Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции - Релейная защита и автоматика - файл Конспект лекций по релейной защите Часть 2.doc


Загрузка...
Лекции - Релейная защита и автоматика
скачать (3754.3 kb.)

Доступные файлы (3):

Конспект лекций по Релейной защите Часть 1.doc2995kb.19.03.2010 02:34скачать
Конспект лекций по релейной защите Часть 2.doc1658kb.19.03.2010 02:35скачать
Конспект лекций по релейной защите Часть 3.doc92kb.19.03.2010 02:35скачать

Конспект лекций по релейной защите Часть 2.doc

  1   2   3   4
Реклама MarketGid:
Загрузка...

Р

елейная защита: Конспект лекций

Содержание





Содержание 1

8. Дифференциальная защита линий 3

8.1. Назначение и виды дифференциальных защит 3

8.2. Продольная дифференциальная защита 3

8.2.1. Принцип действия защиты 3

8.2.2. Токи небаланса в дифференциальной защите 5

8.2.3. Принципы выполнения продольной дифференциальной защиты 5

8.2.4. Комплект продольной дифференциальной защиты типа ДЗЛ 8

8.2.5. Оценка продольной дифференциальной защиты 9

8.3. Поперечная дифференциальная защита параллельных линий 10

8.3.1. Общие сведенья 10

8.3.2. Токовая поперечная дифференциальная защита 10

8.3.2.1. Принцип действия защиты 10

8.3.2.2. Мертвая зона защиты 11

8.3.2.3. Схема токовой поперечной дифференциальной защиты 12

8.3.2.4. Оценка токовой поперечной дифференциальной защиты 13

8.3.3. Направленная поперечная дифференциальная защита 14

8.3.3.1. Принцип действия 14

8.3.3.2. Автоматическая блокировка защиты 16

8.3.3.3. Зона каскадного действия 16

8.3.3.4. Мертвая зона по напряжению 16

8.3.3.5. Схема направленной поперечной дифференциальной защиты 17

8.3.3.6. Выбор уставок направленной поперечной дифференциальной защиты 19

8.3.3.6.1. Ток срабатывания 19

8.3.3.6.2. Ток небаланса 19

8.3.3.6.3. Чувствительность защиты 20

8.3.3.7. Оценка направленных поперечных дифференциальных защит 21

8.3.4. Направленная поперечная дифференциальная защита нулевой последовательности 22

^ 9. Защита трансформаторов и автотрансформаторов 23

9.1. Виды повреждений трансформаторов и типы используемых защит 23

9.1.1. Повреждения трансформаторов и защиты от них 23

9.1.2. Ненормальные режимы трансформаторов и защита от них 23

9.2. Дифференциальная защита трансформаторов 24

9.2.1. Назначение и принцип действия дифференциальной защиты 24

9.2.2. Особенности дифференциальной защиты трансформаторов 25

9.2.3. Меры по выравниванию вторичных токов 26

9.2.3.1. Компенсация сдвига токов I1 и I2 по фазе 26

9.2.3.2. Выравнивание величин токов I1 и I2 27

9.2.4. Токи небаланса в дифференциальной защите 29

9.2.4.1. Общие сведенья 30

9.2.4.2. Причины повышенного тока небаланса в дифференциальной защите трансформаторов и автотрансформаторов 31

9.2.4.3. Расчет тока небаланса 31

9.2.4.4. Меры для предупреждения действия защиты от токов небаланса 32

9.2.4.5. Токи намагничивания силовых трансформаторов и автотрансформаторов при включении их под напряжение 32

