ЗАЩИТА ШИН 110— 500 кВ С ТРАНСФОРМАТОРАМИ ТОКА, ИМЕЮЩИМИ ПОВЫШЕННУЮ ПОГРЕШНОСТЬ
В тех случаях, когда погрешность трансформаторов тока не удается ограничить и она выходит за пределы 10%, рассмотренная выше простая дифференциальная защита шин (§ 19-2) оказывается недостаточно чувствительной и надежной. В этих случаях могут применяться дифференциальные защиты с торможением или дифференциально-фазные защиты. Разработке и освоению этих защит за последнее время уделяется значительное внимание.
Дифференциальная защита шин с торможением. Защита работает так же, как и аналогичная защита трансформаторов (см. § 16-4). Реагирующий орган защиты выполняется с помощью дифференциального реле с торможением, у которого рабочий ток срабатывания (Iр.с.р) зависит от величины тормозного тока (IТ), т. е. Iр.с.р = f (IТ) (рис. 19-13, б). Наличие торможения позволяет допускать значительно большие (чем при простых реле) токи небаланса, возникающие в тех случаях, когда погрешность трансформаторов тока не превышает 10%.
Токовые цепи защиты соединяются, как правило, по дифференциальной схеме, при этом токи плеч используются в качестве тормозных токов IТ, а дифференциальный ток, равный геометрической сумме токов всех присоединений 
, является рабочим током Iр защиты.
Если в качестве реагирующего органа применяются электромеханические реле, питающиеся переменным током трансформаторов тока, то число тормозных обмоток реле в общем случае должно быть равно числу присоединений, отходящих от защищаемых шин. Такие защиты получаются сложными и применяются редко.
|
|
|
Защита значительно упрощается при выполнении ее на выпрямленном токе. В этом случае реагирующий орган может осуществляться с помощью поляризованных и магнитоэлектрических реле или на полупроводниках.
Простейшая схема с поляризованным реле, наиболее наглядно поясняющая принцип выполнения дифференциальной защиты с торможением, показана на рис. 19-13, а.
Тормозная обмотка реле Т включена на сумму выпрямленных токов присоединений: IТ = . В этом случае тормозной ток равен арифметической сумме токов всех присоединений (Л1, Л2, ..., Лп).
Рабочая обмотка питается выпрямленным дифференциальным током Iд. Принцип действия такой защиты не требует пояснений. Описание подобной защиты дано в [Л. 104].
Дифференциально-фазная защита шин. Принцип действия защиты основан на сравнении фаз токов присоединений при внешнем к. з. и при к. з. на шинах (рис. 19-14).
Пренебрегая фазными сдвигами первичных токов, можно считать, что в первом случае (при внешнем к. з., рис. 19-14, а) токи, притекающие к шинам и утекающие от них, имеют противоположные фазы (т. е, сдвинуты на 180°), а во втором (рис. 19-14, б) — токи всех присоединений совпадают по фазе.
|
|
|
В соответствии со сказанным реагирующий орган дифференциально-фазной защиты должен сравнивать между собой углы сдвига фаз токов всех присоединений. При совпадении фаз токов всех присоединений реагирующий орган должен работать, а при наличии тока хотя бы одного присоединения, сдвинутого на 180°, — не действовать. Такое сравнение можно осуществить с помощью схемы, показанной на рис. 19-15, а, характеризующей общий принцип выполнения подобного фазного органа.
Вторичные обмотки вспомогательных трансформаторов ВТ, установленных на каждом присоединении, соединяются одноименными зажимами на параллельную работу через однополупе-риодные выпрямители В, пропускающие только положительные полуволны питающего их тока.
К выходу этого контура подключен фазный орган Ф, реагирующий на сдвиг фаз между первичными токами присоединений I1, I2, ..., In .
Поскольку выпрямители В всех присоединений соединены параллельно, из всех токов присоединений (совпадающих по фазе) через выпрямители будет проходить только один ток, положительная полуволна которого имеет наибольшее значение Iмакс. Выпрямители В на остальных присоединениях (с меньшими токами) будут закрыты обратным напряжением, создаваемым выпрямителем, пропускающим ток Iмакс.
|
|
|
Таким образом, к органу сравнения фаз Ф подводится напряжение U ф = k IмаксR.
При к. з. на защищаемых шинах (в К1 на рис. 19-16, а) токи по всем присоединениям, имеющим источники питания, направлены к месту к. з., т. е. к шинам, и совпадают по фазе, если не учитывать различие в углах сопротивлений присоединений и фаз э. д. с. источников питания. В этих условиях положительные полуволны первичного тока всех присоединений совпадают. Ток присоединения, по которому проходит наибольший ток к. з., пропускается соответствующим выпрямителем, проходит по сопротивлению R и воздействует на реагирующий орган Ф (рис. 19-15).
В отрицательные полупериоды тока присоединений диоды выпрямителей В заперты и ток в фазном контуре отсутствует. В результате этого напряжение U ф на входе фазного органа имеет прерывистый характер, как показано на рис. 19-16, а.
Фазный орган устроен так, что при наличии разрыва («скваж ности») в кривой входного напряжения он срабатывает.
При внешнем к. з. токи, идущие к шинам и уходящие от них к месту к. з., сдвинуты на 180°.
В результате этого ток в фазном контуре течет непрерывно, соответственно этому кривая U ф имеет также непрерывный характер (рис. 19-16, б). При наличии сплошного импульса на входе фазный орган Ф не работает.
|
|
|
Фазная характеристика реле Ф, определяющая зависимость его Iс.р = f(φ) приведена на рис. 19-17. С учетом угловых погрешностей, возникающих из-за различия в фазах э. д. с. источников питания, углов сопротивлений присоединений и угловой погрешности трансформаторов тока ширина зоны действия фазного органа принимается приблизительно равной 140°.
В ряде защит [Л. 77, 79] орган сравнения фаз Ф выполняется с помощью транзистора Т, управляющего работой электромагнитного реле Р, как показано на рис. 19-15, б. При наличии напряжения U ф триод открыт и шунтирует реле Р, не позволяя ему работать. При отсутствии U ф триод Т закрывается и реле может работать.
Специальные испытания показывают, что дифференциально-фазные защиты, обладая достаточной чувствительностью при к. з. на шинах, могут быть надежно отстроены от небалансов при выполнении защиты на трансформаторах тока с погрешностью, достигающей в установившемся режиме 20—30%.
Дифференциально-фазная защита может выполняться односистемной, для этого необходимо, чтобы вспомогательные трансформаторы ВТ были выполнены в виде сумматоров или комбинированных фильтров.
В СССР применяются дифференциально-фазные защиты, разработанные Грузэнерго [Л. 78], Белорусэнерго, использовавшими опыт применения подобных защит в Чехословакии [Л. 77] и Институтом автоматики Министерства приборостроения.
Оценка защит. Оба варианта дифференциальной защиты (с торможением и фазным органом) чувствительнее простой дифференциальной защиты шин, более надежно отстраиваются от внешних к. з., позволяют снизить требования к точности трансформаторов тока и уменьшить сечение контрольного кабеля в токовой цепи защиты.
Общим недостатком обеих защит является отсутствие мер по отстройке от повышенных погрешностей трансформаторов тока в переходных режимах, обусловленных апериодической составляющей тока к. з.
Дальнейшие разработки и опыт эксплуатации этих защит позволят полнее оценить оба варианта новых защит и целесообразность их широкого применения. Завод ЧЭАЗ начинает выпуск защиты с торможением.
ГЛАВА ДВАДЦАТАЯ
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 284; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!