Учебная практика. Защиты линий 635 кВ
 Скачать 0.93 Mb.
|
|
Самара, 2022 Самарский государственный технический университет Кафедра энергетики Отчет о практике тема: «Защиты линий 6-35 кВ» Выполнил студент 3-ЭТФ-ЗФ-Д43 Поморцев А.В Принял Петровский С.В. 2 Оглавление ЗАЩИТА ВОЗДУШНЫХ И КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 6-35 КВ ............................................................................. 3 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАЩИТЫ ............................................................. 3 Токовая отсечка (ТО) ........................................................................................................................... 6 Защита от замыканий на землю (ЗЗ) ............................................................................................... 13 Логическая защита шин (ЛЗШ) ....................................................................................................... 18 ЛЗШ-УРОВ ........................................................................................................................................... 21 Заключение ................................................................................................................................................ 22 Список литературы .................................................................................................................................... 23 3 ЗАЩИТА ВОЗДУШНЫХ И КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 6-35 КВ ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАЩИТЫ Как уже говорилось в гл. 1, указанные линии относятся к сети с изолированной или компенсированной нейтралью. Следовательно, их защита должна реагировать на трехфазные, двухфазные КЗ и двойные замыкания на землю. Однофазные замыкания не относятся к коротким замыканиям и могут существовать 2 и более часов. За это время можно переключить нагрузку на другой источник, и уже после этого отключить линию. Поэтому, защита от замыканий на землю может действовать на сигнал. В ряде случаев, защита от замыканий на землю может отсутствовать, например, на воздушных линиях, для которых отсутствуют трансформаторы тока нулевой последовательности. В этом случае поиск места замыкания на землю производится путем поочередного отключения линий. Для работы при двухфазных и трехфазных коротких замыканиях достаточно иметь устройства защиты установленные в двух фазах. Защита всегда устанавливается в фазах А и С. Она не реагирует на ток фазы В, но это не имеет значения, т.к. при любых междуфазных КЗ ток протекает в 2-х фазах, и сработает защита установленная либо в фазе А, либо в фазе С, либо одновременно в 2 фазах. Действие такой защиты имеет особенности работы при двойных замыканиях на землю. Защиты установлены на обеих линиях в фазах А и С. В изображенном варианте на Л1 ток КЗ протекает в фазе А, где установлена защита, а на Л2 в фазе В, где защиты нет. Поэтому, отключится линия 1, а линия 2 с подключенной к ней нагрузкой останется в работе с замыканием на землю. Рассмотрим все возможные варианты см. таблицу 6.1. Таблица 6.1 Поврежденная Поврежденная Отключается фаза Л1 фаза Л2 линия А В Л1 4 А С Л1 и Л2 В А Л2 В С Л2 С В Л1 С А Л1 и Л2 Как видно из таблицы в 2х случаях из 6 отключается Л1, в 2х – Л2 и еще в 2х отключаются обе линии. Это считается преимуществом такого подключения защиты, так как в 4 из шести случаев в работе остается одна линия. При ошибке в расстановке трансформаторов тока картина может измениться в худшую сторону. Так, например, если ошибочно установить на Л1 трансформаторы тока в фазе В и С (на рисунке в фазе В показано пунктиром), то окажется что на Л1 ток КЗ протекает в незащищенной фазе А, а на ВЛ-2 в незащищенной фазе В. Таким образом, отказывают обе защиты. Поэтому, согласно ПУЭ, защиты во всей сети должны