9.2.5. Схемы дифференциальных защит 33

9.2.5.1. Дифференциальная токовая отсечка 33

9.2.5.2. Дифференциальная защита с токовыми реле, включенными через БНТ 35

9.2.5.2.1. Общие сведенья 35

9.2.5.2.2. Варианты схем включения обмоток реле РНТ 37

9.2.5.2.3. Расчет уставок дифференциальной защиты на реле РНТ-565 37

9.2.5.3. Дифференциальная защита с реле имеющим торможение 39

9.2.5.3.1. Общие сведенья 39

9.2.5.3.2. Характеристика реле с торможением 39

9.2.6. Оценка дифференциальных защит трансформаторов 40

9.3. Токовая отсечка трансформаторов 40

9.4. Газовая защита 41

9.4.1. Принцип действия и устройство газового реле 41

9.4.2. Оценка газовой защиты 42

9.5. Защита от сверхтоков 43

9.5.1. Назначение защиты от сверхтоков 43

9.5.2. Максимальная токовая защита трансформаторов 43

9.5.2.1. Защита 2-х обмоточных понизительных трансформаторов 43

9.5.2.2. Защита трансформаторов с расщепленной обмоткой нижнего напряжения, или работающих на две секции шин 44

9.5.2.3. Защита трехобмоточных трансформаторов 46

9.5.2.3.1. Защита трехобмоточных трансформаторов при отсутствии питания со стороны обмотки среднего напряжения 46

9.5.2.3.2. Защита трехобмоточных трансформаторов, имеющих 2-х и 3-х стороннее питание 47

9.5.3. Токовая защита с пуском по напряжению 48

9.6. Защита трансформаторов от перегрузки 49

9.6.1. Подстанция с персоналом 49

9.6.2. Подстанция без персонала 49

9.6.3. Защита от перегрузки трехобмоточных трансформаторов 49

9.6.4. Защита от перегрузки автотрансформаторов 49

Список рекомендуемой литературы 50


^

8. Дифференциальная защита линий




8.1. Назначение и виды дифференциальных защит



На линиях отходящих от шин электростанций или узловых подстанций, часто по условиям устойчивости требуется обеспечить отключение КЗ в пределах всей защищаемой линии без выдержки времени. Это требование нельзя выполнить с помощью мгновенных токовых отсечек, защищающих только часть линии. Кроме того, отсечки неприменимы по условию селективности, на коротких ЛЭП, где токи КЗ в начале и в конце линии примерно одинаковы. В этих случаях используются дифференциальные защиты (ДЗ), обеспечивающие мгновенное отключение КЗ в любой точке защищаемого участка и не действующие при КЗ за пределами зоны действия.

Дифференциальные защиты подразделяются на:

продольные – для защит как одинарных, так и параллельных линий;

поперечные – для защиты только параллельных линий.

^

8.2. Продольная дифференциальная защита




8.2.1. Принцип действия защиты



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

При КЗ вне защищаемой линии токи в начале и конце линии направлены в одну сторону и равны по величине (см. рис. 8.2.1. а)). При КЗ в пределах защищаемой линии, токи направлены в разные стороны и не равны по величине (как правило) (см. рис. 8.2.1. б)).


Рис. 8.2.1.
Принцип сравнения токов показан на рис. 8.2.2.: по концам линии установлены трансформаторы тока с одинаковым коэффициентом трансформации. Их вторичные обмотки соединяются кабелем и подключаются к дифференциальному реле.


Рис. 8.2.2.
Различают две схемы построения дифференциальной защиты:

1. с циркулирующими токами;

2. с уравновешенными напряжениями.

На рис. 8.2.2. показана схема с циркулирующими токами. Для этой схемы ток протекающий по реле определяется:
(8.1.)

nТ1=nТ2=nТ
При отсутствии погрешностей I1=I2 и IP=0 реле не работает. Не происходит срабатывания и при качаниях в системе.

По принципу действия дифференциальная защита не реагирует на внешние КЗ, качания и токи нагрузки.

В действительности же трансформаторы тока работают с погрешностью: I1–I2=Iнб чтобы не произошло ложного срабатывания защиты: IС.З.>Iнб.макс.

Работа схемы с циркулирующими токами при КЗ на защищаемой линии с односторонним и двусторонним питанием, показаны на рис. 8.2.3. а) и б). Ток протекающий через реле:
(8.2.)

где: IКЗ - полный ток КЗ.


Рис. 8.2.3.
Дифференциальная защита реагирует на полный ток IКЗ в месте повреждения, поэтому в сети с двусторонним питанием она обладает большей чувствительностью, чем токовые защиты.
Схема с уравновешенными напряжениями.
Работа дифференциальной защиты на основе схемы с уравновешенными напряжениями представлена на рис. 8.2.4.


