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: 14 из 15

85. Источники оперативного тока.

Назначение и основные требования. Источники оперативного тока осуществляют питание цепей дистанционного управления выключателями, устройств РЗ, автоматики и других средств управления.

Питание оперативных цепей управления, цепей РЗ и других устройств, от которых зависит отключение поврежденных элементов энергосистемы и ликвидация ненормальных режимов, должно отличаться особой надежностью. Поэтому главное требование, которому должен отвечать источник оперативного тока, состоит в том, чтобы во время любых повреждений и ненормальных режимов напряжение источника оперативного тока и его мощность всегда имели достаточное значение как для безотказного действия устройств РЗ, автоматики, телемеханики и сигнализации, так и для надежного отключения и включения соответствующих выключателей.

Для питания оперативных цепей применяются источники постоянного и переменного тока. Постоянный оперативный ток. В качестве источника постоянного тока служат аккумуляторные батареи с номинальным напряжением 220—110 В; на небольших подстанциях иногда применяются батареи 48 В. От аккумуляторных батарей осуществляется централизованное питание всех устройств РЗ, автоматики, цепей управления и сигнализации.

Аккумуляторная батарея GB подключается к сборным шинам (рис. 1.17), от которых получают питание все потребители постоянного тока. Аккумуляторные батареи обычно работают в режиме постоянного подзаряда, что позволяет обеспечить их непрерывную готовность к действию в полностью заряженном состоянии. Для этой цели на сборные шины параллельно GB включается постоянно работающее подзарядное устройство (ПУ). Первоначально подобные устройства выполнялись в виде генератора постоянного тока, приводимого в действие электродвигателем, получающим питание от сети переменного тока; в последнее время стали применяться полупроводниковые выпрямители.

Самым ответственным участком являются цепи РЗ и автоматики, цепи управления силовыми выключателями и их электромагнитов отключения (ЭО) – они получают питание от шинок, называемых шинками управления ШУ. Вторым по значению участком являются цепи электромагнитов включения (ЭВ) выключателей, питающиеся также от отдельных шинок ШВ. Третьим по значению участком, менее ответственным, является сигнализация, питающаяся от шинок ШС. Остальные потребители постоянного тока (аварийное освещение, некоторые электродвигатели собственных нужд) образуют четвертый участок, питающийся от отдельной шинной сборки или непосредственно от сборных шин; шинки ШУ, ШВ, ШС по соображениям надежности секционируются.

На ЭС и крупных узловых ПС главные сборные шины питания цепей управления для повышения надежности (при повреждениях на главных шинах) выполняются в виде двух секций, каждая из которых получает питание от аккумуляторной батареи через автоматические выключатели или предохранители. Потребители, подключенные к шинкам ШУ, ШВ, ШС, подразделяются на участки по территориальному принципу (РУ 220, 110 кВ; щит управления и т. п.). Каждый такой участок питается по кольцевой схеме не менее чем по двум линиям, отходящим от разных секций соответствующих шинок.

Все линии и подключенные к ним элементы должны иметь надежную защиту от КЗ. Она выполняется предохранителями FQ или автоматическими выключателями. На главной питающей цепи и идущей от батареи GB на сборные шины также устанавливается автоматический выключатель SF или предохранитель. Характеристики времени действия всех предохранителей и автоматических выключателей должны согласовываться и обеспечивать селективность отключения поврежденного элемента при КЗ в сети постоянного тока. Ток срабатывания защитных устройств отстраивается от максимального тока нагрузки и должен обеспечивать их действие при КЗ в конце следующего резервируемого участка.

Аккумуляторные батареи являются самым надежным источником питания устройств РЗ, так как они готовы к действию в любой момент времени с необходимым уровнем напряжения и мощности независимо от состояния основной сети переменного тока. В то же время у аккумуляторных батарей имеются и недостатки. Вследствие высокой надежности они устанавливаются на всех ЭС и на ПС с напряжением 110 кВ и выше. Они значительно дороже других источников оперативного тока, для них требуются подзарядные установки, специальные помещения, для их обслуживания необходим квалифицированный персонал. Из-за централизации питания создается сложная, протяженная, дорогостоящая и требующая большого количества контрольного кабеля сеть постоянного тока.

В связи с этим на ПС в распределительных сетях 6, 10, 35, а иногда и 110 кВ получили применение источники переменного оперативного тока.

Переменный оперативный ток. Для питания оперативных цепей переменным током используется ток или напряжение первичной сети. В качестве источника переменного оперативного тока служат трансформаторы тока (ТТ), трансформаторы напряжения (ТН) и трансформаторы собственных нужд (ТСН).

Трансформаторы тока (ТТ) являются надежным источником питания оперативных цепей РЗ от КЗ. Вторичный ток ТТ при КЗ резко возрастает, соответственно увеличиваются вторичные напряжение и мощность ТТ, что и обеспечивает надежное питание оперативных цепей при КЗ. Однако при повреждениях и ненормальных режимах, не сопровождающихся увеличением тока на защищаемом присоединении, ток и мощность ТТ оказываются недостаточными для действия логических элементов РЗ и срабатывания выключателей. По тем же причинам ТТ нельзя использовать для дистанционного управления выключателями в нормальном режиме, а также при отсутствии напряжения (и тока) на защищаемом объекте.

Трансформаторы напряжения (ТН) и собственных нужд (ТСН), подключенные к сети, питающей защищаемый объект, непригодны для питания оперативных цепей РЗ от КЗ, так как при КЗ напряжение в этой сети резко снижается. При повреждениях и ненормальных режимах, не сопровождающихся понижениями напряжения в сети, ТН и ТСН могут использоваться для питания РЗ от перегрузки и от замыканий на землю.

По сравнению с аккумуляторной батареей источники переменного оперативного тока имеют меньшую стоимость, требуют менее сложного обслуживания и не нуждаются в специальном помещении.

Недостатком источников оперативного переменного тока является ограниченная мощность, как правило, недостаточная для отключения выключателей в сетях напряжением выше 35 кВ с применяемыми в отечественной практике электромагнитными и пневматическими приводами.
86.Назначение и принцип действия дистанционной защиты.

Разветвленных сетях с несколькими источниками питания, токовые направленные защиты не обеспечивают селективность и быстродействие, поэтому в таких сетях применяют –дистан. защиты. Органы этих защит реагируют на отношение: .

Для обеспечения селективности эта защита должна выполняться с выдержками времени, которые могут изменяться плавно или ступенчато по мере удаления от кз.

1) плавно нарастающая 2)ступенчатая 3) комбинированная

Наиболее распространенная ступенчатая т.к. обеспечивают большее быстродействие. В зависимости от условий работы могут применяться 1-но, 2-ух, 3-х ступенчатые защиты. 3-х ступенчатая защита имеет 3 зоны действия, которым соответствуют 3 ступени выдержки времени.

Первая зона – защищает 75-80% длины линии и выполняется без выдержки времени.

Вторая зона – защищает всю линию, шины ПС и начало следующей линии. Она выполняется с выдержкой времени 0,5-0,6с.

Третья зона – является резервной первым двум. Она чувствительная не только к повреждениям на своей линии но и к концу следующей.


87.Продольная дифференциальная защита ЛЭП.

Принцип действия продольных дифференциальных защит основан на сравнении величины и фазы токов в начале и конце защищаемой линии.

Как видно из рис. 10-1, при внешнем к. з. токи I₁и I₂на концах линии АВ направлены в одну сторону и равны по величине, а при к. з. на защищаемой линии они направлены в разные стороны и, как правило, не равны друг другу . Следовательно, сопоставляя величину и фазу токов I₁и I₂, можно определять, где возникло к. з. — на линии или за ее пределами. Такое сравнение токов по величине и фазе осуществляется в реагирующем органе (реле) дифференциальной защиты.

Для этой цели по концам линии устанавливаются трансформаторы тока TI и TII(рис. 10-2) с одинаковым коэф трансформации. Их вторичные обмотки соединяются при помощи соединительного кабеля и подключаются к дифференциальному реле таким образом, чтобы при внешних к. з. ток в реле был равен разности токов в начале и конце линии, т. е. I₁— I₂, а при к. з. на линии — их сумме I₁+I₂
84 Принцип действия промежуточного реле с задержкой на срабатывание.

В ряде случаев в схемах защиты и автоматики требуются промежуточные реле, замыкающие или размыкающие свои контакты с некоторым замедлением. Замедление в таких реле получается за счет повышения составляющей t_a путем увеличения постоянной времени Т обмотки.

