигатели частично затормаживаются, а после восстановления питающего
напряжения вновь разворачиваются до номинальной частоты вращения.
От каждой секции 6,3 кВ нормальной эксплуатации (ВА, ВВ, ВС,
ВИ) при помощи трансформаторов 6,3/0,4 кВ Т5 ~ Т8 организовано
рабочее и резервное питание необходимого количества секций 0,4 кВ
нормальной эксплуатации (секции СР1 — СР2, СА, СВ, CM, CN).
К секциям ВА и ВВ первого блока АЭС подключаются также секции
удаленных нагрузок, от которых питаются потребители химводоочистки,
мастерской и др., расположенные в объединенном вспомогательном
корпусе (ОВК). Секции 6,3 кВ ОВК (секция BE на рис. 1) нормально
питаются от секции нормальной эксплуатации с помощью кабельной
линии, подключенной к секциям через два выключателя (Q3 и Q4 на
рис. 1), а при исчезновении питания от рабочих ТСН подключаются
к магистрали резервного питания через один выключатель (Q5 на рис.1).
При помощи трансформатора 6,3/0,4 кВ T9 организуется питание секции
0,4 кВ ОВК (секция СЕ на рис.1).
Помимо потребителей, не предъявляющих повышенных требований
к надежности электроснабжения, к секциям 6,3 кВ нормальной эксплу¬
атации подключаются специально образованные секции удаленных
нагрузок (ВѴ на рис.1), от которых в нормальном режиме питаются
потребители, требующие повышенной надежности электроснабжения.
Секции удаленных нагрузок, к которым подключены потребители,
обеспечивающие расхолаживание реактора после срабатывания A3
и требующие повышенной надежности электроснабжения, получили
название секций 6,3 кВ надежного электроснабжения
каналов системы безопасности, а секции удаленных на¬
грузок, к которым подключаются потребители, обеспечивающие сохран¬
ность основного оборудования в режиме обесточивания и также требу¬
ющие повышенной надежности электроснабжения, получили название
секций 6,3 кВ надежного электроснабжения обще¬
блочной нагрузки (BJ, ВК на рис.1). Все секции 6,3 кВ надежно¬
го электроснабжения присоединяются к секциям 6,3 кВ нормальной
эксплуатации с помощью двух последовательно включенных выклю¬
чателей, причем к каждой секции 6,3 кВ нормальной эксплуатации
по условиям выполнения релейной защиты подключается не более двух
секций 6,3 кВ удаленных нагрузок (ВѴ и BE на рис. 1).
Количество секций 6,3 кВ надежного энергоснабжения каналов си¬
стемы безопасности принимается равным количеству каналов системы
безопасности реактора, принятому в технологической части АЭС, и эти
секции питаются от разных секций нормальной эксплуатации. Коли¬
чество секций 6,3 кВ надежного электроснабжения общеблочной нагру¬
зки принимается по две секции на блок. Секции надежного электро¬
8

снабжения каналов системы безопасности не имеют резервного питания,
а секции надежного электроснабжения общеблочной нагрузки допол¬
нительно связаны между собой с помощью двух последовательно
включенных секционных выключателей (СВ) Q8 и Q9. От каждой се¬
кции 6,3 кВ надежного электроснабжения при помощи трансформа¬
торов 6,3/0,4 кВ организовано питание необходимого количества секций
0,4 кВ надежного электроснабжения.
Повышенная надежность питания нагрузки 6,3 и 0,4 кВ'} подключен¬
ной к секциям надежного электроснабжения, в режиме обесточивания
в системе СН блока (исчезновения напряжения от рабочих ТСН Т1 и Т2
и резервных ТСН ТЗ ,и Т4) обеспечивается на каждой секции 6,3 кВ
надежного электроснабжения нормально отключенным независимым
источником переменного тока, в качестве которого на АЭС использу¬
ются дизель-генераторы. Эти дизель-генераторы, как правило, устана¬
вливаются в отдельных помещениях, и их особенностью является то,
что они не могут обеспечивать запуск нагруженной секции надежного
электроснабжения. Поэтому дизель-генераторы автоматически запуска¬
ются для питания нагрузки секции надежного энергоснабжения 6,3 кВ
только при полном отсутствии напряжения на секции 6,3 кВ надежного
электроснабжения, что предъявляет повышенные требования к отклю¬
чению секции 6,3 кВ надежного электроснабжения при обесточивании в
сети 6,3 кВ нормальной эксплуатации. Этими требованиями объясняет¬
ся установка двух последовательно соединенных выключателей в цепи
питания секций 6,3 кВ надежного электроснабжения от секций 6,3 кВ
нормальной эксплуатации, например, выключателей Q1 и Q2 для сек¬
ции ВѴ.
Набор нагрузки каждым запущенным дизель-генератором осуще¬
ствляется ступенями, поэтому длительность перерыва питания различных
потребителей секций надежного электроснабжения 6,3 кВ в режиме
обесточивания составляет от 20 с (для ’’нулевой”, наиболее ответствен¬
ной ступени нагрузки) до 50—80 с (для последней, наименее ответствен¬
ной ступени нагрузки).
Поскольку каждый канал системы безопасности реактора обеспечи¬
вает полное расхолаживание реактора при срабатывании A3 [1], вза¬
имное резервирование между дизель-генераторами, питающими секции
6,3	кВ надежного электроснабжения каналов системы безопасности, не
предусматривается. Мощность каждого дизель-генератора рассчитыва¬
ется на работу 100 % номинальной нагрузки одного канала системы
безопасности, т.е. расхолаживание реактора при срабатывании A3 и
обесточивании сети 6,3 кВ СН обеспечивается при пуске хотя бы одного
дизель-генератора. Мощность общеблочных дизель-генераторов, подклю¬
чаемых к секциям надежного электроснабжения общеблочной нагрузки
(два дизель-генератора на два реакторных блока), выбирается из ра¬
счета обеспечения работы каждого дизель-генератора на нагрузку двух
энергоблоков в случае отказа одного из дизель-генераторов.
9

Питание потребителей СН, не допускающих перерывов питания в
любых режимах более чем на доли секунды, осуществляется от двух
секций шин напряжением 0,4 кВ, организованных в каждом канале
системы безопасности. Эти секции получают питание от специальных
агр егатов бесперебойного питания (АБП), КаждыйАБП
(рис. 2) состоит из выпрямителя и статических преобразователей по¬
стоянного тока в переменный (инверторов) напряжением 0,22/0,4 кВ
с тиристорными ключами на выходе. Ключ ТКЕП осуществляет быстро¬
действующее — с перерывом на доли секунд — бесконтактное переклю¬
чение нагрузки 0,4 кВ при неисправности одного из инверторов, а ключ
ТКЕО — быстродействующее отключение с последующим автоматиче¬
ским повторным включением при КЗ в сети 0,4 кВ, питаемой от АБП.
Входы инверторов подключены к щиту постоянного тока 220 В, ко¬
торый в свою очередь получает питание от выпрямителя, подключенного
через разделительный трансформатор 6,3/0,23 кВ к секции 6,3 кВ на¬
дежного электроснабжения соответствующего канала системы безопа¬
сности, а на время исчезновения напряжения на этой секции — от отдель¬
ной аккумуляторной батареи (АБ), работающей в режиме постоянного
подзаряда. Разделительные трансформаторы АБП подключаются к со¬
ответствующей секции 6,3 кВ через выключатель Q, а к сети 0,23 кВ —
через рубильник S. Особенностью разделительного трансформатора
АБП является то, что ввиду специфики питаемой им нагрузки (ак¬
кумуляторная батарея с заземленной через устройство контроля изоля¬
ции средней точкой) он работает с изолированной нейтралью 0,23 кВ.
Защита и автоматика секций 0,4 кВ, питающихся от АБП, в том числе
тиристорные ключи ТКЕО и ТКЕП, входят в комплект схем управления
АБП, разработанных заводами-изготовителями АБП, и к релейной
защите элементов сети СН АЭС не относятся.
Рис. 2. Структурная схема агрегата бесперебойного питания
10

Кроме АБП, питающих потребителей каналов системы безопасности,
на каждый реакторный блок предусматривается один АБП для питания
общеблочной нагрузки и один АБП для питания нагрузки управляющей
вычислительной системы (УВС), с помощью которой ведется техно¬
логический режим реактора.
Разделительные трансформаторы 6,3/0,23 кВ, питающие эти АБП,
подключаются к соответствующим секциям 6,3 кВ надежного электро¬
снабжения общеблочной нагрузки, а входы инверторов каждого АБП
питаются от щита постоянного тока общеблочной АБ и АБ УВС со¬
ответственно.
Для питания потребителей системы управления и защиты реактора
(СУЗ) (секции CF1 и CF2 на рис. 1) предусмотрены два отдельных
трансформатора 6,3/0,4 кВ ТІО и Т11, включенные на стороне 0,4 кВ по
схеме неявного резерва. Кроме того, питание потребителей СУЗ резер¬
вируется от специальной аккумуляторной батареи напряжением НОВ.
Источники оперативного тока устройств релейной защиты и автома¬
тики СН АЭС. Необходимая надежность работы сети СН АЭС определя¬
ется также наличием на всех элементах сети СН устройств релейной
защиты (РЗ), отключающих по возможности с минимальным временем
защищаемый элемент при возникновении в нем КЗ и анормальных ре¬
жимов. Правильная работа устройств РЗ СН во многом зависит от
организации на АЭС цепей оперативного тока, обеспечивающих работу
устройств РЗ, схем управления коммутирующими аппаратами элементов
СН, а также различных цепей сигнализации.
Устройства РЗ, автоматики, управления и сигнализации всех элеме¬
нтов сети 6,3 кВ нормальной эксплуатации и сети 6,3 кВ надежного
электроснабжения АЭС работают на постоянном оперативном токе на¬
пряжением 220 В. Поэтому все эти устройства питаются от специально
организованной на каждом энергоблоке АЭС сети постоянного операти¬
вного тока 220 В. От этой сети питаются также устройства РЗ, автома¬
тики, управления и сигнализации питающих вводов всех секций 0,4 кВ
нормальной эксплуатации и надежного электроснабжения АЭС (за исклю¬
чением секций 0,4 кВ, подключенных к АБП) и секционных автома¬
тических выключателей 0,4 кВ. Устройства РЗ, управления, автоматики
и сигнализации присоединений, отходящих от секций 0,4 кВ (кроме
секций, подключенных к АБП), работают на переменном оперативном
токе 220 В.
В качестве источников переменного оперативного тока для присоеди¬
нений, отходящих от секций 0,4 кВ, используется фазное напряжение
А — 0 других секций 0,4 кВ, причем для повышения надежности преду¬
сматривается автоматическое включение резервного питания (АВР)
от разных секций 0,4 кВ. В качестве источников постоянного операти¬
вного тока для цепей РЗ, управления и сигнализации всех элементов сети
6,3	кВ СН, а также для цепей РЗ, управления и сигнализации питающих
вводов 0,4 кВ и секционных автоматических выключателей 0,4 кВ
11

используется напряжение ±220 В, получаемое от аккумуляторных ба¬
тарей. Эти батареи являются независимыми источниками питания, рабо¬
тающими в режиме постоянного подзаряда от сети СН 0,4 кВ АЭС и
способными при полном исчезновении переменного тока на АЭС обе¬
спечивать как работу РЗ, так и управление коммутационными аппарата¬
ми элементов СН в течение 1 ч. Для обеспечения необходимой надежности
Hà каждом реакторном блоке, кроме АБ СУЗ, предусматривается по
одной АБ напряжением 220 В на каждый канал системы безопасности,
причем каждая из этих батарей рассчитана на обеспечение 100 % нагру¬
зки потребителей данного канала. Для питания блочных потребителей,
не связанных с технологическими системами безопасности, предусмо¬
трены две общеблочные АБ напряжением 220 В. Отдельная АБ напря¬
жением 220 В предусматривается для питания УВС реакторного блока.
2.	ПРИНЦИПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ И ТИПЫ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ,
УСТАНАВЛИВАЕМОЙ НА ЭЛЕМЕНТАХ СЕТИ 6,3 кВ СОБСТВЕННЫХ
НУЖД АЗС
В элементах сети 6,3 кВ СН АЭС возможны повреждения различных
видов, вызванные старением изоляции обмоток электродвигателей
и трансформаторов, невыявленными дефектами заводского изгото¬
вления, попаданием на оборудование влаги и масла, коммутационными
перенапряжениями и др. Эти повреждения разделяются на однофазные
замыкания на землю, при которых значение тока замыкания не пре¬
вышает десятков ампер, и на многофазные КЗ, которые сопровожда¬
ются большими токами — порядка десятков килоампер, вызывающими
большие разрушения, повреждения или отказ оборудования. Кроме
того, многофазные КЗ сопровождаются значительным понижением
напряжения на шинах СН, а длительное снижение напряжения в сети СН
уменьшает производительность неповрежденных электродвигателей,
питающихся от этих шин и обеспечивающих поддержание нормального
технологического процесса в ядерном реакторе. Однофазные замыкания
на землю в сети 6,3 кВ СН сами по себе менее опасны, так как не при¬
водят к изменению между фазных напряжений и, следовательно, к изме¬
нению производительности электродвигателей СН, питающихся от дан¬
ной секции, однако длительное наличие такого замыкания в одной точке
сети и возникающие при этом перенапряжения на неповрежденных
фазах могут вызвать пробой ослабленной изоляции на одной иэ этих
фаз в другой точке сети СН и однофазное замыкание на землю с малыми
токами переходит в двухфазное КЗ или двойное замыкание на землю с
большими токами. Поэтому к устройствам РЗ элементов сети 6,3 кВ
СН АЭС предъявляются требования селективного отключения любых
замыканий в защищаемых элементах с минимально возможным вре¬
менем. Так как все электроприемники сети 6,3 кВ СН АЭС присоединя¬
ются к соответствующим секциям 6,3 кВ СН с помощью трехфазных
12

кабелей, то дополнительно предъявляются высокие требования к обе¬
спечению дальнего резервирования в сети СН АЭС, поскольку неотклю-
чение КЗ в кабеле любого присоединения СН в течение 0,4 — 0,7 с,
например, при отказе РЗ или выключателя этого присоединения, помимо
нарушения технологического процесса в ядерном реакторе из-за длитель¬
ного снижения напряжения в сети СН, приводит в возгоранию в ка¬
бельной сети СН. Это возгорание особенно опасно для кабелей, прохо¬
дящих под оболочкой реактора и питающих потребителей; каналов
системы безопасности. К факторам, снижающим надежность РЗ элеме¬
нтов сети 6,3 кВ СН АЭС, относится также то, что конструктивно все
устройства релёйной защиты, за исключением РЗ трансформаторов СН с
низшим напряжением 6,3 кВ, выполнены в специальных релейных
отсеках серийно выпускаемых электропромышленностью шкафов
комплектных распределительных устройств (КРУ). Шкафы КРУ обра¬
зуют соответствующие секции 6,3 кВ собственных нужд, что значительно
упрощает и удешевляет монтаж и наладку устройств СН 6,3 кВ. В то же
время установка в разных отсеках одного шкафа КРУ выключателя
6,3	кВ, к которому подключаются кабели от соответствующего электро¬
приемника СН,.и низковольтных устройств РЗ этого присоединения СН
может приводить к выгоранию вторичных цепей при дуговых КЗ в
отсеке выключателя 6,3 кВ КРУ. Указанная конструктивная особенность
также должна учитываться при построении схем релейной защиты в сети
6,3	кВ СН АЭС, особенно при обеспечении дальнего резервирования в
этой сети.
Релейная защита элементов сети 6,3 кВ СН АЭС должна соответство¬
вать требованиям Правил устройств электроустановок (ПУЭ).
Защита рабочих ТСН с низшим напряжением 6,3 кВ. В качестве осно¬
вных защит рабочих ТСН, отключающих КЗ без дополнительной выде¬
ржки времени, предусматриваются дифференциальная и газовая защиты,
в качестве резервной защиты от КЗ в ТСН и на подключенных к ним
секциях нормальной эксплуатации 6,3 кВ предусматривается дистанци¬
онная защита с выдержкой времени, устанавливаемая на стороне ВН
трансформатора. Так как рабочие ТСН мощностью 25 — 63 МВ • А, уста¬
навливаемые на АЭС, подключаются к блоку ответвлением без выклю¬
чателя, то все защиты этих ТСН действуют на отключение блока со всех
сторон, а также на отключение выключателей 6,3 кВ поврежденного ТСН
без запрета АВР подключенных к этому ТСН секций 6,3 кВ нормальной
эксплуатации. Такое решение ускоряет АВР и уменьшает время пере¬
рыва питания потребителей СН. В случае подключения к блоку двух
рабочих ТСН, как это, например, выполнено на блоке с реактором
ВВЭР-1000 (см. рис. 1), при повреждении одного рабочего ТСН секций
6,3	кВ нормальной эксплуатации от выходных реле отключения энерго¬
блока отключаются также без запрета АВР и выключатели 6,3 кВ непо¬
врежденного трансформатора СН. Структурная однолинейная схема
включения защит рабочих ТСН приведена на рис. 3.
13

К блоку
генератор - трансформатор
К Выходным реле РЗ блока
генератор-трансформатор
Рис, 3. Структурная схема защит, устанавливаемых на рабочих ТСН мощностью
63 МВ • А
Дифференциальная защита рабочих ТСН используется в качестве
основной быстродействующей защиты от всех видов КЗ в обмотках ТСН
и на его выводах в зоне, ограниченной трансформаторами тока (ТТ) і
цепи выключателей 6,3 кВ ТСН и трансформаторами тока, встроенным!
в ТСН со стороны обмотки ВН, к которым подключена защита (рис. 3).
Дифференциальная защита рабочих ТСН выполняется в трехфаэнок
трехрелейном исполнении, что обеспечивает ее надежное действие прі
двойных замыканиях на землю [3]. Поскольку все обмотки ТСН имею,
схему соединения Д/Д/Д, ТТ, к которым подключены реле дифферен
циальной защиты, соединяются в звезду.
14

Для обеспечения высокой чувствительности и быстродействия в за¬
щите, как правило, используются реле типа ДЗТ-21. На ряде старых АЭС
дифференциальная защита ТСН выполнена на реле типа РНТ-565 и ДЗТ-
11. Работа таких защит и выбор их уставок подробно описаны в [3, 4].
Реле ДЗТ-21 представляют собой полупроводниковое устройство, в
котором для отстройки от режима включения трансформатора при
сохранении высокой чувствительности защиты ГЛ „ = (0 3—0 7) I
где Іс 3 — ток срабатывания защиты; /ном — номинальный ток транс¬
форматора] применен времяимпульсный принцип в сочетании с тормо¬
жением током второй гармоники и торможением от фазных токов от ТТ
стороны ВН и ТТ стороны НН защищаемого трансформатора СН.
Времяимпульсный принцип реализуется в реагирующем органе за¬
щиты РО (рис. 4, а) в виде схемы сравнения длительности пауз на за¬
данном уровне замера с заданным временем. Реагирующий орган соде¬
ржит релейный формирователь прямоугольных импульсов РФ, элемент
времени с задержкой на возврат Вв и элемент времени В.
При однополярных бросках тока намагничивания защищаемого тран¬
сформатора, возникающих при его включении под напряжение, паузы
между импульсами на выходе релейного формирователя составляют не
менее 6,6 мс (рис. 4, б). Эти паузы превышают уставку элемента Вв
(4,5 — 5 мс), и на выходе последнего имеются паузы с периодичностью
ія ^Snc £ср»£3мс
Рис. 4. Структурная схема реагирующего органа реле ДЗТ-21 (а) и временные диаг¬
раммы работы реагирующего органа при включении трансформатора (б) и при
КЗ в зоне (в)
15

промышленной частоты. Так как уставка элемента В больше периода
промышленной частоты и равна 21 — 23,5 мс, то элемент В не срабаты¬
вает (рис. 4, б).
При синусоидальном токе, большем уставки реле (рис. 4, в), паузы
на выходе РФ меньше уставки Дв, на . лходе элемента Вв появляется
сплошной сигнал и через 21 — 23,5 мс элемент В срабатывает (си¬
гнал Ug).
Для улучшения отстройки от разнополярных бросков тока намагни¬
чивания при включении защищаемого трансформатора, времяимпуль
сный принцип дополнен торможением от тока второй гармоники, причем
параметры этой цепи торможения выбраны такими, чтобы время сраба
тывания реле в условиях переходного процесса при постоянной времені
первичной цепи 0,1 с составляло не более 0,08 с.
Для отстройки от токов небаланса при внешних КЗ в реле ДЗТ-21
имеется торможение от фазных токов, причем в конструкции реле пре
дусмотрены две цепи торможения, которые подключаются к дву»
группам ТТ.
На рис. 5 приведены тормозные характеристики реле (зависимост
дифференциального тока реле от арифметической полусуммы фаэньг
токов двух групп ТТ), а на рис. 6 — однолинейная структурная схем
реле ДЗТ-21. Реле представляет собой четырехмодульную кассету; ка
ждый из трех модулей (по одному на фазу) содержит элементы рабочеі
и тормозных цепей и реагирующий орган (РО), а четвертый модуль -
общие элементы для всех трех фаз [схему ИЛИ, усилитель У, выходам'
реле KL.1 и KL.2 и блок питания (БП), который подключается к истс
чнику постоянного оперативного тока 220 В]. Вторичные цепи ТТ, опре
деляющих зону действия дифференциальной защиты, подключаются і
трансформатору 714 К, имеющему ответвления для выравнивания вторі
чных токов в плечах защиты, подключенных с разных сторон силовот
Рис. 5. Тормозные харакі
ристики реле ДЗТ-21
16

/?8
Otn PO tp азы C
Dm PD фазы A
Dm контактов реле ЛА0ТС
<разА,В,С
+-KL1
-ЯВ
0
+ £B
Рис. 6. Структурная схема реле ДЗТ-21
KL2
К Выходным
реле защит ТСН

трансформатора и для дискретного регулирования минимального тока
срабатывания реле (в диапазоне 2,5 — 5 А при отсутствии торможения).
Для дополнительного выравнивания вторичных токов ТСН установлены
автотрансформаторы тока АТ-32, поскольку при включении дифферен¬
циальной защиты на сумму токов выключателей 6,3 кВ ТСН значение
вторичного номинального тока реле превышает 5 А. Трансформатор
7L4 V имеет две вторичные обмотки, одна из которых служит для обра¬
зования рабочей цепи (выпрямителя VI, выпрямленное напряжение с
выхода которого, пропорциональное току на входе ТАѴ, подается
через резисторы R8 и R9 на вход РО), а вторая — для образования цепи
торможения от токов второй гармоники (резистор R3, пассивный
фильтр второй гармоники на дросселе L и конденсаторе С2. стабилитроны
VD15 и VD16, ограничивающие тормозной сигнал при больших токах КЗ
в зоне защиты, выпрямитель Ѵ2 и резистор RIO). Диод VD14 предназна¬
чен для развязки встречно включенных рабочей цепи и цепи торможения
током второй гармоники. Торможение током второй гармоники позво¬
ляет отстроить реле от разнополярного тока включения с длительностью
пауз не менее 4,5 мс, при этом обеспечивается надежное несрабатывание
реле с уставкой /сз = 0,3 /Ном, при разнополярном токе включения с
амплитудой (8 - 9/ном.
Для выполнения торможения от фазных токов в реле предусмотрены
трансформаторы ТА1 и ТА2, на которые подаются фазные токи плеч
защиты (для дифференциальной защиты ТСН с расщепленными обмот¬
ками — ток стороны ВН ТСН и сумма токов полуобмоток НН ТСН). От¬
ветвления первичных обмоток ТА1 и ТА2 соответствуют номинальному
току плеча защиты /отв.иом в диапазоне (2,5 — 5) А. Вторичные токи
ТА1 и ТА2 выпрямляются выпрямителями ѴЗ и Ѵ4 и суммируются на
резисторе R1, причем параметры цепи торможения выбраны таким
образом, что напряжение на резисторе R1 пропорционально полусумме
фазных токов на входе ТА1 и ТА2. Это напряжение проходит через ста¬
билитроны VD8 и VD9, которые обеспечивают в начальной части тормоз¬
ных характеристик (рис. 6) горизонтальный участок длиной 0,6/отв ном
или 1,0/ОІВ НОМ (для дифференциальной защиты ТСН накладкой
SX1 всегда устанавливается участок 0,6 /Отв.иом) - При этом тормозное
напряжение на резисторе R6 и сглаживающем конденсаторе СЗ появля¬
ется только после превышения напряжением на RJ напряжения пробоя
стабилитронов VD8, VD9, и через резисторы Rll nR12 это напряжение
подается на вход РО встречно напряжению рабочей цепи. Коэффициент
торможения Л"торм (рис. 5) регулируется от 0,3 до 0,9 изменением со¬
противления резистора R12, выведенного, на лицевую плату модуля.
Сигнал, пропорциональный разности напряжений рабочей и тормозной
цепей, подается на вход РО, который, как было показано выше, обе¬
спечивает надежную отстройку реле от бросков тока намагничивания
ТСН и четкую работу при повреждениях в защищаемом ТСН с током
Ік < 10 /Ном- Регулировка тока срабатывания релейного формирователя
18

PO, a следовательно, и минимального тока срабатывания реле в пределах
(0,3 — 0,7) /„ом производится с помощью переменного резистора R13.
Сигнал с выхода РО (элемента В) любой фазы через схему ИЛИ и
.усилитель У вызывает срабатывание промежуточного реле KL. 1. К ка¬
тушке реле KL.1 также подключаются контакты реле дифференциа¬
льных отсечек 7С4отс всех трех фаз. Дифференциальная отсечка каждой
фазы включается в соответствующую рабочую цепь и предназначена для
работы при больших кратностях токов КЗ в зоне действия защиты
(при Ік > 10 /ном), когда наступает насыщение ТТ дифференциальной
зашиты и в их вторичном токе появляются паузы, длительность которых
превышает уставку элемента 5В. Дифференциальная отсечка имеет две
уставки по току (6 /ном и 9 /НОм) > которые устанавливаются накладкой
SX2. Диод VD5 не допускает разряда накопительного конденсатора С1
во время пауз во вторичном дифференциальном токе. Параметры диф¬
ференциальной отсечки (резисторы R2, R5 и герконовое реле /С4отс)
выбраны такими, чтобы цепь отсечки не влияла на токи в рабочей цепи
реле.
Контакт KL.1.1 на рис. 6 включен в цепь выходного реле KL.2, кон¬
такты которого действуют на группу выходных реле основных защит
ТСН. Стабилитроны VD4 и VD5 и резисторы R1—R4 блока питания
реле предназначены для организации напряжений (+6 В; 0 В; — 13 В),
необходимых для питания усилителя У, релейного формирователя
(РФ) и элементов времени Вв и В. Диод VD6.2 предназначен для защиты
VD4 и VD5 при ошибочной подаче на реле напряжения оперативного
тока обратной полярности.
Время действия реле ДЗТ-21 при синусоидальном токе не превышает
0,04 с; в условиях переходного процесса при постоянной времени пер¬
вичной цепи Т < 0,1 с время действия реле может возрастать до 0,08 с.
Газовая защита рабочих ТСН АЭС применяется как основная защита
от витковых замыканий в обмотках ТСН, а также от других повре¬
ждений внутри кожуха трансформатора, сопровождающихся выделением
газа, и выполняется, как правило, с помощью газового реле Бухгольца
С герконовыми контактами типа BF80/Q. На ряде старых ТСН устано¬
влены чашечковые реле типаРГЧЗ-66. Газовые реле имеют сигнальный и
отключающий элементы, причем последний может переводиться при
необходимости, например при доливке масла в трансформатор или
после капитального ремонта ТСН, также на сигнал. Эти реле поставля¬
ются заводом-изготовителем вместе с ТСН и устанавливаются в трубо¬
проводе между баком трансформатора и его маслорасширителем.
Дистанционная защита стороны ВН ТСН используется для ближнего
резервирования [2] при многофазных КЗ в ТСН, а также для дальнего
резервирования при многофазных КЗ на секциях нормальной эксплу¬
атации 6,3 кВ, которые подключены к рассматриваемому ТСН. На ряде
АЭС, находящихся в эксплуатации, для этой цели используются отстро¬
енные от режима пуска электродвигателей СН максимальные токовые
19