Рис. 8.2.4.

В России а, ранее, в (СССР) применялись схемы дифференциальных защит с циркулирующими токами.
^

8.2.2. Токи небаланса в дифференциальной защите



(8.3.)
При внешнем КЗ:
Iнб=III.нам–II.нам (8.4.)
Для уменьшения тока небаланса необходимо выровнять токи намагничивания трансформаторов по величине и фазе. Ток намагничивания трансформаторов тока зависит от магнитной индукции или вторичной ЭДС (см. рис. 8.2.5.)

Выполнить характеристики намагничивания идентичными у разных трансформаторов тока практически не удается.

Ток небаланса особенно возрастает при насыщении магнитопровода трансформатора. Даже при максимальном токе протекающем по первичной обмотке при КЗ, трансформаторы тока не должны насыщаться.

^ Пути уменьшения тока небаланса
1. Применяются трансформаторы тока насыщающиеся при возможно больших кратностях тока КЗ (трансформаторы тока класса Р(Д)).

2. Ограничение величины вторичной ЭДС:
(8.5.)
Для этого уменьшают нагрузку ZН и увеличивают коэффициент трансформации nТ.

3. Для выравнивания токов намагничивания II.нам и III.нам необходимо, чтобы нагрузка трансформатора тока была равной ZН1= ZН2.
Точных и простых для практики способов расчета тока небаланса ещё не разработано. При проектировании используют формулы, приведенные в «Руководящих указаниях по релейной защите».

^

8.2.3. Принципы выполнения продольной дифференциальной защиты



1. Использование промежуточных трансформаторов тока

Трансформаторы тока, соединяемые в дифференциальную схему, находятся на значительном расстоянии. Сопротивление соединительных проводов между трансформаторами тока очень велико. К примеру, для линии длиной 10 км и сечения контрольного кабеля 1,5 мм2, его сопротивление составит 130 Ом. Трансформаторы тока допускают нагрузку в пределах 1-2 Ом. Подобное затруднение преодолевается применением промежуточных трансформаторов тока TLA. Они уменьшают ток в соединительных проводах в nL раз, снижая нагрузку соединительных проводов, приведенную к зажимам основных трансформаторов тока в nL2 раз.
2. Установка двух дифференциальных реле
Дифференциальная защита должна действовать на отключение выключателей на обоих концах защищаемой линии. Для этого устанавливают два дифференциальных реле. Однако подобный способ имеет недостаток из-за сопротивления соединительных проводов токи, поступающие в реле при сквозных КЗ не балансируются, даже при работе трансформаторов тока без погрешностей. Для уменьшения тока небаланса необходимо уменьшать сопротивление соединительных проводов.

При КЗ в зоне в схеме с одним реле в него поступает сумма вторичных токов трансформаторов тока: IP=I1+I2=IK. В схеме с двумя реле: (если сопротивление проводов равно нулю). То есть чувствительность защиты уменьшается.

(В схеме с уравновешенными напряжениями установка двух реле не меняет условий работы схемы.)

3. ^ Использование дифференциальных реле с торможением
Для отстройки от токов небаланса получили распространение так называемые дифференциальные реле с торможением. Ток срабатывания у таких реле возрастает с увеличением тока внешнего КЗ. Принципиальная схема конструкции такого реле изображена на рис. 8.2.8.
IC.P.=kTIT+IP.0 (8.6.)

где: IT - ток, протекающий через тормозную обмотку;

IP.0 - ток срабатывания реле при тормозном токе равном нулю;

kT - коэффициент торможения.
Схема включения реле с торможением показана на рис. 8.2.9. При внешнем КЗ в тормозной обмотке протекает ток КЗ, а в рабочей обмотке – ток небаланса; реле надежно не срабатывает.

При КЗ в зоне (см. рис. 8.2.10.) в случае одностороннего питания I2=0 и токи в рабочей и тормозной обмотках совпадают и равны IК; при таких условиях реле сработает.

