Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Общие понятия о релейной защите. Назначение релейной защиты.

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.

 

2.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 трансформаторатока с учетом схемы соединения и для такого вида короткого замыкания, при котором получаются наихудшие результаты.

 

2Определяется 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 mд, соответствующее этой нагрузке.

3Определяется 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

Iмаксв – 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 zнопределяется 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.

 

Трансформатора?

Вследствие неравенства вторичных токов в реле в указанных режимах появляется ток небаланса , который может вызвать неправильную работу защиты. Неравенство вторичных токов обусловливается: погрешностью трансформаторов то-ка; изменением коэффициента трансформации силового трансформатора при регулировании напряжения; неполной компенсацией неравенства вторичных токов в плечах защиты; наличием намагничивающих токов силового трансформатора, вносящих искажение в его коэффициент трансформации.

Каждая из этих причин порождает свою составляющую Iнб. Составляющая Iнб.т.т вызывается наличием погрешностей) трансформаторов тока, питающих защиту.

;

Составляющая Iнб.рег появляется при изменении (регулировании) коэффициента трансформации N силового трансформатора или автотрансформатора.

;

Из сказанного вытекает, что полный ток небаланса в дифференциальной защите трансформаторов при внешних к. з. определяется в основном Iнб.т.т и Iнб.рег.

В некоторых случаях к ним добавляется ток Iнб.комп, вызванный неточностью компенсации неравенства топов в плечах защиты. Таким образом, в общем случае полный ток небаланса

Расчетным путем ток небаланса Iнб.т.т оценивается по приближенной формуле, из предположения, что при максимальном значении тока внешнего к. з. Iк.макс погрешность трансформаторов тока ε не превышает 10% (0,1). В соответствии с этим

где kодн учитывает различие в погрешности трансформаторов тока, образующих дифференциальную схему, kодн = 0,5 ÷ 1; при существенном различии условий работы и конструкций трансформаторов тока различие их погрешностей достигает максимального значения и тогда kодн принимается равным 1.

С учетом всех вышеуказанных расчетное значение полного тока небаланса примет вид:

Возврата.

На рисунке представленаосновная разновидность конструкций электромагнитных реле. Конструкция содержит электромагнит 1, состоящий из стального сердечника и обмотки, стальной подвижный якорь 2, несущий подвижный контакт 3, неподвижные контакты 4 и противодействующую пружину 5.

Проходящий по обмотке электромагнита ток Iр создает намагничивающую силу (н. с.) Ipwp, под действием которой возникает магнитный поток Ф, замыкающийся через сердечник электромагнита 1, воздушный зазор и якорь 2. Якорь намагничивается и в результате этого притягивается к полюсу электромагнита. Переместившись в конечное положение, якорь своим подвижным контактом 3 замыкает неподвижные контакты реле 4. Начальное положение якоря ограничивается упором 6.

Током возврата реле Iвоз называется наибольший ток в реле, при котором якорь реле возвращается в начальное положен и е.

 

Трансформатора.

 

Расчет защиты продольной дифференциальной защиты с реле ДЗТ-11 производится в следующем порядке:

1. Определяются номинальные токи на сторонах высокого напряжения (ВН) IНОМ.ВН и низкого напряжения (НН) IНОМ.ННзащищаемого трансформатора, соответствующие его номинальной мощности.

2. Выбираются стандартные коэффициенты трансформации трансформаторов тока ТА1 и ТА2 с учетом схем соединения их вторичных обмоток (на стороне ВН - треугольник, на стороне НН - звезда).

3. Определяются вторичные токи в плечах защиты с учетом коэффициента схемы включения трансформаторов тока (ТТ) для соединения ТТ в треугольник с высокой стороны и kСХ=1 для соединения ТТ в звезду с низкой стороны

,

где kIВН и kIНН - коэффициенты трансформации ТТ.

4. Определяется ток срабатывания защиты.

Расчет производится по стороне ВН, исходя из двух условий:

1) условия отстройки от броска намагничивающего тока

2) условия отстройки от максимального значения тока небаланса при внешнем КЗ (рассматривается трехфазное КЗ в ближайшей точке к трансформатору со стороны НН при максимальном режиме работы системы U=1,1Uном)

где kОДН=0,5-1,0 - коэффициент однотипности трансформаторов тока,

kA=1 - коэффициент учитывающий наличие апериодической составляющей тока КЗ, εI=0,1 - относительное значение полной погрешности трансформаторов тока, ΔU - относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжения (принимается среднее значение), - ток КЗ приведенный к ВН.

Ток небаланса, учитывающий разность вторичных токов ТТ, равный:

не учитывается, так как он компенсируется за счет либо автотрансформаторов тока, либо применением трансреактора.

Ток срабатывания защиты, обусловленный максимальным значением тока небаланса

где kОТС=1,3 - коэффициент отстройки защиты.

Из двух условий тока срабатывания защиты принимается наибольшее значение.

В процессе расчета затем определяются необходимые числа витков рабочей и тормозной обмоток, дополнительный ток небаланса обусловленный округлением до целого числа витков обмоток и проверяется коэффициент чувствительности к току двухфазного КЗ на выводах трансформатора при минимальном режиме работы системы, когда РПН на среднем и нижнем ответвлении.

Недостатки аналога изложены в приведенных источниках.

Для РЗ трансформаторов и автотрансформаторов большой мощности дифференциальные защиты с магнитным торможением (с реле ДЗТ-11) не обеспечивают требуемой чувствительности и быстродействия. Ток срабатывания защиты обусловленный токами небаланса, как правило, является наибольшим и превышает номинальный ток трансформатора в 2,5 раза и более, что не позволяет эффективно производить дифференциальную защиту от повреждений внутри трансформатора.

