Структура защиты линии с использованием дистанционной защиты



В отечественных энергосистемах ДЗ применяется для действия при междуфазных КЗ, а для действия при однофазных КЗ используется более простая ступенчатая МТЗ нулевой последовательности (НП). Большинство микропроцессорной аппаратуры имеет дистанционную защиту, действующую при всех видах повреждения, в том числе и при замыканиях на землю. Реле сопротивления (РС) включается через ТН и ТТ на первичные напряжения в начале защищаемой ЛЭП. Вторичное напряжение на зажимах PC: Uр = Upn / Ku , а вторич-

ныйток: Ip = Ipn / KI .

Сопротивление на входных зажимах реле определяется по выражению:

Zp = (KI / Ku) Zpn

где Zpn - первичное значение сопротивления, подведеного к зажимам реле:

Первичное сопротивление Zсз = Zсp (Ku / KI ) называется сопротивлением срабатывания ДЗ.

Кроме измерительных органов в состав дистанционной защиты входят органы выдержки времени, а также ряд блокировок. предотвращающих неправильную работу защиты, в режимах, при которых защита может сработать при отсутствии повреждения на защищаемой ЛЭП. К таким режимам относятся качания в энергосистеме и повреждения в цепях ТН, питающих ДЗ.

Устройство блокировки при качаниях УБК блокирует неправильную работу при качаниях. При качаниях, дистанционная защита измеряет расстояние от места установки до электрического центра качаний и если этот центр качаний находится на защищаемой линии, измерительный орган защиты срабатывает.

Защиты с абсолютной селективностью

Защиты с абсолютной селективностью работают только при коротком замыкании на защищаемом участке. К таким защитам относятся дифференциальные и дифференциально-фазные защиты. Принцип действия дифференциальной защиты основан на сравнении токов на входе и выходе защищаемого объекта. Рассмотрим функционирование дифференциальной защиты на примере линии с односторонним питанием.

В нормальном режиме и в режиме внешнего короткого замыкания в точке К1, выполняется соотношение I1 = I2 = I. В защите эти токи сравниваются между собой, и при их равенстве защита не работает. При возникновении короткого замыкания в зоне действия защиты, например в точке К2, вектор тока I2 становится равным нулю, равенство токов нарушается, и защита сработает. При наличии двухстороннего питания значение тока I2 0, и в принципе модули токов могут оказаться равными, но векторы имеют разные знаки, и защита также будет работать.

Принцип дифференциально-фазной защиты основан на сравнении фаз токов на входе и выходе объекта.

Элементы защиты, реле и их разновидности

Защита автоматическими выключателями

Наряду с основными характеристиками автоматических выключателей используется защитная (времятоковая) характеристика автомата.

По типовым времятоковым характеристикам определяется достаточность выдержки времени теплового расцепителя при расчетных нагрузках и продолжительности кратковременных перегрузок. В отдельных случаях, например при пусках двигателей совместно с механизмами, имеющими большие маховые массы, приходится увеличивать номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, чтобы получить возможность нормального запуска двигателя без ложного отключения выключателя в процессе пуска.

Автоматические выключатели, имеющие только электромагнитные элементы мгновенного действия (отсечку), не реагируют на токи перегрузок, если они меньше тока уставки срабатывания. Эти автоматические выключатели выбираются по току КЗ в конце защищаемого участка с таким расчетом, чтобы расчетный (минимальный) ток КЗ был, по крайней мере, в три раза больше тока срабатывания автомата. При этом верхний предел тока КЗ, допустимого для данного выключателя и расцепителя, определяется каталожны­ми данными предельно отключаемых токов.

При КЗ начинают действовать электромагнитные расцепители всех выключателей, включенных последовательно в данной цепи, если ток КЗ больше тока уставок срабатывания выключателей. При отсутствии устройств преднамеренной выдержки времени все такие электромагнитные расцепители срабатывают почти одновременно и отключение может произойти не селективно.

Автоматические выключатели, которые имеют только тепловые или другие обратнозависимые от тока расцепители, будут действовать селективно во всем диапазоне допустимых для них предельно отключаемых токов, если последовательно включенные автоматы правильно подобраны по своим типовым времятоковым характеристикам. Автоматические выключатели с комбинированными (тепловыми и электромагнитными) расцепителями при больших токах КЗ, превышающих токи срабатывания мгновенных расцепителей, также могут отключаться не селективно. Проверка на селективность отключения производится по типовым времятоковым характеристикам примененных автоматов и по расчетным токам КЗ в защищаемой сети.

Реле и их разновидности

Основные и вспомогательные реле. Каждое устройство релейной защиты в большинстве случаев состоит из нескольких реле, выполняющих определенные функции.

Например, одни реле, называемые основными, реагируют на возникновение повреждения или ненормального режима, другие (вспомогательные) по команде первых производят отключение выключателя или другие операции, возложенные на данную защиту.

Для защит от ненормальных режимов, так же как и для защит от коротких замыканий, используют реле тока и напряжения. Первые служат в качестве реле, реагирующих на перегрузку, вторые - на опасное повышение или понижение напряжения в сети. Кроме того, применяется ряд специальных реле, например, реле частоты, дей­ствующие при недопустимом снижении или повышении частоты;

тепловые реле, реагирующие на увеличение тепла, выделяемого током при перегрузках и др.

К числу вспомогательных реле относятся: реле времени, служащие для замедления времени защиты; реле указательные -для сигнализации и фиксации действия защиты; промежуточные, передающие действие основных реле на отключение выключателя и служащие для осуществления взаимной связи между элементами защиты.

Каждое реле можно разделить на две части: воспринимающую и исполнительную. Воспринимающий элемент имеет обмотку, которая питается током или напряжением питающего элемента в зависимости от типа реле. Реле мощности и реле сопротивления имеют две обмотки (тока и напряжения). Через посредство обмоток реле воспринимает изменение той величины, на которую оно реагирует.

Исполнительный элемент представляет собой подвижную систему, перемещающуюся под действием сил, создаваемых воспринимающим элементом. При перемещении подвижная система реле действует на контакты реле, заставляя их замыкаться и размыкаться.

Первичные и вторичные реле.В зависимости от способа включения обмотки реле делятся на первичные и вторичные. Обмотка первичных реле включается непосредственно в защищаемую цепь, а обмотка вторичных - через измерительный трансформатор. В настоящее время наибольшее распространение получили вторичные реле. Достоинством первичных реле является то, что для их включения не требуется измерительных трансформаторов, источников оперативного тока и контрольного кабеля.

Благодаря этому защита с первичными реле проще и дешевле, чем с вторичными реле. Поэтому первичные реле находят применение на электродвигателях, трансформаторах и линиях малой мощности в сетях напряжением 6...10 кВ.

Реле прямого и косвенного действия.В зависимости от способа воздействия на объект управления различают реле прямого и косвенного действия. В реле прямого действия, используемом в устройстве защиты, подвижная система механически связана с отключающим устройством выключателя, благодаря чему срабатывание реле сопровождается его отключением.

Подвижная система реле косвенного действия в схеме релейной защиты непосредственно не связана с отключающим механизмом выключателя. Реле содержит контакты, с помощью которых управляет цепью отключения выключателя. При этом возникает необходимость в источнике оперативного тока, служащего для питания отключающего устройства выключателя.

Оперативный ток. Ток питания цепей релейной защиты, автоматики и сигнализации называется оперативным током. Надежность источника оперативного тока и исправность его сети обеспечивает безотказную работу всех элементов, входящих в устройство релейной защиты. Постоянный или выпрямленный ток получают от аккумуляторных батарей или от различных выпрямительных устройств.

В качестве источников переменного оперативного тока могут быть использованы трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, трансформаторы собственных нужд.

Типы реле

Наиболее распространены в релейной защите электрические реле - электромагнитные и индукционные.

Реле максимального тока типов РТМ, РТВ. При­воды рядов выключателей имеют встроенные реле мгновенного дей­ствия типа РТМ и реле с выдержкой времени типа РТВ. Реле типа РТМ выполняют в четырех вариантах с регулировкой тока уставки: PTM-I - от 5 до 15 A; PTM-II - от 10 до 25 A; PTM-III - от 30 до 60 A; PTM-IV - от 75 до 150 А. Ток срабатывания регулируется из­менением воздушного зазора.

Реле типа РТВ выполняют в шести вариантах с диапазоном уставки номинальных токов срабатывания 5...35 А; они имеют огра­ниченно зависимую характеристику выдержки времени с регулиро­ванием 0...4 с.

Реле РТМ и РТВ применяют в пружинных приводах типа ПП-67.

Реле минимального напряжения типа РНВ. Его выполняют с выдержкой времени 0..9 с. Кроме того, в приводе ПП-67 могут быть встроены дополнительные элементы - электромагнитные с питанием от независимого источника.

Электромагнитное реле РТ-40. Уставка срабатывания реле РТ-40 регулируется натяжением поводка пружины; изменение пределов уставок осуществляется переключением катушек с последовательного (0,5...25 А) на параллельное (1...50 А) соединение.

Реле напряжения типа РН-50. Уставки срабатывания этого реле в пределах 15 ...400 В. для реле максимального и 12...320 В. для реле минимального напряжения регулируются также натяжением пружины и включением двух дополнительных резисторов в цепи обмотки реле. Обмотка реле включается через выпрямитель.

Реле времени типов Э В -1 1 2-ЭВ-1 44 выпускают для работы на постоянном токе при напряжениях 24,48,110,220 В; реле времени типов ЭВ-215 - ЭВ-245 - для работы на переменном токе напряжением 100, 127, 220, 380 В.

Промежуточные реле предназначены для размножения контактов основного реле, например, для одновременного замыкания и размыкания контактов нескольких цепей, питающих отключающие катушки приводов выключателей. Их используют также для усиления мощности сигнала основного реле (путем передачи его импульса на промежуточное реле с более мощными контактами).

Промежуточные реле работают на постоянном и переменном оперативном токе и включаются, как реле напряжения или тока. Для работы на постоянном токе применяют промежуточные реле РП-210, РП-232. Все указанные реле работают на электромагнитном принципе и имеют пять контактов, которые могут использоваться в различных комбинациях как замыкающие и размыкающие. Потребляемая мощность составляет 6...8 Вт.

Для работы на переменном токе применяют промежуточные реле типов РП-25, РП-26, которые имеют короткозамкнутый витокна сердечнике электромагнита для устранения вибрации подвижной системы.

Указательные реле предназначены для подачи сигнала о срабатывании соответствующей защиты. Указательные реле можно включать: последовательно в цепь других реле или аппаратов и реагировать на появление тока в них; параллельно в цепь соответствующихреле и аппаратов и указывать появление на них напряжения. Указательные реле постоянного тока РУ-21 можно использовать и для работы на переменном токе.


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 423;