Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Ответы по РЗиА Систем электроснабжения - файл Шпоры по РЗиА СЭС 2009-2010 на распечатку.doc


Ответы по РЗиА Систем электроснабжения
скачать (309.4 kb.)

Доступные файлы (1):

Шпоры по РЗиА СЭС 2009-2010 на распечатку.doc624kb.12.03.2010 19:41скачать

содержание
Загрузка...

Шпоры по РЗиА СЭС 2009-2010 на распечатку.doc

  1   2   3
Реклама MarketGid:
Загрузка...
1. 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. Этот метод является самым простым и им следует пользоваться как основным методом расчета требуемой точности работы ТТ класса Р:

а) рассчитывают значение максимального первичного тока КЗ ^ I1 расч max, при котором для рассматриваемой РЗ погрешность ε не должна превышать 10%;

б) вычисляют максимальную кратность найденного первичного тока I1 расч max по формуле в) по заводской характеристике K10 = f(Z) для данного типа ТТ и принятого коэффициента трансформации КI определяют Zн.доп для Красч тах; г) определяют действительное сопротивление нагрузки Zн с учетом сопротивления проводов и реле и проверяют выполнение условия Zн Zн.доп. Если окажется, что Zн > Zн.доп, то необходимо или увеличить коэффициент трансформации КI ТТ, или выбрать ТТ, у которого при Красч тах допускается большее значение Zн.доп, или уменьшить Zн (за счет увеличения сечения жил соединительного кабеля или сокращения его трассы), либо принять ТТ с вторичным номинальным током 1 А.

^ 9. Схемы соединений трансформаторов тока. Коэффициент схемы.

Полная звезда. При нормальном режиме и трехфазном КЗ в реле I, II и III проходят токи фаз Ia = IA/KI; Ib =IB/KI; Ic = IC/KI, a в нулевом проводе – их геометрическая сумма:

=0, которая при симметричных режимах равна нулю. , сработали 1,2,3 реле.

При двухфазных КЗ (АВ) ток проходит только в двух поврежденных фазах и соответственно в реле, подключенных к ТТ поврежденных фаз, ток в неповрежденной фазе отсутствует: IC = 0, Iоп=Ia+Ib=0. , сработали 1,2 реле.

^ Неполная звезда. Трансформаторы тока устанавливаются в двух фазах и соединяются так же, как и в схеме соединения в звезду. При 3-х фазном КЗ. В реле I и III проходят токи соответствующих фаз Ia = IA/KI; Ic = IC/KI, а в обратном (общем) проводе (реле IV) ток равен их геометрической сумме:



С учетом векторной диаграммы Iа + Ic = –Ib, т.е. Iо.п равен току фазы, отсутствующей во вторичной цепи. , сработали 1.2,3 реле. При АВ и ВС Ia = IA/KI, Ic =0, , , сработали 1,3 реле. При АС Ia = IA/KI; Ic = IC/KI, IВ=0, , сработали 1,2 реле.

Включение ТТ на разность вторичных токов. Трансформаторы тока устанавливаются в двух фазах; их вторичные обмотки соединяются разноименными зажимами, к которым подключается обмотка реле. Из токораспределения видно, что ток в реле Ip равен геометрической разности токов двух фаз Iа и Ic, т.е. где Ia = IA/KI; Ic = IC/KI.

При трехфазном КЗ разность токов IаIc в раз больше тока в фазе (Iа и Ic) и, следовательно,

При двухфазном КЗ АС : При двухфазных КЗ АВ или ВС в реле поступает ток только одной фазы Iа или Ic:

где Iф = Iа или Iф = Ic.

