Отсечки мгновенного действия на линиях с односторонним питанием
По условию селективности с защитами остальной сети отсечка без выдержки времени (с tз = 0) не должна работать за пределами защищаемой линии. Ток срабатывания мгновенной отсечки должен удовлетворять условию (5-2) при к. з. в конце защищаемой линии АВ, т. е. в точке М. В соответствии с этим принимается, что
где Iк.макс – максимальный ток к. з. в фазе линии при к. з. на шинах подстанции; kн – коэффициент надежности, учитывающий погрешность в расчете тока к. з. Iк.макс и погрешность в токе срабатывания реле. Ток к. з. Iк.макс рассчитывается для таких режимов работы системы и видах повреждений, при которых он оказывается наибольшим. Поскольку собственное время действия отсечки равно 0,02 – 0,01 с, то ток Iк.макс рассчитывается для начального момента времени (t = 0) и принимается равным действующему значению периодической составляющей. При расчете тока к. з. генераторы замещаются сверхпереходным сопротивлением.
В схемах отсечки, где токовые реле действуют непосредственно на отключение без промежуточного реле, время действия отсечки может достигать одного периода (т. е. 0,02 с). В этом случае следует учитывать апериодическую составляющую тока к. з., умножая ток Iк.макс на коэффициент kа = 1,6 – 1,8. У отсечек для защиты линий с токовыми реле типа РТ коэффициент надежности kн = 1,2 – 1,3.
Правила устройства электроустановок рекомендуют применять отсечку, если ее зона действия охватывает не меньше 20% защищаемой линии. Вследствие простоты отсечки она применяется в качестве дополнительной защиты при зоне действия, меньшей 20%, если основная защита линии имеет мертвую зону.
|
|
|
Время действия мгновенной отсечки складывается из времени срабатывания токовых и промежуточного реле (рис. 6). При быстродействующих промежуточных реле (0,02 с) отсечка срабатывает в течение времени t3 = 0,04 – 0,06 с. Промежуточное реле облегчает работу контактов токовых реле и позволяет не учитывать апериодическую составляющую тока к. з., поскольку последняя затухает очень быстро (за 0,02 – 0,03 с).
На линиях, защищенных от перенапряжений трубчатыми разрядниками, отсечка может срабатывать при их действии. Время работы разрядников составляет около 0,01 – 0,02 с. При каскадном действии разрядников оно увеличивается до 0,04 – 0,06 с. Применением промежуточного реле с временем действия t = 0,06 – 0,08 с удается отстроить отсечку от работы разрядников.
Отсечки с выдержкой времени
Мгновенная отсечка защищает только часть линии, чтобы выполнить защиту всей линии с минимальным временем действия, применяется отсечка с выдержкой времени (рис. 7). Зона и время действия такой отсечки 1 (рис. 7) согласуются с зоной и временем действия мгновенной отсечки 2 так, чтобы была обеспечена селективность.
|
|
|
Для выполнения этих условий время действия защиты tз1 отсечки 1 (рис. 5-7) выбирается на ступень Δt больше tз2 отсечки 2:
Рис. 7. Выбор I с.з. отсечки с выдержкой времени на линии с односторонним питанием
Практически в зависимости от точности реле времени отсечки 1
tз = 0,3 – 0,6 с.
Зоны действия отсечек 1 и 2 согласуются между собой при условии, что зона действия отсечки 1 должна быть короче зоны работы отсечки 2 (рис. 7)
В сети с односторонним питанием ток, проходящий через защиты 1 и 2 при к. з. на линии JI2 (точка К), одинаков. Поэтому согласование зон действия защит 1 и 2 можно обеспечить, выбрав 
При таком соотношении токов срабатывания защит отсечка 1 не будет действовать, если ток к. з. недостаточен для действия отсечки 2.
Схемы отсечки с выдержкой времени выполняются так же, как и схемы максимальных защит с независимой характеристикой. Токовая отсечка с выдержкой времени охватывает полностью защищаемую линию и частично следующий участок.
Токовые отсечки мгновенного действия являются самой простой защитой. Быстрота их действия в сочетании с простотой схемы и обслуживания составляет весьма важное преимущество этих защит.
|
|
|
Недостатками мгновенной отсечки являются: неполный охват зоной действия защищаемой линии и непостоянство зоны действия под влиянием сопротивлений в месте повреждения и изменений режима системы, однако последнее не оказывает существенного влияния в мощных энергосистемах.
Отсечка с выдержкой времени позволяет обеспечить достаточно быстрое (tз ≈ 0,5 с) отключение повреждений на защищаемой линии. Сочетание отсечек и максимальной защиты позволяет получить трехступенчатую защиту, которая во многих случаях успешно заменяет более сложные защиты.
Защита от замыканий на землю
Сети с малым током замыкания на землю работают с изолированной нейтралью или с заземленной через дугогасящую катушку. В таких сетях (в отличие от сетей с глухозаземленной нейтралью) замыкание на землю одной фазы не вызывает короткого замыкания и не сопровождается поэтому снижением междуфазных напряжений и появлением повышенных токов в сети.
Требования к защите от замыканий на землю в сети с малым током замыкания на землю существенно отличаются от требований, предъявляемых к защитам от к. з. Поскольку замыкания на землю не вызывают появления сверхтоков и не искажают величины междуфазных напряжений, они не отражаются на питании потребителей, не влияют на устойчивость энергосистемы и не сопровождаются перегрузкой оборудования опасными токами. Поэтому в отличие от к. з. замыкания на землю не требуют немедленной ликвидации.
|
|
|
Однако отключение замыканий на землю является все же необходимым, так как в результате теплового воздействия тока замыкания на землю в месте повреждения возможно повреждение изоляции между фазами и переход однофазного замыкания в междуфазное к. з. Помимо того, из-за перенапряжений, вызываемых замыканием на землю, возможен пробой или перекрытие изоляции на неповрежденных фазах, что приводит к образованию двойных замыканий на землю в разных точках сети. В компенсированных сетях и сетях с малыми емкостными токами (20 – 30 А в сети 10 и 6 кВ) замыкания на землю могут оставаться довольно длительное время (до 2 ч), не вызывая развития повреждения и не нарушая работы потребителей.
Исходя из этого принято выполнять защиту от замыканий на землю в сетях с малым током повреждения с действием на сигнал. Получив сигнал о появлении замыкания на землю, дежурный персонал принимает меры к переводу нагрузки поврежденной линии на другой источник цитация, разгружает поврежденную линию и затем отключает ее.
Защиты от замыкания на землю должны быть селективными и иметь высокую чувствительность. Последнее вызывается тем, что токи повреждения, на которые реагирует защита, очень малы (5 – 10 А). Кроме того, желательно, чтобы защита от замыканий на землю реагировала не только на устойчивые, но также и на неустойчивые повреждения.
Простейшей защитой от замыканий на землю является общая неселективная сигнализация о появлении замыкания на землю без указания поврежденного участка. Такое устройство состоит из схемы с одним реле повышения напряжения (рис. 8), включенным на напряжение нулевой последовательности.
При появлении «земли» схема дает сигнал, а затем дежурный поочередным отключением присоединений определяет поврежденный элемент. Указанный способ определения повреждения связан с кратковременным нарушением питания потребителей, требует много времени и особенно неудобен на подстанциях без постоянного дежурного персонала.
Рис. 8. Схема неселективной сигнализации при замыканиях на землю с реле напряжения, включенным на напряжение нулевой последовательности
Все известные и применяемые на практике защиты можно подразделить на четыре группы:
1) защиты, реагирующие на естественный емкостный ток сети. Такой способ защиты возможен только при отсутствии компенсации или при наличии недокомпенсации емкостного тока сети;
2) защиты, реагирующие на токи нулевой последовательности, создаваемые искусственным путем;
3) защиты, реагирующие на установившиеся остаточные токи, возникающие в поврежденной линии при резонансной компенсации емкостных токов;
4) защиты, реагирующие на токи переходного режима, возникающие в первый момент замыкания на землю.
Токовая защита, реагирующая на полный ток нулевой последовательности
Защита предназначена для радиальных сетей. В некомпенсированной сети она реагирует на естественный емкостный ток, а в компенсированной действует от остаточного тока перекомпенсации (если таковая предусмотрена). Основной трудностью в выполнении рассматриваемой защиты является обеспечение необходимой чувствительности при малых значениях тока повреждения – 10 А и меньше.
Реагирующий орган защиты состоит из токового реле, питающегося через фильтр нулевой последовательности. В качестве фильтра применяется специальный трансформатор тока нулевой последовательности (ТНП) особой конструкции. В однотрансформаторном фильтре, выполняемом с помощью трансформатора тока нулевой последовательности, ток 3 I 0 получается магнитным суммированием первичных токов трех фаз:
.
Защита с трансформатором тока нулевой последовательности получается значительно чувствительнее, чем с использованием трехтрансформаторного фильтра.
Главное преимущество ТНП состоит в значительно меньшем небалансе и возможности подбора числа витков вторичной обмотки из условия наибольшей чувствительности защиты без каких-либо ограничений по нагрузке. В результате этого ТНП позволяет обеспечить действие защиты при первичных токах порядка 3 – 5 А, а при сочетании ТНП с высокочувствительными реле чувствительность защиты повышается до 1 – 2 А. Вследствие этого схема защиты с ТНП является основой для сети с малым током замыкания на землю.
Опыт эксплуатации показал, что токовое реле может неправильно работать на неповрежденных линиях в первый момент повреждения под влиянием бросков токов, появляющихся в неустановившемся режиме. Исключить ложную работу защиты по указанной причине можно загрублением защиты по току срабатывания, введением выдержки времени или применением фильтра, не пропускающего в реле тока высших частот, составляющих значительную долю в токе неустановившегося режима. Для отстройки от броска емкостного тока предусмотривается реле времени. Схемы с включением реле через фильтр высокой частоты также применяются. Защита с фильтром выполняется без выдержки времени и поэтому может реагировать на кратковременные замыкания на землю. Действие защиты фиксируется с помощью указательного реле.
Дата добавления: 2019-08-31; просмотров: 166; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!