защиты с пуском минимального напряжения (МТЗН) со стороны НН
ТСН. Однаго такие МТЗН отстроены от тока самозапуска, посылаемого
этими же электродвигателями СН при несимметричных КЗ на стороне
ВН электростанции только по времени. Поскольку в настоящее время
выдержки времени резервных защит ТСН снижены до (0,6 — 0,7) с, то
в случае отказа быстродействующих защит ВЛ 220 — 750 кВ, отходящих
от шин АЭС, или выключателя этой линии возможна излишняя работа
МТЗН, приводящая к останову энергоблока. Для предотвращения
такой излишней работы необходимо загрубление МТЗН по току [4].
Дистанционные защиты, уставки которых отстроены от режима пуска
электродвигателей СН, отстроены также от режима самозапуска этих
электродвигателей при несимметричных КЗ на стороне ВН АЭС [4]. Это
позволяет без загрубления защиты снижать выдержки времени резе¬
рвных защит, что уменьшает размеры повреждения оборудования и по¬
вышает пожарную безопасность АЭС при отказе основных защит ТСН.
Параметры ТСН с расщепленными обмотками стороны НН выбираются
такими, чтобы при КЗ на одной полуобмотке 6,3 кВ напряжение на
другой изменялось незначительно, поэтому дистанционная защита сторо¬
ны ВН этих ТСН выполняется с помощью двух комплектов реле со¬
противления, на каждый из которых подаются цепи напряжения от тра¬
нсформатора напряжения, установленного до соответствующего ввода
6,3	кВ (ТѴ1, ТѴ2) на рис. 3. По токовым цепям каждый комплект
реле сопротивления включен на фазные токи ТТ, встроенных в ТСН со
стороны высшего напряжения, а по оперативным цепям каждый ком¬
плект реле сопротивления действует на общее реле времени.
Каждый комплект реле сопротивления представляет собой блок реле
типа КРС-2 или БРЭ-2801 и содержит три дистанционных реле минималь¬
ного сопротивления. На каждое дистанционное реле подается разность
двух вторичных токов стороны ВН ТСН и соответствующее вторичное
междуфазное напряжение одной из сторон низшего напряжения этого
ТСН. Каждое реле имеет характеристику срабатывания в виде окружно¬
сти на комплексной плоскости сопротивлений с центром в начале ко¬
ординат. Такая характеристика является оптимальной с точки зрения
селективности и чувствительности [4].
Для предотвращения ложной работы дистанционной защиты при не¬
исправности цепей напряжения она дополняется токовой блокировкой,
выполненной с помощью двух токовых реле /С4бл> включенных на вто¬
ричные токи фаз А и С стороны ВН ТСН (см. рис. 3).
Для повышения надежности оперативные цепи основных и резервной
защит рабочих ТСН подключены к разным автоматическим выключа¬
телям и имеют разные выходные реле, что обеспечивает сохранение в
работе части защит при неисправностях в сети постоянного оперативного
тока.
Защита от перегрузки предназначена для сигнализации о симметри¬
чных перегрузках ТСН. Так как на ТСН с расщепленными обмотками
20

возможен режим неравномерной загрузки секций 6,3 кВ, то защита от
перегрузки выполняется для каждой полуобмотки НН и содержит реле
/С4пер, включенное на ток одной фазы (см. рис. 3). Защита реагирует на
симметричные перегрузки, которые одинаковы во всех фазах, и действу¬
ет с выдержкой времени на сигнал. Это позволяет оперативному персо¬
налу принять меры для ликвидации перегрузки.
' Защиты резервных ТСН с низшим напряжением 6,3 кВ. На резервных
ТСН АЭС для защиты от КЗ устанавливаются, как и на рабочих ТСН,
дифференциальная, газовая и дистанционная на стороне ВН ТСН защиты,
а также действующие на сигнал защиты от перегрузки полуобмоток ТСН
напряжением 6,3 кВ. Дополнительно на всех резервных ТСН, за исключе¬
нием ТСН, подключенных к линиям электропередачи ПО - 330 кВ, вы¬
полняются защиты ошиновки стороны ВН этих ТСН, а на ТСН, подклю¬
ченных к таким линиям, — защита, реагирующая на исчезновение тока и
напряжения в резервных ТСН. Выполнение ряда защит резервных ТСН
имеет некоторые особенности по сравнению с выполнением таких защит
на рабочих ТСН. Эти особенности рассмотрены ниже.
1 Дифференциальная защита резервных ТСН отличается от дифференци¬
альной защиты рабочих ТСН тем, что во избежание ложного срабатыва¬
ния при переходных процессах в режиме несинхронного АВР (включе¬
ние вводов резервного питания в момент, когда ЭДС выбегающих эле¬
ктродвигателей СН находится в противофазе с ЭДС питающей системы),
которое отмечалось на ряде. АЭС, в выходные цепи дифференциальной
защиты для отстройки от этого переходного процесса вводится задержка
на срабатывание порвдка 0,08—0,1 с. Эта задержка выполняется с по¬
мощью реле типа РП-251 или РП-18-1, включаемого в выходные цепи РЗ,
<ак показано на рис. 7.
Кроме того, резервные ТСН, за исключением резервных ТСН, которые
юдключены к обмотке НН автотрансформаторов связи, имеют схему
соединения обмоток У0ІД[Д-11-11, и между первичными токами сторо¬
не. 7. Схема выходных цепей
сновных защит резервных
’СН мощностью 63 МВ • А
21

ны ВН ТСН и сторон НН ТСН существует сдвиг по фазе на 30° [2]. Такой
же сдвиг существует и между вторичными фазными токами, поэтом)
при включении дифференциальной защиты резервных ТСН на разность1
этих токов ее пришлось бы дополнительно отстраивать от тока небала¬
нса, обусловленного геометрической разностью между векторами токов,
подводимых к защите. Дополнительно необходимо отметить, что в ряд»
случаев нейтраль обмотки ВН резервного ТСН по условиям ее изоляции
глухо заземляют. Тогда при внешних однофазных или двухфазных КЗ
на землю в сети 110 — 330 кВ, к которой подключен резервный ТСН,
токи нулевой последовательности 370 из нейтрали трансформатора по¬
падают в обмотку ВН, соединенную по схеме звезды, и распределяются
в пределе равномерно по каждой фазе этой обмотки [2, 3]. Эти токи
также трансформируются в обмотки НН трансформатора, однако по
скольку эти обмотки соединены по схеме треугольника, то трансформи
рованные токи КЗ циркулируют в обмотках НН, не выходя на их пре
делы. Следовательно, в дифференциальной защите, подключенной со
всех сторон к соединенным в звезду трансформаторам тока, протекалі
бы токи только со стороны ВН ТСН и защиту пришлось бы отстраиваті
по значению тока срабатывания от этих токов. Для предотвращение
такого загрубления дифференциальной защиты резервных ТСН со схе
мой соединения обмоток У0/д/Д-77-77 и обеспечения правильной ра
боты защиты при внешних КЗ трансформаторы тока на стороне В1
таких ТСН соединяют в треугольник [2,3]. Такое соединение позволяй
замкнуть внутри треугольника вторичные токи нулевой последовате
льности стороны ВН ТСН и компенсирует угловой сдвиг между втори
чными токами, подводимыми к дифзащите резервных ТСН. Это позво
ляет выставлять на дифференциальных защитах резервных ТСН такие ж
уставки, как и на дифференциальных защитах рабочих ТСН.
Газовая защита резервных ТСН выполняется так же, как и на рабочи
ТСН, однако. вследствие того, что резервные ТСН имеют специально
устройство регулирования напряжения под нагрузкой РПН, для з<
щиты отсека РПН предусматривается дополнительное газовое реле, деі
ствующее только на отключение. Как правило, для газовой защип
отсека РПН заводом-изготовителем поставляются реле Бухгольца |
герконовыми контактами типа URF-25/10.
Дистанционная защита стороны ВН резервных ТСН выполняется таі
же, как и дистанционная защита стороны ВН рабочих ТСН, с использові
нием двух комплектов реле сопротивления. Особенностью включен^
защиты по цепям переменного тока является то, что на защиту подают^
не фазные токи стороны ВН ТСН, а линейные, поскольку ТТ стороны ВІ
резервного ТСН, к которым подключена дистанционная защита, такж
соединены в треугольник. Такое включениё позволяет предотврати]
искажение измерения сопротивления при внешних КЗ на землю в сет
ПО — 330 кВ токами нулевой последовательности при заземлена
нейтрали обмотки ВН резервного ТСН и обеспечить правильное изм
22

рение сопротивления при многофазных КЗ в ТСН с учетом того, что
трансформаторы напряжения (TH) на сторонё 6,3 кВ, к которым под¬
ключены реле сопротивления, присоединяются после обмотки ТСН,
соединенной в треугольник. Это позволяет выставлять на дистанционной
защите стороны ВН резервных ТСН такие же уставки, как и на дистанци¬
онной защите стороны ВН рабочих ТСН.
Защита ошиновки стороны ВН резервных ТСН предназначена для
быстродействующего отключения всех видов КЗ на ошиновке стороны
ВН резервных ТСН. Применение такой отдельной защиты позволяет
включать в зону дифзащиты только резервный ТСН и, следовательно,
в случае подключения этого ТСН через два выключателя к ОРУ, выпол¬
ненному по схеме ”3/2” (так называемой полуторной схеме), не отстраи¬
вать дифзащиту резервного ТСН от тока небаланса при внешнем КЗ.
Этот небаланс вызывается значительными токами внешних КЗ, и при
стандартных погрешностях ТТ, установленных в цепи выключателей
стороны ВН резервного ТСН, отстройка от этого небаланса значительно
загрубляла бы дифференциальную защиту по отношению к КЗ на сто¬
роне НН резервного ТСН. В случае подключения резервного ТСН к ОРУ
ПО — 220 кВ одним выключателем выполнение отдельной защиты оши¬
новки стороны ВН позволяет в режиме замены выключателя резервного
ТСН обходным выключателем исключить сложные операции по переводу
дифзащиты резервного ТСН на ТТ обходного выключателя, так как в
этом режиме участок от обходного выключателя до ТСН защищается
защитами обходного выключателя.
Защита ошиновки резервных ТСН, подключенных к ОРУ через два
выключателя, выполняется в трехфазном трехрелейном исполнении по
схеме дифференциальной отсечки, т.е. каждое реле включено на разность
токов выключателей стороны ВН резервного ТСН. Такое включение
допустимо в связи с отсутствием питания со стороны НН резервного
ТСН и возможностью отстройки защиты от КЗ на стороне НН ТСН.
Защита ошиновки резервных ТСН, подключенных к ОРУ через один
выключатель, выполняется по схеме токовой отсечки, отстроенной от
КЗ на стороне НН резервного ТСН, причем отсечка выполняется в трех¬
фазном трехрелейном исполнении. Такая же отсечка, но в двухфазном
двухрелейном исполнении устанавливается на стороне ВН резервных
ТСН, подключенных к обмотке НН автотрансформатора связи АЭС. Во
всех случаях для защиты ошиновки стороны ВН резервных ТСН испо¬
льзуются реле с насыщающимися ТТ, что улучшает отстройку защит от
переходных процессов и токов включения резервного ТСН.
На резервных ТСН, подключенных к ОРУ ПО — 330 кВ АЭС, для
предотвращения обесточивания этого ОРУ действием дальнего резерви¬
рования при отказе защиты ошиновки выполняется дублирующий ко¬
мплект защиты ошиновки стороны ВН резервного ТСН. На резервных
ТСН, как и на рабочих, оперативные цепи основных и резервных защит
для повышения надежности подключены к разным автоматическим
выключателям и имеют разные выходные реле.
23

Все защиты резервных ТСН действуют на полное отключение транс¬
форматора, т.е. на все выключатели ТСН, в том числе и на выключатели
.6,3 кВ. Такое выполнение защит предотвращает подачу напряжения на
поврежденный резервный ТСН через питаемую от этого ТСН секцию
6,3	кВ нормальной эксплуатации в случае ошибочного включешя оператив¬
ным персоналом энергоблока ввода рабочего питания на эту секцию без
отключения ввода резервного питания. На резервных ТСН, подключен¬
ных к линиям 110 — 330 кВ ответвлением, для этой же цели выполни
ется специальная защита, действующая при исчезновении тока и напря¬
жения в ТСН. Схема такой защиты приведена на рис. 8. Токовое pent
типа РТ-40/Р подключается к ТТ стороны ВН резервного ТСН, а реле
напряжения типа РН-54/160 — к TH, установленным на стороне НН ТСІ
до выключателей вводов на магистрали резервного питания 6,3 кВ;
На защите устанавливается выдержка времени Г = 1,5 с (реле времен)'
КТ типа РВ-01). Защита действует на отключение вводов на магистралі
резервного питания 6,3 кВ в случае перерыва питания со стороны В(
ТСН на время 1,5 с, т.е. превышающее допустимое время перерыв;
питания по условиям успешного самозапуска электродвигателей меха,
низмов СН. Такая защита позволяет предотвратить длительный пусі'
ответственных электродвигателей СН при напряжении, ниже предусмо
тренного заводом-изготовителем, что предотвращает недопустимы!
Рис. 8. Схема защиты, реагирующей на одновременное исчезновение тока и нац
жения в резервном ТСН:
а — поясняющая схема; б — цепи переменного тока; в — цепи постоянного тс
24

перегрев и преждевременный выход из строя этих электродвигателей.
Для резервных ТСН, подключенных к ОРУ 110 — 330 кВ АЭС, с этой же
целью предусмотрено отключение всех выключателей ТСН при срабаты¬
вании дифференциальной защиты шин или устройства резервирования
отказов выключателей 110 — 330 кВ.
Защита секций 6,3 кВ нормальной эксплуатации и магистрали ре¬
зервного питания 6,3 кВ. В качестве этих защит используются дистанци-
энные защиты, установленные на вводах рабочего и резервного питания
секций 6,3 кВ нормальной эксплуатации (см. рис. 3), а также на вводах
на магистрали резервного питания 6,3 кВ. причем для питающих вводов
секций нормальной эксплуатации эти защиты являются основными,, а
для вводов на магистраль — резрвными. На ряде АЭС, находящихся в
эксплуатации, в качестве таких защит используются максимальные то¬
ковые защиты с пуском минимального напряжения (МТЗН). Замена
этих защит на дистанционные вызвана тем, что в отличие от МТЗН ди¬
станционные защиты, уставки которых отстроены от режима пуска
электродвигателей СН защищаемой секции, отстроены также от режима
самозапуска этих электродвигателей при несимметричных КЗ на сторо¬
не ВН АЭС. Это позволяет обеспечить селективную работу РЗ секций
.6,3 кВ при сохранении максимальных времен отключения КЗ в кабель¬
ной сети 6,3 кВ СН 0,4—0,45 с, которые меньше времени ликвидации
КЗ на стороне высшего напряжения АЭС с учетом работы УРОВ.
Каждая дистанционная защита питающих вводов 6,3 кВ по токовым
цепям подключена к ТТ защищаемого ввода, а по цепям напряжения —
к TH, установленному на защищаемых шинах 6,3 кВ (секции нормаль¬
ной эксплуатации или магистрали резервного питания). Подключение
дистанционных защит питающих вводов 6,3 кВ и дистанционных защит
стороны ВН ТСН к разным TH, как зто показано, например, на рис. 3,
позволяет сохранить дальнее резервирование при КЗ на защищаемых
шинах 6,3 кВ и неисправности TH.
Рассматриваемые дистанционные защиты содержат один комплект
реле сопротивления типа КРС-2 или БРЭ-2801, который включает в себя
три дистанционных реле. На каждое такое реле подается разность двух
вторичных фазных токов ввода 6,3 кВ, к которому подключена защита,
и соответствующее вторичное междуфазное напряжение защищаемых
шин 6,3 кВ. Каждое реле имеет характеристику срабатывания в виде
окружности в комплексной плоскости сопротивлений и центром в на¬
чале координат. Как и для дистанционной защиты стороны ВН ТСН,
такая характеристика является оптимальной с точки зрения отстройки
от режимов пуска и самозапуска электродвигателей, питающихся от
защищаемых шин 6,3 кВ, и обеспечения необходимой чувствительности
при дальнем резервировании [4].
Как и в схеме дистанционной защиты стороны ВН ТСН, дистанцион¬
ные защиты питающих вводов 6,3 кВ дополняются токовой блокиро¬
вкой, выполненной с помощью двух токовых реле /С46л на рис. 3, что
25

предотвращает ложную работу защиты ;при неисправностях цепей на¬
пряжения. Реле блокировки включены на вторичные токи фаз Au С
ввода 6,3 кВ, к которому подключена защита, и используются также
для контроля работы дуговой защиты, действующей без выдержки
времени на отключение Q2 {Q3) при дуговом КЗ в КРУ и установленной
в ячейках выключателей, присоединенных к защищаемым шинам 6,3 кВ.
Дополнительно реле КА бл используются для осуществления ограниченно
селективной, т.е. могущей излишне сработать при КЗ на стороне ВН АЭС,
защиты во время проверки реле сопротивления под нагрузкой после
первого включения. Дистанционные защиты с выдержкой времени
действуют на отключение вводов 6,3 кВ защищаемых шин 6,3 кВ, при¬
чем при отключении от дистанционной защиты ввода рабочего питания
секции 6,3 кВ нормальной эксплуатации производится блокировка
АВР питания этой секции.
Дифференциальная защита магистрали резервного питания 6,3 кВ.
На АЭС с энергоблоками ВВЭР-1000 указанная защита устанавливается
как основная на каждой секции магистрали резервного питания (МРП)
6,3	кВ. Ее применение вызвано тем, что на таких станциях длина МРП
6,3	кВ может достигать длины (0,8 — 1,2) км и дистанционная защита
ввода может не обеспечить в этих условиях требуемый коэффициент
чувствительности. Структурная схема дифференциальной защиты одной
секции LOI МРП приведена на рис. 9. Защита включается на соединен¬
ные по схеме неполной звезды ТТ, установленные в цепи фаз А и С
выключателей, прилегающих к секции LOI. Защита имеет двухфазное
двухрелейное исполнение с использованием дифференциальных реле
типа РСТ-15. Эти реле построены на времяимпульсном принципе дей-
Рис. 9. Структурная схема дифференциальной защиты магистрали резервного пи
тания 6,3 кВ
26

ствия (см. гл. 4) и обеспечивают как необходимую отстройку от вне¬
шних КЗ, бросков токов намагничивания и пусковых токов, так и
необходимый коэффициент чувствительности при всех видах многофа¬
зных КЗ на защищаемой секции.	1
Вследствие больших длин вторичных кабелей, используемых для
выполнения дифференциальной защиты МРП 6,3 кВ, а также ввиду
больших значений токов внешних КЗ, для обеспечения допустимых
погрешностей трансформаторов тока при сечениях вторичных кабелей,
не превышающих 10 мм2, для дифференциальной защиты в цепи ка¬
ждого присоединения используются по два ТТ, соединенных последо¬
вательно.
Защита без выдержки времени действует на отключение выключа¬
телей элементов, питающих данную секцию МРП 6,3 кВ.
Защита кабельных линий, питающих секции 6,3 кВ удаленных нагру¬
зок. В качестве основной защиты от многофазных КЗ таких линий
применяется дифференциальная защита, в качестве резервной защиты от
многофазных КЗ максимальная токовая защита. Структурная одно-
I линейная схема защиты таких линий приведена на рис. 10.
Рис. 10. Структурная схема зашит кабельных линий, питающих секции 6,3 кВ
удаленных нагрузок
27

Дифференциальная защита таких линий выполняется с помощь»
реле РСТ-15 в двухфазном двухрелейном исполнении. Защита включа
ется на соединенные по схеме неполной звезды ТТ в цепи секционные
выключателей Q1 и Q2.
Максимальная токовая защита включается на ТТ в цепи выключателі
Q1, установленного со стороны секции нормальной эксплуатации 6,3 кВ
и резервирует как дифференциальную защиту линии, так и защит»
присоединений, подключенных к данной секции удаленных нагрузоі
6,3	кВ. Защита выполнена двухфазной двухрелейной и имеет на элемент
В выдержку времени, одинаковую с защитами, установленными н:
вводах рабочего и резервного питания секции нормальной эксплуатаціи
6,3	кВ.
Селективность отключения повреждений на секции 6,3 кВ удаленіи,!)
нагрузок без повышения выдерлжи времени защит питающих вводоі
6,3	кВ на секцию нормальной э»:сплуатации обеспечивается с помощь»
блокировки, запрещающей действие защит вводов на секцию нормалі
ной эксплуатации 6,3 кВ при срабатывании максимальной тою во!
защиты, установленной на линии питания секции удаленных нагрузок
Указанная блокировка, выполненная с помощью релейно-контактны
логических схем И и НЕ, снимается при действии дифференциально!
защиты линии, связывающей секцию 6,3 кВ нормальной эксплуатаціи'
и секцию 6,3 кВ удаленных нагрузок. Такое решение предотвращав
срабатывание защиты со стороны ВН ТСН в случае отказа одного и
секционных выключателей при КЗ на участке между ними.
Для предотвращения отключения блока или ввода на МРП 6,3 к]
при КЗ на секции 6,3 кВ удаленных нагрузок и отказе одного из секщ
онных выключателей в схеме защиты предусматривается дополнителі
ный элемент времени #доп, имеющий выдержку времени на (0,15 — 0,3
с больше элемента времени максимальной токовой защиты В.. Это'
элемент времени включается параллельно элементу времени максималі
ной токовой защиты и при срабатывании, так же как и дифференциал!
ная защита, снимает блокировку с защит вводов рабочего и резервное
питания секции 6,3 кВ нормальной эксплуатации.
Для предотвращения возможного исчезновения оперативного ток
вводов рабочего и резервного питания секции 6,3 кВ нормальной экспл]
атации при дуговых замыканиях в ячейке секционного выключатся
Q1, сопровождающихся выгоранием вторичных цепей ячейки, реле
блокировки, реализующие логические функции И и НЕ, устанавлива
ются в релейных шкафах вводных выключателей.
Все защиты кабельных линий, питающих секции 6,3 кВ удаленньп
нагрузок, действуют на отключение обоих секционных выключателе»
Q1 и Q2. Это ускоряет пуск дизель-генераторов на секциях 6,3 кВ на
дежного электроснабжения и АВР питания на секциях 6,3 кВ ОВК.
Защита электродвигателей 6 кВ СН от многофазных КЗ. Для умен»
шения размеров повреждений при КЗ и сохранения нормально!
28

работы неповрежденных электродвигателей, обеспечивающих техно¬
логический процесс в ядерном реакторе, в качестве РЗ электродви¬
гателей и кабелей, соединяющих их с выключателями, применяется
быстродействующая защита без дополнительной выдержки времени.
При мощности электродвигателя менее 4000 кВт в качестве такой РЗ
устанавливается токовая отсечка в двухфазном,.двухрелейном испол¬
нений. Все отсечки отстраиваются от пусковых токов защищаемых
электродвигателей. Отсечка включается на вторичные токи ТТ, фаз А
и С, соединенных по схеме неполной звезды.
На электродвигателях мощностью 4000 кВт и более, имеющих ТТ,
установленные со стороны нулевых выводов, в качестве РЗ от много¬
фазных КЗ устанавливается дифференциальная токовая защита в трех¬
фазном исполнении.
Дифференциальная защита электродвигателей по сравнению с токо¬
вой отсечкой обладает значительно большей чувствительностью к по¬
вреждениям в электродвигателе, так как по принципу своего действия
она не реагирует на токи, протекающие в защищаемом электродвига¬
теле как в нормальном режиме, так и в режиме пуска и самозапуска.
Поэтому ток срабатывания защиты отстраивается не от пускового
тока электродвигателя, а от тока небаланса, возникающего в этом ре¬
жиме. Принципиальная схема дифференциальной зашиты электродви¬
гателя для одной фазы приведена на рис. 11. С обеих сторон электро¬
двигателя установлены трансформаторы тока: ТА1 — в шкафу КРУ
и ТА2 — в нулевых выводах электродвигателя. Эти трансформаторы
тока, как правило, выбираются однотипными, с одинаковыми коэф¬
фициентами трансформации. Так как вторичные обмотки этих ТТ
Рис. 11, Распределение токов в дифференциальной защите одной фазы электродви¬
гателя:
а - внешнее КЗ; б — КЗ в зоне
29

соединены между собой последовательно встречно, то в нормальном
режиме, а также в режиме пуска и самозапуска через оба ТТ про¬
ходят одинаковые вторичные токи и в реле КАТ, включенном на раз¬
ность этих токов, будет протекать только ток небаланса, обусловлен¬
ный погрешностями трансформаторов тока (рис. 11, а). Реле КАТ
отстраивается от токов небаланса, и защита не действует в этих ре¬
жимах. При многофазном КЗ в питающем кабеле или в обмотке ста¬
тора электродвигателя ток от системы проходит только через транс¬
форматоры тока ТА 1 и полностью попадает в реле КАТ, что приводит
к его срабатыванию (рис. 11, б) .
Ряд исследований, проведенных в последнее время [5J, показал
наличие в режиме пуска и самозапуска электродвигателей повышенных
токов небаланса, обусловленных как присутствием в этих режимах
апериодической составляющей в свободном токе статора электродви¬
гателя, так и различием длин контрольных кабелей, соединяющих
ТТ в нулевых выводах электродвигателя и в шкафу КРУ с реле КАТ.
Для отстройки защиты от. этих токов и сохранения необходимой чув¬
ствительности при КЗ в защищаемой зоне в качестве реле КАТ испо¬
льзуется либо дифференциальное реле с торможением типа ДЗТ-11,
тормозная обмотка которого подключена к установленным в нуле
электродвигателя трансформаторам тока ТА2, либо реле типа РСТ-15,
которое отстроено от этих режимов по принципу своего действия.
Дополнительно на всех электродвигателях СН 6 кВ, установленных
на АЭС, кроме электродвигателей ГЦН и электродвигателей, подклю¬
ченных к секциям 6,3 кВ надежного энергоснабжения, устанавливается
защита от перегрузки.
Защита от перегрузки электродвигателей СН 6 кВ выполняется в
однорелейном исполнении с включением реле на фазный ток, так кат
перегрузка является симметричным режимом и, следовательно, имее-
место во всех фазах.. Помимо своего прямого назначения, защита о:
перегрузки предотвращает возгорание кабелей при заклинивании эле
ктродвигателей. Это объясняется тем, что в режиме заклиниванш
через кабель протекает пусковой ток электродвигателя, от которой
отсечка и дифзащита отстроены по принципу действия, в то время каі
кабели по своей термической стойкости не рассчитаны на протекани
такого тока в течение врёмени, превышающего (1 — 1,5) мин. Защит
от перегрузки имеет выдержку времени, отстроенную от длительност
пуска электродвигателя порядка (20 — 30) с, и действует на отключе
ние защищаемого электродвигателя.
Защита трансформаторов собственных нужд 6,3/0,4 кВ, являющихс
питающими элементами сети СН 0,4 кВ, рассмотрена в гл. 3.
Резервная защита от многофазных КЗ в присоединениях, отходящи
от секции 6,3 кВ нормальной эксплуатации. Для предотвращения во
гораний в кабельной сети 6,3 кВ СН АЭС при КЗ к защитам элементо
этой сети предъявляется требование отключения только трехфазног
30

КЗ [в трехфазных кабелях и в коробках выводов электродвигателей
6 кВ все двухфазные КЗ за (0,1 — 0,15) с переходят в трехфазные] в
любой точке кабельной сети с максимально допустимым временем
Тоткл max 0,5 с» в тОМ чис116 и при отказе зашиты или выключателя
присоединения, на котором возникло многофазное КЗ. Поэтому защи¬
ты от многофазных КЗ питающих вводов СН 6,3 кВ должны обеспечи¬
вать резервирование отключения трехфазных КЗ в любой точке кабель¬
ной сети СН.
В связи с тем, что дистанционная защита вводов рабочего и резервно¬
го питания секций 6,3 кВ нормальной эксплуатации, отстроенная от ре¬
жимов пуска и самозапуска электродвигателей этих секций, не реаги¬
рует- на многофазные КЗ в конце протяженных кабелей, дополнитель¬
но к дистанционным защитам вводов предусматривается установка на
каждой секции 6,3 кВ нормальной эксплуатации комплекта специаль¬
ной резервной защиты этой секции [6]. Резервная защита при отказе
защит от многофазных КЗ или выключателей протяженных кабелей,
когда КЗ произошло в конце этих кабелей, действует на отключение
питающих вводов на секцию 6,3 кВ нормальной эксплуатации; одно¬
временно производится блокировка АВР защищаемой секции 6,3 кВ
нормальной эксплуатации (см. рис. 3).
Структурная схема резервной защиты приведена на рис. 12. Защита
включает в себя общую часть и две идентичные логические схемы,
устанавливаемые на вводах рабочего и резервного питания на секцию.
Рис. 12. Структурная схема резервной защиты сети собственных нужд 6,3 кВ
31

Общая часть резервной защиты содержит токовый орган ТО (два то¬
ковых реле КА1 иКА2), блокирующий орган БО (два реле направ¬
ления мощности KW1 и KW2, имеющих угол максимальной чувстви¬
тельности <£мч = 0°), элемент времени/?/, а также логические элеме¬
нты НЕ1, НЕ2 и задержки на возврат Въ1. Реле КА1 и КА2 и токовые
обмотки реле мощности ÆWZ и KW2, как зто показано на рис. 3, вклю¬
чены на сумму токов рабочего и резервного вводов, фаз Л и С соответ¬
ственно. В зависимости от режима питания секции нормальной эксплу¬
атации через эти реле протекает либо ток рабочего, либо ток резервного
вводов. • .
Реле мощности направлены 6т шин 6,3 кВ в сторону сети ВН АЭС,
реле KW1 включено на ток фазы А и напряжение UBC, реле KW2 на ток
фазы С и напряжение UAB. Таким образом, максимальная мощность на
реле будет в случае, когда ток направлен от электродвигателей в си¬
стему и совпадает по фазе с напряжением на реле.
Повышенная чувствительность резервной защиты к удаленным мно¬
гофазным КЗ в сети 6,3 кВ СН обеспечивается благодаря тому, что реле'
КА1 и КА2 не отстраиваются по току от режима группового пуска и'
самозапуска секции 6,3 кВ. Правильная работа защиты в режиме пуска-
обеспечивается логическими схемами на вводах рабочего и резервного!
питания, каждая из которых содержит логические элементы И, элеме¬
нты задержки на срабатывание В2 (гср = 0,25 с) и задержки на возврат;
Вв2(Тв =0,8 с). Используя тот факт, что перед групповым пуском вы
ключагель ввода Q был отключен, логическая схема выводит из дей-і
ствия защиту на вводе на все время, пока срабатывают реле КА1 и КА2[
т.е. на все время группового пуска электродвигателей защищаемой сек'
ции, поскольку при включении выключателя Q и пуске электродвиг"
телей сигнал на выходе элемента ИІ будет присутствовать только в
течение времени срабатывания реле КА1 и КА2 (примерно 50 мс) и не'
пройдет на выход элемента В2. После окончания процесса группового'
пуска реле КА1 и КА2 возвращаются, на выходе элемента НЕ1 появля¬
ется сигнал, и через 0,25 с разрешающий сигнал возникает на входе эле¬
мента И2. В случае возникновения многофазного КЗ в сети СН 6,3 кВ
и отказе защиты или выключателя отходящего присоединения, несмб
тря на то, что с выхода элемента НЕ1 и, следовательно, с выхода эле
мента ИІ сразу исчезает сигнал, резервная защита надежно срабатывает'
так как уставка элемента времени В1 (Тср < 0.5 с) меньше времени воз!
врата элемента /?в 2 (t в = 0,8 с).
Так как в сети СН 6,3 кВ АЭС отсутствует режим исчезновения и по!
вторной подачи напряжения от одного и того же питающего ввода бе;
КЗ в системе (при исчезновении напряжения от рабочего ТСН происхо!
дат АВР, при исчезновении напряжения со стороны ВН резервного ТСЙ
подключенного ответвлением к ВЛ 110 — 330 кВ, в случае односторон!
него отключения этой ВЛ происходит отключение вводов на МРП 6,2
кВ от защиты, действующей при исчезновении тока и напряжения і
32

