По условию отстройки от максимального рабочего тока защищаемой секции шин

где k_ОТС ― коэффициент отстройки, равный k_ОТС=1,2; k_В ― коэффициент возврата, равный k_В=0,75…0,8 для реле РНТ-565; I_SНАГР ― суммарный ток нагрузки секции; I_{НАГР,ДОП} ― суммарный дополнительный ток нагрузки присоединений смежной секции, подключаемых АВР при отключении этой смежной секции;

2) по условию отстройки от небаланса и подпитки от асинхронных и синхронных электродвигателей при внешнем КЗ

где k_ОТС ― коэффициент отстройки, учитывающий погрешность реле, принимается равным k_ОТС=1,5; ― ток небаланса при переходном режиме внешнего КЗ в максимальном режиме работы; ― коэффициент, учитывающий ток подпитки от асинхронных двигателей, =0,6; ― ток подпитки асинхронных двигателей в начальный момент при внешнем КЗ; ― коэффициент, учитывающий ток подпитки от синхронных двигателей, =1,2; ― ток подпитки синхронных двигателей в начальный момент при внешнем КЗ.

Ток небаланса выражения (8.7) находится по формуле

где k_А ― коэффициент, учитывающий увеличение тока КЗ за счет наличия апериодической составляющей тока КЗ, при использовании реле РНТ-565 k_А =1; k_ОДН ― коэффициент однотипности трансформаторов тока, k_ОДН =0,5, если ТТ одинаковые, k_ОДН =1, если ТТ различные; e ― погрешность ТТ, принимаемая в РЗ e = 0,1; I_{К,МАХ,ВНЕШ} ― ток внешнего КЗ в максимальном режиме работы системы.

Чувствительность дифференциальной защиты находится по формуле

В сетях с U = 110 кВ и выше устанавливаются ТТ в каждой фазе.

Схема полной дифференциальной защиты шин приведена на рис.

Токовая отсечка шин с выдержкой времени

Если чувствительность I ступени ТЗ не удовлетворяет требованиям [5], то вместо нее применяется токовая отсечка [1] с выдержкой времени (II ступень ТЗ):

Время срабатывания защиты принимается равным:

Чувствительность II ступени ТЗ находится по формуле

Токовая отсечка шин (логическая защита)

Максимальная токовая защита шин

Ток срабатывания защиты находится по условию отстройки от суммарного тока нагрузки всех питаемых линий данной секции:

― после отключения КЗ за реактором отходящего присоединения с питанием соседней секции через секционный выключатель:

где k_ОТС ― коэффициент отстройки, равный k_ОТС=1,2; k_НАГР ― коэффициент нагрузки, принимаемый равным k_НАГР=1,2; k_В ― коэффициент возврата, равный k_В=0,75…0,8; I_SНАГР ― суммарный ток нагрузки секции; I_{НАГР,ДОП} ― суммарный дополнительный ток нагрузки присоединений смежной секции, подключаемых АВР при отключении этой смежной секции;

― после присоединения соседней секции от АВР через секционный выключатель:

где k_СЗП ― коэффициент самозапуска нагрузки соседней секции, коэффициент может быть равным k_СЗП =2…4.

Из первого и второго условия принимается с наибольшим током.

Максимальная токовая защита шин

Коэффициент чувствительности максимальной токовой защиты определяется по выражению

Если чувствительность защиты не обеспечивается, то применяется максимальная токовая защита с пуском по напряжению, при этом ток срабатывания выключателя ввода рассчитывается по формуле

Напряжение срабатывания измерительного пускового органа напряжения равно

где U_СЗП ― минимальное остаточное напряжение на шинах в начале самозапуска двигательной нагрузки; k_ОТС ― коэффициент отстройки, равный k_ОТС=1,1…1,2; k_В ― коэффициент возврата, равный k_В = 1,2 (для реле РН-54).

Для реле минимального напряжения коэффициент чувствительности определяется по формуле

Защита секционного выключателя

Токи срабатывания отсечек (I и II ступеней) секционного выключателя (СВ) выбираются так же, как для выключателя ввода, но выдержки времени должны быть согласованы с выдержками времени отсечки выключателя ввода. Так, время срабатывания I ступени токовой защиты СВ выбирается по условию

где ― наибольшее время срабатывания отсечки отходящего присоединения; ― ступень селективности, .

Вторая ступень защиты СВ рассчитывается по формуле

Время срабатывания МТЗ выключателя ввода должно быть больше времени срабатывания защиты СВ:

Дуговая защита шин

При возникновении КЗ на сборных шинах комплектных распределительных устройств (КРУ) с сопровождением дуги появляется опасность быстрого ее распространения вдоль шин. Ориентировочная скорость движения дуги может быть найдена по формуле

так, при I_Д = 400 А и B = 0,05 Т скорость составляет v_Д = 78 м/с.

Дуга, воздействуя на ячейки КРУ выжигает их металлические перегородки, шины, другие токопроводящие части и напыляет на поверхность изоляторов пары металлов, после чего оборудование становится неремонтопригодное. Используются несколько видов защит от дуговых коротких замыканий.

Дуговая защита клапанного типа

Принцип действия основан на расширении воздуха при горении дуги (рис.). В этой области создается избыточное давление, от которого шторка отходит и концевой выключатель замыкает контакты, подает сигнал на отключение ввода.

Защита на фотоэлементах

В ячейках КРУ над шинами устанавливают фотоэлементы. Свойством дуги является ультрафиолетовое излучение, на которое реагируют установленные фотоэлементы и подают сигнал на отключение ввода. Недостатком такой защиты является неправильное срабатывание при сварочных работах и фотовспышках.

Оптическая логическая защита

Вместо фотоэлементов в каждой ячейке КРУ устанавливаются линзы, световые сигналы от которых через оптоволокно поступают в логическое устройство. Устройство анализирует сигналы от всех световых датчиков распредустройства и при возникновении дугового КЗ подает сигнал на отключение ввода.