 

Источники оперативного тока.

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

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.

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.

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.

Первая ступень защиты.

ТО без выдержки времени обладает селективностью на линиях с двусторонним питанием. Она используется в качестве пер­вой ступени токовой направленной защиты.

Вторая ступень защиты.

Токовая отсечка с выдержкой времени, которая ставится на линиях с односторонним питанием, также обладает селективностью и на линиях с двусторонним питанием.

МТЗ

Уставку обычно выбирают таким образом, чтобы цепь обесточилась быстрее, чем в ней произойдут серьёзные разрушения.

где кн — коэффициент надежности (отстройки), учи­тывающий погрешность реле и необходимый запас, в зависимости от типа реле может приниматься равным 1,1 —1,2 (для реле косвенного действия типов РТ-40, РТ-80, РТ-90, а также новых электронных реле РСТ) или 1,2—1,4 (реле прямого действия типа РТВ); кв — коэффициент возврата реле, представляющий собой отношение тока возврата максимального реле к его току срабатывания, равный примерно 0,9—0,95 для электронных реле типа РСТ, 0,8 — для электромеха­нических реле РТ-40, РТ-80 (для индукционного эле­мента) и 0,6—0,7 — для реле РТВ; ксзп — коэффи­циент самозапуска, представляющий собой отношение тока при самозапуске электродвигателей к пред аварийному рабочему току;

 

32) Назначение промежуточного реле

Промежуточные реле используются в качестве вспомогательных устройств и применяются если необходимо:

1. Разомкнуть или замкнуть некоторое количество автономных цепей схемы, т.е. размножение контактов (к примеру: с помощью одного контакта необходимо отключить выключатель, а вторым подать на схему сигнализации аварийный сигнал).

2. Необходимо управлять более мощным реле, коммутирующим цепи, по которым течет большой ток (к примеру: нам необходимо подвести напряжение к включающему проводнику выключателя, где ток при включении растет до 65 Ампер, но осуществить это при помощи эдинственного промежуточного реле нельзя, поэтому сначала мы подаем напряжение на катушку одного промежуточного реле, а оно, соответственно, замыкает свои контакты, и приводит в действие болеемощныйзамыкатель, который производит коммутацию более больших токов).

3. Искусственно замедлить действие релейной защиты.

 

Устранения.

Вибрация контактов— явление периодического отскока и последующего замыкания контактов под действием различных причин. Вибрация может быть затухающей, когда амплитуды отскоков уменьшаются и через некоторое время она прекращается, и незатухающей, когда явление вибрации может продолжаться любое время.

Вибрация контактов является чрезвычайно вредной, так как через контакты проходит ток и в момент отскоков между контактами появляется дуга, вызывающая усиленный износ, а иногда и сваривание контактов.

Причиной затухающей вибрации, получающейся при включении контактов, является удар контакта о контакт и последующий отскок их друг от друга вследствие упругости материала контактов —механическая вибрация.

Устранить полностью механическую вибрацию невозможно, но всегда желательно, чтобы как амплитуда первого отскока, так и полное время вибрации были наименьшими.

Время вибрации характеризуется отношением массы контакта к начальному контактному нажатию. Эту величину во всех случаях желательно иметь наименьшей. Ее можно уменьшать за счет снижения массы подвижного контакта и увеличения начального контактного нажатия; однако уменьшение массы не должно влиять на нагрев контактов.

Особенно большие значения времени вибрации при включении получаются, если в момент касания контактное нажатие не возрастает скачкообразно до своего действительного значения. Это бывает при неправильной конструкции и кинематической схеме подвижного контакта, когда после касания контактов начальное нажатие устанавливается лишь после выбора люфтов в шарнирах.

Необходимо отметить, что увеличение процесса притирания, как правило, увеличивает время вибрации, так как контактные поверхности при перемещении относительно друг друга встречают неровности и шероховатости, способствующие отскоку подвижного контакта. Это означает, что величина притирания должна выбираться в оптимальных размерах, обычно определяемых опытным путем.

Причиной незатухающей вибрации контактов, появляющейся при их замкнутом положении, являются электродинамические усилия. Так как вибрация под действием электродинамических усилий появляется при больших значениях тока, то образующаяся дуга весьма интенсивна и вследствие такой вибрации контактов, как правило, происходит их сваривание. Таким образом, этот вид вибрации контактов является совершенно недопустимым.

Для уменьшении возможности возникновения вибрации под действием электродинамических усилий нередко токоподводы к контактам выполняются таким образом, чтобы электродинамические усилия, действующие на подвижный контакт, компенсировали электродинамические усилия, возникающие в контактных точках.

При прохождении через контакты тока такой величины, при которой температура контактных точек достигает температуры плавления материала контактов, между ними появляются силы сцепления и происходит сваривание контактов. Сварившимися считаются такие контакты, когда сила, обеспечивающая их расхождение, не может преодолеть сил сцепления сварившихся контактов.

Наиболее простым средством предотвращения сваривания контактов является применение соответствующих материалов, а также целесообразное увеличение контактного нажатия.

 

Угловая погрешность

Представляет собой угол между первичным и вторичным токами.

Полная погрешность

Полной погрешностью трансформатора тока является абсолютное значение вектора тока намагничивания которое равно геометрической разнице первичного тока и вторичного на диаграмме.

Относительная погрешность

Относительная полная погрешность в общем случае и для несинусоидального тока

Нейтралью

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.

 

2.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 трансформаторатока с учетом схемы соединения и для такого вида короткого замыкания, при котором получаются наихудшие результаты.

 

2Определяется 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 mд, соответствующее этой нагрузке.

3Определяется 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

Iмаксв – 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 zнопределяется 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.

 

Последнее изменение этой страницы: 2016-06-09

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...