Треугольник. Вторичные обмотки ТТ, соединенные последовательно разноименными выводами , образуют треугольник. Из токораспределения видно, что в каждом реле протекает ток, равный геометрической разности токов двух фаз:



При симметричной нагрузке и трехфазном КЗ в реле проходит ток, в раз больший тока фазы и сдвинутый относительно него по фазе на 30° :




^ Схема соединения ТТ в фильтр токов НП. Трансформаторы тока устанавливаются на трех фазах, одноименные зажимы вторичных обмоток соединяются параллельно, и к ним подключается обмотка реле КА. Ток в реле равен геометрической сумме вторичных токов трех фаз:Ip = Ia + Ib + Ic = 3I0.

Рассматриваемая схема является фильтром токов НП. Ток в реле появляется только при одно- и двухфазных КЗ на землю. Поэтому схема применяется для РЗ от КЗ на землю.

Включение реле по этой схеме равносильно его включению в нулевой провод звезды.


^ 21. Перечислите основные требования, предъявляемые к элементам релейной защиты. Защита от поврежде­ний должна удовлетворять четырем основным требованиям: действовать селективно, быстро, обладать необходимой чувствительностью к повреждениям и надежно выполнять свои функции. Селективностью, или избирательностью, РЗ называется ее способность отключать только поврежденный участок сети. Так, при КЗ в точке К1 (рис.1.11) РЗ должна отключать поврежденную ЛЭП выключателем Q2, ближайшим к месту повреждения. При таком действии РЗ электроснабжение всех потребителей, кроме питавшихся от поврежденной ЛЭП, сохраняется. В случае КЗ в точке K2 при селективном действии РЗ должна отключаться поврежденная ЛЭП W1, а ЛЭП W2 оставаться в работе. При этом все потребители сохраняют питание. Селективность РЗ является обязательным требованием, отступление от него попускается только для обеспечения быстродействия, когда неселективное отключение не влечет за собой опасных последствий. Быстрота действия. Отключение КЗ должно производиться с возможно большей быстротой для ограничения размеров разрушения в месте повреждения, обеспечения термической стойкости оборудования, кабельных и воздушных ЛЭП, повышения эффективности АПВ ЛЭП и сборных шин, уменьшения влияния снижения напряжения на работу потребителей и сохранения устойчивости параллельной работы генераторов электростанций. Допустимое время отключения КЗ по условию сохранения устойчивости зависит от длительности и глубины снижения напряжения, характеризуемой значением остаточного напряжения на шинах ЭС и узловых ПС, связывающих электростанции с ЭЭС. Чем меньше остаточное напряжение, тем вероятнее нарушение устойчивости и, следовательно, тем быстрее нужно отключать КЗ. Приведенное полное время отключения КЗ tо.к складывается из времени действия РЗ t3 и выключателя tВ разрывающего ток КЗ tо.к=(t3+tВ).

Чувствительность. РЗ должна обладать достаточной чувствительностью при возникновении КЗ в пределах зоны ее действия. Так, например, Р31 должна отключать повреждения на участке АВ (первом – основном), защищаемом Р31, и, кроме того, иметь достаточную чувствительность для действия при КЗ на следующем (втором – резервируемом) участке ВС, защищаемом Р32. Последняя функция Р31 называется дальним резервированием. Такое резервирование необходимо для отключения КЗ в том случае, если РЗ второго участка (Р32) или выключатель Q2 не подействуют из-за неисправности. Таким образом, РЗ, предназначенные для дальнего резервирования, должны быть чувствительны и к КЗ в конце следующего участка. Таким образом, чувствительность РЗ должна быть достаточной для надежного действия ее при КЗ в конце установленной для нее зоны в минимальном режиме энергосистемы и при замыканиях через переходное сопротивление RП. Надежность. Требование надежности состоит в том, что РЗ должна безотказно работать при повреждении в пределах установленной для нее зоны и не должна работать неправильно, когда работа ее не предусматривается. Отказ в работе или неправильное действие РЗ приводят к дополнительному нарушению электропитания потребителей, а иногда к авариям системного значения. Например, при КЗ в точке К1 и отказе Р31 сработает Р33 в результате чего дополнительно отключатся подстанции II и III, а при неправильной работе Р34 в нормальном режиме отключится ЛЭП W4, и потребители подстанций I-IV потеряют питание. Надежность устройств РЗ обеспечивается простотой их схем, уменьшением в них количества элементов, реле, контактных соединений, простотой и надежностью применяемых конструкций и схем, реле, полупроводниковых элементов, качеством изготовления вспомогательной аппаратуры и монтажных материалов,

