Реферат защиты кабельной линии 35кв. Защиты линий 635 кВ
 Скачать 91.67 Kb.
|
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.
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). 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). 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. 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. 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. |