Замедленное действие реле при втягивании якоря достигается размещением на магнитолроводе 3 короткозамкнутой обмотки 2, выполняемой в виде медной цилиндрической гильзы, или медных шайб, поверх которых наматывается основная обмотка 1 (рис.2-16).

При включении обмотки 1 на напряжение U_p магнитный поток Ф в магнитопроводе реле устанавливается не сразу.

В момент включения в обмотке 2 возникает ток I₂, создающий магнитный поток Ф₂, который противодействует нарастанию тока в обмотке 1. В результате этого скорость нарастания-тока в обмотке реле уменьшается (рис. 2-17), а время нарастания тока г_н увеличивается.

Для увеличения времени действия реле необходимо располагать обмотки 1 и 2 концентрически так, чтобы весь магнитный поток Ф₂ обмотки 2 пронизывал обмотку 1, и увеличивать магнитный поток обмотки 2. Для этого следует увеличивать сечение медной гильзы (отчего возрастает ток /₂) и уменьшать сопротивление магнитопровода реле.

Практически выдержка времени на втягивание якоря в промежуточных реле с короткозамкнутой обмоткой относительно невелика и не превосходит 0,5 с.

Замедленное действие при отпадании якоря также может быть получено при помощи короткозамкнутой обмотки 2 (рис. 2-16).

В момент отключения тока в обмотке 1 магнитный поток Ф_х начинает затухать (рис. 2-18). При этом в обмотке 2 возникает

ток I₂, создающий магнитный поток Ф_г, который противодействует исчезновению потока Ф_х, и поэтому совпадает с ним по направлению Ч Таким образом, несмотря на прекращение тока I_и в магнитопроводе реле продолжает существовать суммарный поток Ф_р = Ф₄ + Ф_а, поддерживаемый в основном током I₂.

Ток I₂, а вместе с ним поток Ф₃ и, следовательно, поток Ф_р постепенно затухают (рис. 2-18).

При отсутствии обмотки 2 (рис.

2-16) затухание потока Ф_р в магнитопроводе происходило бы значительно быстрее, так как в этом случае он поддерживался бы только вихревыми токами, возникающими в стали магнитопровода, влияние которых незначительно.

Практически для увеличения времени замедления на отпадание якоря реле следует уменьшать зазор (при втянутом якоре), увеличивать размеры гильз, намагничивающую силу обмотки 1 и ослаблять противодействующую пружину 4 (рис. 2-16).



88Защита нулевой последовательности для сетей с изолированной нейтралью

Защита реагирует на составляющие НП полного естественного емкостного тока, проходящего по фазам защищаемого присоединения при замыканиях на землю. Схема РЗ дана на рис. 9.7. Токовое реле КА служит измерительным органом РЗ, оно действует на сигнал через реле времени КТ. Срабатывание РЗ фиксируется указательным реле КН.

Измерительный орган выполняется с помощью чувствительного токового реле мгновенного действия; используются электромагнитное реле РТ-40/0,2 и более чувствительное реле, выполненное на транзисторах типа РТЗ-50. Защита с РТЗ-50 может срабатывать при первичном токе порядка 1-2 А. Высокая чувствительность этого реле обеспечивается с помощью двухкаскадного усилителя постоянного тока, включенного через промежуточный трансформатор и выпрямительный мост. Питание полупроводниковой схемы осуществляется либо от делителя напряжения 110/220 В постоянного тока, либо выпрямленным напряжением переменного тока. Ток срабатывания реле плавно регулируется в пределах 10-60мА. Мощность срабатывания реле около 12 мВ . А.

Взамен РТЗ-50 ЧЭАЗ освоил выпуск реле типа РТЗ-51, выполненного на ИМС. Устройство реле РТЗ-51 поясняет функциональная схема реле, изображенная на рис. 9.8. В соответствии со структурной схемой полупроводниковых реле тока ее можно подразделить на три функциональные части: воспринимающую входной сигнал, преобразующую его и сравнивающую преобразованный сигнал с заданной уставкой. Воспринимающая часть (как обычно, в полупроводниковых реле) выполняется в виде промежуточного трансформатора тока ТА, замкнутого на резистор R2, параллельно которому с помощью переключателей SB1-SB5 можно подключить резисторы R3-R7

предназначенные для дискретного регулирования уставки тока срабатывания реле. Диоды VD1, VD2 ограничивают уровень входного сигнала. При замыкании на землю входной сигнал в виде тока 3I_Q поступает в первичную обмотку трансформатора ТА и преобразуется в напряжение на зажимах резистора R2 (u_R2 = i_0TAR₂). Это напряжение поступает в преобразующую часть, состоящую из частотного фильтра Ф и усилителя А1. Фильтр пропускает ток 50 Гц и запирает выход в схему сравнения токов высших гармоник, если они имеются в токе замыкания на землю (3I₀). Усилитель А1 служит для повышения чувствительности реле к малым значениям тока I⁽¹⁾₃, на которые должно реагировать реле. В качестве усилителя А1 используется операционный усилитель (ОУ). Сигнал с выхода А1 поступает на схему сравнения, построенную аналогично типовому реле тока на ИМС (завода ЧЭАЗ), рассмотренному в гл. 2 и 4.

Схема сравнения состоит из порогового элемента, выполненного на операционном усилителе А2, времяизмерительной цепи (образованной из резисторов R15, R16, диода VD5 и конденсатора С8) и триггера Шмитта, построенного на операционном усилителе A3 с положительной обратной связью. Выходной сигнал A3 воздействует на исполнительный орган, функции которого выполняет промежуточное реле KL, включенное в коллекторную цепь усилительного каскада на транзисторе VT1. Реле KL срабатывает при появлении положительного сигнала на выходе A3.

В нормальном режиме, когда сигнал 3I₀, поступающий на вход реле ТА отсутствует или меньше порога срабатывания компаратора А2, выходное напряжение операционного усилителя А2 имеет положительный знак, под действием которого конденсатор С8 заряжен и на его выходе устанавливается напряжение того же знака (+). При этом выходное напряжение A3 имеет отрицательную полярность, поэтому исполнительный орган (VT1 и KL) не работает.

При появлении воздействующего сигнала, превышающего опорное напряжение А2 (U_вх > U_оп), операционный усилитель переключается, его выходное напряжение становится отрицательным, конденсатор перезаряжается и на входе A3 появляется потенциал отрицательного знака. При этом на его выходе появляется напряжение положительного знака, что приводит к срабатыванию исполнительного органа.
89 Факторы, влияющие на величину тока небаланса в реле диф токовой защиты трасформаторы

Принцип действия продольной дифференциальной защиты основан на сравнении токов, протекающих через участки между защищаемым участком линии (или защищаемом аппаратом). Для измерения значения силы тока на концах защищаемого участка используются трансформаторы тока(TA1, TA2). Вторичные цепи этих трансформаторов соединяются с токовым реле(KA) таким образом, чтобы на обмотку реле попадала разница токов от первого и второго трансформаторов.

В реальном случае через обмотку токового реле всегда будет протекать ток отличный от нуля, называемый током небаланса. Наличие тока небаланса объясняется рядом факторов:

• 
  Трансформаторы тока имеют недостаточно идентичные друг другу характеристики. Чтобы снизить влияние этого фактора, трансформаторы тока, предназначенные для дифференциальной защиты, изготавливают и поставляют попарно, подгоняя их друг к другу еще на стадии производства.
  
• 
  Некоторое влияние на возникновение тока небаланса может оказывать намагничивающий ток, возникающий в обмотках защищаемого трансформатора. В нормальном режиме этот ток может достигать 5 % от номинального. При некоторых переходных процессах, например при включении трансформатора с холостого хода под нагрузку, ток намагничивания на короткое время может в несколько раз превышать номинальный ток.
  
• 
  Неодинаковое соединение обмоток первичной и вторичной стороны защищаемого трансформатора (например, при соединении обмоток Y/Δ) так же влияет на возникновение тока небаланса. В данном случае во вторичной цепи защищаемого трансформатора вектор тока будет смещён относительно тока в первичной цепи на 30°. Подобрать такое число витков у трансформаторов тока, которое позволило бы компенсировать эту разницу, невозможно. В этом случае угловой сдвиг компенсируют с помощью соединения обмоток: на стороне звезды обмотки трансформаторов тока соединяют треугольником, а на стороне треугольника соответственно звездой.
  

Дифференциальная защита силового трансформатора