^ 8. Виды повреждений, какие причины приводят к повреждениям и ненормальным режимам работы электрических сетей. Большинство повреждений в ЭЭС приводит к коротким замыканиям (КЗ) фаз между собой или на землю. В обмотках электрических машин и трансформаторов могут также возникать КЗ между витками одной фазы. Основными причинами повреждений являются: 1) нарушения изоляции токоведущих частей, вызванные ее старением, перенапряжениями, механическими повреждениями; 2) повреждения проводов и опор ЛЭП, вызванные их неудовлетворительным состоянием, гололедом, ураганным ветром, "пляской проводов" и другими причинами; 3) ошибки персонала при операциях (отключение разъединителей под нагрузкой или включение их на ошибочно оставленное заземление и др.)

К ненормальным относятся режимы, связанные с отклонениями от допустимых значений величин тока, напряжения и частоты, опасные для оборудования или устойчивой работы энергосистемы. Виды: 1) Перегрузка оборудования, вызванная сверхтоком, т.е. увеличением тока сверх номинального значения; 2) Качания в системах возникают при выходе из синхронизма работающих параллельно генераторов; 3) Повышение напряжения сверх допустимого значения может возникнуть на гидрогенераторах, а также на турбогенераторах большой мощности, работающих по схеме блока, при внезапном отключении их от сети; 4) Асинхронный режим. К ненормальным режимам относится также работа синхронного генератора без возбуждения [например, при отключении автомата гашения поля (АГП)]. При работе в асинхронном режиме увеличивается частота вращения генератора и возникает пульсация тока статора.
^ 12. 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 I1 и I2 на 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 I1 и 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 коэффициентом 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


^ 33. Каковы допустимые погрешности ТТ и что влияет на их величину. При рассмотрении работы РЗ учитываются три вида погреш­ностей ТТ: токовая fi, полная , угловая .

Токовая погрешность определяется величиной I (отрезок AD на рис. 3.3). Она равна арифметической разности I’1 - I2 и показывает, насколько действительный ток I2 меньше расчет­ного тока I2 I1 / KI.

Угловая погрешность характеризуется углом , показыва­ющим, насколько действительный ток ^ I2 сдвинут по фазе от­носительно приведенного первичного тока I1 (т. е. идеального вторичного тока I2 и реального первичного тока).

Полная погрешность определяется модулем (абсолютным значением) вектора I’нам (отрезок АС на рис. 3.3). Эта погреш­ность равна геометрической разности действующих значений векторов I'1, приведенной ко вторичной стороне, и I: |Iнам | = = |I1I|.

Из рассмотрения треугольника ABC (рис. 3.3) следует, что полная погрешность ( = Iнам) определяет и характеризует как погрешность по току fi = I, так и погрешность по углу . Угол очень мал, поэтому можно считать, что I равен отрезку АВ, а угол , измеряемый в радианах длиной дуги DC, приблизи­тельно равен отрезку ВС.

Это означает, что > fi. С увеличением а, зависящего от угла нагрузки н (угла между током I2 и напряжением U2), I рас­тет, а угол уменьшается. При + = 90° вектор I2 совпадает по фазе с вектором I(1)21, и тогда погрешность по току I дости­гает максимального значения. При этом fi будет равна , уг­ловая же погрешность становится минимальной (= 0).

