1 Проверка трансформаторов тока по кривым 10% погрешности тт

• Название: 1 Проверка трансформаторов тока по кривым 10% погрешности тт
• Анкор: shpory_RZES.docx
• Дата: 05.02.2017
• Размер: 2.01 Mb.
• Имя файла: shpory_RZES.docx
• Тип: Документы; #2304
• страница: 10 из 15

59 как осуществляется компенсация сдвига тока по фазе при расчете дифзащиты трансформатора

При неодинаковых схемах соединения обмоток, например звезда—треугольник, эти соотношения несправедливы, так как токи со стороны обмотки, соединенной в звезду, и токи со стороны обмотки, соединенной в треугольник, оказываются сдвинутыми относительно друг друга на некоторый угол, который зависит от схемы соединения обмоток. Угловой сдвиг токов создает большие токи небаланса в реле дифференциальной защиты. Прохождение токов через трансформатор с соединением обмоток звезда— треугольник и векторные диаграммы, поясняющие образование углового сдвига, показаны на рис 4.4.

Как видно, токи в фазах обмотки, соединенной в звезду, I_АI,I_ВI I_CI и в фазах обмотки, соединенной в треугольник, I_A, I_B, I_C(рис. 4.4, б и в) не имеют углового сдвига. Однако в месте установки трансформаторов тока ТА2 со стороны обмотки, соединенной в треугольник, проходят токи, равные геометрической разности фазных токов (рис. 4.4, г); так, в фазе AII проходит ток I_AII, равный разности фазных токов I_A, и I_B т.е. I_AII =I_A, - I_B, аналогично в фазе BII проходит ток Iв_II= Iв — Iс и в фазе CII ток Iс_II = Iс — Ib. Эти токи, как видно из векторной диаграммы на рис. 4.4, г и д, сдвинуты относительно токов I_АI,I_ВI I_CI на угол 330° по движению часовой стрелки (или на 30° против движения часовой стрелки). Соединение обмоток трансформатора по схеме звезда—треугольник, создающее такой угол между токами, называется 11-й группой.



Рис. 4 5. Прохождение токов и векторные диаграммы токов в схеме дифференциальной защиты трансформатора с соединением обмоток по схеме звезда—треугольник, поясняющие принцип компенсации углового сдвига.

Из рис. 4.4, д видно, что даже при равенстве первичных токов со стороны обмоток, соединенных в звезду и в треугольник, т. е. при i_ai = I_aii, I_bi = I_bii, Ic_I = Ic_II. их геометрическая разность из-за наличия углового сдвига не равна нулю, а равна вектору Iр. Угловой сдвиг первичных токов трансформатора является источником значительных токов небаланса в реле дифференциальной защиты. Поэтому при выполнении дифференциальной защиты трансформаторов производится компенсация углового сдвига вторичных токов путем специального соединения вторичных обмоток ТТ.

Вторичные обмотки трансформаторов тока ТА1, установленных со стороны обмотки ВН трансформатора, соединенной в схему звезды, соединяются в такой же треугольник, как и обмотка НН трансформатора, а вторичные обмотки трансформаторов тока ТА2, установленных со стороны обмотки НН трансформатора, соединенной в схему треугольника, соединяются в такую же звезду, как и обмотка ВН трансформатора.

При таком соединении вторичных обмоток ТТ, как показано на рис. 4.5, в трансформаторах тока ТА1, вторичные обмотки которых соединены в треугольник, создается сдвиг токов на такой же угол, как и в соединенной в треугольник обмотке НН трансформатора, что и обеспечивает совпадение фаз вторичных токов в плечах дифференциальной защиты.

