Основные требования, предъявляемые к релейной защите.
К релейной защите предъявляются следующие основные требования:
1. Быстродействие.
2. Селективность.
3. Чувствительность.
4. Надежность.
Быстродействие – это свойство релейной защиты отключать повреждение с минимально возможной выдержкой времени. Как уже указывалось, быстрое отключение поврежденного оборудования или участка электрической установки предотвращает или уменьшает размеры повреждений, сохраняет нормальную работу потребителей неповрежденной части установки, предотвращает нарушение параллельной работы генераторов. Длительное протекание тока короткого замыкания может привести к повреждению неповрежденных участков оборудования, линий, трансформаторов по которым протекает ток короткого замыкания из-за термического перегрева оборудования.
Необходимое быстродействие выбирается таким, чтобы время отключения КЗ не превосходило максимально допустимое. Например, увеличение времени отключения может потребовать увеличения числа параллельно работающих линий и снижения передаваемой мощности по каждой из них, что связано с дополнительными капитальными вложениями. Допустимые времена отключения определяются расчетом устойчивости.
Для обеспечения устойчивости параллельной работы генераторы, трансформаторы, линии электропередачи, по которым осуществляется параллельная работа и все другие части электрической установки или электрической сети должны оснащаться быстродействующей релейной защитой. Современные устройства быстродействующей релейной защиты имеют время действия 0,02–0,1 сек.
|
|
|
Для распределительных сетей такое быстродействие необязательно. Оно определяется термической устойчивостью, но и в этом случае следует стремиться к минимально возможной выдержке времени.
Таким образом, в общем случае желательно иметь основную защиту с возможно меньшей выдержкой времени. Вместе с тем выполнение быстродействующей защиты, как правило, требует более сложных решений, например, установки одновременно абсолютно селективной защиты как основной и относительно селективной в качестве резервной.
Для линий электропередачи напряжением до 220 кВ допустимое время отключения в соответствии с ПУЭ критерием остаточного напряжения (см. рис. 1.1).
Рис.1.1. Использование критерия остаточного напряжения.
Трехфазные КЗ в точках системы (К1 … К4), при которых остаточное напряжение 
на шинах, через которые осуществляется параллельная работа синхронных генераторов, меньше 
, должны отключаться без выдержки времени. На рис. 1.1 от шин электростанции (или энергосистемы) с внутренним сопротивлением 
отходит линия. Ток трехфазного КЗ 
и остаточное напряжение определяются по соотношениями:
|
|
|
;
,
где 
- сопротивление линии до точки КЗ, зависящее от расстояния от точки КЗ до шин.
Как следует из приведенного графика, на линии должна быть установлена защита, отключающая КЗ на участке 
без выдержки времени.
Селективностью называется способность релейной защиты выявлять место повреждения и отключать его только ближайшими к нему выключателями.
Рис. 1.2. Пояснение принципа селективности.
Так, при КЗ в точке К1 (рис. 1.2.) для правильной ликвидации аварии должна подействовать защита только на выключателе Q1 и отключить этот выключатель. При этом остальная неповрежденная часть электрической установки останется в работе. Такое избирательное действие защиты называется селективным.
Если же при КЗ в точке К1 раньше защиты выключателя Q1 или одновременно с ней подействует защита выключателя Q4 и отключит этот выключатель, то ликвидация аварии будет неправильной, так как, кроме поврежденного электродвигателя M1, останется без напряжения неповрежденный электродвигатель М2. Такое действие защиты называется неселективным.
Из рис. 1.2 видно, что если при КЗ в точке K1 подействует неправильно защита выключателя Q5 и отключит этот выключатель, то последствия такого неселективного действия будут еще более тяжелыми, так как без напряжения останутся оба неповрежденных электродвигателя М2 и МЗ.
|
|
|
Рассмотренный пример показывает, какое важное значение имеет выполнение требования селективности для обеспечения правильной ликвидации аварий.
Применяется несколько способов обеспечения селективности:
Селективность по принципу действия. Защита принципиально не срабатывает при коротком замыкании вне зоны действия (например, зона действия дифференциальной защиты ограничивается местом установки ее трансформаторов тока).
Селективность по чувствительности. Ток, напряжение или сопротивление срабатывания выбирается таким образом, чтобы защита не действовала при коротком замыкании на смежной линии, или за трансформатором (например, токовая отсечка).
Селективность по времени. Выдержка времени каждой предшествующей защиты (например, максимальной токовой защиты) вбирается на ступень селективности больше чем последующая. Поэтому она не успевает сработать, так как ее опережает защита последующей линии при коротком замыкании на ней. Этот принцип наиболее прост, однако имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что выдержка времени растет по мере приближения к источнику питания, а значит возрастания тока КЗ. Это противоречит принципу быстродействия, поэтом приходится выбирать, какой принцип – быстродействие или селективность важнее.
|
|
|
Чувствительность – это свойство защиты надежно срабатывать при КЗ в конце защищаемого участка в минимальном режиме работы системы.
Защита должна обладать такой чувствительностью к тем видам повреждений и нарушений нормального режима работы в данной электрической установке или электрической сети, на которые она рассчитана, чтобы было обеспечено ее действие в начале возникновения повреждения, чем сокращаются размеры повреждения оборудования в месте КЗ.
Чувствительность защиты должна также обеспечивать ее действие при повреждениях на смежных участках. Так, например, если при повреждении в точке K1 (рис. 1.2) по какой-либо причине не отключится выключатель Q1, то должна подействовать защита следующего к источнику питания выключателя Q4 и отключить этот выключатель. Такое действие защиты называется дальним резервированием смежного или следующего участка.
Чувствительность защиты оценивается коэффициентом чувствительности, определяемым как отношение минимального значения контролируемой величины при КЗ в конце защищаемого участка к уставке защиты (Кч >1). Коэффициенты чувствительности нормируются Правилами устройства электроустановок, и величина их составляет для КЗ в защищаемой зоне Кч=1,5, в зоне резервирования — Кч=1,2, для быстродействующих дифференциальных защит Кч=2.
Ток срабатывания защиты должен быть меньше тока короткого замыкания на величину определяемую коэффициентом чувствительности (Кч). Уставка по напряжению и сопротивлению должна быть больше параметров напряжения и сопротивления срабатывания на такую же величину. Коэффициент чувствительности учитывает погрешности реле, расчета параметров, влияние переходного сопротивления и электрической дуги в месте КЗ и др.
Надежность – это свойство защиты гарантированно выполнять свои функции на протяжении всего периода эксплуатации. Защита должна правильно и безотказно действовать на отключение выключателей оборудования при всех его повреждениях и нарушениях нормального режима работы, для действия при которых она предназначена, и не действовать в нормальных условиях, а также при таких повреждениях и нарушениях нормального режима работы, при которых действие данной защиты не предусмотрено, и должна действовать другая защита. Требование надежности обеспечивается совершенством принципов защиты и конструкций аппаратуры, добротностью деталей, простотой выполнения, а также уровнем эксплуатации.
Для дальнейшего повышения надежности применяют принципы ближнего или дальнего резервирования. Ближнее резервирование обеспечивается установкой на данном присоединении второй, резервной защиты, а для резервирования отказа выключателя — специального устройства резервирования отказа выключателя (УРОВ). При дальнем резервировании отказ защиты и выключателя резервируется резервной защитой на вышестоящем, предшествующем элементе.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 2123; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!