располагаться в одинаковых фазах. Можно предположить, что это явление маловероятно, так как в комплектных распредустройствах трансформаторы тока располагаются в крайних фазах и ошибка невозможна. Это так, однако, в сети часто пренебрегают этим правилом: провода линии или жилы кабеля подсоединяются как удобно и на питающем и на приемном конце. После подачи напряжения на приемной подстанции проверяется направление вращения фазоуказателя или двигателя, и если они вращаются в обратную сторону, то перемещаются 2 фазы, которые удобнее поменять местами. Но это не обязательно будут правильные фазы, следовательно, возможно отключение повреждения в сети совершенно не теми защитами. Поэтому, при рассмотрении случаев неправильной работы защиты в сети, целесообразно проверить и такую причину. 5 Для защиты линии 35кВ требуется трехрелейная схема защиты. Необходимость ее объясняется тем, что, как правило, нагрузкой линии является трансформатор 35/6-10кВ со схемой соединения Υ/∆. Как указывалось в главе 4 (см. рис 4.7, а) при двухфазном КЗ за трансформатором со схемой соединения Υ/∆ в 2х фазах протекает половина тока КЗ, и только в одной – полный ток. Если эта фаза окажется без трансформатора тока, то в защите протекает ток в 2 раза меньший, что может привести к отказу защиты. Если трансформаторов тока 2, или целесообразно оставить их 2, для обеспечения отключения в большинстве случаев только одной ВЛ при двойных замыканиях на землю, то третье реле можно включить в обратный провод 2-х трансформаторов тока (см. рис. 6.2.). Ia = Ik(3) 2 Ic = Ik(3) 2 Ia + Ic = Ik(3) Рис. 6.2. Распределение токов в элементах защиты включенных в схему неполной звезды В обратном проводе трансформаторов тока протекает сумма токов двух фаз, равная полному току трехфазного КЗ. Таким образом, можно одновременно обеспечить чувствительность защиты при КЗ за трансформатором Υ/∆, и обеспечить отключение в большинстве случаев только одной ВЛ при двойных замыканиях на землю. Максимальная токовая защита (МТЗ) контролирует ток в защищаемом элементе, отстраивается от тока нагрузки, и при превышении тока уставки, с выдержкой времени действует на его отключение. Как правило, МТЗ является главной, а иногда единственной защитой линии 6-35 кВ. Максимальная токовая защита - это защита с относительной селективностью, которая не только обеспечивает отключение КЗ на своей линии, а если позволяет ее чувствительность, еще и резервирует отключение КЗ смежного участка. 6 Селективность максимальной защиты обеспечивается ее выдержкой времени. Выдержки времени смежных МТЗ отличаются на величину, называемую ступенью селективности. Ступень селективности – это минимально возможная разница между временами срабатывания смежных защит, учитывающая точность работы реле. Для защит выполненных на электромеханической базе стандартная ступень селективности ∆t составляет 0,5 сек. Микроэлектронные и микропроцессорные защиты позволяют обеспечить ступень селективности равную 0,2- 0,3 сек. Недостатком МТЗ является то, что по мере приближения места установки защиты к источнику питания увеличивается ее выдержка времени. Так как при этом увеличивается и величина тока короткого замыкания, объем повреждения возрастает. Для быстрейшего отключения КЗ и уменьшения объема повреждения, защита выполняется ступенчатой: кроме максимальной защиты, применяется токовая отсечка. Токовая отсечка (ТО) является первой ступенью токовой защиты и работает, обычно, без выдержки времени. Для обеспечения селективности, ТО отстраивается от тока короткого замыкания в конце защищаемой линии (КЗ за трансформатором). Таким образом, защита линии выполняется двухступенчатой: максимальная защита и токовая отсечка. Эти защиты (МТЗ и ТО) входят в состав микроэлектронного устройства защиты УЗА АТ и микропроцессорного УЗА -10. Вторым способом уменьшения выдержки времени защиты является применение защиты с обратной токозависимой характеристикой выдержки времени. При такой характеристике выдержка времени МТЗ уменьшается по мере увеличения тока КЗ. Устройство УЗА-АТ имеет 2 зависимые характеристики МТЗ: нормальная и крутая (см. формулы 2.8 и 2.9 в п. 2). Графическое изображение характеристики показано на рис. 2.13. Защиты иностранных фирм имеют значительно большее количество характеристик. Так устройства токовых защит фирмы GE кроме большого 7 количества типовых характеристик, имеют также свободно программируемые характеристики. Такое количество характеристик не являются необходимым, оно диктуется, в основном, рекламными соображениями, а также наличием различных стандартов в разных странах. Время срабатывания точно вычисляется по математической формуле. Коэффициенты, соответствующие выбранной характеристике, подставляются в эту формулу при расчете. Ниже приводятся примеры различных характеристик выдержек времени токовых защит. Первые десять характеристик имеют общую математическую формулу: K t =T × + L (6.1) I a −1 IS где: t – время отключения; K – коэффициент; I – величина измеренного тока; IS – программируемая величина ступени; а– коэффициент; L– коэффициент ANSI/IEEE (для характеристик МЭК равняется нулю); T – коэффициент времени, выбранный в диапазоне 0,025÷1,5. Таблица 6.2 Тип характеристики Стандарт Коэффициент Коэффициент Коэффициент K а L 8 Крутая обратновременная ALSTOM 0,05 0,04 0 Стандартная инверсная МЭК 0,14 0,02 0 Очень инверсная МЭК 13,5 1 0 Чрезвычайно инверсная МЭК 80 2 0 Пологая обратновременная ALSTOM 120 1 0 Крутая обратновременная C02 0,00342 0,02 0,00242 Умеренно инверсная ANSI/IEEE 0,0515 0,02 0,114 Пологая обратновременная C08 5,95 2 0,18 Очень инверсная ANSI/IEEE 19,61 2 0,491 Чрезвычайно инверсная ANSI/IEEE 28,2 2 0,1215 Характеристика Rl (электромеханическая) выражается следующей формулой: 1 t = K (6.2) 9 0,339 − 0,236 I IS K корректируется в диапазоне 0,10÷10 с шагом 0,05; Область допустимых значений 1,1 ≤ I ≤ 20. IS 3 Характеристики УЗА-АТ совпадают со второй и третьей зависимой характеристиками. Для практически необходимых случаев вполне достаточно 2 характеристик. Простая инверсная (зависимая нормальная в УЗА-АТ) используется для согласования с зависимыми характеристиками электромеханических защит, а очень инверсная (зависимая крутая в УЗА-АТ) для согласования с предохранителями, или микроэлектронных защит друг с другом. В последних версиях устройств УЗА-АТ и УЗА 10А, может быть выполнена по заказу зависимая характеристика, совпадающая по току с реле серии РТ-80 – пологая и РТВ-II крутая. В кольцевых сетях и на линиях с двухсторонним питанием в большинстве случае невозможно обеспечить селективность действия максимальной токовой защиты. В таких случаях приме- няется направленная максимальная токовая защита, орган направления мощности, который разрешает действие защиты при направлении мощности КЗ от шин в линию. Выполнение АПВ. С помощью АПВ выполняется попытка подать напряжение на отключившуюся линию. Больше половины повреждений, которые возникают на линиях, имеют проходящий характер, и после отключения исчезают. Это набросы, схлестывание проводов, перекрытие изоляции, например грозовое. При повреждении на кабеле, АПВ может быть успешным, но не всегда эффективным, вследствие отгорания жилы кабеля (чаще всего в месте 10 пайки). Место пробоя, при этом заплывает и также удается подать напряжение на кабель, однако, все фазы могут не дойти до потребителя. Успешным АПВ может быть и в случае короткого замыкания на ошиновке приемных подстанций, или работе схемы с короткозамыкателем и отделителем. Кроме указанного назначения, АПВ применяется на воздушных и кабельных линиях для корректировки неселективной работы защиты. Такая неселективность часто допускается для того, чтобы не увеличивать выдержку времени защиты. Например, если подключенные к линии трансформаторы включены через предохранители (ПК), а на линии применена отсечка без выдержки времени. При повреждении трансформатора одновременно перегорает предохранитель и отключается линия. Последующее АПВ восстанавливает питание остальных трансформаторов, подключенных к линии. АПВ также входит в комплекс автоматики понижающей подстанции, подключенной к линии через короткозамыкатель и отделитель. Такие схемы, хотя устарели и в настоящее время не проектируются, но еще широко применяются на действующих подстанциях. Защита трансформатора действует на включение короткозамыкателя, он включается и создает короткое замыкание на стороне ВН, на которое реагирует быстродействующая защита линии. Линия отключается, в бестоковую паузу отключается отделитель–разъединитель с пружинным приводом – после этого линия включается от АПВ. Еще один пример специального использования АПВ: частотное АПВ– ЧАПВ. Энергетические предприятия оснащены устройствами АЧР. К ним подключены более 50% всех потребителей. Назначение АЧР – при дефиците мощности в энергосистеме, возникшем из-за отключения генераторов или связей с питающей энергосистемой, отключить нагрузку. Чем больше дефицит мощности, тем больше мощность нагрузки отключаемой от АЧР. Для этого 11 выполняется много – несколько десятков – очередей АЧР. Они отличаются уставками по частоте и времени срабатывания. После ликвидации дефицита и восстановления частоты необходимо включить отключенные от АЧР потребители. Эту функцию и выполняет частотное АПВ–ЧАПВ. В отличие от обычного АПВ, которое работает сразу после отключения выключателя, ЧАПВ должно работать только после того, как частота восстановится. Это выполняется следующим образом: после срабатывания АЧР подается напряжение на шинку АЧР, и отключаются присоединения, подключенные к этой шинке. Устройство АЧР перестраивается на уставку по частоте, при которой разрешается включение потребителей (уставка ЧАПВ). Напряжение на шинке ЧАПВ сохраняется до тех пор, пока частота не станет выше этой уставки. После чего напряжение на шинке исчезает, и это является командой для включения отключенных от АЧР фидеров. Должны пуститься установленные на фидерах устройства АПВ и включить их в работу. Схема ЧАПВ должна блокироваться при снятии напряжения с подстанции, так как в этом случае, восстанавливается уставка АЧР, а не ЧАПВ. Это приводит к включению фидеров, если частота в сети выше уставки АЧР (а не ЧАПВ), и ЧАПВ неправильно включит в работу нагрузку. Данным требованиям к ЧАПВ, отвечает устройство АПВ, входящее в состав УЗА-10: при подаче на дискретный вход команды отключения от АЧР, присоединение отключается, и включается от АПВ после снятия сигнала с этого входа. Необходимым условием работы ЧАПВ является наличие напряжения на реле в течение 60 сек, Таким образом, при снятии напряжения с подстанции и его восстановлении, хотя и произойдет возврат уставки АЧР, АПВ работать не будет. 4 12 ПУЭ предусматривает однократное и двукратное АПВ. Двукратное требуется применять на тупиковых линиях, где потребители не имеют резервного питания. Таким образом, схемы АПВ должны иметь отсчет кратности, при однократном АПВ линия включается 1 раз, при 2-х кратном–2 раза. Если после этого линия снова отключается, выключатель должен остаться отключенным. Статистические данные свидетельствуют о том, что эффективность АПВ (процент успешной работы) находится в пределах 40÷90% в зависимости от напряжения, эффективность второго цикла АПВ в пределах 10÷25%. Выполнение АПВ требуется обязательно на воздушных и на смешанных – кабельновоздушных линиях, на чисто кабельных линиях применение АПВ не обязательно, однако может быть желательно на разветвленных линиях, где оно может помочь при КЗ на ошиновке подстанций. Устройства серии УЗА имеют встроенную функцию АПВ. АПВ в принятых ранее схемах пускалось по несоответствию – при любом отключении выключателя, за исключением отключения по цепям управления выключателя от ключа или по телемеханике. Пуск АПВ УЗА-10 и УЗА-АТ выполняется от защиты, что, как правило, применяется в аппаратуре, выпускаемой за рубежом. АПВ устройств УЗА однократное. Однократность АПВ обеспечивается тем, что готовность к его срабатыванию наступает через некоторое время после включения выключателя, называемое временем 13 «готовности». АПВ может сработать повторно через 30–60 с после включения, поэтому после 1-го отключения, когда АПВ готово к действию, АПВ работает, а при неуспешном включении, второе включение не произойдет, т.к. выключатель оказался отключенным еще до того, как закончился процесс подготовки АПВ. То же самое произойдет, если выключатель включился успешно, но следующее отключение произошло за время меньшее, чем выставленное на реле время готовности. АПВ пускается от защиты, либо от внешнего пускового органа. Как уже говорилось, УЗА-10 приспособлено к работе АПВ в режиме АЧР-ЧАПВ. Защита от замыканий на землю (ЗЗ) Как правило, такие защиты на линиях действуют на сигнал, тем не менее, применение этих защит целесообразно, так как место замыкания на землю нужно отыскать и устранить по возможности быстро, потому что упавший провод опасен для окружающих. Кроме того, повреждение в месте замыкания на землю развивается, и со временем может привести к короткому замыканию. В ряде случаев защита должна обязательно действовать на отключение. Это двигатели и генераторы при токе замыкания на землю более 5 А. Это передвижные механизмы с электродвигательными приводами. Существенным осложнением является то, что ток замыкания на землю имеет очень малую величину. Эта величина соизмерима с небалансом в нулевом проводе трансформаторов тока, поэтому в нулевой провод ТТ защиту от замыканий на землю не включают. Для защиты от замыканий на землю используют специальные трансформаторы тока нулевой последовательности (ТЗ, ТЗЛ, ТЗР), которые можно применить. только при наличии кабельного вывода из ячейки. Для ячеек КРУ с воздушным выводом, и линий напряжение 35 кВ, для которых отсутствуют специальные трансформаторы тока нулевой последовательности, защиту подключить нельзя. Конструкция кабельного ТНП показана на рис. 6.3. Фрез=ФА+ФВ+ФС IА IB 14 IC Рис. 6.3. Трансформатор тока нулевой последовательности: а – устройство; б – схема замещения; в – установка ТНП на кабеле; 1 – магнитопровод; 2 – обмотка; 3 – трехфазный силовой кабель Изолировано по отно- 5 Магнитопровод 1, собранный из листов трансформаторной стали, имеет обычно форму кольца или прямоугольника, охватывающего все три фазы защищаемой кабельной ЛЭП. Провода фаз А, В, С, проходящие через отверстие ТНП, являются первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка 2 располагается на магнитопроводе с числом витков w = 20–30. Токи фаз IA, IB и IC создают в магнитопроводе соответствующие магнитные потоки ФА, ФВ, ФС, которые, складываясь, образуют результирующий поток: Фрез = ФА +ФВ +ФС . Так как сумма токов I A + IB + IC = 3I0 , то можно сказать, что результирующий поток, создаваемый первичными токами ТНП, пропорционаленсоставляющейтока НП: Фрез = k3I0 . Поток Фрез, а следовательно, вторичная ЭДС Е2 и вторичный ток I2 могут возникнуть только при условии, что сумма токов фаз не равна нулю, или, иначе говоря, когда фазные токи, проходящие через ТНП, содержат составляющую I0. Поэтому, ток во вторичной цепи ТНП будет появляться только при замыкании на землю. В режиме нагрузки, трехфазного и двух фазного КЗ (без замыкания на землю) сумма токов фаз I A + IB + IC = 0 , и поэтому, ток в реле отсутствует (Фрез = 0). 15 Однако, поскольку из-за неодинакового расположения фаз А, В и С относительно вторичной обмотки ТНП коэффициенты взаимоиндукции этих фаз со вторичной обмоткой различны, несмотря на полную симметрию первичных токов, сумма их магнитных потоков в нормальном режиме не равна нулю. Появляется магнитный поток небаланса (Фрез–Фнб), вызывающий во вторичной обмотке ЭДС и ток небаланса (Iнб). ТНП имеют малую мощность, поэтому, как правило, значительная часть тока уходит на ток намагничивания. Это приводит к необходимости применять реле с очень малым потреблением или подбирать условия, при которых отдача мощности от ТТ будет максимальной. Для получения наибольшей мощности от ТНП, а следовательно, и максимальной чувствительности реле, питающихся от ТНП, сопротивление обмотки реле Zp должно равняться сопротивлению ТНП. Пренебрегая сопротивлением вторичной обмотки Z2, согласно рис. 6.3, б получаем ZТНП = Zнам, и тогда условие отдачи максимальной мощности можно выразить равенством ZP = Zнам. Из эквивалентной схемы ТНП (рис.6.3, б) видно, что при выполнении этого условия вторичный ток, поступающий и реле, и ток намагничивания оказываются одинаковыми. Iнам = Iр. Отсюда следует, что погрешность ТНП достигает примерно 50%. При такой большой погрешности нельзя вычислять вторичный ток по первичному, пользуясь коэффициентом трансформации k = w2/w1. Поэтому чувствительность защиты, включенной на ТНП, оценивается по значению первичного тока, при котором обеспечивается действие защиты. В ряде случаев она должна быть на уровне долей одного ампера. При малых значениях 3I0 ТНП работает в начальной части характеристики намагничивания, при которой МДС, созданная одновитковым ТНП, очень мала. Таким образом, для обеспечения необходимой чувствительности кроме конструктивных улучшений ТНП требуется применение высокочувствительных измерительных органов(ИО). 16 ИО устройства УЗА имеют высокую чувствительность и малое потребление (УЗА-10 Iср = 0,05 А, S = 0,01 ВА). Это позволяет не обязательно добиваться наивысшей отдачи от трансформатора тока. Потребление ИО УЗА- АТ больше, и сильно зависит от уставки. Поэтому, первичный ток срабатывания защиты целесообразно проверять опытным путем, подачей тока в провод, пропущенный через окно ТНП. Для защиты линий ТНП обычно выполняются кабельного типа (ТЗ, ТЗЛ, ТФ). При необходимости осуществления ЗЗ воздушных ЛЭП делается кабельная вставка, на которой устанавливается ТНП. Применяя устройство ТДЗЛВ-10 Самарского завода можно обойтись без кабельной вставки, если габариты ячейки и рсположение проходных изиляторов позволяет разместить этот датчик тока внутри ячейки. Для кабельных ЛЭП изготовляются ТНП типа ТЗ с неразъемным магнитопроводом, надеваемым на кабель до монтажа воронки, и типов ТЗР и ТФ с разъемным магнитопроводом, которые можно устанавливать на кабелях, находящихся в эксплуатации, без снятия кабельной воронки. При прохождении токов Iбр по оболочке неповрежденного кабеля, охваченного ТНП, в реле РЗ появляется ток, от которого РЗ может подействовать неправильно. Эти токи появляются при замыканиях на землю вблизи кабеля или при работе сварочных аппаратов. Для исключения ложной работы РЗ необходимо компенсировать влияние блуждающих токов, замыкающихся по свинцовой оболочке и броне кабеля. С этой целью воронка и оболочка кабеля на участке от воронки до ТНП изолируются от земли (рис. 6.3, в), а заземляющий провод 6 присоединяется к воронке кабеля и пропускается через окно ТНП. При таком исполнении ток, проходящий по броне кабеля, возвращается по заземляющему проводу, поэтому магнитные потоки в магнитопроводе ТНП от токов в броне и проводе взаимно уничтожаются. Магнитопровод ТНП должен быть надежно изолирован от брони кабеля. 17 Для разветвленных сетей с изолированной нейтралью, где емкостной ток одного фидера значительно меньше общего емкостного тока, в качестве ЗЗ можно применить просто токовую защиту высокой чувствительности. Такая защита имеется в устройствах УЗА, а также в большинстве микропроцессорных токовых устройств защиты зарубежных фирм. При малой протяженности кабелей в сети, или, если кабели разной длины и ток в одном кабеле соизмерим с общим током замыкания на землю, требуется применить направленную защиту нулевой последовательности. Такая защита входит в одну из модификаций УЗА-АТ и во многие устройства зарубежных фирм, например: устройство MiCOM P125-127. Широко распространена также защита ЗЗП производства ЧЭАЗ. Аналогом такой защиты является выпускаемая Энергомашвином устройство направленной (ненаправленной) защиты от замыканий на землю типа ЗЗН1. Направленная защита от замыканий на землю входит также в состав устройств УЗА-10А.2 производства ЭМВ. Для сетей с компенсированной нейтралью эти принципы ЗЗ не годятся, так как величина тока на поврежденной линии может быть меньше, чем на неповрежденной, а направление этого тока может быть каким угодно. Для них используется специальные защиты, работающие на высших гармониках, учитывая, что реактор в нейтрали компенсирует только основную гармонику тока, а высшие гармоники остаются. На данном принципе работают, выпускаемые ЧЭАЗом, устройства УСЗ-2 или УСЗ-3. ЭМВ выпускает устройство поиска замыканий на землю типа УЗА10А.ЗНЗ. Устройство обеспечивает определение присоединение с замыканием на землю по максимальному уровню высших гармонических в токе повреждения. Питание осуществляется от источника постоянного 60–250 В, переменного (частотой от45 Гц до 55 Гц) или выпрямленного тока напряжением от 110 В до 270 В. 18 Потребляемая мощность, ВА (Вт), не более 3. Входные аналоговые каналы тока нулевой последовательности: _ число входов — 4, 8, 16; _ рабочий диапазон токов 0 — 60 А с тремя поддиапазонами. Выходные реле: число выходов — 4, 8, 16; В реле защиты зарубежного производства ALSTOM, SIEMENS, ABB применяется защита по направлению активной мощности нулевой последовательности. Например: реле MiCOM – Р125 -127, 140 используют реле направления и величины активной мощности. Активные токи утечки на землю не компенсируются реактором, и их величина и направление используются защитой для определения поврежденного фидера. Величина тока высших гармоник не постоянна, а зависит от схемы сети, тока нагрузки, уровня напряжения на шинах; поэтому величина тока в защите ЗЗ колеблется и трудно подобрать уставку, а рассчитать ее тоже нельзя, не имея реальных данных. Поэтому, часто, единственным методом настройки такой защиты является опыт замыкания на землю, при котором определяются величины токов высших гармоник на поврежденном и неповрежденных фидерах. Наибольший эффект при применении метода высших гармоник, дает принцип сравнения величины тока на фидерах. Его можно организовать на подстанционном уровне управления. В любом случае величина тока высших гармоник на поврежденном фидере больше, чем на неповрежденном. Энергомашвин выпускает микропроцессорное устройство поиска замыканий на землю на 4,8, 16 фидеров типа УЗА10А.ЗНЗ, которое производит автоматический опрос фидеров и выбирает фидер, на котором величина тока высших гармоник наибольшая. Логическая защита шин (ЛЗШ) Короткие замыкания на шинах комплектных распредустройств, приводят к быстрому разрушению поврежденной и смежных ячеек, если они отключаются максимальной защитой ввода. Поэтому, как правило, ячейки снабжаются специальными устройствами защиты шин. Это так называемые 19 устройства дуговой защиты шин. Они бывают клапанные, световые и устанавливаются заводом изготовителем ячейки. В главе 2 описано устройство дуговой защиты на оптоволоконном кабеле ПД-01, выпускаемом фирмой «Энергомашвин». Широко распространены устройства дуговой защиты на фототиристорах. Кроме специально выполненного устройства, защиту шин, со свойствами близкими к дуговой защите, можно выполнить на токовом логическом принципе, используя практически любое комплектное устройство РЗА установленное на вводе и отходящих линиях, например защиты серии РС80, УЗА-10, УЗА АТ. 7 20 Токовые отсечки, примененные в указанных устройствах, позволяют блокировать себя внешним сигналом, подаваемым на дискретный вход. Эти устройства снабжены также мгновенным токовым контактом, это специальный токовый орган, который выполнен на аналоговом принципе, или мгновенный контакт измерительного органа максимальной защиты в устройствах УЗА АТ или УЗА-10А.2. Принцип действия токовой логической защиты шин показан на рис. 6.4. Токовые блокирующие органы ЛЗШ выводятся от каждого фидера на шинки блокировки ЛЗШ и поступают на дискретный вход защиты ввода и секционного выключателя. При коротком замыкании в точке К2 срабатывает защита фидера и ее блокирующий токовый орган, и в защиту ввода и СВ (при питании секции от СВ) подается блокирующий сигнал, выводящий из действия отсечку. При КЗ в точке К1 т.е. на шинах, ток КЗ не протекает ни в одной защите отходящей линии, поэтому отсечка не блокируется, и работает отсечка на отключение питающего ввода (или секционного выключателя). вв од блокировк а ТО блокировка ТО СВ ввода СВ K1 21 Срабатывание блокир. токового K2 органа Рис.6.4. Принцип действия логической защиты шин К недостаткам логической защиты шин следует отнести то, что в зону действия защиты, ограниченную местом установки трансформаторов тока в ячейках КРУ отходящих линий и вводов, не входят концевые кабельные воронки, и при их повреждении ЛЗШ не работает. ЛЗШ-УРОВ Цепи блокировки отсечки ввода от ЛЗШ в устройствах УЗА-10, УЗА-АТ замыкаются при срабатывании измерительного токового органа и размыкаются после срабатывания выходного реле на отключение выключателя. После этого снимается блокировка вышестоящей отсечки иона срабатывает с некоторой задержкой, необходимой для отстройки от времени нормального отключения выключателя фидера. В устройствах УЗА-10 цепочки состоят из последовательно соединенных контактов: нормально разомкнутого контакта токового органа ЛЗШ RL3 инормально замкнутого контакта выходного реле KL2 см. рис 6.5. При возникновении на фидере короткого замыкания, срабатывает токовый орган ЛЗШ – реле RL3 и блокирует токовую отсечку на вводе или СВ. После истечения выдержки времени максимальной защиты срабатывают выходные реле защиты RL1 и RL3. Реле RL1 подает напряжение на соленоид отключения выключателя, а НЗ контакты реле RL3 размыкают цепи блокировки ТО защиты ввода ( СВ). Пускается токовая отсечка, на которой устанавливается выдержка времени 0.15–0.2 сек., в зависимости от быстродействия выключателя фидера. Если выключатель отключается, то ток в отсечке ввода (СВ) исчезает, и его отключение не происходит. При отказе выключателя ток КЗ не исчезает, отсечка дорабатывает и отключает ввод (СВ). 22 Заключение Релейная защита линий разнообразна и носит множество аспектов и факторов для своего применения. В данной работе описаны основные способы защиты линий 6-35 кВ. В релейной защите электроустановок защитные функции возложены на реле, которые служат для подачи импульса на автоматическое отключение элементов электроустановки или сигнала о нарушении нормального режима работы оборудования, участка линии и т. д. Реле представляет собой аппарат, реагирующий на изменение какой- либо физической величины, например тока, напряжения, давления, температуры. Когда отклонение этой величины оказывается выше допустимого, реле срабатывает и его контакты, замыкаясь или размыкаясь, производят необходимые переключения с помощью подали или отключения напряжения в цепях управления электроустановкой. 23 Список литературы 1. Кривенко В.В., Новелла В.Н. «Релейная защита и автоматика систем электроснабжения» М., «Энергоиздат», 1981 2. Чернобров Н.В., «Релейная защита», М., «Энергия», 1974 3. Крюков В.И. «Обслуживание и ремонт электрооборудования подстанций и распределительных устройств», М., «Высшая школа», 1983 |