60Основные требования предьявляемые к элементам РЗ

Защита от повреждений должна удовлетворять четырем основным требованиям: действовать селективно, быстро, обладать необходимой чувствительностью к повреждениям и надежно выполнять свои функции. Селективностью, или избирательностью, РЗ называется ее способность отключать только поврежденный участок сети. Так, при КЗ в точке К1 (рис.1.11) РЗ должна отключать поврежденную ЛЭП выключателем Q2, ближайшим к месту повреждения. При таком действии РЗ электроснабжение всех потребителей, кроме питавшихся от поврежденной ЛЭП, сохраняется. В случае КЗ в точке K2 при селективном действии РЗ должна отключаться поврежденная ЛЭП W1, а ЛЭП W2 оставаться в работе. При этом все потребители сохраняют питание. Селективность РЗ является обязательным требованием, отступление от него попускается только для обеспечения быстродействия, когда неселективное отключение не влечет за собой опасных последствий. Быстрота действия. Отключение КЗ должно производиться с возможно большей быстротой для ограничения размеров разрушения в месте повреждения, обеспечения термической стойкости оборудования, кабельных и воздушных ЛЭП, повышения эффективности АПВ ЛЭП и сборных шин, уменьшения влияния снижения напряжения на работу потребителей и сохранения устойчивости параллельной работы генераторов электростанций. Допустимое время отключения КЗ по условию сохранения устойчивости зависит от длительности и глубины снижения напряжения, характеризуемой значением остаточного напряжения на шинах ЭС и узловых ПС, связывающих электростанции с ЭЭС. Чем меньше остаточное напряжение, тем вероятнее нарушение устойчивости и, следовательно, тем быстрее нужно отключать КЗ. Приведенное полное время отключения КЗ t_о.к складывается из времени действия РЗ t₃ и выключателя t_Вразрывающего ток КЗ t_о.к=(t₃+t_В).

Чувствительность. РЗ должна обладать достаточной чувствительностью при возникновении КЗ в пределах зоны ее действия. Так, например, Р31 должна отключать повреждения на участке АВ (первом – основном), защищаемом Р31, и, кроме того, иметь достаточную чувствительность для действия при КЗ на следующем (втором – резервируемом) участке ВС, защищаемом Р32. Последняя функция Р31 называется дальним резервированием. Такое резервирование необходимо для отключения КЗ в том случае, если РЗ второго участка (Р32) или выключатель Q2 не подействуют из-за неисправности. Таким образом, РЗ, предназначенные для дальнего резервирования, должны быть чувствительны и к КЗ в конце следующего участка. Таким образом, чувствительность РЗ должна быть достаточной для надежного действия ее при КЗ в конце установленной для нее зоны в минимальном режиме энергосистемы и при замыканиях через переходное сопротивление R_П. Надежность. Требование надежности состоит в том, что РЗ должна безотказно работать при повреждении в пределах установленной для нее зоны и не должна работать неправильно, когда работа ее не предусматривается. Отказ в работе или неправильное действие РЗ приводят к дополнительному нарушению электропитания потребителей, а иногда к авариям системного значения. Например, при КЗ в точке К1 и отказе Р31 сработает Р33 в результате чего дополнительно отключатся подстанции II и III, а при неправильной работе Р34 в нормальном режиме отключится ЛЭП W4, и потребители подстанций I-IV потеряют питание. Надежность устройств РЗ обеспечивается простотой их схем, уменьшением в них количества элементов, реле, контактных соединений, простотой и надежностью применяемых конструкций и схем, реле, полупроводниковых элементов, качеством изготовления вспомогательной аппаратуры и монтажных материалов,

61Виды повреждений, какие причины приводят к повреждениям и ненорм режимам работы эл сети

Большинство повреждений в ЭЭС приводит к коротким замыканиям (КЗ) фаз между собой или на землю. В обмотках электрических машин и трансформаторов могут также возникать КЗ между витками одной фазы. Основными причинами повреждений являются: 1) нарушения изоляции токоведущих частей, вызванные ее старением, перенапряжениями, механическими повреждениями; 2) повреждения проводов и опор ЛЭП, вызванные их неудовлетворительным состоянием, гололедом, ураганным ветром, "пляской проводов" и другими причинами; 3) ошибки персонала при операциях (отключение разъединителей под нагрузкой или включение их на ошибочно оставленное заземление и др.)

К ненормальным относятся режимы, связанные с отклонениями от допустимых значений величин тока, напряжения и частоты, опасные для оборудования или устойчивой работы энергосистемы. Виды: 1) Перегрузка оборудования, вызванная сверхтоком, т.е. увеличением тока сверх номинального значения; 2) Качания в системах возникают при выходе из синхронизма работающих параллельно генераторов; 3) Повышение напряжения сверх допустимого значения может возникнуть на гидрогенераторах, а также на турбогенераторах большой мощности, работающих по схеме блока, при внезапном отключении их от сети; 4) Асинхронный режим. К ненормальным режимам относится также работа синхронного генератора без возбуждения [например, при отключении автомата гашения поля (АГП)]. При работе в асинхронном режиме увеличивается частота вращения генератора и возникает пульсация тока статора.

62 Факторы, влияющие на величину тока небаланса в реле ДТЗ транс-ра


I_нб = I_{II нам} - I_{I нам}. (10.5а)

Это выражение показывает, что значение тока небаланса определяется различием значений токов намагничивания ТТ. Следователььно, для уменьшения тока небаланса необходимо выравнивать токи намагничивания I_{I нам} и I_{II нам} по значению и фазе. Ток намагничивания ТТ (см. § 3.2) зависит от магнитной индукции В_m, а также от вторичной ЭДС Е_в ТТ (рис. 10.2, а). Из сопоставления характеристик 1 и 2 на рис. 10.2, а следует, что ток небаланса будет равен нулю при совпадении характеристик намагничивания 1 и 2 TAIи TAII(рис. 10.2, а) и равенстве вторичных ЭДС E_в в режиме сквозных токов. Ток небаланса возрастает с увеличением магнитной индукции В, которая, в свою очередь, повышается при увеличении первичного тока КЗ I_Ки вторичной нагрузки Z_H. Ток I_нб особенно возрастает при работе в области насыщения ТТ, так как небольшое расхождение в их характеристиках намагничивания вызывает большое различие в токах намагничивания даже при одинаковых значениях вторичных ЭДС Е_В(В_m) [см. рис. 10.2, а при В_m(E_в) в точке С]. Поэтому стремятся к тому, чтобы при максимальном токе внешнего КЗ магнитопроводы ТТ не насыщались и работали в линейной части характеристики. Когда различие их I_нам невелико, погрешность ТТ не превышает допустимых значений (10%).
63)Направленная токовая защита

Направленная токовая защита (НТЗ) при КЗ должна реагировать на значение тока и направление мощности в поврежденных фазах защищае-мой ЛЭП. Структурная схема направленной МТЗ показана на рис. 9. Она включает в себя три основных элемента (органа):

-два пусковых реле тока КА (измерительные органы тока - ИОТ), кото-
рые срабатывают при появлении тока КЗ и выдают сигнал, разрешаю-
щий РЗ действовать;

-два реле направления мощности KW (органы направления мощности
– ОНМ), которые срабатывают при положительном направлении мощно-
сти (от шин в линию) и подают сигнал, разрешающий действовать (сра-
батывать) защите;

-логическую схему (которая действует по заданной программе: получив
сигнал о срабатывании ИОТ, ОНМ формирует сигнал о срабатывании
РЗ, который с заданной выдержкой времени поступает на электромаг-
нит отключения (ЭО) выключателя (YAT) и производит его отключе-
ние).

Пусковое реле тока (КА) включают на полный ток фазы ЛЭП, а реленаправления мощности (РНМ) – на ток той же фазы и соответствующее междуфазное напряжение. Поведение РНМ определяется знаком мощности, подведенной к его зажимам



При КЗ на защищаемой ЛЭП S_pположительна (+S_p), и РНМ разрешает НТЗ действовать на отключение. В этом случае реле КА и КW, приходя в действие, подают сигналы на вход логического элемента И . На выходе элемента И появляется сигнал, который приводит в действие реле времени КТ. Через заданное время на выходе КТ появляется сигнал, действующий на исполнительный элемент КL, который подает команду на отключение выключателя.



В нормальном режиме, если мощность нагрузки направлена от шин в ЛЭП, РНМ может также сработать (ложно). Для исключения ложного срабатывания НТЗ ее пусковой орган КА необходимо отстраивать от тока

нагрузки (I_сз>I_нmax).

При качаниях в энергосистеме НТЗ может также сработать ложно, еcли ток качания окажется больше I_сз. Мощность S_рна зажимах реле КW будет направлена от шин в ЛЭП, а период качаний будет больше вы-держки времени НТЗ. Для исключения дейcтвия НТЗ при качаниях ее время действия должно быть больше 1с.

В кольцевой сети НТЗ может срабатывать каскадно, т.е. последова-тельно срабатывают РЗ и отключаются выключатели, установленные по концам защищаемой ЛЭП.

64) Принцип действия промежуточного реле с задержкой на срабатывание



Рисунок - Принцип действия промежуточного реле замедленного действия

Рис Изменение магнитного потока Ф в обмотке промежуточного реле замедленного действия:

1 - результирующий поток при наличии короткозамкнутой обмотки; 2 -поток основной обмотки; 3 — поток короткозамкнутой обмотки; 4 — поток при отсутствии Корогкозамкнутой обмотки
К числу быстродействующих реле, время действия которых составляет 0.01 с, относятся реле типов РП-210 - РП-215, кодовые реле КДР-1 и реле МКУ. Еше большее быстродействие обеспечивают реле с герметизированными контактами (герко-нами).