Погрешность по току I(fi) и полная погрешность = |Iнам| выражаются в относительных единицах или процентах как отношение действующих значений этих погрешностей к дей­ствующему значению приведенного первичного тока. Относительная токовая погрешность

fi % = (I / I’1) 100 = (I2 – I’1) / I’1*100. (3.5)

Относительная полная погрешность

(3.6)

Если вторичный ток несинусоидален, то ток намагничивания выражается как среднее квадратичное значение разности мгновенных значений реального и расчетного токов i2:

Тогда (3,7)

Здесь КI - номинальный коэффициент трансформации ТТ.

Погрешность по углу выражается в градусах и минутах, она считается положительной, если I2 опережает I1, как показано на рис. 3.3. Относительные погрешности , fi, и увеличивают­ся с увеличением тока намагничивания Iнам.
^ 23. Классы точности ТТ. Что они означают. Для промышленных установок изготавли­ваются ТТ классов точности 0,5; 1; 3; 5; 10 и Р. Каждый класс точности характеризуется определенной погрешностью по току I и углу , установленной ГОСТ 7746-68. Эти погрешно­сти приведены в табл. 3.1, они обеспечиваются только при перетоках в пределах от 0,1 до 1,2 номинального, т. e. и диапазоне токов нагрузки, контролируемых измерительными приборами.

Для РЗ изготавливаются ТТ класса 10Р с 10% при токе номинальной предельной кратности 10) и XT 5P повышенной точности с гарантированной погрешностью = 5% при тех же кратностях первичного тока.

Трансформаторы тока класса Р предназначены для РЗ, и поэтому их погрешности при номинальных токах не нормиру ются. Работа ТТ с погрешностью, соответствующей классу, обеспечивается при нагрузке вторичной обмотки, не выходя­щей за пределы номинальной.

Номинальной нагрузкой ТТ называется максималь ная нагрузка, при которой погрешность ТТ равна значению, установленному для данного класса (табл. 3.1). Номинальную нагрузку принято выражать в виде полной мощности Sном, В • А, при номинальном вторичном токе 5 или 1 А и cos = 0,8, или в виде сопротивления нагрузки Zн.ном, Ом, при котором мощ­ность ТТ равна номинальной Sн.ном. Номинальная мощность Sном = U2 I2ном, при этом напряжение U2 = I2номZном. Тогда

Sн.ном = I22номZном, а Zн.ном = Sн.ном / I22ном . (3.10)

В зависимости от конструкции и класса точности ТТ значе­ние номинальной нагрузки находится в пределах от 2,5 до 100 В • А. При токе I1 > 1,2 Iном ТТ погрешности ТТ выходят за пределы, установленные для данного класса. Следует отме­тить, что класс точности не может служить основанием для выбора ТТ, питающих РЗ, так как предусматриваемые им по­грешности имеют место при номинальных токах, в диапазоне которых РЗ не работает. Для РЗ, исходя из указанных выше требований к погрешностям ТТ, заводы, изготавливающие ТТ, должны согласно ГОСТ 7746-68 давать в своих информацион­ных материалах кривые предельной кратности К10 для ТТ класса Р. Эти кривые представляют собой зависи­мость предельной максимальной кратности первичного тока K10 = I1max / I1ном ТТ от сопротивления нагрузки Zн с соз = 0,8, при которых полная погрешность = 10%. Характер подобной зависимости приведен на рис. 3.5, а. Пользуясь такой кривой, можно, задаваясь определенным значением Zн, определять допустимую кратность первичного тока К10, при которой (Iнам) не превосходит 10% найденного К10, или, задаваясь значением К10, определять допустимое значение Zн, при ко­тором 10%.

^ 4. Принцип действия МТЗ трансформаторов. Защита от внешних КЗ служит для отключения трансформа­тора при КЗ на сборных шинах или на отходящих от них присо­единениях (рис. 16.4), если РЗ или выключатели этих элементов отказали в работе. Одновременно РЗ от внешних КЗ использу­ется и для защиты от повреждения в трансформаторе. Однако

по условиям селективности РЗ от внешних КЗ должна иметь выдержку времени и, следовательно, не может быть быстродействующей. По этой причине в качестве основной РЗ от по­вреждений в трансформаторах она используется лишь на мало­мощных трансформаторах. На трансформаторах, имеющих специальную РЗ от внутренних повреждений, РЗ от внешних КЗ служит резервом к этой защите на случай ее отказа. Наибо­лее простой РЗ от внешних КЗ является МТЗ. В тех случаях, когда ее чувствительность оказывается недостаточной, при­меняются более чувствительные МТЗ с пуском по напряже­нию, МТЗ ОП и НП, ДЗ.

Максимальные токовые защиты трансформаторов. ^ Защита двухобмоточных понижающих трансформаторов [3]. Схема МТЗ трансформатора с односторонним питанием приведена на рис. 16.4. Чттобы включить в зону действия защиты сам транс­форматор, РЗ устанавливается со стороны источника питания и должна действовать на отключение выключателя Q1. То­ковые реле МТЗ включаются на ТТ, установленные у выключа­теля Q2.

На рис. 16.4, а приведена схема РЗ трансформатора, выполнен­ная с двумя токовыми реле КА1 и КА2, которые, сработав, с выдержкой времени одновременно действуют на отключение выключателей Q1 и Q2. При этом в случае внешних КЗ на сто­роне низшего напряжения (НН) трансформатора отключение выключателя Q2 резервирует действие выключателя Q1. Часто РЗ выполняют с двумя выдержками времени: с первой t1 на отключение выключателя Q1 со стороны НН, а со второй t2 = t1 + t на отключение Q2 со стороны ВН.

Структурная схема при таком выполнении МТЗ приведена на рис. 16.4, в. В случае неотключенного внешнего КЗ на сто­роне НН МТЗ с выдержкой времени t1 отключит выключа­тель Q1, трансформатор при этом останется под напряжением со стороны ВН. В случае же повреждения в трансформаторе и отказе его основных быстродействующих РЗ МТЗ с выдержкой времени отключит выключатель Q2 [13].

Токовые реле КА1 и КА2 в схеме МТЗ трансформаторов с ВН 110-220 кВ подключены к ТТ, соединенным в треугольник (рис. 16.4, а). Такое выполнение токовых цепей МТЗ предотвра­щает возможное неселективное ее действие при КЗ на землю в сети 110-220 кВ (в случае когда нейтраль трансформатора заземлена). Защита может действовать при всех видах междуфазных

КЗ на сторонах как ВН, так и НН трансформатора со схемой соединения обмоток y/. При этом, однако по срав­нению с МТЗ, содержащей три токовых реле, подключенных к ТТ, соединенным в полную звезду, имеет место снижение чувствительности на 15% при двухфазном КЗ на стороне НН 6-10 кВ. Сказанное поясняет рис. 16.5. Поскольку коэффици­ент чувствительности МТЗ kч = Iр/Iс.р, где Iр - ток в реле при рассматриваемом виде КЗ; Iс.р - ток срабатывания реле, то можно записать следующее отношение:

kчY/kч = Iр Y Iс-р /Ic_p Y Ip , (16.4)

где kч Y и kч - коэффициенты чувствительности реле при соединении ТТ в схемы полной звезды и треугольника соответ­ственно; Iр Y , Iр и Iс.р y, Ic.p - токи в реле и токи срабатыванния реле при соединении ТТ в схемы полной звезды и тре­угольника соответственно.

Подставляя в выражение (16.4) Iр = 3IK/KI; Ip Y = 2IK/KI (наибольшее значение тока, протекающего в реле фазы В); Iс.р Y = Ic/ КI; Iс.р = Ic / KI, получаем.

Для трансформаторов со схемой соединения обмоток y/y или / и не связанных с сетью с заземленной нейтралью МТЗ выполняется также двумя токовыми реле КА1 и КА2 (рис. 16.4, г), ТТ при этом соединяются в неполную звезду. Подобная схема МТЗ может применяться и на трансформаторах со схемой соединения обмоток Y/. При этом для повышения чувствительности МТЗ к двухфазным КЗ за трансформатором, обмотки которого соединены по схеме Y/ (рис. 16.5), устанав­ливается дополнительное реле в обратном проводе токовых це­пей К A3 (показано пунктиром на рис. 16.4, в-г). Аналогичная схема применяется и на трансформаторах со схемой соедине­ния обмоток треугольник-звезда с заземленной нулевой точ­кой (обычно питающих сеть 0,4 кВ).

^ 13. Назначение ТН. Схемы соединений ТН.

Информацию о контролируемом напряжении ИО РЗ получа­ют от первичных трансформаторов напряжения (ТН). Основны­ми параметрами ТН (рис. 6.1) являются: номинальное первичное напряжение U1ном (равное номинальному напряжению контро­лируемой электрической сети), вторичное номинальное напря­жение U2HOM, значение которого обычно принимается равным 100 или 100/В. Отношение этих величин, называемое номи­нальным коэффициентом трансформации, КUном = U1ном / U2ном [24].

Начала и концы первичных и вторичных обмоток ТН Н (н) и К (k) обозначаются изготовителями так же, как и у силовых трансформаторов: у первичной обмотки буквами А и X, у вто­ричной соответственно а и х. Для питания устройств РЗ ис­пользуются в большинстве случаев ТН, установленные на сборных шинах ПС и РУ электростанций, к вторичным обмот­кам которых подключаются РЗ всех присоединений (рис. 6.2, а), или на каждом присоединении, питающие РЗ только этого присоединения.

Первый способ экономичнее второго, так как требует меньше ТН, но его недостаток состоит в том, что при необходимости произвести переключение присоединения с одной системы шин на другую требуется переключение цепей напряжения РЗ на ТН другой системы шин. Такое переключение делается автоматически с помощью вспомогательных контактов QS, установленных на ножах разъединителей, как показано на

рис. 6.3, или управляемыми ими реле-повторителями. Эту опе­рацию можно выполнить вручную - специальными рубильни­ками.

Слабым местом автоматического переключения являются вспомогательные контакты, отказ которых приводит к непра­вильной работе устройств РЗ. Недостаток второго способа со­стоит в том, что не исключается ошибка лица, проводящего переключения, а его преимуществом является большая надеж­ность цепей. При использовании ТН присоединений в случае перевода соответствующего присоединения на другую систе­му шин никаких операций в цепях напряжений не требуется.

Автоматический способ переключения цепей напряжения обычно применяется на ЭС и на крупных ПС с большим числом присоединений.

^ Схема соединения трансформаторов напряжения в звезду,

приведенная на рис. 6.5, а, предназначена для получения на­пряжений фаз относительно земли и междуфазных (линейных) напряжений. Три первичные обмотки TV1 соединяются в звез­ду. Начала каждой обмотки (А, В, С) присоединяются к соот­ветствующим фазам ЛЗП, а концы X, Y, Z объединяются в общую точку (нейтраль N1) и заземляются. При таком вклю­чении к каждой первичной обмотке TV1 подводится напря­жение фазы ЛЭП относительно земли. Концы вторичных об­моток TV1 (х, у, z на рис. 6.5, а) также соединяются в звезду, нейтраль которой N2 связывается с нулевой точкой нагрузки N3 (сопротивления 1, 2, 3). В приведенной схеме нейтраль пер­вичной обмотки (точка N1) жестко связана с землей и имеет потенциал, равный нулю, такой же потенциал будет иметь нейтраль N2 и связанная с ней нейтраль нагрузки N3. При та­кой схеме фазные напряжения на вторичной стороне соот­ветствуют фазным напряжениям относительно земли первич­ной стороны. Заземление нейтрали первичной обмотки ТН и наличие нулевого провода во вторичной цепи являются обязательным условием для получения фазных напряжений от­носительно земли.