ТСН), то достаточно обеспечить несрабатывание резервной защиты
только при самозапуске, вызванном многофазным КЗ в сети ВН АЭС.
При этом резервная защита не отстраивается от токов, посылаемых
электродвигателями 6 кВ к месту КЗ при повреждениях в сети 15,75 —
750 кВ электростанции, и токов самозапуска этих электродвигателей
после ликвидации КЗ в указанной сети и восстановления нормального
напряжения на защищаемой секции СН 6,3 кВ. Несрабатывание защиты
в этих режимах обеспечивается с помощью блокирующего органа.
Этот орган содержит реле направления мощности KW1 и KW2, из ко¬
торых хотя бы одно реле срабатывает при любых видах многофазных
КЗ в сети 15,75 — 750 кВ АЭС и с помощью элемента Въ1(^ъ = 1,2 с)
и элемента НЕ2 блокирует защиту на все время самозапуска электро¬
двигателей, снимая разрешающий сигнал со входа элемента Ж.
Токовый орган резервной защиты (реле КА1 и КА2 на рис. 12)
отстраивается только от тока полностью загруженной секции 6,3 кВ
нормальной эксплуатации при пуске на этой секции самого крупного
электродвигателя, что обеспечивает необходимые коэффициенты чув¬
ствительности при трехфазных КЗ в сети СН 6,3 кВ.
Ввиду того что резервная защита от многофазных КЗ не резерви¬
рует отказы выключателей 6,3 кВ при повреждениях на стороне 0,4 кВ
трансформаторов собственных нужд 6,3/0,4 кВ, для этих трансформа¬
торов предусматривается отдельное устройство резервирования отка¬
зов выключателей 6,3 кВ ТСН 6,3/0,4 кВ (УРОВ 6,3 кВ).
Защита от однофазных замыканий на землю в сети 6,3 кВ СН АЭС
выполняется в виде токовой защиты, срабатывающей при замыканиях
на землю от токов нулевой последовательности. Пусковым органом за¬
щиты является токовое реле, включенное на кабельный трансформатор
тока нулевой последовательности типа ТЗЛМ. Трансформатор ТЗЛМ
представляет собой ТТ с кольцевым магнитопроводом. Он надевается
непосредственно на трехфазный кабель защищаемого присоединения
6,3	кВ и устанавливается в шкафу КРУ. Поэтому в зону действия за¬
щиты нулевой последовательности присоединения 6,3 кВ входит и пи¬
тающий силовой кабель данного присоединения.
В нормальном режиме работы присоединений 6,3 кВ СН, а также при
междуфазных КЗ, не связанных с землей, в магнито проводе ТТ нуле¬
вой последовательности магнитный поток отсутствует, так как вне за¬
висимости от расположения силового кабеля в окне ТЗЛМ сумма то¬
ков, проходящих через сердечник ТЗЛМ, равна нулю. Таким образом,
ЭДС во вторичной обмотке ТЗЛМ не индуктируется, ток в реле отсут¬
ствует, и защита не действует. При замыкании на землю ток замыка¬
ния на землю проходит только по поврежденной фазе и не уравновеши¬
вается токами двух других фаз. В результате в сердечнике ТТ появляет¬
ся магнитный поток, который индуктирует во вторичной обмотке ТЗЛМ
ЭДС, создающую ток в реле защиты. Если этот ток превышает уставку
реле, что бывает при повреждении в защищаемом присоединении, то
33

защита срабатывает на отключение этого присоединения. Для предот¬
вращения неправильной работы защиты от токов, проходящих по бро¬
не кабеля при замыкании на землю в другом присоединении 6,3 кВ,
отходящем от этой же секции СН, воронка кабеля изолируется от зе¬
мли, а заземленный провод, соединенный с броней кабеля, пропуска¬
ется через окно ТЗЛМ. При этом токи в броне кабеля и заземляющем
проводе равны по значению и противоположно направлены, поэтому
магнитный поток в ТТ неповрежденных присоединений отсутствует и
защита не действует.
В качестве реле защиты от замыканий на землю используется реле
РТЗ-51, подключаемые к трансформаторам тока типа ТЗЛМ. Допу¬
скается выполнение защиты с помощью реле РТЗ-50 и РТ-4О/О,2. Если
кабельная линия, связывающая электродвигатель с питающей секцией
СН, состоит из нескольких кабелей (от двух до пяти), то трансформа¬
торы тока ТЗЛМ устанавливаются на каждом кабеле и их вторичные
обмотки, соединенные по условию согласования нагрузок параллельно,
подключаются к одному реле РТЗ-51. При использовании для защиты
реле РТЗ-50 или РТ-40/0,2 вторичные обмотки ТЗЛМ соединяются
последовательно, так как сопротивления этих реле намного больше
сопротивления реле РТЗ-51.
На АЭС, у которых сети СН 6,3 кВ работают с изолированной ней¬
тралью, защита от однофазных замыканий на землю устанавливается
на всех ТСН 6,3/0,4 кВ, на электродвигателях 6,3 кВ мощностью более
2000 кВт при токах замыкания на землю 5 А и более, а также на эле¬
ктродвигателях 6 кВ мощностью до 2000 кВт, если ток замыкания на
землю превышает 10 А.
На АЭС, у которых сеть СН 6,3 кВ работает с нейтралью, заземлен¬
ной через резистор [7], защита устанавливается на всех присоедине¬
ниях, имеющих кабельные связи (рис. 13).
Для заземления нейтрали сети СН 6,3 кВ через резистор на каждой
секции 6,3 кВ нормальной эксплуатации устанавливается трансформа¬
тор Уъ]Д.	нейтралью обмотки ВН этого трансформатора и
’’землей” включаются два соединенных параллельно высоковольтных
резистора сопротивлением 200 Ом каждый, изготовленные из специ¬
ального электротехнического бетона (бетэла). При принятых параме¬
трах трансформатора ТСЗК-63/10 и бетэловых резисторов обеспечива¬
ется протекание к месту однофазного замыкания на землю тока 3/0 =
= (35—40) А. Как показали проведенные исследования [7], при таком
значении тока и времени отключения повреждения, не превышающем
0,5 с, обеспечивается устойчивое (без погасаний) горение дуги при
однофазных замыканиях на землю и в то же время не происходит
выплавления стали сердечников электродвигателей 6 кВ и ТСН 6,3/
0,4 кВ. Ток.(35 — 40) А протекает только в поврежденном присоедине¬
нии 6,3 кВ, а в неповрежденных присоединениях протекают только
емкостные токи нулевой последовательности, не превышающие (3 —
34

Рис, 13, Структурная схема защит от замыканий на землю в сети собственных нужд 6,3 кВ

4) А. Это позволяет легко обеспечить необходимую чувствительность
и селективность защит нулевой последовательности присоединений
6,3	кВ, уставки которых достаточно отстроить от емкостных токов
нулевой последовательности защищаемого присоединения. Кроме
того, заземление нейтрали сети СН 6,3 кВ АЭС через трансформатор
ТСЗК-63/10 и резистор 100 Ом резко уменьшает вероятность перехода
однофазных замыканий на землю в двухфазные и двойные короткие
замыкания, так как при таком режиме нейтрали перенапряжения на не¬
поврежденных фазах, вызывающие в основном переход однофазных
замыканий в многофазные КЗ, не превышают значения U„ep = 1,8
В то же время при работе сети СН 6,3 кВ с изолированной нейтралью
и однофазных замыканиях на землю через периодически зажигающую¬
ся и погасающую дугу перенапряжения на неповрежденных фазах
достигают величины <7пер = ЗЬф.
В случае возникновения однофазного замыкания на отходящем
присоединении 6,3 кВ и отказе его защиты нулевой последовательности
или выключателя, а также при возникновении однофазного замыкания
ча секции 6,3 кВ СН эти замыкания ликвидируются защитой нулевой
последовательности, установленной на трансформаторе ТСЗК-63/10 и
действующей с выдержкой времени на отключение питающего ввода
6,3	кВ, от которого в рассматриваемый момент времени получает
питание секция 6,3 кВ СН. При этом вследствие того, что максималь¬
ный ток замыкания на землю 40 А не вызывает нагрева кабеля и не
может привести к возгоранию, этого кабеля, запрет АВР при отключе¬
нии ввода рабочего питания 6,3 кВ от защиты нулевой последователь¬
ности, установленной на ТСЗК-63/10, не производится.
3.	ПРИНЦИПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ И ТИПЫ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ,
УСТАНАВЛИВАЕМОЙ НА ЭЛЕМЕНТАХ СЕТИ 0,4 кВ
СОБСТВЕННЫХ НУЖД АЭС
В отличие от сети 6,3 кВ СН, сеть 0,4 кВ СН АЭС, кроме сети 0,4 кВ
ответственных потребителей, питающихся от АБП, работает с глухоза¬
земленной нейтралью, и так как трансформаторы собственных нужд
6,3/0,4 кВ, устанавливаемые на АЭС, имеют схему соединения обмоток
Д/Yq, то ток однофазного КЗ на выводах 0,4 кВ ТСН равен току трех¬
фазного КЗ в этой же точке [2]. В зависимости от мощности ТСН дей¬
ствующее значение тока однофазного КЗ на выводах 0,4 кВ ТСН изме¬
няется от 8 до 18 кА, в связи с чем все элементы сети 0,4 кВ СН АЭС,
кроме потребителей, питающихся от АБП, оборудуются как защитой от
многофазных КЗ, так и селективной защитой от отнофазных КЗ, дей¬
ствующей с возможно меньшей выдержкой времени на отключение
защищаемого элемента. Как и в сети 6,3 кВ СН АЭС, в сети 0,4 кВ, от¬
ходящей от секций РУСН 0,4 кВ, для предотвращения возгорания кабе-
36

ей присоединений защита от многофазных КЗ должна обеспечивать
тключение таких КЗ в любой точке этой сети. Для кабелей, отходящих
т секций РУСН 0,4 кВ, максимальное время отключения многофазных
Z3 защитами питающих вводов 0,4 кВ, определенное по пожарной стой-
ости кабелей 0,4 кВ, не должно превышать Тоткл max < 0,6 с. К спе-
ифике выполнения релейной защиты сети 0,4 кВ СН АЭС относится
акже то, что с целью удешевления защиты всех присоединений 0,4 кВ,
а исключением защиты от однофазных КЗ удаленных электродвигате-
ей, осуществляется с помощью токовых реле прямого действия —
ак называемых .максимальных расцепителей, которые встроены в
втоматические выключатели этих присоединений. Кроме максимальных
асцепителей, в автоматические выключатели встроены независимые рас-
епители, обеспечивающие дистанционное ручное включение и отклю-
гние, а также включение автоматических выключателей от устройств
втоматики и отключение его от выносных устройств РЗ. устанавливае-
Іых, например, на питающих вводах 0,4 кВ.
I Релейная защита элементов сети 0,4 кВ СН АЭС, за исключением за-
Ьіт элементов, питающихся от АБП, должна соответствовать требо¬
ваниям Правил устройств электроустановок (ПУЭ).
Г Защита рабочих ТСН 6,3/0,4 кВ и ТСН 6,3/0,4 кВ, включенных по схе-
іе неявного резерва. Структурная однолинейная схема включения защит
аких ТСН приведена на рис. 14, причем пунктиром показаны цепи, вы-
олняемые для ТСН, включенных по схеме неявного резерва. Питание
вух секций 0,4 кВ от одного ТСН 6,3/0,4 кВ, как это принято на ряде
шловых электростанций [3]. на АЭС не применяется. Все защиты
СН 6,3/0,4 кВ действуют на пуск УРОВ 6,3 кВ этих ТСН (см. гл. 2).
В качестве основных защит от КЗ в обмотках и на выводах 6,3 кВ
СН, отключающих без выдержки времени выключатель стороны 6,3 кВ
автоматический выключатель стороны 0,4 кВ рабочих ТСН, питающих
ікции нормальной эксплуатации 0,4 кВ. предусматривается токо-
ія отсечка и защита от замыканий на землю стороны 6,3 кВ. а в ка-
стве резервных защит — максимальная токовая защита, устанавливае-
ая на стороне 6,3 кВ ТСН, и токовая зашита нулевой последовательнос-
0,4 кВ, устанавливаемая в заземленной нейтрали обмотки 0,4 кВ ТСН.
вервные защиты с выдержкой времени действуют на отключение
включателя 6,3 кВ и автоматического выключателя 0,4 кВ рабочего
2Н и, с учетом того, что эти защиты являются одновременно основны-
а защитами секций нормальной эксплуатации 0,4 кВ, — на блокировку
ВР питания этих секций. На ТСН, включенных по схеме неявного резер-
- резервные защиты действуют с двумя выдержками времени: с мень-
ей — на отключение секционного автоматического выключателя 0,4 кВ,
с большей — на отключение вводного автоматического выключателя
4 кВ с блокировкой АВР секционного автоматического выключателя
4 кВ, если он был ранее отключен. Принятое построение защит будет
изывать ложную блокировку АВР при междуфазных иоднофазных
37

В схему У РОВ ТСН Б,3/0,4 кВ
ТАМ
С
ВР1
КМ
^Резервная защита.
Г
Кд	На ВлокироВку
Fd, ЬМР
В2
В1
I—
ВР2
ТаН2(ТАв)
TV
и
На отключение Мухки.
АХТр
KW
ЛЧ
I
f
От ЗМН 6,ЗкВ
К электродвигателям
0,38 кВ
К приводам
арматуры
Рис. 14. Структурная схема защит, устанавливаемых на рабочем ТСН 6,3/0,4
и на отходящих элементах сети собственных нужд 0,4 кВ
КЗ в обмотке 0,4 кВ рабочих ТСН, что с учетом малой вероятное
таких повреждений является допустимым.
38

На ТСН, питающих секции надежного энергоснабжения 0,4 кВ. предус-
атриваются аналогичные защиты, однако вследствие того, что такие
СН подключаются к секции 0,4 кВ без автоматических выключателей
см. рис. 1), защиты действуют только на отключение выключателей
,3 кВ ТСН и на пуск УРОВ 6,3 кВ этих ТСН.
На вводах 0,4 кВ всех ТСН мощностью 630—1000 кВ - А у стана вл и-
іется резервная защита от трехфазных КЗ в кабелях, действующая на
гключение ТСН и при наличии на питаемой от этого ТСН секции 0,4 кВ
езервного питания — на блокировку АВР.
Междуфазная токовая отсечка устанавливается на стороне 6,3 кВ
СН. и выполняется с двумя реле тока, включенными на вторичные.токи
аз А и С. В качестве пусковых используются реле типа РСТ-13, а на ста-
ых АЭС — реле типа РТ-40. Отсечка без выдержки времени действует
а выходное реле ВР1, от которого производится отключение рабочего
СН без блокировки АВР питания защищаемой секции 0,4 кВ.
Защита от однофазных замыканий на землю стороны 6,3 выпол-
яется с помощью трансформатора тока нулевой последовательности
ЗЛМ, устанавливаемого на кабеле, между ТСН и выключателем 6,3 кВ.
усковой орган — реле РТЗ-51, допускается применение реле РТЗ-50
РТ-40/0,2. Защита действует так же, как и междуфазная токовая от-
;чка.
і Максимальная токовая защита (МТЗ) устанавливается на стороне
,3 кВ ТСН и является одновременно защитой ввода рабочего питания
|4 кВ. Защита выполняется с тремя реле тока, два из которых вклю-
|ны на вторичные токи фаз А и С, а третье — на сумму вторичных то-
рв фаз А и С. При такой схеме включения повышается чувствитель-
всть защиты к двухфазным КЗ на стороне 0,4 кВ трансформатора с
Уединением обмоток по схеме Д/Уо [2]. В качестве МТЗ используются
ріе типа РСТ-13 с повышенным коэффициентом возврата. Такое вы-
элнение защиты позволяет обеспечить необходимые коэффициенты
^вствительности при КЗ через переходные сопротивления на открытых
орках 0,4 кВ. Значение переходных сопротивлений может достигать
мОм и существенно уменьшать токи КЗ. Максимальные токовые за-
яты с выдержкой времени действуют на выходное реле ВР2, отключаю-
;е рабочий ТСН и блокирующее АВР питания защищаемой секции
ІкВ.
Токовая защита нулевой последовательности 0,4 кВ выполняется на
пе РСТ-13 или РТ-40/6; включаемых на трансформаторах тока ТАН2
ім. рис. 14), установленных в цепи заземления нейтрали обмотки
кВ трансформатора. При использовании в качестве ТАН2 трансфор-
тора типа ТК-20 устанавливается реле РСТ-13; если применен транс-
ірматор тока нулевой последовательности ТЗЛМ, надеваемый на шин-
J заземления нейтрали обмотки 0,4 кВ, в защите используется реле
|3-51. Токовая защита нулевой последовательности 0,4 кВ подклю-
ітся к тем же элементам выдержки времени, что и МТЗ ТСН.
39

Защита от перегрузки предназначена для сигнализации симметричні
одинаковых во всех фазах перегрузок ТСН. Защита выполняется
одним реле тока /С4пер, включенным на ток одной фазы стороны 6,3 к
и действует с выдержкой времени на сигнал.
Резервная защита от трехфазных КЗ предназначена для резервироі
ния отказов автоматических выключателей при удаленных трехфазні
КЗ на присоединениях, отходящих от секций РУСН 0,4 кВ, посколы
в кабелях 0,4 кВ и коробках зажимов электродвигателей 0,38 кВ л
бые двухфазные КЗ в течение 0,08—0,12 с переходят в трехфазні
Защита обеспечивает отключение трехфазных КЗ в любой токе кабеі
ной сети 0,4 кВ с временем ?откл тах <0,6 с. Установка такой защй
обязательна на вводах ТСН 6,3/0,4 кВ мощностью 630 и 1000 кВ |
так как МТЗ вводов 0,4 кВ ТСН, отстроенная от режимов группов<
пуска и самозапуска электродвигателей секций 0,4 кВ, не реагирует
КЗ в конце кабелей, длина которых превышает 20 м для кабеля се
нием 35 мм2 и 60 м для кабеля сечением 120 мм2. Токовые цепи bkj
чены со стороны 0,4 кВ ТСН. Схема логической части резервной
щиты сети СН 0,4 кВ аналогична схеме логической части резервной заі
ты сети СН 6,3 кВ (см. рис. 12). Токовый и блокирующий органы і
полнены с учетом специфики сети СН 0,4 кВ. Так как при успешном А
секции нормальной эксплуатации 6,3 кВ, от которой питаются Т
6,3/0,4 кВ, возможен режим, когда на одном и том же питающем вв<
0,4 кВ произойдет исчезновение и повторная подача напряжения, защі
необходимо блокировать не только при КЗ, но и при снижении нал
жения в сети 6,3—750 кВ АЭС. Поэтому в качестве блокирующего орг
защиты используются реле напряжения обратной последовательности
па РНФ-1М и реле напряжения типа РН-54 с уставкой t^=O,7t7B
из схемы групповой защиты минимального напряжения (ЗМН), уі
новленной на секции нормальной эксплуатации 6,3 кВ, от которой і
тается защищаемый ТСН 6,3/0,4кВ. В [6J показано, что такой бло
рующий орган четко реагирует на любые КЗ и снижение напряжена
сети 6,3—750 кВ АЭС, при которых происходит самозапуск электрод
гателей 0,38 кВ, и при этом отстроен от любых КЗ в защищаемой с
СН0,4кВ.
В отличие от резервной защиты сети СН 6,3 кВ токовый орган резе
ной защиты 0,4 кВ содержит два токовых реле, включенных на ток
зы В (см. рис. 14). Уставка более грубого реле/С4гр, как и в резерв!
защите 6,3 кВ, отстраивается только от тока полностью загружен!
секции 0,4 кВ при пуске на этой секции самого крупного электрод
гателя. При этом обеспечивается дальнее резервирование при трехфазі
КЗ в кабеле 0,4 кВ сопротивлением до 55 мОм.
Если в защищаемой сети СН 0,4 кВ эксплуатируются кабели с б*
шим сопротивлением (длиной свыше 200—250 м), то дальнее резе]
рование при трехфазных КЗ в конце этих кабелей обеспечивается при
40

мощи чувствительного токового реле КАЧ, уставка которого отстраи¬
вается только от номинального тока защищаемой секции СН 0,4 кВ.
Такая уставка обеспечивает необходимые коэффициенты чувствитель¬
ности при трехфазных КЗ в конце самых длинных существующих в нас¬
тоящее время кабелей 0,4 кВ.
Чтобы защита не срабатывала от чувствительного реле КАЧ при пус¬
ке одиночных электродвигателей, зто реле блокируется реле реактив¬
ной мощности KW. При трехфазных КЗ в конце длинных кабелей, когда
ток КЗ имеет в основном активный характер, реле KW разрешает дей¬
ствие рассматриваемой резервной защиты.
На ТСН 6,3/0,4 кВ мощностью 250 и 400 кВ • А. питающих кабель¬
ную сеть небольшой протяженности, резервная защита не устанавливает¬
ся, так как МТЗ этих трансформаторов обеспечивает необходимое даль¬
нее резервирование при трехфазных КЗ в защищаемой сети СН 0,4 кВ.
Защита резервных ТСН 6,3/0,4 кВ и вводов резервного питания на
секции нормальной эксплуатации 0,4 кВ. Мощность резервных ТСН
6,3/0,4 кВ, устанавливаемых на АЭС, принимается равной 1000 и
630 кВ ■ А, поэтому на этих ТСН используются те же защиты, что и на
рабочих ТСН такой же мощности. Так как резервный шинопровод
0,4 кВ подключен к резервным ТСН не с помощью автоматического вы¬
ключателя, а через рубильник S (см. рис. 1), защиты резервных ТСН
6,3/0,4 кВ действуют на отключение своего выключателя 6,3 кВ и ав¬
томатических выключателей 0,4 кВ всех вводов резервного питания,
отходящих от резервного шинопровода. Такое решение предотвращает
ошибочную подачу напряжения на поврежденный резервный ТСН через
ранее отключенный ввод рабочего питания 0,4 кВ одной из секций
0,4 кВ, получающих резервное питание от этого ТСН. Кроме того, защи¬
ты резервных ТСН действуют на пуск УРОВ 6,3 кВ этих ТСН (рис. 15).
Максимальная токовая защита и токовая защита нулевой последователь¬
ности 0,4 кВ резервного ТСН являются основными защитами резервного
шинопровода 0,4 кВ и резервными защитами для секций нормальной
эксплуатации 0.4 кВ, получающих резервное питание от этого ТСН.
В свою очередь, на каждом вводе резервного питания 0,4 кВ выполняют¬
ся действующие с выдержкой времени на отключение этого ввода МТЗ
и токовая защита нулевой последовательности. Реагирующий орган то¬
ковой защиты нулевой последовательности включается в нулевой про¬
вод ТТ, установленных в трех фазах для трехфазной трехрелейной МТЗ
ввода резервного питания 0,4 кВ.
Некоторые особенности на резервных ТСН 6,3/0,4кВ имеет резерв¬
ная защита от удаленных трехфазных КЗ в кабельной сети 0,4 кВ СН.
С целью экономии аппаратуры и сокращения трудозатрат на проверки
резервная защита выполняется в виде одного общего комплекта в шка¬
фу рубильника S и при -срабатывании действует на отключение того
ввода резервного питания, через который протекает ток КЗ. Для вы-
41

кВ
Рис. 15. Структурная схема защит, устанавливаемых на резервных ТСН 6,3/0,4 к
и на вводах резервного питания на секции 0,4 кВ
бора поврежденного ввода в одной из фаз каждого ввода резервноі
питания устанавливается токовое реле, которое и осуществляет выбо
отключаемого ввода. С целью обеспечения необходимой чувствительно
ти резервной защиты необходимо при замере мощности исключить п,
дение напряжения на индуктивном сопротивлении резервного ІПП. Дл
этого TH, от которого питается реле мощности защиты, устанавливае
ся перед наиболее удаленным от резервного ТСН вводом резервноі
питания.
Защита присоединений 0,4 кВ, отходящих от секций РУСН 0,4 к!
К таким присоединениям относятся электродвигатели мощность
55—200 кВт и групповые линии питания реактированных и нереактирі
42
ванных вторичных сборок 0,4 кВ. Защита этих присоединений от всех
видов КЗ, как правило, выполняется с помощью отсечек, встроенных в
квтоматические выключатели присоединений (SF1—SF4 на рис. 14).
Эти отсечки должны обеспечивать необходимую чувствительность при
scex видах КЗ в конце кабеля защищаемого присоединения. У группо-
зых линий отсечки должны также обеспечивать необходимую чувстви¬
тельность при всех видах КЗ на защищаемых вторичных сборках, а для
селективности с защитами присоединений, отходящих от вторичных-,сбо¬
рок, эти отсечки выполняются с выдержкой времени. Элемент выдерж¬
ки времени с уставками 0,1 и 0,25 с также встроен в автоматический
зыключатель, который при этом называется селективным (SF2C, SF3C
іа рис. 14). Если отсечка автоматического выключателя, питающего уда¬
ленный электродвигатель, не обеспечивает необходимой чувствитель-
юсти к однофазным КЗ, то в ячейке КТП СН этого электродвигателя
останавливается выносная защита нулевой последовательности и pe¬
te РТ-40/6. Следует отметить недопустимость применения в выносной
юковой защите нулевой последовательности ранее устанавливавшегося
>еле типа РТ-40/0,2. Это связано с тем, что вследствие больших значений
«противлений реле РТ-40/0,2 зти реле недостаточно нагружают транс¬
форматоры тока ТЗЛМ. Это при близких однофазных КЗ вызывает
^асыщение ТЗЛМ большими токами и, как следствие, отказ защиты ну¬
левой последовательности. Выносная защита нулевой последователь¬
ности без выдержки времени действует на независимый расцепитель
івтоматического выключателя.
J Защита реактированных вторичных сборок 0,4 кВ РТЗО. Реактиро-
інные вторичные сборки -0,4 кВ РТЗО применяются для организации
щтания электродвигателей СН 0,38 кВ мощностью 0,1—28 кВт, а также
рія организации питания приводов запорной и регулирующей арматуры.
целью удешевления для коммутации электродвигателей и приводов
гспользуются маломощные автоматические выключатели типа АП-50,
максимальные расцепители которых осуществляют защиту от всех
идов КЗ по всей длине кабелей 0,4 кВ присоединений. Для ограничения
рков КЗ нд сборке (допустимый для АП-50 уровень Ік тах составляет
І5 кА) на питающих вводах сборок устанавливаются реакторы, входя¬
щие в зону защиты селективного автоматического выключателя группо-
рй линии, которая питает сборку. В качестве основной защиты сборки
ІГЗО и для резервирования отказов автоматических выключателей, от-
рдящих присоединений на питающем вводе сборки после реактора ус-
анавливается автоматический выключатель SF5, оборудованный только
йсцепителями с зависимыми от. тока временными характеристиками,
[ри этом обеспечивается необходимая чувствительность дальнего резер-
йрования и селективность по отношению к автоматическому выклю-
Ѵгелю отходящих от сборки РТЗО'присоединений.
43