Промежуточные реле постоянного тока замедленного действия. В схемах РЗ применяются промежуточные реле, замыкающие свои контакты при срабатывании или размыкающие их при возврате с некоторым замедлением. Замедление срабатывания реле при притягивании якоря достигается замедлением нарастания тока 1р в обмотке реле, а следовательно, и создаваемого током 1р магнитного потока Ф₀. Для этого на магнитопроводе3 (рис. 2.15) устанавливается дополнительный короткозамкнутый контур 2, выполняемый в виде медных шайб или медной цилиндрической гильзы, а в некоторых конструкциях в виде обмотки.

При включении обмотки 1 на напряжение U_рмагнитный поток Ф₁вмагнитопроводе реле устанавливается не сразу. В момент включения в обмотке 2 возникает ток Ii, создающий магнитный поток Ф2 . который противодействует нарастанию тока в обмотке 1. В результате этого скорость нарастания тока в обмотке реле уменьшается .

В эксплуатации распространены реле типа РП-251, замедление которых на срабатывание составляет 0.07-0,11 с.

Замедленное отпадание якоря при возврате реле также получается с помощью гильзы или коротко замкнутой обмотки 2 (рис. 2.15).

В момент отключения тока в обмотке 1 магнитный поток Ф1 начинает затухать . При этом в обмотке 2 возникает ток, создающий магнитный поток Ф2, который противодействует исчезновению потока Ф1 (Фр = Фд + ф>). Ток 1>, а вместе с ним потоки Ф₂ и Фр постепенно затухают.
65)Схема соединения трансформаторов тока. Коэффициент схемы 

При осуществлении защиты применяются различные схемы соединения трансформаторов тока и обмоток реле в первую очередь схема полной звезды, схема неполной звезды и схема включения реле на разность токов двух фаз (рис. 1).

В сельских электрических сетях в настоящее время наиболее часто используют схему неполной звезды. В дифференциальных защитах силовых трансформаторов и блоков генератор — трансформатор, а также в других защитах применяется схема включения трансформаторов тока в треугольник, реле в звезду.

Выбор той или иной схемы соединения определяется целым рядом факторов: назначением защиты, видами повреждений, на которые защита должна реагировать, условиями чувствительности, требованиями простоты выполнения и эксплуатации и т. д. 



Рис. 1. Схемы соединения трансформаторов тока и реле: а – полная звезда; б – неполная звезда; в – включение одного реле на разность токов двух фаз. 



гдеIр — ток, протекающий в обмотке реле; I2.тт — ток во вторичной обмотке трансформатора тока.

В схемах, где реле включается на фазные токи, kсх=1. Для других схем kcx может иметь различные значения в зависимости от вида к. з. Так, для схемы включения одного реле на разность токов двух фаз А и С



На распределение токов в первичных цепях и работу различных схем защит оказывают влияние силовые трансформаторы с соединением обмоток Y/Δ и Y/Y-0.

На рисунке (2, а) показано токораспределение в первичных цепях при коротком замыкании фазы В за трансформатором с соединением обмоток Y/Y-0. При этом в месте короткого замыкания протекает ток только в поврежденной фазе, а со стороны питания — во всех трех фазах. В фазах А и С токи одинаково направлены, равны по значению и в 2 раза меньше тока в фазе В.

В этом и другом подобном случае при двухфазном к. з. за трансформатором с соединением обмоток Y/Δ (рис. 2,б) схема неполной звезды может иметь пониженную чувствительность, а схема включения реле на разность токов двух фаз отказывает в действии (ток в реле равен 0).

Для замера наибольшего тока к. з. включают дополнительное реле в обратный провод схемы неполной звезды, чтобы повысить ее чувствительность.

При проверке чувствительности защит необходимо учитывать, что наибольший ток со стороны звезды при двухфазном к. з. на стороне треугольника в относительных единицах равен току трехфазного к. з. на стороне треугольника:



а минимальный ток равен его половине:



Для трансформатора с соединением обмоток Y/Y-0 (рис. 2, а)



Схема включения трансформаторов тока и реле определяет нагрузку на трансформатор тока и его погрешности.

В системах с заземленной нейтралью однофазное замыкание на землю является коротким замыканием и может быть обнаружено по возросшему току в фазе.

В сельских схемах электроснабжения однофазные к. з. наблюдаются в сетях с заземленной нейтралью напряжением 0,38 кВ, а простые замыкания на землю—в сетях 6 ... 10, 20 и 35 кВ.