Соединение обмоток ТН по схеме y/y обычно выполняется по 12-й группе. Эта схема может быть осуществлена посредст­вом трех однофазных ТН или одного трехфазного пяти-стержневого ТН. Трехфазные трехстержневые ТН для данной схемы применяться не могут, так как в их магнитопроводе отсутст­вуют пути для замыкания магнитных потоков НП Ф0, создава­емых током I0 в первичных обмотках при замыканиях на зем­лю в сети. В этом случае поток Ф0 замыкается через воздух по пути с большим магнитным сопротивлением. Это приводит к уменьшению сопротивления НП трансформатора и резкому увеличению Iнам. Повышенный Iнам вызывает недопустимый нагрев трансформатора, в связи с чем применение трехстержневых ТН недопустимо. В пяти-стержневых трансформаторах для замыкания потоков служат четвертый и пятый стержни магнитопровода (рис. 6.6).

Схема соединений обмоток ТН в открытый треугольник изображена на рис. 6.7. Она выполняется при помощи двух од- нофазных ТН, включенных на два междуфазных напряжения, например UAB и UBC. Напряжение на зажимах вторичных об­моток ТН всегда пропорционально междуфазным напряжени­ям, подведенным с первичной стороны. Между проводами вто­ричной цепи включаются реле. Схема позволяет получать все три междуфазных напряжения UAB, UBC и UCA .

Схема соединений обмоток однофазных ТН в фильтр напря­жения НП выполняется посредством трех однофазных ТН, как показано на рис. 6.8. Первичные обмотки соединены в звезду с заземленной нейтралью, а вторичные - последовательно, образуя незамкнутый треугольник. К зажимам разомкнутых вершин треугольника подсоединяются реле. Напряжение Up на зажимах разомкнутого треугольника равно геометриче­ской сумме напряжений вторичных обмоток:

Up = Ua + Ub + Uc.

Так как сумма трех фазных напряжений равна утроенному напряжению НП, выражая вторичные напряжения через пер­вичные, получаем

Up = (UA + UB + UC) / KU = 3U0 / KU.


^ 17. Расчет уставок для МТЗ с блокировкой по напряжению.