4,	СХЕМЫ ЗАЩИТ ЭЛЕМЕНТОВ СЕТИ 6,3 кВ
СОБСТВЕННЫХ НУЖД АЭС
Высокие требования к правильной работе элементов сети .собственных
нужд 6,3 кВ АЭС в условиях ударных и вибрационных нагрузок (земле¬
трясения, падение самолета и др.) обусловили разработку и выпуск
промышленностью специальной серии так называемых сейсмостойких
реле. Эти реле, не изменяют положения своих выходных контактов,
обусловленного требованиями к срабатыванию (несрабатыванию)
реле, при вибрационных нагрузках с максимальным ускорением 3g
в диапазоне частот от 5 до 15 Гц и 1^ в диапазоне частот от 16 до 100 Гц,
а также при многократных ударах длительностью от 2 до 200 мс и ус¬
корением до 3g. Кроме того, сейсмостойкие реле обладают рядом улуч¬
шенных характеристик по сравнению с обыкновенными электромеха¬
ническими реле: уменьшенным временем срабатывания реле, повышен¬
ным коэффициентом возврата, повышенной чувствительностью и др.
В настоящее время устройства релейной защиты всех элементов сети
СН АЭС 6,3 кВ выполняются только на сейсмостойких реле: тока типа
РТС-13, времени типа РВ-01, направления активной мощности типа
РСМ-13, промежуточных реле типа РП-16, РП-17 и РП-18, дифференциаль¬
ных реле типа РСТ-15 и др.
Ниже рассмотрены разработанные в институте ’’Атомэнергопроект’'
в соответствии с принципами, описанными в гл. 2, схемы устройств
РЗ элементов сети 6,3 кВ СН современных АЭС и схемы сейсмостойки*
реле, применяемых в этих защитах. Защиты устанавливаются в релейны*
шкафах КРУ 6,3 кВ и требуют для работы наличия оперативного пос
тоянного тока напряжением 220 В.
Защиты питающих вводов 6,3 кВ секций нормальной эксплуатации
Схема цепей переменного тока этих защит приведена на рис. 16, а, і
схема цепей оперативного тока — на рис. 16, б и в. Защиты монтируютъ
в отдельном шкафу КРУ 6,3 кВ, куда подводятся токовые цепи вводоі
рабочего и резервного питания и цепи напряжения от TH, установление
го на секции 6,3 кВ нормальной эксплуатации. В этом шкафу устанавли
ваются дистанционные защиты вводов рабочего и резервного питанш
секции 6,3 кВ нормальной эксплуатации, а также общая часть резервно!
защиты этой секции. В релейных шкафах ячеек КРУ вводов рабочей
и резервного питания секции 6,3 кВ нормальной эксплуатации устанав
чиваются выходные реле защит, реле автоматики и управления выклю
чателей вводов, а также логические схемы резервной защиты. Для вы
полнения дистанционных защит питающих вводов ÆZpa6 и XZpe3 исполъ
зуются блок-реле БРЭ 2801 27Е с номинальным током 5 А и номиналъ
ным напряжением 100 В.
Блок-реле БРЭ 2801 27Е содержит три реле минимального сопротив
пения PCI, РС2 и РСЗ типа С108 и блок выходных реле Р1110. Эті
реле сопротивления включены на разность токов и междуфазное на
44

16. Схема релейных защит питающих вводов на секцию 6,3 кВ нормальной
яшуатации:
а — цепи переменного тока; б — цепи постоянного тока; в — цепи постоянного
:а, выполняемые в шкафу ввода рабочего питания на секцию; г — цепи постоян-
■о тока, выполняемые в шкафу ввода резервного питания на секцию
45

пряжение фаз А и В, В и С, С и А соответственно, и на них выставляется
круговая характеристика с центром в начале координат, что обеспечи¬
вает оптимальные соотношения между требуемыми отстройкой реле от
режимов самозапуска двигательной нагрузки защищаемой секции и
чувствительностью реле при КЗ в кабельных линиях СН 6,3 кВ. Упро¬
щенная схема блок-реле БРЭ 2801 приведена на рис. 17, Каждое реле
сопротивления преобразует разность фазных токов _7 и соответствую¬
щее междуфазное напряжение U, поступающие на его входы, в синусои¬
дальные величины Еі и Е2, которые для характеристик реле, не прохо¬
дящих через начало координат, описываются выражениями [2]
Еі =KnU+Kl2I=KnI(Z-Zi), Zi=-Ki2/Kn-
Et — Ki 11J+ K22I_ - Ki iBZ — Z2), Z2— -K22/Ki 1.
(1)
Сигналы Еі и ZT2 в каждом реле сопротивления сравниваются меж¬
ду собой по фазе, причем условие срабатывания схемы сравнения но фа¬
зе для реле с характеристикой в виде окружности запишется как
«= arg(£’1/£'2) = arg(Z-Zi/Z-Z2),	(2)
где а — угол, на который Е2 (вектор Z — Z2) отстает оіЕд (вектоі
Z — Zi) ; при этом 90° < а < 270°.
В реле также предусмотрена возможность смещения характеристик
в I или в III квадрант комплексной плоскости сопротивлений в преде¬
лах от ZCMenï'= -100 % до ZCMeJU = +50 % уставки на реле и регулировкѣ
соотношения осей эллипса е в пределах от 0,5 до 1. Для реле с характер
ристикой в виде окружности с центром в начале координат е = 1 J
ZCMeni = —100%. Для выполнения при необходимости характеристики
проходящей через начало координат, в реле предусмотрен специальны»
блок поляризации, однако в реле сопротивления, используемом для
защиты йитающих вводов 6,3 кВ собственных нужд АЭС, этот блок
отключен.
Формирование сигналов, пропорциональных соответствующим токам
и напряжениям защищаемой секции СН, обеспечивается промежуточнья
ми трансформаторами тока ТА и напряжения TV, установленными і
каждом блоке С108. В частности, для реле РС1 напряжение на выходе
ТА пропорционально разности токов Ід — Ig, а напряжение на выходе
TV пропорционально напряжению U^g. Изменением при помощи пере
ключателей SB1 и SB2 значения нагрузки на вторичную обмотку 7Иі
производится регулирование уставок РС1 по сопротивлению срабатыва
ния в цепях тока. При отключенных SBÏ и SB2 (шлицы обоих переклю!
чателей на лицевой панели реле находятся в вертикальном положении)
46

XS1
іа TA
R2
XS2
/?5ГТ~
R6
,*S0
SB3 „ун.ч
RIO Я
R4-
SB1 SB2
R7
XS3
-< >

Jj
R8		 ,-12
RIS
RIS
R14-
R17
R19
XS8
I RIO
/ XS6
MS-»-
JfBI
2смещ-/>
ХВ2
TV »
XS7
100
XS12
К блоку поляризации
реле РС2(РСЗ)
SBC
Смещение
K.+1SB
RW
RW
Форм.1 +
„ -“УМ
RW 2 k
‘1
|W7i
R38
K„-15B
C2
Форм. 2 —
S87„ Поляризаций
SBS „Поляриза¬
ция"
Rys
VDB
VUS 2k
KL1
R1
VT1
R9
0mVT2uVT3
К обмоткам
Блок
поляризации
OJiok Выходных реле (Р110)
— SB1 „Подхват"
_» Блок
ГХ сигнали-
11 зации
Г”
il ѵз
2k «®3J
релеРС2и
PCS
VUS
-Й-
ѴЛ7
С1Б
Блок реле сопротивления РС1(С108)
От TV
реле РС2(РСЗ)
VS8 ѴЛЗ
R12
]^0
,0	£1SB
RSO
RS2
KL1
R11
RIO
-220В . .	+110В +22С8
Рис. 17. Структурная схема реле БРЭ28О1 (обозначения элементов соответствуют заводской маркировке)

на реле выставляется максимальное значение Zy ном, предусмотренн
исполнением реле (Æj=l); при включенном SB1 (шлиц переклю'
теля на лицевой панели реле при помощи отвертки поворачивается
90° против часовой стрелки) Zy ном уменьшается в 2 раза (Kj = 0,5
при включенных обоих переключателях SB1 и SB2 (шлицы обоих nej
ключателей на лицевой панели поворачиваются на 90е против часові
стрелки) Zy<HOM уменьшается в 4 раза (Kj = 0,25). Переключателі
ХВ2 (ступенчатая регулировка ”N, %”) и потенциометром R11 (плі
ная регулировка ''К"), обеспечивается регулирование уставок РС1
цепи напряжения; пределы регулирования ”Л%” — от 3 до 100%; пр
делы регулирования К — от 0,4 до 1.
Таким образом, уставка РС1 по сопротивлению срабатывания onpejj
ляется из выражения
КІ
7=7		 ~ 7
У	у.ном	у.ном
КѴ
К} . 100
NK
где Z„ = 1 или 4 Ом на фазу в зависимости от исполнения ре®
Переключатель ХВ1 обеспечивает ступенчатое, а потенциометр R5
плавное регулирование значения смещения характеристики р ;
”ZCM ”, переключатель ХВЗ — ступенчатое регулирование соотношен
осей эллипса ”е”, переключатели SB3—SB5 — регулирование угла м
симальной чувствительности, а переключатели SB6, SB7 и SB8 ”Смеі j
ние” и ’’Поляризация” — включение смещения и блока поляризац !
Положение переключателей ХВ1, ХВЗ, SB3—SB8 на рис. 17 соответств]’
круговой характеристике реле сопротивления с центром в начале ко
динат.
Формирование величин jE) и Е2 из токов и напряжений на входе р,
производится в формирователях ’’Форм. 1” и ’’Форм. 2” соответствен
Эти формирователи выполнены на основе операционных усилител
При этом коэффициент Кц, являющийся действительным чисік
реализуется с помощью резисторов R15, R18, R19 и трансформап
напряжения TV, а коэффициент Æjj, являющийся комплексным ч
лом, — с помощью резисторов R13, RJ6, конденсатора С2 и трансфор
тора тока 7L4. Коэффициент К2г,также являющийся комплексным'
лом, реализуется с помощью резисторов R14,R17,-конденсатора
и трансформатора тока ТА. Прямоугольные импульсы с выходов фі
мирователей ’’Форм. 1 ” и ’’Форм. 2”, передние фронты которых соь
дают по времени с нулевой фазой сигналов и Е2 соответствен
поступают на двухполупериодный формирователь импульсов нес
падения по знаку величин Е^ и Е2 (ФИН), содержащий диодный м
ѴЗ, диоды VD3 и VD4, резисторы R44—R47 и компаратор Æ/.Bepx
48

диоды моста И? образуют селектор отрицательных имйульсов, а нижние
— селектор положительных импульсов. При несовпадении знаков мгно¬
венных значений сравниваемых величин открыты один из диодов се¬
лектора отрицательных импульсов и один из диодов селектора положи¬
тельных импульсов. При этом через резистор R45 и диод VD4, а также
через резистор R44 и диод VD3 протекают токи, следовательно, потен¬
циал неинвертирующего входа компаратора К1 превышает потенциал
его инвертирующего входа и на выходе компаратора К1 появляется
положительный импульс напряжения, длительность которого равна
времени несовпадения по знаку сравниваемых, величин. При совпаде¬
нии знаков положительных значений сравниваемых величин открыты
нижние диоды моста ѴЗ и диод VD4, а при совпадении знаков отрица¬
тельных значений сравниваемых величин — верхние диоды моста ѴЗ
и диод VD3. В обоих случаях потенциал соответствующего входа компа¬
ратора приблизительно равен нулю и ограничивается на уровне падения
напряжения на одном открытом диоде VD3 или VD4. при этом потен¬
циал инвертирующего входа компаратора К1 превышает потенциал
неинвертирующего входа этого компаратора, так как при открытом
диоде VD4 инвертирующий вход компаратора К1 через делитель R44—
R46 приобретает потенциал ”+15 В”, а при открытом диоде VD3 неин¬
вертирующий вход К1 через делитель R47—R45 приобретает потенциал
”—15 В”. При этом на выходе компаратора К1 появляется отрицатель¬
ный импульс напряжения, длительность которого равна времени совпа¬
дения по знаку сравниваемых величин. Положительные и отрицатель¬
ные импульсы с выхода компаратора К1 стабилизируются по амплитуде
с помощью балластного резистора R48, диодного моста Ѵ4 и стабилитро¬
на И05. а затем поступают на вход интегратора, собранного на резисто¬
рах R49 и R52, диодах VD6-VD8, конденсаторе С16 и компараторе К2.
В нормальном режиме значения и Е2 практически совпадают по
фазе, на выходе К1 присутствует отрицательное напряжение, которое
стабилизируется по амплитуде и через диод VD6 и резистор R49 посту¬
пает на инвертирующий вход компаратора К2. Так как неинвертирую¬
щий вход этого компаратора жестко присоединен к ’’нулевому” потен¬
циалу. то напряжение на выходе компаратора К2 относительно ’’ну¬
левого” потенциала примерно равно нулю, диод VD8 открыт и шунтиру¬
ет конденсатор С16. При возникновении КЗ в зоне действия реле со¬
противления значения и_Е2 не совпадают по фазе, на выходе компа¬
ратора К1 и диода VD7 появляются стабилизированные по амплитуде
положительные импульсы напряжения, длительность которых равна
времени несовпадения Et и Е2. При этом диод VD8 запирается, кон¬
денсатор С16 начинает заряжаться через резистор R52 и потенциал
на выходе компаратора К2 изменяется относительно ’’нулевого” по¬
тенциала практически по линейному закону, становясь отрицательным.
В момент достижения этим потенциалом значения ”-7.5 В” логический
элемент Dl. 1 (ИЛИ—НЕ) переключается и через транзистор ѴТ1 обеспе¬
49

чивает срабатывание выходного реле KL1. Аналогично работают реле
сопротивления РС2 и РСЗ, имеющие выход на реле KL2 и KL3 соот¬
ветственно. При срабатывании любого реле сопротивления обеспечи¬
вается сигнализация с помощью светодиода, установленного в специаль¬
ном блоке сигнализации, причем предусмотрена возможность подхвата
световой сигнализации с помощью переключателя SB1, выведенного на
лицевую панель блока выходных реле Р1110. Для лучшего использова¬
ния напряжения питания реле KL1-KL3 подключены к напряжению
110 В. Стабилитроны VD8 и VD9, также установленные в блоке выход¬
ных реле, обеспечивают организацию напряжения питания ± 15 В для
элементов блоков С108 и Р1110. Кроме того, в блок-реле БРЭ 2801
установлен ряд не показанных на схеме диодов, резисторов и конденса¬
торов, предназначенных для защиты элементов схемы от перенапряже¬
ний, импульсных помех и др.
Для токовой блокировки дистанционных защит питающих вводов1
используются реле КАЗ-КАб типа РСТ-13, имеющие повышенный по
сравнению с реле РТ-40 коэффициент возврата (Кв > 0,9). Одновре¬
менно эти же реле используются для блокировки специальной техноло-І
гической защиты ячеек КРУ защищаемой секции 6,3 кВ нормальной
эксплуатации (дуговой защиты). Дуговая защита предназначена для
отключения без выдержки времени питающих вводов защищаемой сек¬
ции СН 6,3 кВ при возникновении дугового КЗ в любой ячейке КРУ. из
которых смонтирована эта секция. Токовая блокировка дуговой защиты
предотвращает ложную работу этой защиты при коммутации больших
токов, возникающих вне ячейки КРУ, сотрясениях ячейки КРУ и др.
Структурная схема реле РСТ-13 приведена на рис. 18.
Рис. 18. Структурная схема реле РСТ-13 (обозначения элементов соответствуй
заводской маркировке)
50

Реле РСГ-13 состоит из промежуточного трансформатора тока 7L4,
двухполупериодного выпрямителя VI, схемы сравнения (компарато¬
ра К, резисторной цепи R3—R13, предназначенной для регулировки
уставок реле в заданном диапазоне), интегрирующей АС-цепи на резис¬
торах R7, R8 и конденсаторе С2. триггера Шмитта ТШи исполнительного
органа — выходного реле KL1, включенного в коллекторную цепь
транзистора VT1. При отсутствии тока на входе реле напряжение на
выходе компаратора К максимальное положительное +15 В, и до этого
значения напряжения заряжен конденсатор С2. При наличии входного
тока он проходит через промежуточный трансформатор тока 7L4 и вы¬
прямитель VI, и в те моменты времени, когда мгновенное значение
выпрямленного тока на инвертирующем входе компаратора К превы¬
шает напряжение порога, определяемого напряжением на резисторах
R6—R13, на выходе компаратора появляется максимальное отрицатель¬
ное значение —15 В. Это отрицательное напряжение быстро перезаряжает
конденсатор С2 через параллельно включенные резисторы R7 и R8.
Резистор R8 включается в цепь перезаряда через диод VD2. В те про¬
межутки времени, когда мгновенное значение выпрямленного сигна¬
ла ниже напряжения порога, на выходе компаратора К вновь появляет¬
ся положительное напряжение, диод VD2 запирается и конденсатор С2
медленно заряжается через резистор R7, так как сопротивление резис¬
тора R7 выбрано в 3 раза большим сопротивления резистора AS.
При увеличении амплитуды входного тока время перезаряда конден¬
сатора С2 отрицательным напряжением увеличивается, а время заряда
положительным напряжением уменьшается, следовательно, амплитуда
отрицательного напряжения на С2 увеличивается, а положительного —
снижается. При токе срабатывания реле амплитуда напряжения на С2
достигает отрицательного порога срабатывания ТШ,,который после это¬
го переключается, т.е. напряжение на его выходе скачком становится
положительным. Это положительное напряжение через резистор R17
открывает до насыщения транзистор VT1, что приводит к срабатыванию
выходного реле KL1, а также через делитель на резисторах R15—R16 де¬
лает положительным напряжение порога ТШ. Так как амплитуда поло¬
жительного напряжения на конденсаторе С2 при этом ниже вновь уста¬
новившегося порога ТШ, то выходное реле KL1 остается в сработанном
состоянии. Возврат реле происходит при уменьшении амплитуды вход¬
ного тока, что приводит к увеличению положительного напряжения
на конденсаторе С2 выше вновь установившегося порога ТШ и переклю¬
чению этого триггера.
Для обеспечения высокого коэффициента возврата реле, а также для
уменьшения времени его срабатывания и возврата параллельно инверти¬
рующему входу триггера включен стабилитрон VD3. имеющий уровень
стабилизации, несколько превышающий порог триггера, причем сам
этот уровень выбран таким, чтобы во времени перезаряд конденсатора
С2 интегрирующей АС-цепи происходил на относительно малом началь¬
51

ном (практически линейном) участке экспоненты. Стабилитроны VD4 в
VD5, резисторы R20 и R21 предусмотрены для стабилизации параметров
реле и организации напряжений ±15 В, необходимых для питания ком
паратора К и триггера Till, диод VD7 и резистор R18 служат для обеспе
чения режима отсечки транзистора VT1 в несработанном состоянии,
а диод VD8 — для защиты схемы от ошибки в полярности при подклю
чении реле к питающему напряжению. Кроме того, реле имеет ряд не по
казанных на схеме диодов, резисторов и конденсаторов, предназначен¬
ных для защиты элементов схемы от перенапряжений, импульсньи
помех и др.
Регулирование уставок реле производится дискретно ступенями пс
0,1 от минимальной уставки диапазона, указанного в табл. 1, с помощьк
переключателей SB1—SB5. Значение тока срабатывания на соответствую
щей вторичной уставке определяется по формуле
1= 7MJ„(1+S7V),	(4)
где lmjn — минимальная уставка по току диапазона уставок, выбранной
в соответствии с табл.. 1;	— сумма чисел на шкале уставок (0,1;
0,2; 0,4; 0,8; 1,6), около которых шлицы переключателей уставок
SB1— SB5 установлены горизонтально (при этом переключатель разомк
нут и соответствующий резистор включен в работу, повышая пора
срабатывания компаратора Æ).
Положение переключателей на рис. 18 соответствует минимально!
уставке по току срабатывания. Головки переключателей уставок SB1-
SB5 выведены на лицевую плату реле и переключаются при помощі
отвертки поворотом головки на 90° против часовой стрелки. Для точно!
подстройки уставок служит переменный резистор R3, также выведении!
на лицевую плату реле.
Реле РВ-01 используются в качестве элементов выдержки времен
(КТраб и КТрез) (см. рис. 16) дистанционных защит питающих вводоі
Реле РВ-01 обладают высокой точностью — погрешность не превышае
6,5 % уставки.
Таблица 1
Реле
Диапазон уставок, А
Номинальный ток,
А
РСТ-13-04
0,05-0,2
0,4
РСТ-13-09
0.15-0,6
1.6
РСТ-13-14
0,5-2
2.5
РСТ-13-19
1,5-6
10
РСТ-13-24
5-20
16
РСТ-13-29
15-60
16
52

Реле РВ-01 (рис. 19) управляются с зажимов 1 и 9 подачей и снятием
напряжения питания 220 В. При подаче напряжения на реле происходит
быстрый заряд конденсатора С1 через резистор R1 и диод VD5, а также
через диод VD12 и резисторы R15—R33 до начального напряжения, рав¬
ного падению напряжения на стабилитроне VD1. После превышения
этого значения напряжение на аноде диода VD4 становится больше на¬
пряжения на его катоде, диод VD4 открывается, и так как при этом по¬
тенциал анода диода VD5 становится меньше потенциала его кйтода,
Определяемого падением напряжения на резисторах R15-R33, диод
VD5 запирается. Ток резистора R1 идет через диод VD4, и дальнейший
заряд конденсатора С1 происходит по цепи резисторов R15—R33, причем
напряжение на этой цепи стабилизировано стабилитронами VD1— VD3, а
параметры цепи заряда выбраны таким образом, чтобы заряд происхо¬
дил на начальном практически линейном участке экспоненты. В тот
момент, когда напряжение на конденсаторе С1 и соответственно на эмит¬
тере транзистора VT7 превысит напряжение на его базе, задаваемое потен-
'ис. 19. Схема реле РВ-01 (обозначения элементов соответствуют заводской мар¬
ей роке)
53

циалом на движке потенциометра Æ5, переход эмиттер-база транзисто]
VT7 открывается. Это приводит к ответвлению зарядного тока как
эту цепь, так и в цепь коллектора VT7, и как только значение зтоі
тока превысит ток запирающего смешения транзистора ѴТ8, опрел
ляемый резистором R3 транзистор ѴТ8 открывается и в цепи его ко,
лектора начинает протекать ток. Появление шунтирующего тока пр
водит к снижению напряжения на R4. Так как напряжение на конде
саторе С1 не может изменяться скачком, разность потенциалов эмр
тера и базы транзистора ѴТ8 возрастает, что в свою очередь привод
к увеличению тока в цепи эмиттера транзистора ѴТ7 и к дальнейшег,
снижению напряжения на R4, Этот процесс развивается лавинообразі
и завершается насыщением транзисторов ѴТ7, ѴТ8 и ѴТ10 и срабатыі
нием реле KL1 от предварительно заряженного через резистор R
конденсатора СЗ.
Удерживание реле KLI в сработанном состоянии обеспечивается р
рядом конденсатора С1 на резистор R2 через открытые переходы эм
тер-база транзисторов ѴТ7, ѴТ8 и ѴТ10. После разряда С1 и уменьшен
напряжения на нем ниже порога стабилизации VD1 открывается ди
VD5, затем ток резистора R1 проходит через этот диод и цепь эм
тера транзистора ѴТ7, благодаря чему обеспечивается поддержав
насыщенного состояния транзисторов ѴТ7, VI8, а, следовательно]
ѴТ10.
Возврат схемы в исходное состояние происходит после снятия нам
жения 220 В с зажимов J и 9 реле, причем для быстрого разряда к
денсаторов в схему реле введен специальный каскад на транзист
ѴТ13, что позволяет существенно сократить время подготовки рел
последующему срабатыванию и сделать это время меньшим миним
ной уставки реле.
При наличии питающего напряжения транзистор ѴТ13 заперт за <
падения напряжения на диоде VD14 от тока потребления схемы. I
снятии напряжения питания транзистор ѴТ13 переходит в режим и
щения за счет- тока разряда конденсатора СЗ через резистор R12. \
этом конденсатор СЗ разряжается также на сопротивление резисіі
R11, значение которого в 4 раза меньше сопротивления резистора Я
Одновременно через диод VD6 и открытый транзистор ѴТ13 пром
дит разряд конденсатора С1 на резистор R2, падение напряжения на э|
резисторе обеспечивает запирание транзисторов ѴТ7 и ѴТ8 пороге^
схемы. Это исключает возможность кратковременного ’’клевка” Æ
KL1 при снятии напряжения питания с реле. Шунтирование диода Й
конденсаторами С4 и С5 предназначено для обеспечения некотоі
замедления ’’срабатывания” разрядного каскада, что позволяет!
строиться от кратковременных помех на .постоянном оператш|
токе.	F
Для того чтобы заряд конденсатора СЗ, обеспечивающий наде»
срабатывание реле KL1, не вызывал дополнительной погрешности вы
54

Ькек времени, питание цепи заряда СЗ и стабилитронов ѴВІ—УБЗ произ¬
водится через отдельные резисторы R13 и R14^ связанные между собой
диодом VD12. При этом сразу после подачи напряжения на реле ток че-
юез стабилитроны VD1— VD3 появляется скачком, а параметры цепи за-
Вяда C3—R13 выбираются такими, чтобы время заряда конденсатора
Е? было меньше минимальной уставки реле. Диод VD12 открывается
Іолько после заряда конденсатора СЗ до напряжения, определяемого
Стабилитронами VD1— VD3, следовательно, к моменту срабатывания по-
Lроговой схемы питание всей схемы реле происходит через параллельно
соединенные диодом VD12 резисторы R13 и R14.
Цепочка VD11—R10 предназначена для ограничения перенапряжений
коллекторе транзистора ѴТ10, вызываемых прекрашением тока через
Індуктивность реле KL1 при его возврате.
г Регулирование выдержки времени осуществляется изменением заряд¬
ного сопротивления путем дискретного переключения резисторов
KR15—R32 на двух колодках. Переключатель ХВ1 (переключатель стар¬
шего разряда уставки) обеспечивает переключение через 10% макси¬
мальной уставки, а переключатель ХВ2 - через 1 % максимальной устав¬
ки выбранного диапазона реле. ПотенциометрR5 обеспечивает калиброfi-
шкалы реле. Реле РВ-01 выпускается на четыре диапазона уставок:
—1 ; 0,3—3; 1—10 и 3—30 с, причем в схемах РЗ питающих вводов соб-
авенных нужд АЭС используются реле с первым диапазоном выдержек
юемени.
I Токовый орган суммарной резервной защиты секции 6,2 кВ нормаль-
рй эксплуатации (см. рис. 16) содержит два реле КА1 и КА2 типа
СТ-13, в качестве элемента времени В1 этой защиты используется реле
ремени КТ1 типа РВ-01 на первый диапазон уставок, в качестве элемен-
I времени В2 — промежуточное реле КТ2 типа РП-18-1 (сейсмостойкий
налог реле РП-251), в качестве элементов задержки на возврат Вв1
— промежуточные реле КТВ1 и КТВ2 типа Р11-18-7 (сейсмостойкий
налог реле РП-252) . В качестве элемента НЕ1 и выходного реле в схеме
езервной защиты, а также выходных и промежуточных реле в схемах
истанционных защит вводов используются реле типа РП-16-1, являю¬
щіеся сейсмостойким аналогом реле РП-23, причем в отличие от реле
1-23 конструкция различных модификаций реле РП-16, отличающихся
ежду собой сочетанием замыкающих и размыкающих контактов, не
іпускает изменения сочетаний заданной контактной системы. Время
іабатывапия реле РП-16 не превышает 50 мс. •
t Реле серии РП-18 на номинальное напряжение 220 В дополнительно
иеют блоки с полупроводниковой схемой замедления при включении
?П-18-1 —РП-18-3) и отключении (РП-18-4—РП-18-9). Принципиальные
>мы этих реле приведены на рис. 20. Реле РП-18 с замедлением при
зіючении (рис. 20, а) работает следующим образом. При подаче на
ле напряжения питания начинается заряд конденсатора С1 через резис-
55

Рис. 20. Схемы реле РП-18 с замедлением при включении (в) и отключении
(обозначения элементов соответствуют заводской маркировке, не задействоі
ные в схеме контакты реле не показаны)
торы R1 и R2, а на базе транзистора ѴТ2 устанавливается напряжен
определяемое положением движка резистора R3. Это напряжение ре
лируется на заводе токим образом, чтобы непосредственно после вкі
чения напряжения питания оно превышало напряжение на эмитт
КТ2; при этом транзистор ѴТ2 и, следовательно, транзистор ѴТЗ оста
ся закрытыми. Запертым остается и выходной транзистор ѴТ4. После
го как напряжение на конденсаторе СІ достигнет значения, незн
тельно превышающего напряжение на базе транзистора ѴТ2, транзис
К72 отпирается. Это вызывает открытие транзистора ѴТЗ, и к базе T]
зистора ѴТ4 через резистор R5 прикладывается напряжение конде
тора СІ. Транзистор ѴТ4 отпирается, что приводит к срабатыванию )j
KL1. Путем изменения сопротивления резистора R2 замедление на
батывание реле регулируется в пределах 0,05—0,25 с.
56