Зависимость IP = f ( IT ) изображена на рис. 8.2.11. При одинаковых условиях отстройки от тока небаланса при внешних КЗ, реле с тормозной характеристикой обладает большей чувствительностью по сравнению с простым дифференциальным реле.

Современные защиты оснащены тормозными реле на выпрямленном токе с реагирующим органом в виде поляризованного реле.



Рис. 8.2.11.
4. Включение дифференциальных реле через фильтры симметричных составляющих
Во всех выше рассмотренных схемах подразумевалась установка реле на трех фазах. Для выполнения таких схем необходимо 6 дифференциальных реле и не менее четырех соединительных проводов. Для уменьшения числа реле и соединительных проводов, реле включаются через фильтры симметричных составляющих или суммирующие трансформаторы ( см. рис. 8.2.12.). На рисунке буквами KAZ обозначены фильтры токов, на их выходе протекает ток IФ1 пропорциональный токам прямой последовательности. Составляющая прямой последовательности присутствует в фазных токах при всех видах КЗ. В схеме предусмотрены разделительные трансформаторы TL3,4, с помощью которых цепь соединительного кабеля А – В отделяется от цепей реле. Такое разделение исключает появление в цепях реле высоких напряжений, наводимых в жилах кабеля при протекании токов КЗ по защищаемой линии. В нормальном режиме и при внешнем КЗ по соединительным жилам протекает ток, пропорциональный первичному току линии, а при КЗ на линии в соединительных проводах А – В проходит небольшой ток I1–I2.


Рис. 8.2.12.

^

8.2.4. Комплект продольной дифференциальной защиты типа ДЗЛ



Принципиальная схема защиты типа ДЗЛ показана на рис. 8.2.13.

Данная защита оснащена специальным устройством контроля исправности соединительных проводов. По ним циркулирует контрольный постоянный ток. При обрыве или КЗ соединительного провода, прохождение тока нарушается и отслеживающие устройства выводят защиту из работы.

Соединительный провод защиты выполнен бронированным кабелем – обычно телефонным. Одновременно он может использоваться для связи и телемеханики.

В комплекте ДЗЛ используется комбинированный фильтр (I1+kI2) прямой и обратной последовательности (1). Составляющая обратной последовательности возникает в сети при несимметричных повреждениях (2-х фазных и однофазных) и позволяет повысить чувствительность защиты увеличивая ток в реле. Фильтр (I1+kI0) прямой и нулевой последовательности позволяет повысить чувствительность только при замыканиях на землю.

Рис. 8.2.13.
На схеме цифрой (3) обозначены стабилизаторы.

В схеме используется дифференциальное реле с торможением на выпрямленном токе (4), в качестве реагирующего органа используется высокоточное поляризованное реле.

Поляризованные реле (серия РП) работают на электромагнитном принципе. Отличительной их особенностью является то, что на якорь реле действуют два независимых магнитных потока: поляризующий ФП, создаваемый постоянным магнитом. и рабочий ФР, создаваемый током, проходящим по обмоткам реле. Поляризованные реле могут применяться для работы только на постоянном токе. Широкое применение поляризованные реле получили благодаря их высокой чувствительности и быстродействию. Вследствие того, что усилие на якоре создаётся как постоянным магнитом, так и электромагнитом, реле потребляет при срабатывании небольшую мощность (порядка 0,01-0,15 мВт). Время срабатывания составляет порядка 0,005 с. Поляризованные реле имеют весьма высокую кратность термической стойкости, составляющую 20 –50.

Благодаря высокой чувствительности и малому потреблению поляризованные реле широко применяются для выполнения чувствительных реле тока, напряжения, мощности и других с включением через выпрямители.


^

8.2.5. Оценка продольной дифференциальной защиты



Продольная дифференциальная защита применяется на коротких линиях 110 и 220 кВ – 10-15 км, где требуется мгновенное отключение повреждений в пределах всей линии.
Достоинства:

  1. защита не реагирует на качания и перегрузки;

  2. действует без выдержки времени при КЗ в любой точке линии.


Недостатки:

  1. высокая стоимость соединительного кабеля и его прокладки;

  2. возможность ложной работы при повреждении соединительных проводов.
  1   2   3   4



Скачать файл (3754.3 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации