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: 15 из 15

90 Направленная токовая защита

Необходимость применения направленных токовых защит возникает в сетях с двухсторонним питанием линий. Применение простых токовых защит в этом случае не может обеспечить правильной работы устройств РЗА, так как токи КЗ (короткого замыкания) могут иметь различное направление относительно шин подстанций.



Обратимся к рисунку: при повреждении в точке К1 ток КЗ будет протекать с шин ПС/2 и ПС/3 в точку замыкания.

При этом, защиты 4 и 5 должны своевременно отключить Л-2. Однако на шинах этих же подстанций расположены защиты 3 и 6, которые не должны действовать, так как это приведет к излишнему отключению Л1 и Л3.

Избирательную работу защит в этом случае обеспечивает орган направления мощности, который сравнивает фазу напряжения и тока КЗ Направление тока от шин в линию считается условно положительным, в этом случае реле мощности разрешает отключать контролируемый участок.

Направление из линии в шины считается условно отрицательным, происходит пуск защит, но команда не реализуется, поскольку реле мощности не работает на отключение.

Так как направленная защита должна реагировать не только на величину, но и на направление тока КЗ, применяют реле мощности включаемое по приведенной ниже схеме.

Токовое реле Т (типа РТ) реагирует на возрастание тока в сети. Реле мощности М является органом контролирующим направление мощности при КЗ в сети. Момент срабатывания реле мощности напрямую зависит от мощности Sp, подведенной к зажимам реле:

Sp=UpIpsin(α–φp); (1)

где Up – вторичный сигнал ТН, пропорциональный величине первичного напряжения сети в момент КЗ. Отражает не только величину, но и фазу напряжения;
Ip – вторичный сигнал ТТ, пропорционален току и фазе тока КЗ.
α - угол внутреннего сдвига реле. Зависит от схемы подключения реле на фазные токи и напряжения контролируемой сети;
φp – сдвиг фаз между током и напряжением на зажимах реле.
91 Общие понятия о релейной защите. Назначение релейной защиты.
В электрической части энергосистем могут возникать повреждения и ненормальные режимы работы электрооборудования электростанций (ЭС) и подстанций (ПС) линий электропередачи (ЛЭП) и электроустановок потребителей электроэнергии.
Повреждения вызывают появление значительных аварийных токов и сопровождаются глубоким понижением напряжения на шинах ЭС и ПС. Ток повреждения выделяет большое количество теплоты, которое вызывает сильное разрушение в месте повреждения (точка К) и опасное нагревание проводов неповрежденных ЛЭП и оборудования, по которым этот ток проходит. Ненормальные режимы обычно приводят к отклонению напряжения, тока и частоты от допустимых значений. При понижении частоты и напряжения создается опасность нарушения нормальной работы потребителей и устойчивости ЭЭС, а повышение напряжения и тока угрожает повреждением оборудования и ЛЭП. Для уменьшения разрушений в месте повреждения и обеспечения нормальной работы неповрежденной части ЭЭС необходимо возможно быстрее выявлять и отделять место повреждения от неповрежденной части ЭЭС.
В связи с этим возникла необходимость в создании и применении автоматических устройств, защищающих ЭЭС и ее элементы от опасных последствий повреждений и ненормальных режимов. Релейная защита (РЗ) осуществляет непрерывный контроль за состоянием всех элементов ЭЭС и реагирует на возникновение повреждений и ненормальных режимов. При возникновении повреждений РЗ должна выявить поврежденный участок и отключить его от ЭЭС, воздействуя на специальные силовые выключатели Q, предназначенные для размыкания токов повреждения. Релейная зашита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна нормальная работа энергосистем. Она тесно связана с другими видами электрической автоматики, предназначенной для предотвращения развития аварийных нарушений и быстрого восстановления нормального режима работы ЭЭС и электроснабжения потребителей: автоматического повторного включения (АПВ), автоматического включения резервных источников питания (АВР), автоматической частотной разгрузки (АЧР) и др.

92 Продольная дифференциальная защита ЛЭП
Дифференциальные токовые защиты – это защиты с абсолютной селективностью. Для работы абсолютно селективной защиты, которая должна достоверно различать КЗ в защищаемом элементе и вне его, необходима информация о значениях электрических величин одновременно во всех присоединениях элемента к электрической сети. Поэтому абсолютно селективные защиты, в отличие от относительно селективных, например МТЗ, со ступенчатым выбором выдержек времени, используют специальные каналы связи, объединяющие все стороны защищаемого элемента.

На линиях, отходящих от шин электростанций или узловых подстанций энергосистем, часто по условиям устойчивости требуется обеспечить отключение коротких замыканий (КЗ) без выдержки времени в пределах всей защищаемой линии электропередачи. К защитам, способным удовлетворить это условие, относятся дифференциальные защиты. Они обеспечивают мгновенное отключение КЗ в любой точке защищаемой линии и обладают селективностью при КЗ за пределами этой линии. Дифференциальные защиты подразделяются на продольные и поперечные. Первые служат для защиты как одноцепных, так и параллельных (двухцепных) линий, вторые – только двухцепных линий.

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


Рис. 1. Однолинейная схема защищаемой линии электропередачи с расстановкой защит.
Как видно из вышеприведенного рисунка, при внешнем коротком замыкании в точке К2 токи I1 и I2 по концам защищаемой линии направлены в одну сторону и равны по величине, а при КЗ на защищаемой линии (в точке К1) они направлены в разные стороны и, как правило, не равны друг другу. Следовательно, сопоставляя величину и фазу токов I1 и I2, можно определить, где возникло КЗ – на линии или за ее пределами. Такое сравнение токов по величине и фазе осуществляется в реагирующем органе дифференциальной защиты.

Для реализации защиты по концам линии устанавливают трансформаторы тока ТА1 и ТА2 с одинаковым коэффициентом трансформации. Их вторичные обмотки соединяют и подключают к дифференциальному реле (РЗ1, РЗ2) таким образом, чтобы при внешних КЗ в точке К2 ток в реле был равен разности токов в начале и конце линии, а при КЗ на линии в точке К1 – их сумме.

Токи небаланса в дифференциальных защитах линий при сквозных КЗ могут достигать значительных величин. Значение токов небаланса может обуславливаться большими кратностями токов внешнего КЗ, неодинаковостью трансформаторов тока по концам линии, их значительной загрузкой и другими причинами.

Для отстройки от токов небаланса получили распространение дифференциальные реле с торможением. Ток срабатывания у таких реле возрастает с увеличением тока внешнего КЗ.
93 Проверка трансформаторов тока по кривым 10% погрешности ТТ.

Проверка трансформаторов тока на 10% погрешность производится в следующем порядке:

1 Определяется нагрузка на вторичную обмотку.

Нагрузка вторичной обмотки трансформатора тока складывается из последовательно включенных сопротивлений: реле, приборов, жил контрольного кабеля и переходного сопротивления в месте контактных соединений и в общем случае равна

zн = zреле + zприб + rкаб + rпер

Нагрузка на трансформаторы тока зависит также от схемы их соединения и вида короткого замыкания. Поэтому нагрузка должна определяться для наиболее загруженного трансформатора тока с учетом схемы соединения и для такого вида короткого замыкания, при котором получаются наихудшие результаты.

2 Определяется допустимая кратность первичного тока по отношению к номинальному току трансформатора тока.

Для этого полученное в п. 1 значение нагрузки вторичной обмотки откладывается по горизонтальной оси соответствующих кривых 10-процентной погрешности и на вертикальной оси отсчитывается значение допустимой кратности m_д, соответствующее этой нагрузке.

3 Определяется фактическая кратность первичного тока по отношению к номинальному току трансформатора тока mф, как отношение: mрасч = Iрасч/0,8∙Iном

где Iрасч – расчетный первичный ток;

Iном – номинальный первичный ток трансформатора тока.

Расчетный первичный ток определяется как: Iрасч = kп∙Iмакс

Iмакс в – максимальный ток, проходящий через трансформатор тока при к. з. в таких точках защищаемой сети, где увеличение погрешностей трансформатора тока сверх допустимой может вызвать неправильное действие защиты;

kп – коэффициент, учитывающий влияние на быстродействующие защиты переходных процессов при к. з., которые сопровождаются прохождением апериодических составляющих в токе к. з.

4 По кривым 10%-ной кратности для данного типа трансформатора тока и данного коэффициента трансформации определяется по расчетной кратности mрасч допустимая нагрузка zн.доп. на вторичную обмотку трансформатора тока.

5 Сравниваются фактическая и допустимая нагрузки. Если zн. <= zн.доп, то трансформатор тока удовлетворяет требованиям 10%-ной погрешности. Если zн. >= zн.доп, то необходимо уменьшить zн. путем уменьшения количества подключаемых реле и приборов или увеличения сечения контрольного кабеля (или уменьшения его длины).

6 Если нагрузку уменьшить нельзя, то по тем же кривым 10%-ной кратности по определенной в п. 1 фактической нагрузке zн определяется допустимая кратность первичного тока mдоп. и проверяется возможность снижения расчетной кратности mрасч. так, чтобы выполнялось условие mрасч. <= mдоп. 

Снижение расчетной кратности может быть достигнуто путем увеличения номинального первичного тока трансформатора тока, т. е. путем перехода на трансформатор тока с большим коэффициентом трансформации.

94 Принцип действия и выбор уставок дифференциальной защиты трансформаторов.

В качестве основной быстродействующей РЗ трансформаторов от КЗ между фазами, однофазных КЗ на землю и от замыканий витков одной фазы широкое распространение получила дифференциальная РЗ. При внешнем КЗ и нагрузке токи II и III направлены в одну сторону (рис. а) и находятся в определенном соотношении, равном коэффициенту трансформации защищаемого трансформатора: III/II = Кт.

При внешнем КЗ защита не должна действовать, при КЗ в трансформаторе - должна работать. С учетом этого и выполняется схема защиты. Трансформаторы тока TAI и TAII, питающие схему, устанавливаются с обеих сторон защищаемого трансформатора. Их вторичные обмотки соединяются разноименными полярностями так, чтобы при внешнем КЗ и нагрузке вторичные токи IIВ и IIIВ были направлены в контуре соединительных проводов последовательно (циркулировали по ним). Дифференциальное реле КА включается параллельно вторичным обмоткам трансформаторов тока. При таком соединении в случае внешнего КЗ и при токе нагрузки вторичные токи IIВ и IIIВ замыкаются по обмотке реле КА и направлены в ней встречно, поэтому ток в реле равен разности вторичных токов: IР = IIВ – IIIВ.

При КЗ в защищаемом трансформаторе вторичные токи IIВ и IIIВ проходят по обмотке реле в одном направлении (рис. б), в результате чего ток в реле равен их сумме: IР = IIВ + IIIВ.

Если IР > IC.Р , то реле срабатывает и отключает трансформатор.

Практически в режиме нагрузки, и особенно при внешнем КЗ, ток в реле КА не может быть равен нулю, поскольку трансформаторы тока TAI и TAII имеют разные значения полных погрешностей и даже при равных первичных токах вторичные токи IIВ и IIIВ не равны между собой. Ток в реле КА в режимах нагрузки и внешнего КЗ называется током небаланса.

Для обеспечения несрабатывания дифференциальной защиты в этих режимах ток срабатывания реле КА выбирается большим, чем ток небаланса: IC.Р >= kнIнб.

где kн — коэффициент надежности, принимаемый для современных дифференциальных защит примерно равным 1,3.