Резисторы R4 и R7, конденсатор С2 и диод служат для защиты
элементов схемы от перенапряжений и для повышения помехостойкости
реле, причем ток, протекающий в период отсчета схемой выдержки вре¬
мени по резистору R 7 и обмотке KL1, мал и недостаточен для срабатыва¬
ния реле.
После срабатывания реле KL1 его замыкающий контакт KLL1, задей¬
ствованный в собственной схеме реле, шунтирует транзистор VT4, и об¬
мотка реле получает питание через свой контакт. Такое включение обес¬
печивает также надежный возврат репе после снятия напряжения за
время, не превышающее 0,05 с.
Реле РП-18 с замедлением на возврат (рис. 20, б) при подаче на него
напряжения питания срабатывает за время, не превышающее 0,05 с. Сра¬
батывание обеспечивается током, протекающим по цепи выпрямитель¬
ный мост V9 — размыкающий контакт реле KL1 — обмотка 2KL1 — диод
VD8 — транзистор ѴТ6 — диод VD7. Открытое состояние транзистора
ѴТ7 при этом обеспечивается током заряда конденсатора СЗ. Одновре¬
менно происходит заряд конденсатора С2 до напряжения стабилизации
стабилитрона VD1 и заряд конденсатора С1 до напряжения, определяе¬
мого положением движка резистора R2. При этом напряжение на базе
транзистора ѴТЗ непосредственно после включения реле превышает на¬
пряжение на его эмиттере и транзистор ѴТЗ, и следовательно, транзистор
ѴТ4 заперты.
После заряда конденсатора СЗ транзистор ѴТ6 запирается, и так как
контакт KL1 после срабатывания реле размыкается, то происходит за¬
ряд накопительного конденсатора С4 по цепи V9—R10 — обмотка 2KL1 -
диод VD8 — обмотка 1KL1 — резистор R8 — конденсатор С4. При этом
якорь реле остается в притянутом состоянии за счет остаточной намагни¬
ченности сердечника и тока заряда конденсатора С4. При снятии напря¬
жения с зажимов 19 и 20 реле конденсатор С2 начинает разряжаться на
резистор R4, а напряжения на конденсаторах С1 и С4 не изменяются, по¬
скольку все пути разряда отделены запертыми р-п переходами транзис¬
торов и диодов. Реле KL1 остается при этом в сработанном состоянии за
счет остаточной намагниченности сердечника. По мере разряда кон¬
денсатора С2 значение запирающего напряжения на базе транзистора
ѴТЗ уменьшается, и в момент времени, когда это напряжение стано¬
вится меньше напряжения на эмиттере ѴТЗ, определяемого потенциалом,
снимаемым с движка R2, транзистор ѴТЗ, а значит, и транзистор ѴТ4
отпираются. При этом конденсатор С7 разряжается через транзисторы
ѴТЗ и ѴТ4, резисторы R5 и R6, и током этого разряда обеспечивается
открытие транзистора ѴТ6. Конденсатор С4 начинает разряжаться на
обмотку 1KL1 электромагнитного реле, создавая магнитодвижущую
силу (МДС), противоположную МДС. вызвавшей его срабатывание.
Сердечник реле размагничивается, и его якорь отпадает. Резисторы R10,
R11 и конденсатор С5 служат для зашиты элементов схемы от пере¬
напряжений и для повышения помехостойкости реле.
57

Параметры конденсатора С2 и резистора R4 выбраны такими, чтобы
в течение 1—1.5 с разряд конденсатора происходил на практически линей¬
ном начальном участке экспоненты, при этом время отпадания якоря
реле определяется только напряжением, снимаемым с движка потенцио¬
метра R2. Благодаря такому выполнению схемы время отпадания реле
плавно регулируется в пределах 0,4—1.2 с изменением положения движ¬
ка потенциометра R2. Для гарантированного возврата реле напряжение
питания на него должно подаваться в течение времени, превышающего
0,05 с.
Реле РСМ-13-18 в блокирующем органе резервной защиты исполь
зуются в качестве реле направления мощности KW1 и KW2 (см. рис. 16)
В схеме зашиты реле KW1 и KW2 реагируют на значение мощности, пре¬
вышающее настроенную уставку, т.е. являются реле максимальной мощ¬
ности. Принципиальная схема реле приведена на рис. 21, а временная
диаграмма напряжения на выходе ряда элементов реле — на рис. 22.
Реле РСМ-13-18 максимальное состоит из промежуточного трансформа¬
тора тока ТА, промежуточного трансформатора напряжения TV, гене
ратора пилообразного напряжения (ГПН), широтно-импульсного моду¬
лятора (ШИМ), амплитудно-импульсного модулятора (АИМ), фильтра
низких частот (ФНЧ), измерительной части, содержащей компаратор К
резисторную цепь регулировки уставок реле, интегратор Инт. пороговый
элемент на транзисторе ѴТЗ, и исполнительного органа (выходное реле
KL1, включенное в коллекторную цепь транзистора ѴТЗ). Трансформа
Рис. 21. Структурная схема реле РСМ-13 максимального (обозначения элемента
соответствуют заводской маркировке)
58

ЙГПН,*М| I
**гпн
Рис. 22. Временные диаграммы работы реле РСМ-13 максимального при направ¬
лении мощности в зону срабатывания реле (а) и в зону ’’заклинивания” реле (б)

тор тока ТА преобразует входной ток реле в пропорциональное напряже
ние, которое в ІІІИМ сравнивается по значению с напряжением на выход!
ГПН. Если разность выходных напряжений ^гпн и UTA (см. рис. 22, с)
меньше нуля, то на выходе ІІІИМ присутствует максимальное положитель
ное напряжение (+15 В). Так как частота ^гпн значительно превышав,
частоту UTA, то на выходе ШИМ образуются прямоугольные импульсь
Чпим амплитУД°й ±15 В, при этом длительность импульсов, совпадаю
щих по знаку с UTA, пропорциональна мгновенному значению входной
тока реле. Импульсы с выхода ШИМ поступают на вход АИМ, на другоі
вход которого поступает напряжение с выхода трансформатора напри
жения TV, пропорциональное напряжению на входе реле. На выход
АИМ формируется импульсное напряжение С^АИМ, причем амплитуд
всех импульсов пропорциональна мгновенному значению входного на
пряжения реле. При этом длительность импульсов положительной поляр
ности на выходе реле в течение времени, когда полярности входных токі
и напряжения совпадают, прямо пропорциональна мгновенному значе
нию тока на входе реле и обратно пропорциональна мгновенному значе
нию тока на входе реле в течение времени, когда полярности входны,
токов и напряжений находятся в противофазе. Следовательно, постояв
ная составляющая выходного напряжения АИМ пропорциональна зна
чению и знаку (направлению) мощности на входе реле, и наибольшеі
положительное значение этой постоянной составляющей при заданны:
значениях тока и напряжения будет, когда эти ток и напряжение совпа
дают по фазе, т.е. по принципу действия угол максимальной чувствителі
ности реле <ры ч = 0. Когда ток и напряжение на входе реле находятс
в противофазе, напряжение на выходе Инт. отрицательно (рис. 22, 6
и сигнал не проходит через VD7., Длявыделения постоянной составлю
щей из выходного напряжения АИМ сигнал с выхода АИМ проходит ч(
рез ФНЧ, резисторную цепь для регулирования уставок по значени,
мощности и сравнивается по амплитуде с напряжением на делител
R35—R36 при помощи компаратора К. Так как неинвертирующий вхоі
компаратора К имеет нулевой потенциал, то в те моменты, когда мпм
венное положительное значение напряжения на выходе резисторной щ
пи больше напряжения на делителе R35—R36, на выходе компаратора!
присутствует максимальное положительное напряжение (+15 В). Воі
тальные моменты времени напряжение на выходе компаратора К — маь
симальное отрицательное (—15В). Двуполярные импульсы с выход
компаратора К проходят через интегратор Инт. и, если напряжение в
выходе интегратора Инт, положительное, а его значение превышает гк
рог стабилитрона VD7 ^nopVD7' то чеРез резистор R39 открывается д
насыщения транзистор ѴТЗ. При этом срабатывает реле KL1, а также
помощью цепи диод VD12 — резистор R42 уменьшается напряжен»
на делителе R35—R36, что обеспечивает необходимый коэффициен
возврата и тем самым устойчивую работу реле РСМ-13 при его срабать
60

вании. Диод VD10 и резистор R41 служат для обеспечения режима
отсечки транзистора ѴТЗ в несработанном состоянии, а диод VD13 —
для защиты схемы реле от ошибки в полярности при подключении реле
к питающему напряжению. Стабилитроны VD8, VD9 и резисторы R40,
R43 предназначены для организации напряжений ±15 В, необходимых
для питания ГПН, модуляторов ШИМ и АИМ, активного фильтра ФНЧ,
компаратора К и интегратора Инт. Кроме того, реле РСМ-13 имеет ряд
не показанных на схеме диодов, резисторов и конденсаторов, пред¬
назначенных для защиты элементов схемы от перенапряжений, импульс¬
ных помех и т.д.
Параметры реле выбраны таким образом, что минимальная уставка
по мощности срабатывания (вторичной) при угле максимальной чувст¬
вительности PWi>! = 10BT. Регулирование уставок реле в диапазоне
10—500 Вт производится дискретно с помощью переключателей SB1—
SB6, каждый из которых шунтирует один из резисторов R21, R25, R30,
R31, R33 и R37 резисторной цепи регулирования уставок. Мощность сра¬
батывания реле при угле максимальной чувствительности на соответ¬
ствующей вторичной уставке определяется по формуле
^Л^а + w
(5)
где 2JV — сумма чисел на шкале уставок, около которых шлицы на го¬
ловках переключателей уставок SB1—SB6 установлены горизонтально
(при этом переключатель разомкнут и соответствующий резистор вклю¬
чен в работу, что повышает сопротивление в рабочей цепи срабатывания
компаратора К).
Положение переключателей на рис. 21 соответствует минимальной
уставке по мощности срабатывания. Головки переключателей SB1—SB6
выведены на лицевую плату реле и переключаются при помощи отвертки
доворотом головки на 90° против часовой стрелки.
, В шкафу защит питающих вводов 6,3 кВ секции нормальной зксплуа-
,тации устанавливаются также реле КВБл и КВ'Бл типа РП-16, которые при
срабатывании максимальных токовых защит линий, отходящих от сек¬
ции 6,3 кВ нормальной эксплуатации и питающих секции 6,3 кВ удален¬
ных нагрузок, блокируют на время примерно 0,45 с основную и резерв¬
ную защиту каждого питающего ввода, как зто описано в гл. 2.
Указательные реле цепи отключения этих вводов от дуговой защиты
рекции, от устройства резервирования отказов выключателей ТСН
6,3/0,4кВ, подключенных к защищаемой секции, а также от защиты
от замыканий на землю секции (реле КНЗ, КН4 и КН5 соответственно
на рис. 16, в иг) смонтированы в релейных шкафах ячеек рабочего
и резервного питания на секцию 6,3 кВ нормальной эксплуатации.
’ Защиты кабельных линий, питающих секции 6,3 кВ удаленных нагру-
1OK. В качестве основной защиты таких линий используется дифферен¬
61

циальная защита (см. гл. 2 и рис. 10).Эта защита устанавливается в
релейном шкафу выключателя, приключенного к секции 6,3 кВ удален¬
ных нагрузок, и выполняется на реле РСТ-15. Структурная схема таких
реле показана на рис. 23, а временные диаграммы работы реле — на
рис. 24.
Реле РСТ-15 содержит дифференцирующее звено, выполненное на
трансреакторе ТА V. Обмотки wl, w2 и w3 с ответвлениями этого транс
реактора служат для выравнивания вторичных токов по концам защищав
мого объекта при установке на нем ТТ с разными коэффициентам®
трансформации. Обмотка wl с числом витков 30 является основной,
обмотки ѵ)2 и ѵіЗ с числом витков 3 — уравнительными; вторичная об
мотка w4 нагружена на выпрямитель V. Нагрузка трансреактора ТАѴ
и выпрямителя V рассчитана таким образом, что ток іу на выходе вы¬
прямителя V представляет собой абсолютное значение производной
дифференциального тока При включении, когда этот ток состоит из
однополярных импульсов, ток і-у содержит постоянную составляющую
и, главным образом, первую гармонику промышленной частоты
(рис. 24, а), при повреждении в зоне защиты, когда ток ідпрактически
синусоидален, — постоянную составляющую и вторую гармонику пре
мышленной частоты (рис. 24, б), а первая гармоника практическі
отсутствует. Сигнал с нагрузки выпрямителя V (резисторы R5 и R6) пс
ступает на вход активного фильтра Ф. Коэффициент усиления этот,
фильтра для постоянной слагающей равен 1, для первой гармоники
2,2, а для второй — примерно 0,3. В связи с этим ток на выходе фильтр
іф в режиме включения имеет резко пульсирующий характер с частою
пульсаций, равной промышленной (рис. 24, а), а в режиме КЗ в зоне з.
щиты представляет собой постоянный ток с незначительной пульсацие
на частоте второй гармоники (рис.24, б). Ток с выхода фильтра сравн
вается с током смещения /ро, который в исходном состоянии, протек!
через делитель, состоящий из резисторов R13—R17, служащих для дис.
ретного регулирования уставок реле, и резистора R11 и выхода фильт
Ф, создает -положительное напряжение на инвертирующем входе ко
паратора Kl. При этом на выходе этого компаратора напряжение раві
примерно -13 ? —14 В. Когда мгновенное значение тока іф превысит:
значению ток Кро, напряжение на выходе компаратора К1 мгновен
становится положительным и равным 13—14 В. Следовательно, в режи
включения на выходе компаратора К1 формируются импульсы и пау
с частотой, равной промышленной (рис. 24, а), а в режиме КЗ в зс
напряжение на выходе компаратора К1 устойчиво равно +14 В (рис. 24,
Сигнал с выхода компаратора К1 поступает на неинвертирующий в?
компаратора К2. В исходном состоянии этот вход компаратора К2, а т
же конденсатор С5 зашунтированы диодом VD4 и выходом компа
тора Кі.
62

(обозначения элементов соответствуют
ІРис. 23. Структурная схема реле РСТ-15
заводской маркировке)
йс. 24. Временные диаграммы работы реле РСТ-15 при броске тока намагничи-
аяия (а) и при КЗ в зоне (б)
63

После превышения током іф значения 7ро (срабатывания компара¬
тора К1) диод VD4 запирается положительным потенциалом на выхо¬
де К1 и конденсатор С5 начинает заряжаться через резистор R19. Пара¬
метры цепи заряда выбраны таким образом, что через 23—25 мс после
срабатывания компаратора К1, что достаточно для отстройки от импуль¬
сов на выходе К1 в режиме включения, напряжение на неинвертирующем
входе К2 превышает нулевой потенциал, с которым соединен инверти¬
рующий вход К2. Компаратор К2 срабатывает, и напряжение на его вы¬
ходе скачком изменяет полярность, достигая +14 В. Этот положитель¬
ный потенциал на выходе К2 через резистор R20 открывает до насыще¬
ния транзистор F77, что приводит к срабатыванию выходного реле KL1,
и через делитель на резисторах R18-R12 уменьшает порог компарато
ра К1. Это исключает пульсацию выходного напряжения и вибрацию кон
тактов KL1 на грани срабатывания реле. Диод VD8 и резистор R21
служат для обеспечения режима отсечки транзистора ѴТ1 в несработан
ном состоянии, а диод VD9 — для защиты схемы от ошибки в поляр
ности при подключении реле к питающему напряжению. Стабилитронъ
VD5 и VD6 и резисторы R21 и R23 предусмотрены для стабилизаціи
параметров реле и организации напряжения ±15 В, предназначенного длі
питания компараторов и активного фильтра. Кроме того, реле имееі
ряд не показанных на схеме диодов, резисторов и конденсаторов, пред
назначенных для защиты элементов схемы от перенапряжений, импульс
ных помех и др.
Регулирование уставок реле производится дискретно изменением тов
/ро (кратности тока срабатывания реле к номинальному току при чиа
витков основной обмотки wl трансреактора ТА К, выбранном делениеі
номинальной МДС реле, равной 100 А на расчетное значение тока плеч
с максимальным номинальным током). Кратность тока срабатывани
”7 ’’ изменяется в долях номинального тока реле 5 А (при ѵѵ .
*	ч X ОСН
= 20 витков) в пределах от 0,4 до 1,2 установкой перемычки ХВ1 в соо:
ветствующее гнездо переключателей XS1—XS5 при коэффициенте кра
ности шкалы ”К”= 1, что соответствует вертикальному расположениі
шлица головки переключателя SB1, при котором контакт переключал
ля разомкнут.
При необходимости расширения диапазона регулирования уставе!
реле в 2 раза ("К” =2) головку переключателя SB1 необходимо повернут
при помощи отвертки на 90° против часовой стрелки, при этом контак
переключателя замыкается.
Таким образом, вторичный ток срабатывания реле РСТ-15 опред
ляется по формуле
ср
2^X7
”осн *ср
64

Для точной подстройки уставки служит переменный резистор R4,
так же как перемычка ХВ1 и переключатель SB1, выведенный на лице¬
вую плату реле.
Схема РЗ кабельной линии, питающей секцию 6,3 кВ надежного энер¬
госнабжения, приведена на рис. 25. Дифференциальная защита этих ли-
+31	-31
Срез
Секция 6,ЗкВнор-
мильной зксплу-	Z
атации ,	-
КАТ
KL3
КАП
KL1
+ 32
32
Секция 6,3 кВ
надежного
энергоснабжения
Ч)
От УРОВ

ТСН 6,3/0,Н кВ
секции надежно¬
го электроснаб¬
жения
KATZ
КАТ
~КА2
~\КАН
КАМ L
КАТ _
~KÂ2 î KL1
КТТ
КН8
KL3
КТЗ
КТ2
КЗ
КТ1
—
КН7
КТЗ
KL
I ад/
'гр, ІРЗГЗ і
' I На блокировку за-1
Т
На отключение
I щит3^и.3рез I
31 В іикашу защит
ff) Вводов ЗрабиНрез -32
К АТТ
-ГН nw4_n«L_
КАТ2	—1=1

КТ2 кнз
KL3 Г~|ЛУ?
КТЗ
КН1
На отключение
32
В)
Рис. 25. Схема защиты кабельной линии, питающей секцию 6,3 кВ надежного энер¬
госнабжения;
а - цепи переменного тока; б - цепи оперативного тока, выполняемые в шкафу
выключателя Q1 ; в — цепи оперативного тока, выполняемые в шкафу выключа¬
теля ©2
65

ний на реле КАТ1 и КАТ2 типа РСТ-15 через выходное реле KL1 типа
РП-16-1 действует на отключение обоих выключателей кабельной линии
Q1 и Q2.
Для отключения междуфазных КЗ на секции 6,3 кВ надежного энерго¬
снабжения, а также для ближнего и дальнего резервирования в релейном
шкафу ячейки выключателя Q1, приключенного к секции 6,3 кВ нор¬
мальной эксплуатации, устанавливается максимальная токовая защита,
состоящая из реле КА1 и КА2 типа РСТ-13, КТ] типа РВ-01 и KL3 типа
РП-16-1, также действующая на отключение обоих выключателей Q1 и
Q2. Выдержка времени максимальной токовой защиты, устанавливае¬
мая на реле КТ1, принимается порядка 0,3 с. Так как эта выдержка вре¬
мени равна времени срабатывания защит питающих вводов 6,3 кВ сек¬
ции нормальной эксплуатации, то действие последних блокируется при
срабатывании реле KAI, КА2 с помощью реле Кѣ'Ъп типа РП-16-2, уста-j
новленного в шкафу зашит питающих вводов, как это описано выше.
При срабатывании дифференциальной защиты эта блокирс вка снимается
размыкающим контактом репе KL1, что необходимо для обеспечения
отключения ввода питания своей защитой при отказе выключателя
Q1. В случае отказа выключателя Q1 при КЗ между ТТ и выключателем
Q2 блокировка действия защит вводов снимается с помощью реле
КТ2 типа РВ-01, имеющего выдержку времени на 0,1-0,15 с больше, чем
реле КТ1. Это обеспечивает ликвидацию многофазных КЗ в сети СВ
за время, не превышающее 0,4—0,45 с.
В релейном шкафу выключателя Q1 выполняются также выходные
цепи и устанавливаются указательные реле от УРОВ ТСН 6,3/0,4 кВ,
подключенных к секции надежного энергоснабжения, и от дуговой
защиты этой секции (реле КН7 и КН8 соответственно).
Кроме того, в релейном шкафу выключателя Q1 устанавливается
защита от замыканий на землю с действием на отключение выключателей
Q1 и Q2, выполненная на токовом реле нулевой последовательности
КАН типа РТЗ-51 и реле КТЗ типа РВ-01 порядка 0,5 с. Для этой защиты
устанавливается отдельное реле времени , так как замыкания на землю в
сети собственных нужд 6,3 кВ. сопровождающиеся токами /зам тах <
< 40 А (см. гл. 2), не требуют ускоренного отключения и блокировка
защит питающих вводов на секцию 6,3 кВ нормальной эксплуатации
может не выполняться. Структурная схема реле РТЗ-51, используемого
для выполнения защиты от замыкания на землю, приведена на рис. 26.
Реле РТЗ-51 содержит промежуточный трансформатор тока ТА, нагру¬
женный на резисторы R2—R7, которые служат для дискретной регули¬
ровки уставки срабатывания по току. Резистор R1 ограничивает вторич¬
ный ток трансформатора тока нулевой последовательности, к которому
подключается реле, при больших токах КЗ, когда этот ТТ сильно насы¬
щен, а диоды VD1—VD4 ограничивают напряжение на воспринимающей
части реле в этом режиме. Сигнал с нагрузки ТА проходит через актив¬
ный фильтр Ф, осуществляющий требуемую отстройку реле от высших
66

Рис. 26. Структурная схема реле РТЗ-51 (обозначения-элементов соответствуют
заводской маркировке)
гармонических составляющих во входном токе, и поступает на неинвер¬
тирующий вход компаратора К В режиме, когда этот сигнал отсутствует
или его значение меньше порога срабатывания компаратора К, который
задается делителем, состоящим из резисторов R14—R13 и выходного
сопротивления фильтра Ф, напряжение на выходе компаратора К макси¬
мальное положительное +15 В. Конденсатор С8 интегрирующей цепи
заряжен до этого напряжения, и ТПі находится при этом в несработанном
состоянии. Когда мгновенное отрицательное значение напряжения на
неинвертирующем входе компаратора К превышает по модулю порог
срабатывания компаратора, на его выходе появляется максимальное
отрицательное напряжение —15 В. Это отрицательное напряжение быстро
перезаряжает конденсатор С8 через параллельно включенные резистор
R15 и резистор R16, подключаемый в цепь перезаряда через диод VD5.
Когда мгновенное отрицательное значение сигнала на входе компаратора
по модулю становится меньше порога срабатывания, на выходе компа¬
ратора вновь появляется положительное напряжение, диод VD5 запирает¬
67

ся, и конденсатор С8 медленно заряжается через резистор R15. Постоян¬
ные времени заряда и разряда выбираются таким образом, чтобы при
входном токе нулевой последовательности, равном току срабатывания
реле, конденсатор С8 заряжался до уровня, достаточного для срабатыва¬
ния ТШ. При этом напряжение на выходе триггера скачком становится
положительным, и это напряжение через резистор R24 открывает до на¬
сыщения транзистор VT1, что приводит к срабатыванию выходного
релеЛТУ.
Для ускорения срабатывания и уменьшения времени возврата реле
предусмотрено ограничение уровня напряжения любого знака на кой
денсаторе С8,которое выполнено на делителе R18 -R23 и диодах VD6-
VD9. При этом резисторы R17, R20, R21 и диоды VD7 и VD8 изменяют
порог триггера после его срабатывания и возврата, обеспечивая тем са-і
мым устойчивую работу реле KL1. Диод VD10 обеспечивает режим от¬
сечки транзистора ѴТ1 в несработанном состоянии. Для стабилизация
параметров реле и организации напряжения ±15 В, предназначенного для
питания компаратора К и ТШ, в реле предусмотрены стабилитронъ-
VD11, VD12 и резисторы R28.R27. При необходимости питания реле
от переменного оперативного тока предусмотрен выпрямительный
мост VI и сглаживающий конденсатор С14. Этот же мост служит для за¬
шиты схемы от ошибки в полярности при подключении реле к питающе¬
му напряжению постоянного оперативного тока. Кроме того, реле имеет
ряд не показанных на схеме диодов, резисторов и конденсаторов, пред¬
назначенных для защиты элементов схемы от перенапряжений, импульс¬
ных помех и др.
Регулирование уставок реле производится дискретно ступенями по|
0,1 минимальной уставки с помощью переключателей SB1—SB5. Значение]
тока срабатывания реле на соответствующей вторичной уставке
Ісѵ= 0,02(1 + 5JV),	(7)
где 27Ѵ — сумма чисел на шкале уставок, около которых шлицы на
головках переключателей уставок SB1—SB5 установлены горизон
тально.
Переключение головок SB1-SB5, выведенных на лицевую панель ре
ле, производится с помощью отвертки аналогично тому, как зто делает
ся в реле РСТ-13.
. Защиты питающих вводов 6,3 кВ на магистраль резервного питаниі
выполняются аналогично защитам питающих вводов 6,3 кВ секции нор
мальной эксплуатации (см. рис. 16), за исключением того, что в релей
ных шкафах вводных ячеек отсутствуют цепи отключения от УРОВ ТСІ
6,3/0,4 кВ, а в отдельном шкафу КРУ 6,3 кВ, используемом для защиі
вводов, устанавливаются только дистанционные защиты, а резервна;
защита отсутствует. Это объясняется тем, что необходимое дальнее ре
68

зервирование обеспечивают дистанционные защиты вводов на магист¬
раль.
В качестве основной защиты магистрали резервного питания 6,3 кВ
АЭС установлена дифференциальная защита магистрали резервного пи¬
тания (см. гл. 2 и рис. 9). Защита выполняется для каждой секции
магистрали резервного питания 6.3 кВ и действует на отключение вы¬
ключателей элементов, питающих данную секцию. Аппаратура защиты:
два реле типа РСТ-15, указательные и выходные промежуточные реле
устанавливаются в релейном шкафу выключателя ввода на магистраль
или в релейном шкафу секционного выключателя.
Защиты электродвигателей 6 кВ, подключенных к секции нормаль¬
ной эксплуатации. Все защиты каждого электродвигателя устанавли¬
ваются в релейном шкафу выключателя, с помощью которого электро¬
двигатель подключается к секции СН. На рис. 27 приведена принципиаль¬
Рис. 27. Схема защит электродвигателя ГЦН:
а — цепи переменного тока; б — цепи оперативного тока
От группобой. защиты ми -
нимального напряжения
69

ная схема защит электродвигателя ГЦН мощностью 8000 кВт, а на
рис. 28 — принципиальная схема зашит электродвигателя конденсатного
насоса мощностью 1000 кВт.
Дифференциальная защита электродвигателей выполняется в трехфаз¬
ном трехрелейном исполнении на реле КАТ1—КАТ2 типа РСТ-15, что
обеспечивает быстрое отключение дорогостоящего электродвигателя
ГЦН при двойном замыкании на землю, возникшем при отказе защиты
от замыканий на землю какого-либо присоединения сети 6,3 кВ нормаль¬
ной эксплуатации. Ввиду значительного удаления электродвигателя от
ячейки для обеспечения допустимой погрешности ТТ при внешних
КЗ, а также в режиме включения электродвигателя ГЦН в токовых це¬
пях дифференциальной защиты используются по два соединенных после¬
довательно трансформатора тока ТА2, установленных в нулевых выво¬
дах электродвигателя. Так как электродвигатель ГЦН подсоединяется
к ячейке тремя силовыми кабелями, то для защиты от замыканий на
землю используются три трансформатора тока нулевой последователь¬
ности ТАН1—ТАНЗ типа ТЗЛМ, вторичные обмотки которых соединяют¬
ся параллельно и подключаются к реле КАН типа РТЗ-51. В качестве
выходного реле защит используется реле типа РП-17 (сейсмостойкий
аналог реле типа РП-220) с временем срабатывания гср<10мс. Это
значительно уменьшает вероятность перехода однофазных замыканий в
Рис. 28. Схема защит электродвигателя конденсатного насоса:
а — цепи переменного тока; б — цепи оперативного тока
70

коробке выводов электродвигателя в многофазные КЗ [7]. Особен¬
ностью электродвигателя 6 кВ ГЦН является наличие на нем специаль¬
ной технологической автоматики, пускающей A3 реактора, а также от¬
ключающей электродвигатель ГЦН при уменьшении активной мощности
этого двигателя, например, при обрыве торсиона между электродвига¬
телем и насосом. Поэтому отдельная защита от перегрузки на электро¬
двигателях ГЦН не устанавливается. Для питания цепей напряжения
этой технологической автоматики с учетом того, что при выбеге, элект¬
родвигателя ГЦН, обладающего большой дополнительной инерционной
массой, на выводах электродвигателя длительно поддерживается на¬
пряжение, используется специальный трансформатор напряжения TV,
устанавливаемый на отдельной сборке между выключателем 6,3 кВ
и кабелями. С помощью реле KL2 типа РП-16-1 предусматривается
также отключение электродвигателя ГЦН от II ступени групповой защи¬
ты минимального напряжения с временем действия 3—9 с. Это предот¬
вращает опасный для реактора заброс холодной воды при потере питания
СН АЭС от энергосистемы и последующей внезапной подаче напряжения
через рабочий или резервный ТСН.
Схема защит электродвигателя конденсатного насоса (рис. 28) отли¬
чается от схемы защит электродвигателя ГЦН тем, что в качестве защиты
от многофазных КЗ используется многофазная отсечка в двухфазном
двухрелейном исполнении на реле КА1 и КА2 типа РСТ-13, а также
наличием защиты от перегрузки (реле КАЗ типа РСТ-13 и реле КТ типа
РВ-О1), отстроенной от длительности пуска электродвигателя и дей¬
ствующей на его отключение (см. гл. 2). Защита от замыканий на землю
выполняется с использованием одного трансформатора тока нулевой
последовательности ТАН1.
Защиты электродвигателей 6 кВ, подключенных к секциям надежно¬
го энергоснабжения. Схемы защит таких электродвигателей выполняют¬
ся аналогично схеме защит конденсатного насоса (рис. 28) за исклю¬
чением того, что, как указано в гл. 2, на таких электродвигателях отсут¬
ствует защита от перегрузки (реле КАЗ и КТ), а, также цепи отключения
от групповой защиты минимального напряжения (реле KL2). Отсутствие
этих защит определяется спецификой работы систем безопасности реак¬
тора, где чрезвычайно высоки требования к надежности включения и
последующей работы электродвигателей при питании систем безопас¬
ности от дизель-генераторов. Отключение этих электродвигателей произ¬
водится только при междуфазных КЗ в них. когда снижение напряжения
на секции 6,3 кВ надежного энергоснабжения вызывает уменьшение
производительности остальных электродвигателей 6 кВ, подключенных
к этой секции, и расстройство технологических процессов расхолажива¬
ния реактора.

5,	СХЕМА ЗАЩИТ ЭЛЕМЕНТОВ СЕТИ ОД (0,23) кВ
СОБСТВЕННЫХ НУЖД АЭС
К оборудованию сети СН 0,4 кВ АЭС предъявляются такие же тре¬
бования по сейсмостойкости (обеспечению правильной работы этого
оборудования в условиях ударных и вибрационных нагрузок), как и к
оборудованию сети СН 6,3 кВ АЭС. Поэтому устройства РЗ ТСН 6,3/0,4
(0,23) кВ, вводов резервного питания 0,4 кВ и выносных защит электро¬
двигателей 380 В и линий питания вторичных сборок 0,4 кВ (в случае
установки на этих присоединениях выносных защит), как и защиты
элементов сети СН 6,3 кВ АЭС, выполняются с использованием сейсмо¬
стойких реле, работа которых описана в гл. 4. Сейсмостойкими выпол¬
няются также автоматические выключатели 0,4 кВ с встроенными в них
реле прямого действия.
В настоящей главе рассмотрены разработанные в институте ’’Атом-
энергопроект” в соответствии с принципами, описанными в гл. 3, схемы
устройств релейной зашиты элементов сети 0,4 (0,23) кВ СН совре¬
менных АЭС, которые выполняются на сейсмостойких реле косвенного
действия. Все эти защиты устанавливаются в релейных шкафах КРУ
6,3 кВ и КТПСН 0,4 кВ и требуют для работы наличия постоянного опе¬
ративного тока напряжением 220 В для питающих элементов 0,4
(0,23) кВ и переменного для выносных защит отходящих элементов
0,4 кВ.
Защиты рабочих ТСН 6,3/0,4 кВ мощностью 630—1000 кВ • А. Схема
цепей переменного тока этих защит приведена на рис. 29, п, схема цепей
оперативного тока защит, устанавливаемых со стороны 6,3 кВ ТСН, —
на рис. 29, б, а схема цепей оперативного тока защит, устанавливаемых
со стороны 0,4 ТСН — на рис. 29, в.
Токовая отсечка стороны 6,3 кВ таких ТСН выполняется на реле КА1
и КА2 типа РСТ-13 и вместе с защитой от замыканий на землю стороны
6,3 кВ, выполненной на кабельном трансформаторе тока нулевой после¬
довательности ТАШ типа ТЗЛМ и реле КАН типа РТЗ-51, действует
без выдержки времени на выходное реле KL1 типа РП-17. Это реле от¬
ключает ТСН как выключателем 6,3 кВ Q, так и автоматическим выклю¬
чателем 0,4 кВ SF без запрета АВР секции 0,4 кВ.
Максимальная токовая защита таких ТСН состоит из реле КАЗ—
КА5 типа РСТ-13, включенных на трансформаторы тока стороны 6,3 кВ
ТСН, и реле времени КТ1 типа РВ-01. Эти реле устанавливаются в релей¬
ном шкафу ЮРУ 6,3 кВ. Защи'та с выдержкой времени на контакте
КТ1.1 действует на выходное реле KL5 типа РП-16, установленное в ре¬
лейном шкафу КТПСН 0,4 кВ. На это же выходное реле действует и то¬
ковая защита нулевой последовательности стороны 0,4 кВ.
Токовая защита нулевой последовательности стороны 0,4 кВ выпол¬
няется на реле КА0 типа РСТ-13 и реле времени КТЗ типа РВ-01. Реле
КА0 устанавливается в релейном шкафу КТПСН 0.4 кВ и через транс¬
форматор тока ТАН2 типа ТК-20 включается в нейтраль обмотки 0,4 кВ
ТСН.

В,ЗкЬ
I Резервная защита |
! длх» ддягрд л-^'і
і—- 'вН
L	I
На отключение Q
KL 5.4
KL6 Jrtf
► ><	I АВР
секции 0,4кЬ
Рис. 29. Схема защит рабочих ТСН 6,3/0,4 кВ:
а — цепи переменного тока; б — цепи оперативного тока, выполняемые в шка¬
фу ввода 6,3 кВ; в — цепи оперативного тока, выполняемые в шкафу ввода 0,4 кВ
73

Выходное реле KL5, на которое действуют защиты с выдержкой вре¬
мени, так же как и реле KL1, отключает выключатель Q и автоматичес¬
кий выключатель SF, однако при срабатывании релеЛТ.5 дополнительно
производится автоматическая блокировка АВР защищаемой секции
0,4 кВ. Следовательно, в отличие от сети СН 6,3 кВ АЭС блокировка АВР
в сети СН 0,4 кВ АЭС производится как при многофазных КЗ, так и
при однофазных КЗ в этой сети, что вызвано большим значением токов
однофазного КЗ в сети СН 0,4 кВ.
Дополнительно в схеме защит ТСН предусмотрено действие вторых
контактов реле времени КТ1.2 и КТ3.2 на установленное в релейном
шкафу КРУ 6,3 кВ реле KL6 типа РП-18-1, имеющее выдержку на сраба¬
тывание примерно 0,25 с. В случае отказа реле KL5или исчезновения опе¬
ративного тока в цепях управления автоматического выключателя
SF реле KL6 действует на отключение выключателя Q и автоматически
блокирует АВР защищаемой секции 0,4 кВ, осуществляя тем самым пол¬
ноценное ближнее резервирование таких отказов.
Резервная защита сети 0,4 кВ служит для дальнего резервирования
при отказах автоматических выключателей отходящих присоединений
0,4 кВ и выполняется индивидуально для вводов рабочего и резервного
питания 0,4 кВ. Для питания токового органа защиты, состоящего из
реле КАЧ и К4гр типа РСТ-13 и реле KW типа РСМ-13-18, на вводе 0,4 кВ
рабочих ТСН устанавливаются трансформатор тока ТАЗ в фазе В и од¬
нофазный трансформатор напряжения TV, подключаемый к фазам В и С
{рис. zy,cj>.
Схема оперативных цепей резервной защиты ввода рабочего питания
0,4 кВ приведена на рис. 30, а и б. Для выполнения блокировки резерв¬
ной защиты с помощью реле напряжения обратной последовательности
KVZ типа РНФ-1М и реле минимального напряжения KV1 типа РН-54
стороны 6,3 кВ, как зто описано в гл. 3, в схеме групповой -защиты ми¬
нимального напряжения секции СН 6,3 кВ, от которой питается ТСН
6,3/0,4 кВ, устанавливаются дополнительное реле KL типа РП-18-7 и диод
VD (рис. 30, б). Диод VD предотвращает срабатывание групповой защи¬
ты минимального напряжения и отключение от этой защиты двигателей
СН 6 кВ при несимметричных режимах в питающей сети СН 6,3 кВ
и срабатывании реле KVZ.
Реле ЛДгр токового органа защиты отстраивается от тока полностью
загруженной секции 0,4 кВ при пуске на этой секции самого мощного
электродвигателя, а реле КАЧ — от номинального тока защищаемой
секции СН 0,4 кВ.
Так как при этом реле КАЧ не отстроено от тока защищаемой секции
СН 0,4 кВ при пуске на ней одиночных электродвигателей, то после¬
довательно с замыкающим контактом этого реле включен размыкающий
контакт реле направления мощности KW типа РСМ-13-18. В отличие от
схем резервной защиты сети СН 6,3 кВ, где эти реле включены как реле
активной мощности, направлены в сеть ВН АЭС и используются для бло-
74

-SF
+ SF
K 2-ù и 3-й ступеням
защиты минимального
напряжения секции 6,3 кВ
Рис. 30. Схема резервной защиты 0,4 кВ:
а — оперативных цепей защиты; б — схема выполнения блокирующего орга¬
на защиты
*)
кировки защиты при КЗ в этой сети, реле KW включено, как реле реак¬
тивной мощности на ~ок фазы В и напряжение — UAC (рис. 29, а), и
срабатывает при направлении реактивной мощности от шин в сеть СН
0,4 кВ. Работа этого реле основана на том, что при трехфазном КЗ в
протяженных кабельных линиях 0,4 кВ, индуктивное сопротивление
которых мало по сравнению с их активным сопротивлением, ток КЗ
носит преимущественно активный характер и в соответствии с вектор¬
ной диаграммой по рис. 31	< <рном < ^Пуск- Реле уставка кото¬
рого отстроена от мощности
^ИОМ ^НОМ AC АіОМ COS(90 'Яіом)’
тем более отстроено от мощности
Рк = ^номАСcos (90° -¥>к), -
(«)
(9)
так как при удаленных КЗ значение	практически не изменяется.
Следовательно, при удаленных КЗ реле KW не срабатывает, разрешая
работать чувствительной ступени резервной защиты. Реле KW также не
работает при токе КЗ. равном току срабатывания реле Æ4rp, так как
75

UB h
Рис. 31. Векторная диаграмма, поясняющая работу блокирующего реле мощности
резервной защиты 0,4 кВ
—
при этом угол </>к гр < у>ном, а напряжение на секции в этом режиме
уменьшается по сравнению с номинальным примерно на 6—8 % [6].
При пуске одиночных электродвигателей, когда ток секции СН 0,4 кВ
равен току срабатывания реле чувствительной ступени защиты КАЧ,
ток секции в соответствии с [6] можно принять равным
Ліуск. секц ' ?аом. секц ^ном^ (AtoM. секц ^ном +
Г )2
пуск.ДВ '
Принимая /Пуск. секц ~ ^КА ’ получаем из рис. 31:
/ном. секц cos ^ном
Ѵ’пуск = arccos 		Z

JKA4
при ЭТОМ </>Пуск> ^ном-
76
(10)
(И)

Так как в этом режиме напряжение на секции СН 0,4 кВ практически
равно номинальному, то реле KW измеряет мощность
^пуск 4îomZ/C44 COs(90° - Ç>nycK) ; Ліуек > ^ном ■
При этом реле KW срабатывает и блокирует чувствительную сту¬
пень защиты на все время пуска одиночных электродвигателей.
В остальном логическая часть резервной защиты сети СН 0,4 кВ
(см. рис. 30, а ) идентична логической части резервной защиты сети
СН 6,3 кВ АЭС.
Цепи пуска УРОВ ТСН. Поскольку защиты питающих вводов СН
6,3	кВ нечувствительны к КЗ на стороне 0,4 кВ ТСН 6,3/0,4 кВ из-за
большого сопротивления этих ТСН, для уменьшения размеров повреж¬
дений ТСН при отказе выключателя Q дополнительно выполняются цепи
пуска УРОВ ТСН на реле КА б и КА7 (см. рис. 29, б).
Если при КЗ в ТСН отказал выключатель Q, то реле КА6 или КА 7,
а также реле KL1 или KL5 остаются в сработанном состоянии. При
этом запускается реле времени УРОВ, общее на всю секцию СН 6,3 кВ,
которое через 0,5 с производит отключение питающих вводов СН 6,3 кВ
с автоматической блокировкой АВР СН 6,3 кВ (см. гл. 4 и рис. 16, е
и г). Для обеспечения работы реле КА6 и КА7 схемы.УРОВ ТСН при
исчезновении оперативного тока на выключателе Q эти реле принимают¬
ся типа РТ-140, не требующими в отличие от РСТ-13 наличия оперативно¬
го тока для их работы.
Защита от перегрузки ТСН выполняется на реле АЛпер типа РСТ-13
и КТ2 типа РВ-01 и с выдержкой времени действует на сигнал.
Защита ТСН 6,3/0,4 кВ мощностью 630—1000 кВ ■ А, питающих сек¬
ции надежного энергоснабжения. Схемы защит отличаются от схем на
рис. 29 только отсутствием цепей отключения автоматического выключа¬
теля SF и блокировки АВР СН 0,4 кВ, так как секция надежного энерго¬
снабжения подключается к ТСН через рубильник и не имеет источника
резервного питания.
Защиты ТСН 6,3/0,4 кВ мощностью 250—400 кВ • А. Схемы защит
отличаются от схем на рис. 29 отсутствием цепей резервной защиты
0,4 кВ.
Защиты ТСН 6,3/0,23 кВ мощностью 250 кВ - А, питающих АБП.
Схемы защит отличаются от схем на рис. 29 отсутствием резервной за¬
щиты, токовой защиты нулевой последовательности стороны 0,4 кВ,
так как сторона НН этого ТСН соединена с аккумуляторной батареей,
а также отсутствием цепей отключения SF и блокировки АВР. в
77

Защиты ТСН 6,3/0,4 кВ мощностью 630—1000 кВ - А, питающих
две секции СН 0,4 кВ по схеме ’’неявного резерва”. Схемы защит отли¬
чаются от схем на рис. 29 тем, что в схеме максимальной токовой за¬
щиты, токовой защиты нулевой последовательности стороны 0,4 кВ
и резервной защиты 0,4 кВ устанавливаются дополнительные реле време¬
ни типа РВ-01, обмотки которых включаются параллельно обмоткам
реле КТ1, КТЗ и КТ на рис. 29 б и рис. 30 соответственно. При этом
максимальная токовая защита, токовая защита нулевой последователь¬
ности стороны 0,4 кВ и резервная защита 0,4 кВ действуют с двумя вы¬
держками времени : с первой (меньшей) — на отключение секционного
автоматического выключателя, а со второй (большей) — на отключение
автоматического выключателя ввода 0,4 кВ.
Защиты стороны 0,4 кВ резервных ТСН 6,3/0,4 кВ мощностью 630
1000 кВ ■ А. и вводов резервного питания на секции 0,4 кВ. Схемы
этих защит приведены на рис. 32. Схемы защит стороны 6,3 кВ резерв¬
ных ТСН мощностью 630—1000 кВ-А полностью идентичны аналогич¬
ным схемам защит рабочих ТСН (см. рис. 29, б). Дополнительно при сра¬
батывании выходных реле KL1 и KL6 защит стороны 6,3 кВ резервного
ТСН производится отключение всех вводов резервного питания 0,4 кВ.
получающих питание от этого ТСН через резервный шинопровод 0,4 кВ.
На выключателе ввода резервного питания SF6 выполняются мак¬
симальная токовая защита на реле7С47 и КА2 типа РСТ-13, а также защи¬
та нулевой последовательности на реле КАЗ типа РСТ-13, которое вклю¬
чено в нулевой провод устанавливаемых на вводе резервного питания
трех трансформаторов тока ТА типа ТК-120. Обе защиты действуют
через общее реле времени КТ6 типа РВ-01 и выходное реле KL5 типа
РП-16 на отключение автоматического выключателя SF6. Аналогичные
защиты, выполняющие функции основных защит секций СН 0,4 кВ при
питании этих секций от резервного ТСН, устанавливаются также на всех
выключателях вводов резервного питания SF1—SF5.
Некоторые особенности имеет выполнение резервной защиты на
вводах резервного питания 0,4 кВ. С целью экономии релейной аппара¬
туры токовый и блокирующий органы защиты выполняются общим для
всех вводов резервного питания 0,4 кВ. Реле КАЧ, КАтр и KW, а также
реле времени защиты КТ устанавливаются в релейном шкафу
КТПСН-0,4 кВ ячейки рубильника S. В этот же шкаф приведен контакт
реле KL из схемы защиты минимального напряжения (ЗМН) секции СН
6,3	кВ, от которой питается резервный ТСН (рис. 32,б).Из этого шкафа
контакты реле-повторителей KL1 и KL2 типа РП-16-1 используются в
цепях отключения вводов резервного питания SF1—SF6 (рис. 32, в),
причем выбор поврежденной секции 0,4 кВ выполняется с помощью
реле КА4 типа РСТ-13. По одному такому реле включается в токовые це¬
пи каждого ввода резервного питания 0,4 кВ.
Защиты линий питания вторичных сборок РТЗО 0,4 кВ. При недоста¬
точной чувствительности отсечек селективных автоматических выклю¬
чателей, которыми, как правило, осуществляется защита от КЗ на сбор-
78

К Выключателю 6,3к?> Ц
ТАЗ
о !	„ Kw
|іі I Резервная
I' I защита.
Резервный шинопровод О, Ц кВ
К резервируемым^ секциям
Î-V
КА1 J-j
“J — І_]АИ4
KL
KL1
\1із схемы Т
JftWftJKB I
ш "ï
\Т0 кх \
'S■ Мгр ;
KL1
К15
От защит
стороны
6,3 кВ ТСН
~]КАЧ
КІЛ
KW
	|-л±иг
|_Lw
Секция VI ÆJ^kB
а)
х КА1	[
,КА2
,КАЗ '
KL3	КН1
-SF
КТО
KL3
КШ
КН2
KL5
На отключение SF
КАгр
в схемы защит ввовоВ SF1SFS
В)
8)
Рис. 32, Схема защит вводов 0,4 кВ резервных ТСН 6,3/0,4 кВ и вводов резервного
питания 0,4 кВ:
а — цепи переменного тока; б — цепи оперативного тока, выполняемые в шкафу
рубильника S; в — цепи оперативного тока ввода резервного питания 0,4 кВ
ках РТЗО, на таких линиях выполняются специальные выносные защиты,
схема которых показана на рис. 33. В этом случае в ячейке групповой
линии устанавливаются три трансформатора тока ТА типа ТК-120
(рис. 33, а), а в качестве SF используется неселективный автоматический
выключатель. К этим трансформаторам тока подключаются реле мак¬
симальной токовой защиты КА1 и КА2 типа РТ-140 и реле токовой за¬
щиты нулевой последовательности КАЗ также типа РТ-140. Указанные
реле через реле времени КТ типа ЭВ-235 и выходное реле KL типа РП-25
(рис. 33, б) с необходимой выдержкой времени действуют на независи-
79

ï)
Рис. 33. Схема защит групповых линий питания вторичных сборок 0,4 кВ РТЗО:
а — цепи переменного тока; б — цепи оперативного тока
мый расцепитель SF. Следует отметить недопустимость выполнения
выносной защиты нулевой последовательности на реле РТ-40 с использо¬
ванием кабельного трансформатора тока нулевой последовательности
ТЗЛМ, так как из-за насыщения этого трансформатора тока на защите
нельзя выставить уставку, превышающую 200 А первичного тока. Такая
уставка может вызвать неселективное отключение сборок РТЗО при КЗ
в цепях управления присоединений 0,4 кВ. отходящих от сборок, когда
уставка отсечки, защищающей эти присоединения, превышает 200 А,
так как часть этих протяженных цепей защищается только тепловыми
расцепителями автоматических выключателей этих присоединений.
6.	РАСЧЕТ УСТАВОК ЗАЩИТ ЭЛЕМЕНТОВ
СОБСТВЕННЫХ НУЖД АЭС
Для выбора уставок и проверки чувствительности защит элементов
СН должны быть известны токи и напряжения, подающиеся на защиты
как при КЗ, так и в ^режимах пуска и самозапуска электродвигательной
нагрузки собственных нужд.
Расчет токов КЗ в сети СН 6,3 кВ АЭС. Для расчета токов и напряже¬
ний при КЗ в этой сети составляются расчетные схемы, на которых ука¬
зываются все элементы, включенные от источника напряжения до места
повреждения. На основании расчетных схем составляются схемы заме¬
щения, в которых все элементы расчетных схем заменяются соответствую¬
щими индуктивными и активными сопротивлениями, которыми эти
80

элементы обладают. Для расчета токов многофазных КЗ в сети СН
6,3	кВ АЭС допустимо без большой погрешности расчета пренебречь
сопротивлением генераторов и системы на стороне высшего напряжения
ТСН и считать, что эти ТСН подключены к системе бесконечной мощнос¬
ти. При этом в схемах замещения учитываются сопротивления ТСН,
электродвигателей СН 6 кВ и кабелей 6,3 кВ. Сопротивление ТСН опре¬
деляется по формуле. Ом,
е	U2
Y = кВН-НН ном
тсн юоз
(13)
где ек вн-нн — напряжение КЗ, %; £/нрм = 6,3 кВ — номинальное
напряжение сети СН; 5НОМ — номинальная мощность ТСН, МВ ■ А.
Для трансформаторов с расщепленными обмотками НН (ТСН мощ¬
ностью 25—63 МВ ■ А) значения ек вн_нн. приведенные в каталогах,
относятся к мощности расщепленной обмотки НН. Для трансформа¬
торов с РПН значение екВН_нн в (13) в зависимости от требований
расчета принимается из приведенных в каталогах для реально возмож¬
ных минимального или максимального ответвления стороны ВН ТСН.
Сопротивления кабелей (шинопроводов) определяются по формулам
R	— /	г ‘
ххкаб(шп) Ікаб(шп) 'уд5
Т	= 7	V
каб(шп) 1 каб (шп) уд *
(14)
где ^каб (шп) ~ Д™на кабеля (шинопровода), м; туд и худ - удельные
активное и индуктивное сопротивления кабеля (шинопровода), Ом/м.
Значения гуд и худ приводятся в каталогах на кабели и шинопроводы.
Частично эти значения приведены в [3].
Асинхронные электродвигатели в схеме замещения КЗ учитываются
своим номинальным напряжением и результирующим пусковым сопро¬
тивлением, которое определяется по выражению. Ом,
^НОМ.ДВ ‘ 10
дв
І^пуск AtOM. дві
(15)
где Чіом дв = 6 кВ — номинальное напряжение электродвигателей;
Апуск — кратность пускового тока электродвигателя; /ном дв — но¬
минальный ток электродвигателя, А. Значения Апуск и /ном дв приво¬
дятся в каталогах на электродвигатели.
81

По схеме замещения определяется результирующее сопротивление
до точки КЗ. Ом.
ТСН ^ДВ
ТСН ДВ
шп
2
+ (R +R )2
V К ШП'
(16)
и результирующее напряжение сети СН, кВ,
7/	Y 4- II Y
Tî' _ 'ном.дв ТСН иномЛдв
^рез ~~	~	~
ТСН Адв
(17)
Максимальный ток грехфазного КЗ в расчетной точке с учетом под¬
питки от электродвигателей определяется как, кА,
U
рез
г(3)
КМСХ Х^рез
(18)
Минимальный ток трехфазного КЗ в расчетной точке без учета под¬
питки от электродвигателей определяется, кА,
г(3)
к тіп
^НОМ
ТСН + ^каб + CuiP + І^каб +
(19)
По значению тока трехфазного КЗ определяется ток двухфазного КЗ,
кА,
/2) =
К
-XL /3)= 0,877<3)
2 к	к
(20)
Пример 1. Определить токи КЗ на шинах секции 6,3 кВ нормальной
эксплуатации и токи КЗ в конце алюминиевого кабеля 3 х 185 длиной
300 м при питании секции от рабочего ТСН. Двигательная нагрузка
учтена эквивалентным двигателем.
Расчетная схема приведена на рис. 34.
1.	Определяем сопротивление ТСН Т2 согласно (13) (сопротивление
генератора G и блочного трансформатора 77 принимаем равным нулю) :
■"тсн
-Ü—Ѣ12— = 0,138 Ом.
100 • 31,5
82

ЗЗОкЪ
К2
ST= 63 MB-А
екВН-нн~77 /о
ЙААШЪ(3*185)300м
Гдц=0,206 мОм/м
,	Худ-0,056 мОм/м
Рис. 34. К расчету токов КЗ в сети собственных нужд 6,3 кВ:
а — поясняющая схема; б — схема замещения
2.	Определяем пусковое сопротивление эквивалентного электродвига¬
теля согласно (15):
дв
6 • ІО3 4 *
Ѵз1- 4,5 ■ 1930
0,4 Ом.
3.	Определяем активное и индуктивное сопротивления кабеля сог¬
ласно (14) (сопротивлением секции нормальной эксплуатации ввиду
небольшой длины шинопровода допустимо пренебречь) :
/?каб = 300 • 0,206 • ІО-3 = 0,0618 Ом;
^каб = 300'0,056 - 10“3 = 0,0168 Ом.
4.	Составляем схему замещения и находим согласно (16) при КЗ
в точке К1
^рез К1
0,138 • 0,4
0,138 + 0,4
- 0,103 Ом
и согласно (17) t/pe3 при КЗ в точке К1
83

ТТ ■	_	6 • 0,138 + 6,3 • 0,4	, „ _
^рез КІ = 	 = 6’23 КВ-
0,138 + 0,4
5.	Определяем согласно (18) максимальный ток трехфазного КЗ на
шинах 6,3 кВ:
r(3)
Ki max
6,23
= 35 кА.
г3’- 0.103
6. Определяем в соответствии с (19) минимальный ток трехфазного
КЗ на шинах 6,3 кВ:
г<3)	=	6,3	= 27 кА
кі тгп ѴГ. 0,138
7.	Определяем согласно (20) минимальный ток двухфазного КЗ на
шинах 6,3 кВ:
(2)
7кі ^=0,87.27 = 23,5 кА.
8.	Определяем согласно (16) Zpe3 при КЗ в точке К2
7
рез К2
0,0168
0,138+ 0,4
2
+ 0,06182 =0,135 Ом
и согласно (17) Ц>ез при КЗ в точке К2
^резКХ^резКТ^23^
9.	Определяем в соответствии с (18) максимальный ток трехфазно¬
го КЗ в точке К2:
у(з)
К2 max
6,23
= 26,7 кА.
10.	Определяем согласно (19) минимальный ток трехфазного КЗ в
точке К2-.
84

/3) .
К2 min
6,3
х/Т х/(0,138 + 0,0168)2 + 0.06182 ’
= 22 кА.
11.	Определяем согласно (20) минимальный ток двухфазного КЗ в
точке К2:
'к/™!, = <w-22-19-15КА-	;
Расчет токов КЗ в сети СН 0,4 кВ АЭС. В отличие от расчетов токов
КЗ в сети СН 6,3 кВ АЭС при расчете токов КЗ в сети 0,4 кВ АЭС для
выбора уставок релейной защиты подпитка от электродвигателей 380 В
не учитывается. Сопротивление системы на шинах ВН ТСН 6,3/0,4 кВ,
как и в сети СН 6,3 кВ АЭС, не учитывается. Дополнительно в расчетах
токов КЗ принимаются во внимание активные сопротивления ТСН
6,3/0,4 кВ ^тсн, которые приводятся в каталогах, а при КЗ на откры¬
тых сборках 0,4 кВ дополнительно учитываются активные переходные
сопротивления дуги в месте КЗ, которые с некоторым запасом прини¬
маются равными J^ep= 15 • ІО-3 Ом. В общем виде ток трехфазного
КЗ в месте повреждения в сети СН 0,4 кВ определяется по выраже¬
нию, А,
/(з) =
К
ТСН + ^шп + ^каб + гпер) + ^ТСН + ^шп + ^каб)
ѴзѴк2 +х2'
Z/ X/
(21)
где Ціом = 400 В — номинальное напряжение сети СН.
Ток двухфазного КЗ определяется по выражению (20).
Для сети СН 0,4 кВ, работающей с заземленной нейтралью 0,4 кВ
ТСН, дополнительно выполняется расчет тока однофазного КЗ. Этот
расчет производится с учетом активных и индуктивных сопротивлений
прямой и обратной последовательностей, равных друг другу, и нулевой
последовательности ТСН, шинопровода и кабелей, которые также при¬
водятся в каталогах. В общем случае в прямую, обратную и нулевую
последовательности входит также переходное сопротивление гпер=
= 15- ІО-3 Ом. Ток однофазного КЗ в месте повреждения определяется
по выражению
85

1(1) =
к
Ж Чюм • Ю3
2	+ ^отСН+ ^Ошп+ ^Окаб+гпер) +
(22)
+ (2Х + -\)ТСН + "^Ошп + -^Окаб^
В приложении приведены графики токов однофазных, двухфазных и
трехфазных КЗ в различных точках сети СН 0,4 кВ как при КЗ через
гпер = 15' Ю~3 0м (повреждения в РУСН и на вторичных сборках),
так и при металлических КЗ (повреждения в коробках выводов элект¬
родвигателей 380 В и кабелях) в зависимости от длины и сечения кабе¬
ля 0,4 кВ. Графики рассчитаны для сети, питающейся от рабочего ТСН
6,3/0,4 кВ мощностью 1000 кВ-А с е DU uu = 8% (/,„„ = 0 и I
= 60 м).
Расчет токов самозапуска электродвигателей производится для наи¬
более тяжелого режима, когда все электродвигатели, присоединенные
к питающему элементу СН, полностью заторможены, их сопротивление
минимально, и равно пусковому. Это сопротивление определяется в
соответствии с (15), причем для электродвигателей сети СН 0,4 кВ зна¬
чение UHOM дв принимается равным 0,38 кВ.
Сопротивление цепи пуска (самозапуска) определяется без учета
сопротивлений кабелей по выражению. Ом,
^мЧсН+АшпЧв-	С23)
а ток пуска (самозапуска). А,
сам •
^ном-’О3
Ѵз\ам
(24)
где Сгном — номинальное напряжение сети СН, от которой питаются
электродвигатели (принимается равным 6,3 или 0,4 кВ соответсвенно).
При необходимости определяется остаточное напряжение на шинах
секций СН, к которым присоединены электродвигатели, кВ,
^ост
г/ Y
ном дв
(25)
сам
86

При несинхронном включении двигательной нагрузки, например при
АВР секции СН, принимают с запасом, что в момент включения остаточ¬
ное напряжение выбегающих электродвигателей равно напряжению
питающей сети и находится с ним в противофазе. При этом ток несин¬
хронного включения определяется по выражению, А
^НАВР
■ 103
НОМ
(26)
Пример 2. Определить токи и напряжения при пуске электродвигате¬
лей секций СН 6,3 кВ нормальной эксплуатации в режиме питания этих
секций от резервного ТСН и ток несинхронного включения этих дви¬
гателей.
Расчетная схема, схема замещения и данные резервного ТСН, ГЦН
и эквивалентных двигателей, которыми учтена остальная двигательная
нагрузка секций СН, приведены на рис. 35.
1.	Определяем в соответствии с (15) пусковое сопротивление двига¬
тельной нагрузки секции 1:
6 X іо3
Г = 	:—. = 0,289 Ом.
дв 1
х/Г(7 X 900 +5 X 1150)
330 кВ
Т
Система
ST = ff,3MB-A
«ком т=-130±72^ДзДзк8
ВИ-ннти = ?*,3%
ек ВИ-ННлгдх ^11 Іо
ек вН-ЦНт„~#’#/о
а)
Рис. 35. К расчету пусковых токов и токов несинхронного включения при АВР:
а — расчетная схема; б — схема замещения
87

2.	Определяем в соответствии с (15) пусковое сопротивление двига¬
тельной нагрузки секции II :
X ті =
дв II
6 X ю3
= 0,282 Ом.
3 (7 X 900 + 4,9 X 1230)
3.	Определяем в соответствии с (13) сопротивление резервного ТСН.
Так как этот ТСН выполняется с регулированием под нагрузкой, а за¬
щиты должны отстраиваться от максимального тока пуска (самозапус¬
ка), то в (13) подставляем минимальное значение екВН-НН
ТСНЯЙ1= -^-=0,11Ом.
100 X 31,5
4.	Определяем по (23) сопротивление цепи пуска для секций I и И:
X . = 0,11 + 0,289 = 0,399 Ом;
сам I
X „ II = 0,11 + 0,282 = 0,392 Ом.
сам 11
5.	Определяем в соответствии с (24) максимальные пусковые токи
секций I и И;
I г
сам I
6,3 X ІО3
у/з'х 0,399
= 9130 А;
I и
сам II
6,3 X ІО3
VT X 0,392
= 9300 А.
6.	В соответствии с (25) определяем остаточное напряжение на сек¬
циях I и II в режиме пуска:
U „ = 6.3
ост II '
0,289
0,399
= 4,57 кВ;
0,282
0,392
= 4,53 кВ.
U т= 6,3
ост I '
88

7.	В соответствии с (26) определяем токи несинхронного включения.
Так как несинхронно включаются одновременно обе секции СН 6,3 кВ,
то ток несинхронного включения стороны ВН ТСН равен сумме токов
несинхронного включения секций:
ЛіаврI
-Iх Х-1< = 18260 А;
х/Т X 0,399
1 НАВРИ
2 X 6,3 X L03
V? X 0,392
18 600 А;
л пр = 18 260 + 18 600 = 36 860 А.
пАпгКН
Отметим, что при несинхронном включении электродвигателей ток,
проходящий через обмотку ВН ТСН, превышает ток, проходящий через
эту обмотку при трехфазном КЗ на стороне 6,3 кВ этого ТСН (см. при¬
мер 1).
МЕТОДИКА ВЫБОРА УСТАВОК РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
ЭЛЕМЕНТОВ СЕТИ СН 6,3 кВ
Дифференциальная защита ТСН, выполненная на реле ДЗТ-21 (см.
гл. 2).
Расчет защиты производится в следующем порядке.
1.	Определяются первичные токи для всех сторон ТСН, соответствую¬
щие номинальной мощности обмотки ВН:
Ліом
°ном.т
3 Цгом.т
Для стороны ВН І7НОм.т ~ номинальное напряжение среднего ответ¬
вления устройства РПН.
2,	Рассчитываются вторичные токи в плечах защиты:
г =1
ном.в ном
Кск
89

где Ксх — коэффициент схемы, равный 1 при соединении вторичных
обмоток ТТ в звезду и х/Т при соединении в треугольник; Kj — коэф¬
фициент трансформации трансформаторов тока.
Если значения 7НОМ в для какого-либо плеча выходят за пределы диа¬
пазона номинальных токов трансреактора реле ДЗТ-21 (2,5—5 А) более
чем на 0,5 А, то в этом плече необходима установка выравнивающих
автотрансформаторов тока (АТ-31 для стороны с /ном тт = 1 А и АТ-32
для стороны с /ном тт = 5, А).
3.	Для расчета защиты одна из сторон трансформатора принимается
в качестве основной (обычно сторона ВН) и выбирается ответвление
трансреактора реле или автотрансформатора тока с номинальным то¬
ком, равным номинальному вторичному току или ближайшим меньшим
к нему в этом плече защиты:
I	<1
OTB.HÛM.OCH	ном.в.осн
Для другой, неосновной, стороны ответвление трансреактора или ав¬
тотрансформаторов тока выбирается из условий создания в режиме
номинальной нагрузки минимальной (близкой к нулю) МДС трансреак¬
тора, обусловленной суммой токов плеч дифференциальной защиты.
Определяется расчетное значение тока ответвления на неосновной
стороне /отв расч неосн’ исходя из номинального вторичного тока
4ом в неосн и выбранного ответвления на основной стороне:
г	—Т	^ОТВ. НОМ. ОСЯ
отв. расч. неосн уном. в. неосн

Аюм. в. осн
(27)
Выбирается ответвление с номинальным током, равным расчетному
или ближайшим меньшим к нему :
отв. ном. неосн
отв. расч. неосн ‘
4.	В защите всегда используются две цепи торможения, включаемые
со сторон ВН и НН трансформатора.
Выбираются ответвления промежуточных трансформаторов тока
TAI, ТА2 цепи торможения реле с номинальным током/отв т нрм,
равным или ближайшим меньшим к расчетному /отв т расч выравни¬
вающих автотрансформаторов тока:
' ~ 1
отв, т. ном отв. т. расч
^ном. в
*АТ
90

где КАТ = ——'Иом'-А— =	коэффициент трансформации авто¬
рств. ном. АТв ѵѵп
трансформаторов тока; 7ОТВ ном. АТп — номинальный ток используемо¬
го ответвления автотрансформатора тока, к которому подводятся вто¬
ричные токи в плече защиты; 7ОТВ ном АТв — номинальный ток от¬
ветвления автотрансформатора тока, к которому подключается реле;
wB, wn — число витков вторичной и первичной обмоток автотрансформа¬
тора тока.
В тех случаях, когда разница между расчетным током и ближайшим
меньшим номинальным током ответвления значительно больше, чем
между расчетным током и ближайшим большим номинальным током
ответвления, целесообразно принимать к использованию ближайшее
большее значение; связанное с этим уменьшение торможения компен¬
сируется выбором увеличенного значения коэффициента торможения
(см. ниже).
5.	Определяется первичный ток стороны ВН, соответствующий ’’на¬
чалу торможения” /т нач п с учетом принятых ответвлений промежу¬
точных транформаторов тока 1341 и ТА2 цепи торможения реле. При
этом принимается относительный вторичный ток ’’начала торможения”
/т. нач = 0,6:
J	_ р. ст	т	I Л>тв. т. НОМ ВН
нач. п “ ^ном ВН 1т. нач I ~~
' 2отв. т. расч ВН
+ Ілсв. т. ном НН \
отв. т. расч НН /
(28)
где/ном вн — номинальный первичный ток стороны ВН.
6.	Определяется ток небаланса в режиме, соответствующем ’’началу
торможения”:
Ліб. т. нач — Ліб. т. нач + Ліб. т. нач + Аіб. т. нач •	(29)
Составляющие тока небаланса определяются по выражениям
7	= К К е 1
^нб. т. нач Лпер Лодн С2т. нач. п >
Аіб. т. нач ^^гпах Д'. нач. п>
91

(30)
нб. т. нач
X ï
т. нач. п ’
где Кпер — коэффициент, учитывающий переходный режим; принимает¬
ся равным 1; ^одн — коэффициент однотипности условий работы транс¬
форматоров тока (принимается равным 1) ; е — относительная полная
погрешность трансформаторов тока (учитывая дополнительную погреш¬
ность используемых в защите автотрансформаторов тока, принимается
равной 0,05; при отсутствии автотрансформаторов тока погрешность
можно принять равной 0,03); &Umax — относительная погрешность,
обусловленная регулированием напряжения на стороне ВН трансформа¬
тора (принимается равной половине диапазона регулирования).
7.	Первичный минимальный ток срабатывания защиты при отсутствии
торможения принимается равным 0,3 номинального тока трансформа¬
тора и проверяется отстройка от тока небаланса /нб т нач в режиме,
сооветствующем ’’началу торможений”;
^с.з min	вн ’
г УК!
х с.з тіп Лотс jh6. т. нач’
где/Сотс — коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,5.
8.	Рассчитывается относительное значение тока срабатывания реле при
отсутствии торможения:
I
-* с.р тіп
г	к
с.з тіп Лсх
К К 1
I АТ отв. ном
(31)
где 7ОТВ. иом — номинальный ток выбранного ответвления трансреак¬
тора.
Значение /с р тіп определяется для основной и неосновной сторон
защиты. Полученные значения должны удовлетворять условию
92

9.	Коэффициент торможения Ат, равный тангенсу угла наклона тор¬
мозной характеристики реле, всегда принимается 0,9.
10.	Первичный расчетный ток срабатывания дифференциальной от¬
сечки Іс 3. расЧв отс определяется отстройкой от максимального пер¬
вичного расчетного тока небаланса /нб расч отс при расчетном внеш¬
нем КЗ или несинхронном АВР и отстройкой от броска тока намагничи¬
вания трансформатора.
Отстройка от максимального первичного тока небаланса
3. расч. отс — КОІ нб. расч. отс '	(32)
Коэффициент отстройки Кь принимается равным 1,5, /нб расч отс
определяется по (29) и (30) с учетом того, что погрешность е = 0,1,
коэффициент Апер = 3, а вместо /т нач п подставляется ток Ітах п
в режиме внешнего КЗ или несинхронного АВР (выбирается большее из
двух значений).
Отстройка от броска тока намагничивания трансформатора, как пра¬
вило, надежно обеспечивается при минимальной уставке на реле по току
срабатывания отсечки (67ОТВ ном), если ответвления рабочей цепи выб¬
раны примерно равными вторичным токам в соответствующих плечах
защиты.
Первичный ток срабатывания отсечки на основной стороне, соот¬
ветствующий минимальной уставке на реле 6/отв иом, определяется
по выражению
^С. 3 отс ^отв. ном. осн
КАТКІ
*сх
(33)
Если Іс 3 расч отс, определенный по (32), превышает принятый по
условию (33), следует выставлять на реле уставку срабатывания отсеч-
КИ 9^ОТВ. ном'
11.	Выполняется графическая проверка отстройки от тока небаланса
как в максимальном режиме КЗ вне зоны, так и при несинхронном АВР
и проверка чувствительности защиты с использованием тормозной ха¬
рактеристики реле, построенной в осях: относительный дифференциаль¬
ный ток /д и полусумма относительных тормозных токов 0,5 S7T
(рис. 36).
Значения координат точек расчетных режимов определяются по от¬
ношению к номинальным токам используемых ответвлений трансреак¬
тора и трансформаторов тока цепи торможения реле:
А>тв. ном
I ном.в
93

Рис. 36. Графическое определение отстройки от НАВР и чувствительности диффе¬
ренциальной защиты резервного ТСН мощностью 63 МВ • А
0,52/ =
*т
А-.п ^сх
^т.п
Уотв.т.расч
К К	Т
АТ 2отв. т. ном
^ном
I отв.т.ном
где /т п — первичный тормозной ток в расчетном режиме.
Для режима внешнего КЗ и несинхронного АВР (точки Е иМ)
Аіб. расч ^НОМ. в. осн
ЛгОМ ВН А>тв. ном. осн
(34)
0,52/'= 0,5
*т
І/пах п
Люм ВН
отв. т. расч ВН
отв. т. ном ВН
■^отв. т. расч НН
+

Л>тв. т. ном НН
(35)
где Ліб.расч определяется по (29) и (30) с заменой /т.нач.п на ток
Ітах п Для режимов внешнего КЗ и несинхронного АВР.
Для режима двухфазного КЗ на выводах обмотки НН1 (НН2) 6,3 кВ
(точка Â)
94

а Iк	Ліом. в. осн
/д- —	~	' »	@6)
‘ном ВН отв. ном. осн
^(2)	j
0,5Е7>0,5 —S	от^ас^ВН	(37)
*	I	J
ном ВН отв. т. ном ВН
Коэффициент отстройки защиты в режиме внешнего КЗ и несинхрон¬
ного АВР
где Іс р — относительный ток срабатывания реле в режиме внешнего
КЗ (точка Д) и несинхронного АВР (точка К) с учетом тормозной ха¬
рактеристики реле; определяется по характеристике реле при соответ¬
ствующих значениях 0,5 S/T.
Коэффициент чувствительности зашиты в режиме двухфазного КЗ
на выводах обмотки НШ (или НН2) 6,3 кВ
где 7ср — относительный ток срабатывания реле (точка В) с учетом тор¬
мозной характеристики реле; определяется по характеристике реле при
соответствующем значении 0,5Е/т.
Пример 3. Выполнить расчет дифференциальной защиты резервного
ТСН на реле ДЗТ-21. Параметры трансформатора и электродвигатель-
ной нагрузки приведены на рис. 35. Защита включена на трансформа¬
торы тока стороны ВН ТСН с коэффициентом трансформации Kj =
= 400/1, соединенные в треугольник, и на сумму вторичных токов об¬
моток НН (трансформаторы тока сторон НН с Ху =3000/5 соединены
в звезду).
Определяются первичные номинальные токи ТСН:
I
ном ВН
63 X ІО3
3 X 330
= 110А;
^ІІОМ НН
63 « 103
3 X 6,3
= 5780 А.
95

Определяются вторичные токи в плечах защиты:
-/о
гном.в ВН = 110^—0,48 А;
400/1
^ном.в НН
=9.63 А.
3000/5
Так как значения /ном-в выходят за пределы номинальных токов
реле ДЗТ-21, на стороне ВН устанавливается выравнивающий авто¬
трансформатор тока АТ-31 с коэффициентом трансформации ^АТ =
= 1/5,16, а на стороне НН — выравнивающий автотрансформатор тока
АТ-32 ctfAT = 10/5.
Тогда расчетный ток ответвления АТ-31, к которому подключено
реле на основной стороне (стороне ВН),
,	= 0,48x5,16	_25д=/
•*ОТВ. НОМ. ОСН	*НОМ. в. осн’
а в соответствии с (27)
I	=	 =9,63 А.
отв. расч. неосн
Принимаем неося = 9,6 А.
X	Uio, ПѵиСЛ
Определяются расчетные токи ответвлений промежуточных трансфор¬
маторов тока цепи торможения:
А>тв. т вн
'^отв. т НН
0,48 X 5,16	_ , .
	= 2,5 А
1
9,63 X 5 ,	.
—	= 5,02 А.
10 X 9,6
Принимаются; Тотв. т< ном вн 2.5 А; т. Ном нн ~ 5 А.
Определяется первичный ток стороны ВН, соответствующий ’’началу
торможения” в соответствии с
(28):
/25
/,г нач п=0’5х110( ~
—— 10,6=65,8 А.
5,02 /
96

В соответствии с (29) определяется первичный ток небаланса в режи¬
ме, соответствующем ’’началу торможения”:
7нб т нач= (1 х 1 х 0,05 +0,12 + -9’63 ~ 9,6 ) 65,8= 11,4 А.
но. т. нач	9>63 J
Определяем первичный минимальный ток срабатывания защиты из
двух условий:
4.3 тіп> 0,3 X по=33 А;
Iс.3 тіп >1,5x11,4= 17,1 А.
Принимаем [с 3 тіп = 33 А и из (31) определяем для основной сторо¬
ны
I .	= .ЗЗхѴз,х5,І6=оз
»с.р min осн 400/1 x 2,5 x1
и для неосновной стороны
!	.	=-°-3х578£Л10 =0301
;с.р тіп неосн	.
*	3000/5 X 5
Устанавливаем К = 0.9.
т
В соответствии с (29) и (30) определяется максимальный первичный
ток небаланса при несинхронном АВР. Принимается из примера 2
/harp = 36 860 А. Тогда
ПЛОГ 4 * * * * * *
4б. расч. отс =13 X о,1 + 0,12 +	) 36 860	= 300 А.
F	\	9,63	/	330
Из (32) определяем ток срабатывания дифференциальной отсечки:
4зсч. с.3, отс = 1,5x300 = 450 А.
При токе отсечки 67ИОМ в соответствии с (33) определяем
4 з отс = 6 х 45 -°-1 - = 670 > 450 А.
С.3, отс	5,16X3
97

Принимая из примера 1 значение тока двухфазного КЗ на выводах
(2)
обмотки НН / =23,5 кА и значение тока внешнего трехфазного КЗ в
к (з)
этой же точке I*. = 27 кА, определяем в соответствии с (34)—(39)
координаты точек Е, М и А на рис. 36 для проверки отстройки реле и
определения коэффициента чувствительности.
Определяем ток /нб расч при внешнем трехфазном КЗ :
4б расч к = ( 2 х 1 х 0,1 + 0,12+	—— ^27 ООО	= 178 А
X.	9,63	/	330
Определяем координаты точки Е (внешнее трехфазное КЗ) :
г	_ 178	0,48 _ ,
/д(ВНешн кз) - — х — - ^62 от«- ед-;
1 1 и	о
0,5 2.4орм (внешн КЗ) = 0.5 х 27 000	=
330X 110 V 2,5	5	/
= 5,02 отн. ед.
Определяем ток /нб расч при несинхронном АВР:
4б. расч НАВР = / 2 X 1 X о,1 + 0,12 +	\ 36 860 -Н- =
\	S/jO-J	у	JJu
= 228 А.
Определяем координаты точки М (несинхронное АВР) :
228
0,48
'Д(НАВР)	110
—:— = 2,08 отн. ед.;
0,48
6,3
330 х110
°’5 Чт(НАВР) =0,5x36 860
2,5 + 5,02 )
2,5	5 J
= 6,45 отн. ед.
Определяем координаты точки А (двухфазное КЗ в минимальном ре¬
жиме на выводах обмотки НН в зоне защиты) :
98

7Д(К)= 23 500
6,3
X
330 X 110
008
—:	=3,9 отн. ед.;
0,48
0,5 S = 0,5 X 23 500 	—	х — =1,6 отн. ед.
* 1	'	330 X 100	3
Из рис. 36 следует, что реле обладает необходимыми чувствитель¬
ностью и отстройкой от внешних КЗ и несинхронных АВР.
Дистанционная защита питающих вводов на секции 6,3 кВ нормальной
эксплуатации и на магистрали резервного питания 6,3 кВ. Уставка сопро¬
тивления срабатывания защиты определяется для вводов рабочего пита¬
ния на секцию нормальной эксплуатации 6,3 кВ по следующему выра¬
жению:
Z = отс X
с.з. раб	ДВ’
кв
(38)
где ÆOTC — коэффициент остройки, равный 0,85; Къ __ коэффициент
возврата (не превышает 1,1); Хдв — индуктивное сопротивление пол¬
ностью остановленных двигателей (при этом мощность двигателей
принимается S = 1,28т, где 8Т — номинальная мощность полуобмотки
НН ТСН ).
Этим условием автоматически обеспечивается согласование с защита¬
ми отходящих присоединений. При этом для вводов рабочего и резерв¬
ного питания секции РУСН 6,3 кВ Хдв допускается определять по сумме
фактических значений пусковых токов электродвигателей секции
^Ліуск'
Для выводов от резервного трансформатора к магистрали резервного
питания при определении Хдв принимается 8ДВ = 1,58тр.
Уставка защиты, установленной на вводе резервного питания на сек¬
цию, принимается равной ZC 3 рез =ZC 3 раб.
Чувствительность дистанционной защиты в зоне основного действия
при КЗ на секции СН всегда обеспечивается, так как хотя бы на одном
реле сопротивления при междуфазном КЗ на секции напряженней,
соответственно, сопротивление равны нулю. Зона резерві.рования защи-
ТЬІ ^дист — %C'jK4. рез, Где Кч* рез — 1,2. ЕСЛИ ^нст < ^квб max' то
на питающих вводах 6,3 кВ устанавливается резервная защита.
Уставка на реле сопротивления определяется на основании первично¬
го сопротивления срабатывания защиты Zc 3 :
zc.p = Zc.3^/^cx/^	(39)
99

где Кр Ку — коэффициенты трансформации трансформаторов тока и
напряжения; Ксх — коэффициент схемы соединения ТТ.
Чувствительность защиты по току точной работы проверяется при
минимальном значении тока двухфазного КЗ в конце зоны действия
защиты.
Ток в конце зоны действия защиты при КЗ в кабеле — для-, вво¬
дов рабочего и резервного питания
/<2)
к
U
ном
+Z2
тсн тдх+л &3
(40а)
для вводов на магистраль резервного питания
/2) =
К
^иом
ЗхД'Ч’СН max + ^п)2 +Zc.3
(406)
где Ï7HOM - номинальное напряжение ТСН, равное 6,3 кВ; Хтсн тдх —
сопротивление ТСН при таком положении РПН, когда Хтсн наиболь¬
шее; Zc 3 — сопротивление срабатывания защиты; А"шп — сопротивле¬
ние шинопровода магистрали резервного питания.
(2)
Ток в реле равен Ір = /Ку
Коэффициент чувствительности по току точной работы
1Д
(41)
где /	— минимальный ток 10 %-ной точности реле сопротивления.
Уставка токовых блокирующих реле дистанционной защиты отстраи¬
вается от суммарного тока секции в режиме пуска самого мощного
электродвигателя и определяется по выражению
Jc.3	* Ѵном. секц ном. дв max'	^ном
Кв
+ КАіом. секц — 4ом. дв игах) ^ном +	+-^ТСН +
(42)
где Котс~ 1,1 — коэффициент отстройки; Кв — коэффициент возврата
реле тока (для РСТ-13 принимается равным 0,9); ç>HOM — угол номи-
100

нальной нагрузки секции (принимается cos sPHOM = 0,85) ; /иом дв тах —
номинальный ток самого крупного двигателя, подключенного к секции
(или ток группового кабеля, питающего вторичную сборку); %дв,
У , ^шп — пусковое сопротивление этого двигателя, сопротивление
ТСН й сопротивление шинопровода; Уном секц — номинальный ток
секции, принимаемый равным номинальному току обмотки 6,3 кВ
трансформатора собственных нужд.
Выбранная уставка обеспечивает также селективность блокирующих
токовых реле по отношению к токовым защитам электродвигателей
6 кВ и ТСН 6,3/0,4 кВ в режиме неисправности реле сопротивления.
Коэффициент чувствительности блокирующих токовых реле
^.6л=^2)Л.з>1.3,
(2)
где определяется по (40).
Выдержка времени дистанционной защиты, установленной на вводах
рабочего и резервного питания к секциям РУСН 6,3 кВ, согласуется
с быстродействующими защитами отходящих присоединений; выдерж¬
ка времени защиты, установленной на вводах от резервного ТСН к ма¬
гистрали резервного питания, согласуется с временем защиты на вводе
резервного питания. Ступень селективности принимается Д? = 0,3 с.
Пример 4. Расчет дистанционной защиты, установленной на вводах на
секцию I нормальной эксплуатации.
Исходные данные и схема замещения приведены на рис. 35.
Определяется первичное сопротивление срабатывания защиты по (38) ;
„	_	0,85 x 0,285	а
Z. , = 			 = 0,221 Ом.
с’3 1,1
Определяется зона резервирования защиты:
0,221
Z = —	 = 0,184 Ом.
Диет * ,	’
Определяется в соответствии с (42) уставка токовых блокирующих
реле:
1= -ü À2880- 900)2 - 0,852 + [(2880—900)0,525 +
0,9 V
+ 	ÉL?	 ]2=8,2кА.
x/TtO.SS + 0,11)
101

Проверяется в соответствии с (40), (41) и (43) чувствительность
защиты при двухфазном КЗ в конце зоны действия защиты:
2(0,182 + 0,2212)
А,, бл = 11,25/8,2 = 1,38 > Г,3.
Ток в реле сопротивления
-11,25 X 103  = 181А
₽	3000/5
Ток точной работы для реле БРЭ-2801
4.р*1,6А.
Коэффициент чувствительности защиты по току точной работы
Кчтр= 18,1/1,6 >1,3.
Чувствительность защиты обеспечивается.
Дистанционная защита, установленная на ТСН со стороны ВН. Так
как в качестве резервных защит на стороне ВН ТСН мощностью 25—
63 МВ • А с расщепленными обмотками НН (см. гл. 2) предусматри¬
ваются два комплекта дистанционных защит, то сопротивление сраба¬
тывания каждого из этих комплектов, приведенное к напряжению
6,3 кВ, принимается в 2 раза меньшим сопротивления срабатывания
дистанционных защит стороны НН ТСН, выбранного по (38).
Уставки блокирующих токовых реле определяются по (42), их
чувствительность при КЗ на защищаемой секции всегда обеспечивает¬
ся. Чувствительность защиты по току точной работы определяется при
минимальном токе двухфазного КЗ на шинах РУСН 6,3 кВ или на ма¬
гистрали:
4 ~ ^ном/(2^тсн Иіох)’	(43)
где -АГТСН тах — сопротивление трансформатора, соответствующее мак¬
симальному значению ек, %.
Сопротивление срабатывания реле определяется по выражению
zc.p	~Т-	^с.з ВН ’
ки
(44)
102

где Кт — коэффициент трансформации рассматриваемого ТСН (при¬
нимается при среднем положении РПН) ; Kj — коэффициент трансформа¬
ции трансформаторов тока стороны ВН ТСН, к которым подключается
защита; Кц — коэффициент трансформации трансформаторов напряже¬
ния, установленных со стороны обмотки НН ТСН; Ксх — коэффициент
схемы соединения ТТ.
Выдержка времени на защите выбирается по условию отстройки от
времени действия дистанционной защиты, установленной-со стороны
обмотки НН трансформатора.
Пример 5. Расчет дистанционной защиты, установленной со стороны
питания резервного ТСН 330/6,3—6,3 кВ мощностью 63 МВ - A; Kj=
= 200/1.
Исходные данные и схема замещения приведены на рис. 35.
Определяется первичное сопротивление срабатывания защиты:
Z з вн = 0,5 X 0,221 = 0,11 Ом (см. пример 4).
При этом уставка на реле составляет:
Zc.p
1 X 200 X о,11 X 52,5 =19<08Ом
60
Определяется чувствительность защиты по току точной работы при
двухфазном КЗ на выводах 6,3 кВ ТСН (42) :
/(2) = —Ы	= 17,5 кА.
К 2 X 0,18
Ток в реле
I =
р
17,5 X 103
200/1
= 87,5 А.
Ток точной работы для реле БРЭ-2801
4.Р=1>6 иКч>2.
Защита от однофазных замыканий на землю в сети СН 6,3 кВ. Пер¬
вичный расчетный ток срабатывания защиты определяется из условия
надежного несрабатывания защиты от броска собственного емкостного
тока при внешнем замыкании на землю:
т — к к т
хс.з. расч 2Ѵотс2Ѵб’*е’
(45)
103

где ÆOTC = 1,2 — коэффициент отстройки; Кб — коэффициент, учитываю¬
щий бросок тока (Аб = 2 4-3 для реле РТЗ-51 и Аб = 3-г4 для реле
РТЗ-50 для сети с изолированной нейтралью; К6 = 1,2 -î-1,3 для всех
реле, работающих в сети с нейтралью, заземленной через резистор) ;
Іе — собственный емкостный ток присоединения.
Первичный ток срабатывания защиты принимается равным расчет¬
ному. Іс 3 — Іс 3^ расч-
При выполнении защиты на реле РТЗ-51 и получении расчетной устав¬
ки более 5 А в ячейке следует установить два трансформатора тока ну¬
левой последовательности и соединить их вторичные обмотки последо¬
вательно. При этом максимальный первичный ток на реле РТЗ-51 равен
7,8 А.
Значение собственного емкостного тока определяется следующим
образом:
4 4. прис + 4.Л’
(46)
где 7е прис — собственный емкостный ток самого присоединения (элект¬
родвигателя или трансформатора собственных нужд 6,3/0,4 кВ) ; /е п —
собственный емкостный ток кабельной линии, входящей в зону защиты.
Значение емкости фазы статора электродвигателя или емкости обмот¬
ки 6,3 кВ трансформатора относительно земли принимается по данным
завода-изготовителя в соответствии с табл. 2.
Собственный емкостный ток кабельной линии, входящей в зону за¬
щиты, определяется по выражению
4.л = 4.уд^	(47>
где I — длина линии; т — число кабелей в линии; 7е уд — собственный
емкостный ток единицы длины кабельной линии 6,3 кВ, принимаемый
в зависимости от сечения кабеля 6,3 по табл. 3.
При нейтрали, заземленной через резистор, определяется защищае¬
мая защитой от однофазных замыканий на землю часть обмотки ста¬
тора электродвигателя от выводов к нейтрали:
1 -	4.3. прис/З'оа.	(48)
где 7Ç, = 1,2 — коэффициент чувствительности; Іс 3 прис — ток сраба¬
тывания защиты присоединения, отстроенный от емкостного тока при¬
соединения; Iqï — активная составляющая тока нулевой последователь¬
ности;
3R
З^оа
104

Таблица 2
Мощность
электродви¬
гателя, кВт
Полная мощ¬
ность электро¬
двигателя, МВ • А
Емкость фазы
статора двига¬
теля, 10 6 Ф
Емкостный ток
электродвигателя,
А
200—500
0,263-0,657
0,0137-0,00344
0,00467-0,0118
500-2000
0,657-2,63
0,00344-0,0137
0,0118-0,0467
2000-3000
2,63-3,95
0,0137-0,0206
0,0467-0,0705
3000-5000
3,95-6,57
0,0206-0,0344
0,0705—0,118
5000-8000
6,57-10,5
0,0344-0,055
0,118-0,188
Таблица 3
Сечение кабеля 6,3 кВ, мм2. .70
95
120
150
185
240
Емкостный ток линии при но¬
минальном напряжении,
А/км. 		  .0,8
0,9
1.0
1,18
1,25
1,45
Л — сопротивление резистора, причем сопротивлением дополнительно¬
го трансформатора (ТСЗК) допустимо пренебречь; р должно быть боль¬
ше 0,5.
Защита отходящих присоединений выполняется без выдержки вре¬
мени.
При наличии в сети СН 6,3 кВ секций 6,3 кВ удаленной нагрузки до¬
полнительно выбирается уставка защиты линии 6,3 кВ, связывающей
блочные секции СН и секции удаленной нагрузки (секции надежного
питания на АЭС, секции ОВК и др.) :
4.3. св = ко Іе у;,	(49)
где Ко= 1,2 — коэффициент отстройки; Л?б=1,2; /	— суммарный
емкостный ток секции удаленной нагрузки.
Время срабатывания защиты принимается равным tC3 = 0,5 с.
Уставка на защите от замыканий на землю в цепи дополнительного
трансформатора с нейтралью, заземленной через резистор, выбирается
по формуле
4.3 ~ К-о 4.3. прис max ’	(50)
где Ко = 1,2 - коэффициент отстройки; Іс з прис тах - максимальный
ток срабатывания защиты присоединений.
Время срабатывания зашиты при установке ее на секциях собствен¬
ных нужд 6,3 кВ АЭС, не имеющих секций удаленной негрузки, при¬
105

нимается равным tc 3 = 0,5 с, при установке защиты на секциях собствен¬
ных нужд 6,3 кВ нормальной эксплуатации АЭС, питающих секции уда¬
ленной нагрузки, выдержка времени защиты принимается равной
/с.з = 1 с.
Пример 6. Расчет защиты от однофазных замыканий на землю в об¬
мотке статора электродвигателя 6 кВ питательного насоса мощностью
4 МВт, выполненной с реле типа РТЗ-51. Двигатель присоединен к секции
СН двумя кабелями сечением 240 мм2, длиной 450 м.
Емкостный ток двигателя определяем из табл. 2 и принимаем равным
/едв=0,118А.
Емкостный ток кабельной линии по (47)
Іе п = 1,45 я 0,45 к 2 = 1,305 А,
где 7е уд = 1,45 А/км определяется из табл. 3.
Первичный ток срабатывания защиты по (45)
4.3. расч = !>2 х 2(0,118 + 1,305) = 3,45 А < 5 А.
Принимаем Ісз = /с>3. р8СЧ = 3,45 А.
Резервная защита от многофазных КЗ вводов секций собственных
нужд 6,3 кВ. Расчет защиты сводится к определению тока срабатывания
реле КАЗ и КА4 и мощности срабатывания реле мощности KW1 и КW2.
Реле КАЗ и КА4 не должны срабатывать при пуске самого мощного
электродвигателя на секции, поэтому их уставка принимается в соот¬
ветствии с (42).
Коэффициент чувствительности защиты определяется при трехфаз¬
ном КЗ в конце самого длинного кабеля, отходящего от секции СН:
^Ч = ^3)//с.з>1’2-	(51)
На блокирующих реле сопротивления KW1 и KW2 всегда выставляет¬
ся уставка [6]	1
Рс.з=10Вт.	(52)
Дифференциальная защита электродвигателей 6 кВ на реле РСТ-15.
Определяем вторичный ток небаланса реле при пуске защищаемого
электродвигателя:
r _ f	пўск. дв
■*нб /и б	~
КІ
fC т
пуск ном. дв
КІ
(53)
106

причем /нб = 0,3 для схем соединения трансформаторов тока защиты
’’звезда—звезда”.
Определяется относительный ток срабатывания реле:
/с.р. расч ~ Ліб/^ном.р'	(54)
Выбирается уставка реле /уст, ближайшая большая к расчетной по
шкале уставок: 0,4,0,5,0,65, 0,9,1,2.
При необходимости можно использовать предусмотренную в реле
возможность дискретного увеличения уставок по току срабатывания
в 2 раза (”Æ” = 2) (см. гл. 4)
Затем рассчитывается число витков обмотки трансреактора реле,
соответствующее расчетной уставке:
I • ">0
_ *уст -и
w —

"расч т
*с.р. расч
(55)
По результатам расчета выбирается число витков трансформатора реле
wycT ближайшее к расчетному, чувствительность защиты проверяется
при двухфазном КЗ на выводах электродвигателя;
К =
уст
/уст '2°
(2)	/2)
где I	= —— 	относительный ток двухфазного КЗ.
*к к т
I НОМ.Р
Пример 7. Расчет дифференциальной защиты двигателя мощностью
5000 кВт, выполненной на реле типа РСТ-15 (К^ = 600/5, -Кпуск = 6,5).
Вторичный ток небаланса в реле
6,5 X 538
/ = 0,3 ~	 = 8,75 А.
нб	120
Ток срабатывания реле по (54)
/с.р. расч= 8,75/5 =1,75.
Уставка на реле, ближайшая большая к расчетной с учетом ее увели¬
чения в 2 раза
107

/усІ = 2 х 0,9 = 1,8 >ТС р расч = 1,75.
Число витков обмотки трансреактора реле, соответствующее расчет¬
ной уставке:
_ 1,8x20
		20,5 витков.
расч 1,75
Принимаем wycT = 20 витков.
Чувствительность защиты при двухфазном КЗ на выводах электро¬
двигателя (значения тока КЗ взяты из примера 1)
19100
Токовая отсечка электродвигателя. Первичный ток срабатывания в ■
ковой отсечки Іс 3 выбирается по условию отстройки от максимального
тока, протекающего в реле при пуске электродвигателя:
(56)
где 7пуск — пусковой ток электродвигателя при номинальном напря-
- жении питающей сети, определенный с запасом, без учета сопротивления
системы; Ко = 1,4 -г 1.5 — коэффициент отстройки, учитывающий погреш¬
ность реле и наличие апериодической составляющей в пусковом токе
. электродвигателя.
Пусковой ток электродвигателя определяется по выражению
Ліуск ~ ^пуск 4ом. ДВ’	(57)
где Кпуск — кратность пускового тока; 7НОМ дв -^..номинальный ток
двигателя.
На основании (57) можно представить выражение (56) в следующем
виде:
^с.з ~ -^о^пуск АіОМ. ДВ*	(58)
Ток срабатывания реле отсечки определяется по выражению
(59)
108

где Kcs — коэффициент, учитывающий схему соединения трансформа¬
торов тока и равный единице при включении реле на фазные токи;
К] — коэффициент трансформации трансформаторов тока защиты.
Чувствительность токовой отсечки проверяется при двухфазном
КЗ на выводах электродвигателя в минимальном режиме питающей се¬
ти и оценивается коэффициентом чувствительности:
7(2).
Æ4 = -	,	(60)
'с.Р «I
где тіп ~ минимальный ток двухфазного КЗ в защите при повреж¬
дениях на выводах электродвигателя.
Коэффициент чувствительности защиты должен быть не менее 2.0.
Токовая защита кабельных линий секций 6,3 кВ удаленных нагрузок.
Ток срабатывания максимальной токовой защиты и линий удаленных
нагрузок отстраивается от тока самозапуска полностью заторможенных
электродвигателей защищаемой секции по выражению
te Т
Ло сам
(61)
где Ко = 1,2 — коэффициент отстройки; Къ - коэффициент возврата ре¬
ле, равный 0,8 для реле типа РТ-40 и 0,9 для реле типа РСТ-13; ^.ам —
ток самозапуска электродвигателей, присоединенных к защищаемой
секции РУСН 6,3 кВ, определяемый по (24) и (15).
Ток срабатывания реле максимальной токовой защиты
4.₽ =
•^сх ^с.а
К/
(62)
где Ксх — коэффициент, учитывающий схему соединения трансформа¬
торов тока; Кск = 1 при включении реле на фазные токи; Kj — коэф¬
фициент трансформации трансформаторов тока защиты.
Выдержка времени защиты принимается равной 0,3 с.
Чувствительность защиты определяется при двухфазном КЗ на секции
КЗ удаленных нагрузок:
Кч = ^2)/(4ф^)>1,5.	(63)
109

Методика выбора уставок релейной защиты элементов
сети СН 0,4 кВ
Токовая отсечка ТСН 6,3/0,4 кВ. Ток срабатывания защиты опреде¬
ляется по условию отстройки от максимального тока в месте ее установ¬
ки при КЗ на стороне 0,4 кВ трансформатора:
(3)
4.3 = -—*-*-«*	 ,	(64)
ÆTCH
г(3)
где тах — первичный ток в месте установки защиты при трехфазном
металлическом КЗ на стороне 0,4 кВ трансформатора (приведен к
U= 0,4кВ); Ко = 1,4— коэффициент отстройки; ^тсн=^ВНср/
t7HH ср — коэффициент трансформации ТСН при положении РПН,
соответствующем среднему значению ек.
Чувствительность защиты определяется по току в месте ее установки
при металлическом двухфазном КЗ на выводах 6,3 кВ ТСН:
^=42)/4.з>2,	(65)
(2)
где /к — первичный ток двухфазного КЗ в месте установки защиты
(приведен к U- 6,3 кВ).
Максимальная токовая защита ТСН 6,3/0,4 кВ. Первичный ток сраба¬
тывания максимальной токовой защиты выбирается по двум условиям:
по условию отстройки от тока самозапуска двигателей
4з= <^о4зм	(66)
Кв КТСН
где Ко = 1,15 — коэффициент отстройки; Кв — коэффициент возврата
реле тока, равный 0,9 для реле РСТ-13 и 0,8 — для РТ-40; 7сам — ток
самозапуска электродвигателей, присоединяемых к одной или двум
секциям РУСН [определяется в соответствии с (15) и (23), причем при
определении тока самозапуска учитывается только пусковое сопротив¬
ление двигательной нагрузки секции 0,4 кВ, подключенной через авто¬
матические выключатели без пускателей; при определении хдв по (15)
допускается принимать суммарный номинальный ток электродвигателей
0,38 кВ, участвующих в самозапуске, равным £/Ном. дв = ®’^Ном ТСН'
.а среднюю кратность пускового тока этих электродвигателей равной
110

6,5] ; ^тсн — то же, что в (64) (при установке защит на стороне 0,4 кВ
ТСН принимается Хтсн = 1);
по условию согласования с отсечками электромагнитных расцепи¬
телей, установленных на отходящих от защищаемой секции 0,4 кВ при¬
соединениях (проверяется только для ТСН 6,3/0.4 кВ мощностью
250 кВ. А).
Чувствительность защит, установленных в сети 0,4 кВ,-определяется
по выражению
-<67)
Для защит, установленных на вводах рабочего или резервного пита¬
ния к секциям шин 0,4 кВ, в качестве расчетного тока Ік расч прини¬
мается значение тока двухфазного короткого замыкания на защищаемой
секции 0,4 кВ.
Для защит, установленных на стороне 6,3 кВ резервных трансформа¬
торов собственных нужд со схемой соединения обмоток Д/Ув и имею¬
щих вследствие этого одинаковую чувствительность к трех- и двухфаз¬
ным КЗ на стороне 0,4 кВ, расчетным является трехфазное КЗ на секции
шин 0,4 кВ, наиболее удаленной от данного трансформатора.
Чувствительность защит, установленных на вводах резервного пи¬
тания к секциям шин 0,4 кВ, следует проверять отдельно для защит
каждого из вводов; при этом в качестве расчетного принимается двух¬
фазное КЗ на секции шин 0,4 кВ, питаемой от рассматриваемого ввода
резервного питания.
Минимальный коэффициент чувствительности рассматриваемых за¬
щит должен быть не менее 1,5 при металлических двухфазных КЗ и рав¬
ным 1,2 при переходном сопротивлении в месте КЗ гпер = 10 -г 15 мОм.
Выдержки времени максимальных токовых защит, установленных со
стороны питания на ТСН и на вводах от этих трансформаторов к секции
шин 0,4 кВ, согласуются между собой и со временем действия быстро¬
действующих защит смежных элементов. Ступень селективности при¬
нимается Дг = 0,3 ч- 0,5 с в зависимости от типа реле времени. При этом
уставки выдержек времени защит от между- и однофазных КЗ на рабо¬
чих и резервных вводах к секциям шин 0,4 кВ принимаются одинаковы¬
ми, поскольку используется общее реле времени.
Пример 7. Рассчитать защиты от междуфазных КЗ резервного транс¬
форматора собственных нужд 6,3/0.4 кВ мощностью Ю00 кВ • А с груп¬
пой соединения обмоток Д/Ун -11 при выполнении магистрали резерв¬
ного питания шинопроводом типа КЗІП-0,4.
Исходные данные для расчета защит приведены на рис. 37.
Ток срабатывания отсечки выбирается по выражению ('64) :
îc.3=l,4x 16,35 -2d = 1,48 кА,
6.3
111

6,3 кВ
Секция II 0, * кВ
Секция I Д4кВ
К рабочему ТСН Кп= 6,5
5~630кЪ-А
Sfpof
К рабочему 3*120 мм'
ТСН ‘ ‘ С^ЗООм
Рж-500 кВтТ5*'*5""2
С=60м
7 • Эк’ ■-
■ ^б,з
Р>5ЛВт,Гп-6,5	Р=732к8т,АГп=7
Рис. 37. Поясняющая схема к расчету защит элементов сети собственных нужд
0,4 кВ
(3)
где Т^вх ~ 16,35 кА — ток металлического трехфазного КЗ на секции
(7Шп = 0), приведенный к напряжению 0,4 кВ (см. приложение).
Чувствительность защиты при двухфазном КЗ в месте установки за¬
щиты определяется по (65):
К „	<^2)112^ >75>2_
1,48
(3)
где Ік тіп = 12,8 кА — ток трехфазного КЗ на стороне 6,3 кВ ТСН,
приведенный к напряжению 6,3 кВ.
Выполняется расчет максимальной токовой защиты резервного вво¬
да наиболее удаленной секции 0,4 кВ.
Длина магистрали до защищаемого ввода принимается I = 60 м,
защита выполнена на реле РСТ-13.
Определяется пусковое сопротивление двигателей, подключенных
к секции 0,4 кВ, в соответствии с (15) считая в первом приближении
112

максимальную мощность двигательной нагрузки секции равной 0,7
номинальной мощности ТСН (Z	= 1,45 кА) :
ѵ НОМ 1 С ГІ	'
Х,в = 		—			 = 33,3 мОм.
Д	/-Т	Ч
ѴЗ ж 0,7 X iod X 6,5 X 1,45
Ток самозапуска ввода определяется по выражению (24) :
/сам = 	—		 = 4,846 кА.
\/Т(12,65 + 0,7 + 33,3 + 0,0176 х 60)
Очевидно, что условие отстройки от тока самозапуска является
расчетным по отношению к условию согласования с отсечками расце¬
пителей отходящих линий.
Определяется ток срабатывания защиты по (66) С^тсн = 1) -
I = 1,15 X 4,846 = 6,192 кА.
с'3	0,9
Принимаем Іс 3 = 6,2 кА.
Ток металлического двухфазного КЗ
/2) = /3) (Ѵз72) = 10,6 X л/372 = 9,25 кА,
к к
где /<,3) = 10,6 кА — ток металлического трехфазного КЗ при /шп —
= 60 м, найденный по расчетным кривым (см. приложение).
Ток двухфазного КЗ через переходное сопротивление гпер = 15 мОм
в той же точке (см. приложение) : і£3= 8,1 кА.
Коэффициент чувствительностиК(?езР учета переходного сопротивле¬
ния
Кч = —- = 1,49~ 1,5.
6,2
Коэффициент чувствительности с учетом переходного сопротивле¬
ния
^ч.пер = "Л = 1.31 > 1,2-
6,2
Расчет показывает, что защита обладает достаточной чувствитель¬
ностью.
113

Резервная-защита сети 0,4 кВ. Расчет резервной защиты сети 0,4 кВ
производится в следующем порядке.
1.	Определяется ток срабатывания грубой ступени защиты по усло¬
вию отстройки от тока защищаемой секции при пуске самого мощ¬
ного электродвигателя:
^с.з.гр = 1’22х/(Люм~ -Ліом.дв)* 2 3 4 cos2 <Рном+ {(41ОМ - 4ом-дв) sin<pHOM +
(68)
400
Ѵз[380ДКпуск ^/ном. дв) + Хтсн + хшп]
где /ном ' номинальный ток ТСН 6,3/0,4 кВ, кВ, кА; 7НОМ. дв — номи¬
нальный ток самого мощного двигателя, кА; ÆnycK — пусковой ко¬
эффициент этого двигателя; <рном — угол номинальной нагрузки защи¬
щаемой секции 0,4 кВ (cos <рвом = 0,85) ; .АГтсн ~ сопротивление ТСН
6,3/0,4 кВ, мОм; АлП — сопротивление шинопровода 0,4 кВ, мОм.
2.	Определяется ток срабатывания чувствительной ступени защиты
по условию отстройки от номинального тока защищаемой секции:
І£.З.Ч ^»357ВОМ-
(69)
3.	Определяется в соответствии с векторной диаграммой (см. рис. 31)
вторичная уставка на блокирующем реле мощностью по условию ее
согласования с грубой ступенью защиты (уставка реле должна превы¬
шать мощность, соответствующую току /с 3 гр) :
400 Л з г_
Р > 1,1 		 cosy, cos(90 -<Рк.гр),
KUKI
^ТСН + ^шп^слгр
где гр = arcsin 			 ;
400
(70)
(71)
= 4 — коэффициент трансформации трансформатора напряжения за¬
щищаемой секции; Kj — коэффициент трансформации трансформато¬
ров тока питающего ввода 0,4 кВ.
4.	Проверяется в соответствии с векторной диаграммой (см. рис. 31),
что вторичная мощность на реле при пуске одиночного двигателя и
токе, равном Іс 3 ч, превышает уставку на реле KW:
114

Рпуск ч 400 Іс.з.ч с0? (9о° - *’пуск)
Æ„ = 	 = 			>1,2,
рс.з	кикіре.з
причем
Ліом cos ^ном
<д_	= arccos 	г .
Піуск	J
5. Проверяется чувствительность защиты:
7<3).
к тт
^с.з.ч
(72)
(73)
(74)
где min — минимальный ток трехфазного КЗ в конце самого длин¬
ного кабеля.
Токовая защита нулевой последовательности. 1. Первичный ток сра¬
батывания защиты, устанавливаемой в нейтрали рабочих ТСН 6,3/0,4 кВ,
а также на вводах резервного питания 0,4 кВ, выбирается по согласо¬
ванию с наибольшим током срабатывания токовой отсечки автомати¬
ческого выключателя отходящего присоединения 0,4 кВ:
I =1 27
■*с.з1	отс. отх max •
(75)
2.	Первичный ток срабатывания защиты, установленной в нейтрали
резервных ТСН, выбирается по согласованию с уставками защит вво¬
дов резервного питания, рассчитанных по (75) :
^.3 2-^1^.	(76)
Коэффициент чувствительности защит определяется по минималь¬
ному току однофазного КЗ на секции 0,4 кВ, причем для резервного
ТСН в качестве расчетного принимается однофазное КЗ на наиболее
удаленной секции 0,4 кВ:
(1)
к тт
> 1,5.
(77)
с.з
Выбор уставок расцепителей автоматических выключателей в це¬
пях электродвигателей 0,4 кВ. Номинальный ток катушки расцепите¬
ля автоматического выключателя 7ВОМ р выбирается в соответствии
с номинальным током электродвигателя:
115

ном.р ном. дв.‘
(78)
Ток срабатывания отсечки автоматического !• отс выключателя
выбирается по условию оістройки от апериодической составляющей
пускового тока электродвигателя:
для автоматического выключателя с электромагнитным расцепи¬
телем
г •	>2/
с.з.отс.р пуск.дв’
(79)
для автоматического выключателя с полупроводниковым расцепи¬
телем
г >13/
с.з.отс.р *> •'пуск.дв’
(80)
Чувствительность отсечки проверяется при металлическом одно¬
фазном КЗ на выводах электродвигателя:
/(О.
= к т,п— > 1,5.	(81)
^с.з.отс.р
(82)
где 7с з отс р — действительное значение тока отсечки; 7К^ІИ — ток
однофазного КЗ на выводах электродвигателя; 1,5 — коэффициент
запаса, учитывающий коэффициент разброса уставок отсечки автомати¬
ческого выключателя и коэффициент надежности 1.1.
Если чувствительность отсечки оказывается недостаточной, то сле¬
дует увеличить сечение питающего кабеля либо установить выносную
релейную защиту от однофазных КЗ.
Чувствительность отсечки к междуфазным КЗ обеспечивается, если
/2) •
к тт
^с.з. отс.р
где /~тіп — минимальный ток металлического двухфазного КЗ на вы¬
водах электродвигателя.
Пример 8. Рассчитать уставки защит электродвигателя, подключен¬
ного к секции II 0,4 кВ (рис. 37), а также уставки защит нулевой после¬
довательности и резервной защиты 0,4 кВ резервного ТСН. Параметры
защищаемой сети приведены на рис. 37.
1. Выбираем в соответствии с (78) номинальный ток расцепителя
автоматического выключателя SF„„ типа А3794:
4ом.р>238А=320А.
116

2. Выбираем в соответствии с (79) ток срабатывания отсечки этого
автоматического выключателя:
4.3. ОТС.Р > 2 X 7 X 238 ~ 10 X 7ном.р = 3200 А.
3.	Определяем чувствительность этой отсечки по (81) :
_ 4800
3200'
= 1,5,
-О)
где тіп = 4800 А — минимальный ток металлического однофазного
КЗ на выводах электродвигателя, определен из графиков приложения.
4.	Определяем в соответствии с (75) и (76) уставки защиты нуле¬
вой последовательности на выключателе резервного ввода S77 ц
и защиты нулевой последовательности на вводе 0,4 кВ резервного ТСН:
4.31 = 1,2 к 3200 = 3900 А;
4.32 = М х 39Q° = 4300 А-
5.	Проверяем в соответствии с (77) чувствительность защиты резерв¬
ного ТСН:
6120^ =1>42а5 і 5,
4300
(1)
где 7к пер = 6120 А — минимальныя ток однофазного КЗ через переход¬
ное сопротивление на секции П, определен из графиков приложения.
Обе зашиты обладают необходимой чувствительностью.
6- Определяем в соответствии с (69) ток срабатывания чувствитель¬
ной ступени резервной защиты;
7	= 1,35x 145= 1,95 кА.
с.з.ч ’	’	’
7. Определяем в соответствии с (68) ток срабатывания грубой сту¬
пени резервной защиты:
7с.з гр = 1,22 Ѵ(1,45-0,238)2 х 0,852+ [(1,45-0,238) х 0,525 +
231 X Ю“3
= 3 кА.
380
3 X 7 X 238
+ 0,013 + 0,00.7
117

8. Определяем в соответствии с (71) угол между током и напряже¬
нием секции в режиме пуска самого мощного двигателя на секции
<Рк.гр = arcsin
х/Тх 20 X 10~3 X з X 103
400
15°
и в соответствии с (70) вторичную уставку реле
,	400 X з X ІО3
с.з 1’1
4 X 1500/5
cos 15° cos 75° = 275 Вт.
9.	Проверяем в соответствии с (72) надежность срабатывания реле
мощности при пуске одиночного электродвигателя и токе, равном
току срабатывания чувствительной ступени защиты:
„ _ 400 X 1950 X cos [90° - arccos (1,45 X 0,85/1,95)] _
Кн —			1,83;
4 X 1500 X /5-х 275
Л. >1,2.
10.	Проверяется чувствительность резервной защиты по (74) :
2 9
К =	= 1,48 >1,2,
1,95
(3)
где J = 2,9 кА г- ток металлического трехфазного КЗ в конце самого
длинного кабеля Зх 120 мм2 1= 300 м, отходящего от защищаемой
секции (см. приложение).
Приложение
Графики токов КЗ в сети собственных нужд 0,4 кВ, отходящей от
ТСН 6,3/0,4 кВ мощностью 1000 кВ х А, ек = 8 % при резервном шино¬
проводе типа КЗІІІ-0,4

Рис. П1. Зависимость тока металлического трехфазного КЗ от длины и сечения ка¬
белей 0,4 кВ (/щп = 0)
Рис. П2. Зависимость тока металлического трехфазного КЗ от длины и сечения ка¬
белей 0,4 кВ (/шп = 60 м)
119

Рис, ПЗ, Зависимость тока трехфазного КЗ через переходное сопротивление гпер =
= 15 мОм от длины и сечения кабелей 0,4 кВ (/шп = 60 м)
Рис. П4. Зависимость тока двухфазного КЗ через переходное сопротивление гпер =•
= 15 мОм от длины и сечения кабелей 0,4 кВ (1	= 60 м)
120

Рис. П5. Зависимость тока однофазного металлического КЗ от длины и сечения
трехжильных кабелей 0,4 кВ (1ШП = 60 м)
Рис. П6. Зависимость тока однофазного металлического КЗ от длины и сечения .
четырехжииьных кабелей 0,4 кВ (/шп = 60 м)
121

Рис. П7. Зависимость тока однофазного КЗ через переходное сопротивление тпер
= 15 мОм от длины и сечения трехжильных кабелей 0,4 кВ (7ШП= 60 м)
Рис. П8. Зависимость тока однофазного КЗ через переходное сопротивление ?'пер
= 15 мОм от длины и сечения четырехжильных кабелей 0,4 кВ (?шп = 60 м)
122

Список принятых сокращений
ВВЭР — ядерный водо-водяной энергетический реактор;
РБМК — ядерный реактор большой мощности канальный;
СУЗ — система управления и защиты реактора;
A3 — аварийная защита реактора;
ГЦН — главный циркуляционный насос;
АБП — агрегат бесперебойного питания;
ТКЕО — тиристорный ключ с естественной коммутацией
.отключающий;
ТКЕП — тиристорный ключ с естественной коммутацией
переключающий;
ОВК — объединенный вспомогательный корпус;
УВС — управляющая вычислительная система;
МРП — магистраль резервного питавши;
КЗІП — комплектный закрытый шинопровод;
РТЗО - сборка распределительная, трехфазная, для задви¬
жек, одностороннего обслуживания

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Воронин JLM. Особенности проектирования и сооружения АЭС. М.: Атомиз-
дат, 1980.
Ï, Федосеев А.М. Релейная защита электроэнергетических систем: Релейная за¬
щита сетей. М.: Энергоатомиздат, 1984.
3.	Байтер И.И. Релейная защита и автоматика питающих элементов собственных
нужд тепловых электростанций. М.: Энергия, 1975.
4.	Зильберман В.А. О селективности и чувствительности релейной защиты пи¬
тающих вводов собственных нужд блочных электростанций// Электрические стан¬
ции. 1987..№ 4. С. 61-66.
- 5. Корогодский В.И., Кужеков С.Л., Паперно Л.Б. Репейная защита электродви¬
гателей напряжением выше 1 кВ. М.: Энергоатомиздат, 1987.
6.	Зильберман В.А. Дальнее резервирование в сети собственных нужд блочных
электростанций// Электрические станции. 1988. № 9. С. 76—82.
7.	Влияние способа заземления нейтрали сети собственных нужд блока 500 МВт
на перенапряжения и работу релейной защиты// В.А. Зильберман, И.М. Эпштейн,
Л.С. Петрищев, Г.Г. Рождественский’’//Электричество. 1987. № 12. С. 52—56.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие  	     3
1.	Схемы электрических соединений собственных нужд
АЭС	 4
2.	Принципы выполнения и типы релейной защиты, устанав¬
ливаемой на элементах сети 6,3 кВ собственных нужд
АЭС	 12
3.	Принципы выполнения и типы релейной защиты, устанавли¬
ваемой на элементах сети 0,4 кВ собственных нужд АЭС....
4.	Схемы защит элементов сети 6,3 кВ собственных нужд 3g
АЭС

5.	Схемы защит элементов сети 0,4 кВ (0,23) кВ собствен- 44
ных нужд АЭС

72
6.	Расчет уставок защит элементов собственных нужд
АЭС	 „„
80
Приложение	;	 П8
Список принятых сокращений	 123
Список литературы	 124