Измерительная часть защиты содержит реле тока и реле напряжения. На линиях электропередачи такой комбинированный измерительный орган используют для повышения чувствительности токовых отсечек (первой и второй ступеней защиты). Третья ступень – максимальная токовая защита с комбинированным измерительным органом – применяется в качестве защиты генераторов и трансформаторов от внешних к. з. Выбор параметров защиты рассмотрим на примере токовой отсечки без выдержки времени. На рис показана линия с односторонним питанием, работающая в блоке с трансформатором Т. По мере приближения точки трехфазного короткого замыкания к шинам подстанции А остаточное напряжение U(3)ост на шинах уменьшается согласно кривой 1 (имеется в виду действующее значение периодической составляющей напряжения для момента времени t=0), При других многофазных коротких замыканиях аналогично изменяется остаточное напряжение между поврежденными фазами. Обычно в схеме токовой отсечки используют три минимальных реле напряжения, включенных на соответствующие междуфазные напряжения. Параметрами отсечки без выдержки времени с блокировкой по напряжению являются ток срабатывания I1с.з. и напряжение срабатывания U1с.з.. Путем особого согласования их между собой удается расширить зону действия защиты, обеспечивая селективность при внешних коротких замыканиях и любых режимах работы питающей системы. Ток срабатывания защиты определяют, исходя из требования достаточной чувствительности защиты по току при металлическом двухфазном коротком замыкании в конце защищаемой линии (точка K2); I1с.з.=I(2)к min 2/k1ч I, где k1ч I требуемый коэффициент чувствительности по току. На рис. ток Iк(2) при перемещении точки повреждения изменяется согласно кривой 3, а ток I1с.з. определяется прямой 4. Для предотвращения неправильного действия защиты при нарушении цепей напряжения ток I1с.з. должен быть отстроен от максимального рабочего тока по условию I1с.з.= k1отсIраб mах /kв. Окончательно ток срабатывания I1с.з. выбирают по большему из двух значений, полученных по условиям представленных выше. Обычно расчетным является первое выражение, при этом не исключена возможность срабатывания реле тока защиты при коротких замыканиях за трансформатором, т. е. вне защищаемой зоны. Для исключения неселективной работы защиты в целом при внешних коротких замыканиях напряжение срабатывания защиты U1с.з. выбирают меньшим остаточного напряжения U(3)ост в месте включения защиты (на шинах А) при трехфазном коротком замыкании за трансформатором (точка K2). Предполагают, что при этом по защищаемой линии проходит ток Iк1= I1с.з., т. е. U1с.з.<U(3)ост.=3∙I1с.з.1уд l+хт) (1), или с учетом коэффициента отстройки k1отс=1,2; U1с.з.=3∙I1с.з.1уд l+хт)/ k1отс. Такой выбор напряжения срабатывания исключает возможность срабатывания защиты при любых токах повреждения, проходящих по линии при внешних коротких замыканиях. Действительно, при токе Iк1< I1с.з. селективность защиты достигается недействием реле тока, а при Iк1>I1с.з. недействием реле напряжения, так как при этом Uост1.> U1с.з.. Реле напряжения не должны срабатывать в нормальном режиме, поэтому вторым условием выбора U1с.з. является отстройка от минимального рабочего напряжения по условию U1с.з.= Uраб.min/ k1отс 0,7Uном. При коротком замыкании в конце защищаемой линии (точка K2) защита должна обладать достаточной чувствительностью по напряжению. Допускается минимальный коэффициент чувствительности k1ч U=U1с.з./ Uотс max2.= 1,4 ... 1,5. Следует иметь в виду, что если по условию чувствительности значение U1с.з. необходимо принять большим расчетного, то нужно увеличить и ток I1с.з., чтобы сохранялось условие (1). В противном случае селективность защиты при внешних коротких замыканиях нарушается. Для второй ступени защиты расчет параметров производится аналогично.
^ 28. Принцип действия и выбор уставок токовых отсечек.

Отсечка является разновидностью МТЗ, позволяющей обес­печить быстрое отключение КЗ. Токовые отсечки подразде­ляются на отсечки мгновенного действия и от­сечки с выдержкой времени.

Селективность токовых отсечек достигается ограниче­нием их зоны действия так, чтобы отсечка не работала при КЗ за пределами этой зоны, на смежных участках сети, РЗ которых имеет выдержку времени, равную или большую, чем отсечка. Для этого ток срабатывания отсечки (Ic.з) должен быть больше максимального тока КЗ (Iк mах), проходящего че­рез нее при повреждении в конце участка (например, AM на рис. 5.1), за пределами которого она не должна работать: Iс.э >IкM.

Действительно, ток КЗ в какой-либо точке рассматриваемо­го участка сети

Iк = Ec / (Xc + Xл.к) = Ec / (Xc + Xylл.к), (5.1)

где Eс - эквивалентная ЭДС генераторов энергосистемы; Хс и Xл.к - сопротивление ЭЭС и участка ЛЭП (AM) до точки КЗ; Ху - удельное сопротивление, Ом / км; lл.к- длина участка до точки КЗ.

Зона действия мгновенной от­сечки по условиям селективности не должна выходить за пределы защищаемой ЛЭП. Зона действия отсечки, работающей с выдержкой времени, выходит за пределы за­щищаемой ЛЭП и по условию се­лективности должна отстраивать­ся от конца зоны РЗ смежного участка по току и по времени.
  1   2   3



Скачать файл (309.4 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru