35829

Электротехника. Шпаргалка

Шпаргалка

Энергетика

Первая схема выполнена с помощью двух реле типа РНТ565. Она выполняется в трехфазном исполнении с помощью реле РНТ565 с Третья схема наиболее совершенная она сочетает два принципа отстройки РЗ от тока небаланса: торможение при котором ток Jcp автоматически увеличивается с ростом тока КЗ и применение НТТ. Норм и ненорм режимы 2 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ИСПОЛНЕНИЯ РЕЛЕ работа на переменном токе 3 ИНДУКЦИОННЫЕ РЕЛЕ. РЕЛЕ ТОКА РЕЛЕ МОЩНОСТИ 4 МТЗ.

Русский

2013-09-20

1.1 MB

14 чел.

39 ЗАЩИТА ОТ МЕЖДУФАЗНЫХ К З В ОБМОТКЕ СТАТОРА В качестве основной РЗ от междуфазных КЗ в генераторе применяется быстродействующая продольная дифференциальная РЗ  Эта РЗ, выполняемая по схеме с циркулирующими токами, подключается к ТТ, установленным со стороны линейных выводов и со стороны нулевой точки генератора; в зону ее действия входят обмотки, выводы статора, а для генераторов, работающих на сборные шины, - кабели или шины, соединяющие генератор с его выключателем.

Разновидности схем продольных дифференциальных защит.

Первая схема выполнена с помощью двух реле типа РНТ-565. Подобная схема обычно применяется на генераторах небольшой мощности (менее 30 МВт). При такой уставке срабатывания дифференциальная РЗ, как правило, бывает надежно отстроена от тока небаланса и вместе с тем предотвращается ее ложное срабатывание в нормальном режиме в случае обрыва соединительных проводов или неисправности одного из ТТ.

Недостатком первой схемы является то, что она не срабатывает при двойном замыкании на землю (одно в сети, другое в обмотке статора), если в генераторе замыкается на землю фаза статора, на которой отсутствуют ТТ РЗ

Вторая, наиболее распространенная схема, применяемая на генераторах с косвенным охлаждением обмоток, средней мощности от 30 до 160 МВт. Она выполняется в трехфазном исполнении с помощью реле РНТ-565 с

Третья схема наиболее совершенная, она сочетает два принципа отстройки РЗ от тока небаланса: торможение, при котором ток Jcp автоматически увеличивается с ростом тока КЗ, и применение НТТ.

1 Треб. К РЗ. Норм и ненорм режимы

2 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ  ИСПОЛНЕНИЯ РЕЛЕ, работа на переменном токе

3 ИНДУКЦИОННЫЕ РЕЛЕ. РЕЛЕ ТОКА РЕЛЕ МОЩНОСТИ

4 МТЗ. СТРУКТУРНАЯ ИПРИНЦ СХЕМА

5 Погрешности  Т. Напряжения , повреждения

6 Т. Напряжения, схемы соединения

7 Т. Тока, Погрешности, параметры включения

8  Типовые СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ТТ, нагрузка ТТ

9 ТРЕБОВАНИЯ К ТОЧНОСТИ Т Т. ВЫБОР ТТ

10 ВЫБОР ТОКА СРАБАТЫВАНИЯ МТЗ

11 М Т З НА ПЕРЕМЕННОМ ОПЕРАТИВНОМ ТОКЕ

12 ТОКОВАЯ  ОТСЕЧКА. ТОКОВАЯ НАПР ЗАЩИТА

13 ЗАЩИТА ОТ КЗ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ГЛУХОЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

14 ТОКОВЫЕ НАПРАВЛЕННЫЕ ЗАШИТЫ НУЛ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ.

15 ЗАЩИТА ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМ-Й НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛ НЕЙТРАЛЬЮ

16 ТОКОВАЯ ПОПЕРЕЧНАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА. МЕРТВАЯ ЗОНА

17 ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ОТ ПЕРЕГРУЗ ОТ ЗАМ НА ЗЕМЛЮ

18 ДИСТАНЦИОННАЯ ЗАЩИТА

19 ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРОДОЛЬНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

20 ЗАЩИТА ГЕНЕРАТОРОВ

21 ЗАЩИТА ТРАНСФ ОТ ВНУТР ПОВРЕЖДЕНИЙ

22 ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДИСТАНЦИОННОЙ  ЗАЩИТЫ ЛИНИЙ

23 ВЧЗ. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДФЗ

24 СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ

25 Т. Тока нулевой последовательности

26 ТОКИ НЕБАЛАНСА В ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЕ ТРАНСФОРМАТОРОВ

27 ОСОБЕННОСТИ ГАЗОВОЙ ЗАЩИТЫ

28 ИСТОЧНИКИ И СХЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО ТОКА

29 МАКСИМАЛЬНЫЕ ТОКОВЫЕ ЗАЩИТЫ С РЕЛЕ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

30 НЕСЕЛЕКТИВНЫЕ ОТСЕЧКИ

31 РЕЛЕ ВРЕМЕНИ. УКАЗАТЕЛЬНЫЕ РЕЛЕ

32 НЕОБХОДИМОСТЬ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ПРИНЦИП ВЫПОЛНЕНИЯ УРОВ

33 ЗАЩИТА СБОРНЫХ ШИН. ДИФ ЗАЩИТА ШИН

34 ЗАЩИТА АД

35 ЗАЩИТА БЛОКОВ ГЕНЕРАТОР - ТРАНСФОРМ ATOP

36 Защита ротора от замыкания на корпус

37 Защита ротора от перегрузки

38 ПОВРЕЖД-Я И НЕНОРМ РЕЖИМЫ  ГЕН-ОВ, ОСН ТРЕБОВАНИЯ К  ЗАЩИТЕ

39 ЗАЩИТА ОТ МЕЖДУФАЗНЫХ К З В ОБМОТКЕ СТАТОРА ГЕНЕРАТОРА

40 ПОВРЕЖ-Я И НЕНОРМ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ТРАНСФ-В И АТ, ВИДЫ ЗАЩИТ И ТРЕБОВАНИЯ К НИМ

41  МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РЕЛЕ. ПОЛЯРИЗОВАННЫЕ РЕЛЕ

42 ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ РЕЛЕ

43 Высокочастотный приемопередатчик. ИХ ТИПЫ, СХЕМЫ

44 ВЧ канал по линиям. Элементы по линиям

45 ДФЗ ЛИНИЙ

46 НАПРАВЛЕННОЙ ЗАШИТЫ ЛИНИЙ  С ВЧ-ВЛОКИРОВКОЙ

47  ГАЗОВАЯ ЗАШИТА ТРАНСФОРМАТОРОВ. ДУГОВАЯ ЗАЩИТА

48  ЗАЩИТА  ТРАНСФОРМАТОРОВ ОТ ВНЕШНИХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЯХ

49 ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕГРУЗКИ АТ

50  ОСОБЕННОСТИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА ТРАНСФ. И  АТ

40 ПОВРЕЖДЕНИЯ И НЕНОРМ. РЕЖИМЫ РАБОТЫ Т И АТ,ВИДЫ ЗАЩИТ И ТРЕБОВАНИЯ К НИМ

Виды повреждений. Основными видами: замыкания между фазами внутри кожуха трансформатора (трехфазного) и на наружных выводах обмоток; замыкания в обмотках между витками одной фазы (витковые замыкания); замыкания на землю обмоток или их наружных выводов; повреждения маг-нитопровода трансформатора, приводящие к появлению местного нагрева и "пожару стали".

Защита от повреждений. В качестве таких РЗ применяются токовая    отсечка,    дифференциальная    и    газовая    защиты.

Виды ненормальных режимов. Наиболее частым является появление в них сверхтоков, т. е. токов, превышающих номинальный ток обмоток трансформатора. Сверхтоки в трансформаторе возникают при внешних КЗ, качаниях и перегрузках.

Внешние КЗ. При внешнем КЗ, вызванном повреждением на шинах трансформатора или неотключившимся повреждением на отходящем от шин присоединении, по трансформатору проходят токи КЗ /к > /Ном> которые нагревают его обмотки сверх допустимого значения, что может привести к повреждению трансформатора. В связи с этим трансформаторы должны иметь РЗ от внешних КЗ, отключающую трансформатор.Защита от внешних КЗ осуществляется при помощи МТЗ, МТЗ с блокировкой минимального напряжения, дистанционной РЗ, токовых РЗ нулевой и обратной последовательностей.

Перегрузка. Время действия РЗ от перегрузки определяется только нагревом изоляции обмоток. РЗ трансформатора от перегрузки должна действовать на откючение только в том случае, когда перегрузка не может быть устранена персоналом или автоматически.

Повышение напряжения. Опасное для трансформаторов повышение напряжения возникает в сетях 500-1150 кВ при одностороннем отключении длинных ЛЭП с большой емкостной проводимостью. Повышение напряжения вызывает увеличение магнитной индукции в магнитопроводе трансформатора, вследствие чего нарастают ток намагничивания и вихревые токи.

Неполнофазный режим. На автотрансформаторах (AT) предусматриваются РЗ от неполнофазного режима, возникающего при отключении (или включении) не всеми фазами сторон высшего (ВН) или среднего (СН) напряжений. Эта РЗ должна действовать на отключение AT.

Понижение уровня масла в 6аке трансформатора ниже уровня обмоток может привести к повреждению обмотки. ЗАЩИТА ОТ СВЕРХТОКОВ ПРИ ВНЕШНИХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЯХ Защита от внешних КЗ служит для отключения трансформатора при КЗ на сборных шинах или на отходящих от них присоединениях (рис. 16.4), если РЗ или выключатели этих элементов отказали в работе. Одновременно РЗ от внешних КЗ используется и для защиты от повреждения в трансформаторе.

 

41 ПОЛЯРИЗОВАННЫЕ РЕЛЕ являются разновидностью электромагнитных конструкций. Якорь поляризованного реле находится под воздействием двух магнитных потоков, из которых один создается током, питающим обмотку реле, - рабочий, а второй - постоянным магнитом - поляризующий. Поляризованные реле выполняются в двух вариантах: с дифференциальной магнитной системой и с мостовой. Обе конструкции состоят из сердечника 1, обмотки 2, постоянного магнита 3, якоря 4 и контактной системы 5 (рис. 2.25). В дифференциальной системе (рис. 2.25, а) поляризующий магнитный поток Фп выходит из полюса N и разветвляется на две части Фпа и Фи& Обмотка 2, обтекаемая током 1р, создает рабочий поток Фр. Для простоты рассмотрения часть магнитного потока, ответвляющаяся через якорь, не учитывается. В воздушном зазоре ва магнитные потоки Фп и Фр суммируются, а в б6 вычитаются, образуя результирующие магнитные потоки:

 

Под действием Фа якорь притягивается к левому полюсу а с силой Fa = /сФа. Силе Fa противодействует сила F6 = кФ%, стремящаяся притянуть якорь к правому полюсу б.

При определенном токе 1р < Jc p Фа становится больше Ф$; Fa > Fg, и якорь отклоняется влево к полюсу а, замыкая контакты 5. При изменении направления тока 7р поток Фа также меняет свое направление, вследствие чего в зазоре ба возникает разность магнитных потоков, а в зазоре бб их сумма. Тогда при /р > /ср поток Ф6 > Фа, Fq > Fa, и якорь отклоняется вправо. Таким образом, благодаря наличию поляризующего потока реле реагирует не только на значение тока, но и на его направление. Поляризованные реле непригодны для работы на переменном токе. Поляризованные реле обладают важными преимуществами: высокой чувствительностью и малым потреблением, достигающим при минимальном токе срабатывания и зазоре между контактами 0,5 мм 0,005 Вт; высокой кратностью тока термической стойкости (20-50)/срт;п, У обычных электромагнитных реле термическая кратность не превышает l,5/cpm,-n; быстротой действия 0,005 с. Недостатками поляризованных реле являются: малая мощность контактов; небольшой зазор между ними 0,1-0,5 мм; невысокий коэффициент возврата.

 МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РЕЛЕ Магнитоэл-кое реле состоит из постоянного магнита 1, подвижной рамки 2, на которую намотана обмотка 3, питающаяся током L, и контактов 4. Принцип работы магнитоэл-ких реле основан на взаимодействии тока I в обмотке рамки с магнитным потоком постоянного магнита. Сила, действующая на обмотку рамки где Вм - индукция магнитного поля постоянного магнита; I - ток в обмотке рамки; / - активная длина витка обмотки; w_ - число витков обмотки рамки. То, магнитоэлектрические реле реагируют на направление тока и поэтому, так же как и поляризованные реле, не могут работать на переменном токе. Магнитоэлектрические реле имеют высокую чувствительность и малое потребление. Мо-сть срабатывания достигает 10~8 - 1О~10 Вт и превосходит чувствительность поляр-х реле, что объясняется наличием сильного поля пост. магнита 1 и малым   противодейщим   мом-ом   подвижной   системы.

 

42 ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ РЕЛЕ

Промежуточные реле применяются для выполнения логических операций как реле-повторители для одновременного замыкания или размыкания нескольких цепей, а также для замыкания и размыкания цепей с большими токами. Примеры использования промежуточных реле в схемах РЗ приведены на рис. 2.12. По способу включения промежуточные реле подразделяются на реле параллельного (рис. 2.12, а) и последовательного (рис. 2.12, б) включения. Обмотки первых включаются на полное напряжение источника питания, а вторых - на ток цепи последовательно с катушкой электромагнита отключения выключателя VAT или какого-либо другого аппарата или реле. Кроме того, выпускаются реле с дополнительными удерживающими катушками, например реле параллельного включения с удерживающей обмоткой, включаемой последовательно в управляемую контактами реле цепь

Такое реле, подействовав от кратковременного импульса, поданного в параллельно включенную обмотку, остается в сработан-

ном состоянии после его исчезновения пол действием тока удержания, пока не сработает управляемый аппарат.Мощность контактов должна быть достаточной для замыкания и размыкания цепей РЗ, а также для замыкания цепей управления выключателей

Промежуточные реле, работающие без замедления, как правило, выполняются в виде конструкций с поворотным якорем (клапанного типа).

Промежуточные реле постоянного тока замедленного действия. В схемах РЗ применяются промежуточные реле, замыкающие свои контакты при срабатывании или размыкающие их при возврате с некоторым замедлением

Реле с магнитоуправляемыми контактами. В промежуточных реле с магнитоуправляемыми (герметизированными) контактами, сокращенно называемых герконами, контактная система реле выполняет функции подвижного якоря, контактов, производящих коммутации в управляемой цепи, и противодействующей пружин

43 Высокочастотный приемопередатчик (ППВЧ). ППВЧ представляет собой высокочастотный аппарат, состоящий из двух частей - передатчика сигналов ВЧ и приемника, принимающего эти сигналы. Приемопередатчики устанавливаются вместе с соответствующими комплектами РЗ на каждом конце защищаемой линии.

Основной задачей ППВЧ является исключение ложного действия комплекта РЗ, расположенного на дальнем конце А защищаемой линии при внешнем КЗ (см. рис. 13.1, а); в этом режиме SK и /к имеют всегда положительные знаки. Для этого передатчик, расположенный на ближнем конце В защищаемой линии, по команде РЗ В должен посылать блокирующие импульсы, запрещающие работать РЗ А. на рис. 13.10 приведена (с определенными упрощениями) обобщенная функциональная схема современных приемопередатчиков.

Передатчик ВЧ в соответствии с возлагаемыми на него функциями состоит из задающего генератора ВЧ (ГВЧ), вспомогательного управляющего усилителя (ВУУ) и основного усилителя мощности ВЧ-сигнала (МУС). Генератор ВЧ вырабатывает сигнал ВЧ заданного уровня (в виде тока или напряжения ВЧ). Для обеспечения высокой точности уровня сигнала используется кварцевый резонатор. Однако при решении проблемы стабильности ВЧ-сигнала применение кварца (из-за его инертности) замедляет процесс нарастания частоты до 0,1-0,2 с. Поскольку такое замедление действия защиты при каждом включении ГВЧ в момент КЗ недопустимо, то во всех конструкциях ГВЧ работает непрерывно, но выход его сигнала в ВЧ-канал заперт на входном транзисторе следующего узла. Этим узлом, как видно из схемы, является ВУУ. Электронная схема ВУУ построена так, чтобы с еепомощью схема РЗ могла реализовать: пуск передатчика при КЗ (т. е. передачу ВЧ-сигнала на противоположный конец по элементам ВЧ-канала); останов передатчика после отключения КЗ; манипуляцию ВЧ-сигнала напряжением промышленной частоты (являющейся основным условием работы диффаз-ной ВЧ-защиты); запрет действия автоматического контроля исправности канала и приемопередатчика, а также некоторые другие операции. С учетом этих функций узел ВУУ называют управляющим усилителем.

Мощность задающего генератора очень мала и недостаточна для преодоления затуханий в проводах ВЛ и в элементах ВЧ-канала. Этот недостаток устраняется применением усилителя мощности ВЧ-сигнала МУС, выполняемого обычно из нескольких каскадов.

Выходной сигнал МУС поступает на линейный фильтр ЛФ. Задачей ЛФ является отфильтровать (запереть прохождение) гармоники, обеспечив полную синусоидальность формы сигнала, уходящего с выхода последнего узла приёмопередатчика.

Высокочастотный приемник. ВЧ-сигнал, пришедший с удаленного конца защищаемой линии, поступает на вход ЛФ рассматриваемого ППВЧ (ЛФ общий для передатчика и приемника). Приемник должен обладать высокой избирательностью: должен иметь наименьшее сопротивление току заданной частоты (как правило, рабочая частота задается одинаковой для передатчика и приемника). Второй важной характеристикой приемника является его чувствительность. Она должна быть отстроена от ВЧ-помех и достаточной для минимальных уровней входных сигналов. На линиях более высокого напряжения (330-1150 кВ) к приемопередатчикам предъявляются дополнительные требования, обусловленные более высоким уровнем помех и затуханием мощности сигнала в ВЧ-канале.

 44 ВЧ КАНАЛ ПО ЛИНИЯМ

Канал токов высокой частоты. Высокочастотный канал представляет собой электрическую цепь, по которой проходят сигналы ВЧ. На рис. 13.6 показан ВЧ-канал по схеме фаза-земля, при котором ток ВЧ проходит по одному из проводов ЛЭП и возвращается по земле. На каждом конце ЛЭП устанавливаются высокочастотные аппараты (ВЧА) 1, состоящие из передатчика ГВЧ, генерирующего сигналы ВЧ, и принимающего их приемника ПВЧ. Выходная цепь ВЧА подключается одним зажимом к земле, а вторым к проводу ЛЭП через ВЧ кабель 2, фильтр присоединения 3 и высоковольтный конденсатор связи 4. По концам ЛЭП, используемой для передачи токов ВЧ, устанавливаются заградители 5, запирающие выход токам ВЧ за пределы ЛЭП-

Элементы высокочастотного канала. Конденсатор связи 4 (рис. 13.6) предназначен для присоединения поста к ЛЭП ВН. Сопротивление конденсатора Xq ~ 1/2п/С зависит от частоты проходящего через него тока.

Высокочастотный кабель 2

Фильтр присоединения 3 (рис. 13.6) согласовывает (уравнивает) входные сопротивления кабеля с входным сопротивлением ЛЭП, соединяет нижнюю обкладку кабеля связи с землей, образуя таким образом замкнутый контур для токов ВЧ, и компенсирует емкость конденсатора связи, что позволяет уменьшить до минимума сопротивление конденсатора для токов ВЧ.

Заградитель 5 (рис. 13.6) преграждает выход токов ВЧ за пределы ЛЭП. Сопротивление заградителя Z3arp зависит от частоты. Для токов ВЧ, передаваемых по данному каналу, Z^ велико, а для токов промышленной частоты оно очень мало.

Высокочастотный приемопередатчик (ППВЧ). Как уже отмечалось, ППВЧ представляет собой высокочастотный аппарат, состоящий из двух частей - передатчика сигналов ВЧ и приемника, принимающего эти сигналы. Приемопередатчики устанавливаются вместе с соответствующими комплектами РЗ на каждом конце защищаемой линии.

Основной задачей ППВЧ является исключение ложного действия комплекта РЗ.

 

 

  45 ДФЗ линии

Принцип действия. Дифференциально-фазная ВЧЗ (ДФЗ) основана на сравнении фаз тока по концам защищаемой ЛЭП. Считая положительными токи, направленные от шин в ЛЭП, находим, что при внешнем КЗ в К1 (рис. 13.3, а) токи 1т и 1п по концам защищаемой ЛЭП имеют различные знаки и, следовательно, их можно считать сдвинутыми по фазе на 180°. В случае же КЗ на защищаемой ЛЭП (рис. 13.3,6) токи на ее концах имеют одинаковые знаки и их можно принять совпадающими по фазе, если пренебречь сдвигом векторов ЭДС Ет и Е„ по концам электропередачи и различием углов полных сопротивлений Zm и Zn [28].

Таким образом, сравнивая фазы токов по концам ЛЭП, можно установить местоположение КЗ. В обычных схемах дифференциальных РЗ сравнение фаз токов осуществляется путем непосредственного сравнения токов, проходящих в начале и конце ЛЭП. В ВЧЗ (ДФЗ) сравнение фаз осуществляется косвенным путем посредством ВЧ-сигналов. Защита состоит из приемопередатчика (см. рис. 13.4), включающего в себя генератор ГВЧ, приемник ПВЧ, реле отключения РО, питающегося током приемника, и двух пусковых реле ПО1 и ПО2, одно из которых пускает ГВЧ, а второе контролирует цепь отключения ДФЗ.

Особенность ДФЗ заключается в том, что ВЧ-генератор управляется (манипулирует ся) непосредственно токами промышленной частоты при помощи специального трансформатора Т. Генератор включен так, что при положительной полуволне промышленного тока он работает, посылая в ЛЭП сигнал ВЧ, а при отрицательной запирается, и сигнал ВЧ прекращается. В то же время приемник выполнен таким образом, что при наличии сигналов ВЧ, поступающих в его входной контур, выходной ток, питающий реле РО, равен нулю, а при отсутствии ВЧ-сигнала появляется выходной ток, поступающий в РО. Т. о, генератор ВЧ работает только в течение положительных полупериодов тока промышленной частоты, а приемник — при отсутствии ВЧ-сигналов.

46НАПРАВЛЕННАЯ ЗАЩИТА ЛИНИЙ 110 КВ С ВЧ БЛОК.

Направленная ВЧЗ реагирует на направление (знак) мощности КЗ по концам защищаемой ЛЭП. Как видно из рис. 13.1, а, при КЗ на защищаемой ЛЭП (в точке К1) мощности КЗ на обоих концах поврежденного участка АВ имеют одинаковое направление от шин в ЛЭП.

В случае же внешнего КЗ (точка К2) направления мощности по концам защищаемой ЛЭП различны. На ближайшем к месту повреждения конце (В) ЛЭП мощность КЗ Sg отрицательна (направлена к шинам), о на удаленном (конец А) - положительна (направлена от шин в ЛЭП). Из этого следует, что, сравнивая направления мощности по концам защищаемой ЛЭП, можно определить, где возникло повреждение: на данной ЛЭП или за ее пределами. Такое сравнение осуществляется при помощи органов направления мощности KW (рис. 13.1,6), которые устанавливаются на обоих концах ЛЭП и включаются таким образом, чтобы при КЗ на защищаемой ЛЭП они разрешали действие ВЧЗ на отключение. Тогда при КЗ в точке К (рис. 13.1,6) на обоих концах линии подействуют KW3 и KW4, установленные на поврежденной ЛЭП ВС. На неповрежденной же ЛЭП АВ OHM KW1 сработает, разрешая действие на отключение, однако на приемном конце В ЛЭП АВ под влиянием мощности КЗ, направленной к шинам, OHM KW2 разомкнет контакты, чем запретит действие на отключение РЗ 2, и одновременно блокирует действие РЗ / посылкой ВЧ-сигнала по проводам этой же ЛЭП. Блокирующий сигнал посылается специальными генераторами ВЧ (ГВЧ) (рис. 13.2), управляемыми OHM, реагирующими на отрицательный знак мощности, и принимается специальными приемниками токов ВЧ ПВЧ, настроенными на ту же частоту, что и генераторы. Приняв ВЧ-сигнал, приемники ВЧ подают ток в обмотку блокирующего реле КБ, которое размыкает цепь отключения РЗ. При КЗ на защищаемой ЛЭП блокирующий ВЧ-сигнал отсутствует, так как OHM, срабатывая, не позволяет действовать ГВЧ на обоих концах ЛЭП. Контакты блокирующих реле остаются замкнутыми, разрешая РЗ действовать на отключение. Таким образом, блокирующий ВЧ-сигнал появляется в ЛЭП только при внешних КЗ, предотвращая неселективное действие РЗ. ,3она действия РЗ ограничивается установленными по концам ЛЭП ТТ, питающими OHM. По рассмотренному принципу выполняются ВЧЗ, сравнивающие направление полных мощностей фаз или направления их составляющих НП или ОП. В двух последних случаях OHM включаются через фильтры токов и напряжений НП или ОП.

47 ГАЗОВАЯ ЗАШИТА ТРАНСФОРМАТОРОВ

Принцип действия и устройство газового реле. Газовая защита получила широкое распространение в качестве весьма чувствительной защиты от внутренних повреждений трансформаторов. Повреждения трансформатора, возникающие внутри его кожуха, сопровождаются электрической дугой или нагревом деталей, что приводит к разложению масла и изоляционных материалов и образованию летучих газов. Будучи легче масла, газы поднимаются в расширитель 2, который является самой  высокой  частью  трансформатора  (рис.   16.42)  и  имеет сообщение с атмосферой. При интенсивном газообразовании, имеющем место при значительных повреждениях, бурно расширяющиеся газы создают сильное давление, под влиянием которого масло в кожухе трансформатора приходит в движение, перемещаясь в сторону расширителя.

Конструкции газовых реле имеют три разновидности, различающиеся принципом исполнения реагирующих элементов, в виде: поплавка, лопасти, чашки.

При небольших повреждениях образование газа происходит медленно, и он небольшими пузырьками поднимается к расширителю. Проходя через реле, пузырьки газа заполняют верхнюю часть его кожуха, вытесняя оттуда масло. По мере понижения уровня масла верхний контакт опускается и через некоторое время замыкается.

Газовая защита реагирует также на понижение уровня масла в трансформаторе. В этом случае первым сработает сигнальный контакт, а затем при продолжающемся снижении уровня масла срабатывает отключающий контакт, выключая трансформатор.

Особенности газовой защитыПо своему принципу действия газовая защита может работать не только при повреждениях и опасных ненормальных режимах, но и при появлении в кожухе трансформатора воздуха, при толчках (движении) масла, вызванных любой причиной, и механических сотрясениях, имеющих место вследствие вибрации корпуса трансформатора.

Для предупреждения неправильного отключения трансформатора отключающая цепь защиты при доливке масла переводится на сигнал.

Для предотвращения ложного срабатывания нижнего поплавка газового реле от толчков масла принято регулировать его на скорость движения масла 50-160 см/с.

Оценка газовой защиты. Основными достоинствами газовой защиты являются: простота ее. устройства, высокая чувствительность, малое время действия при значительных t повреждениях, действие на сигнал или отключение в зависимости от размеров повреждения. Газовая защита является наиболее чувствительной защитой трансформатора от повреждения его обмоток и особенно при витковых замыканиях. Все масляные трансформаторы мощностью 1000 кВ . А и выше поставляются вместе с газовой защитой.

Газовая защита не действует при повреждениях на выводах трансформатора, поэтому должна дополняться второй защитой от внутренних повреждений. Газовая защита применяется также на маслонаполненных реакторах и дугогасящих катушка


48 ЗАЩИТА ОТ СВЕРХТОКОВ ПРИ ВНЕШНИХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЯХ

Защита от внешних КЗ служит для отключения трансформатора при КЗ на сборных шинах или на отходящих от них присоединениях (рис. 16.4), если РЗ или выключатели этих элементов отказали в работе. Одновременно РЗ от внешних КЗ используется и для защиты от повреждения в трансформаторе. Однако

по условиям селективности РЗ от внешних КЗ должна иметь Выдержку времени и, следовательно, не может быть быстродействующей. По этой причине в качестве основной РЗ от повреждений в трансформаторах она используется лишь на маломощных трансформаторах. На трансформаторах, имеющих специальную РЗ от внутренних повреждений, РЗ от внешних КЗ служит резервом к этой защите на случай ее отказа. Наиболее простой РЗ от внешних КЗ является МТЗ.

Максимальные токовые защиты трансформаторов. Зашита двухобмоточных понижающих трансформаторов [3]. Схема МТЗ трансформатора с односторонним питанием приведена на рис. 16.4. Чттобы включить в зону действия защиты сам трансформатор, РЗ устанавливается со стороны источника питания и должна действовать на отключение выключателя Q1. Токовые реле МТЗ включаются на ТТ, установленные у выключателя Q2.

Выбор уставок. Ток срабатывания МТЗ находится из условия возврата токовых реле при максимальной нагрузке Ip^max 

 

49 ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕГГРУЗКИ  Защита от перегрузки трансформатора - на трансформаторах, находящихся под наблюдением оперативного персонала, РЗ от перегрузки выполняется действующей на сигнал посредством одного токового реле. Чтобы избежать излишних сигналов при КЗ и кратковременных перегрузках, в схеме РЗ предусматривается реле времени, обмотка которого должна быть рассчитана на длительное прохождение тока. Ток срабатывания РЗ от перегрузки выбирается из условия возврата токового реле при номинальном токе трансформатора: 

где котс = 1,05.Время действия РЗ выбирается на ступень больше времени защиты трансформатора от внешних КЗ. На подстанциях без дежурного персонала РЗ от перегрузок выполняется трехступенчатой. Первая ступень работает при малых перегрузках и действует на сигнал, передаваемый с помощью телемеханики на пункт управления, с выдержкой времени . Вторая ступень при больших перегрузках, когда требуется быстрая разгрузка, действует на отключение части потребителей, разгружая трансформатор до допустимого значения.  Третья ступень действует на отключение трансформатора, если вторая ступень не осуществляет разгрузки.

Защита от перегрузки AT выполняется на основе требований к РЗ трансформаторов с учетом особенностей токораспределе-ния в обмотках AT и различия номинальных мощностей обмоток. Защита от перегрузки должна реагировать на перегрузку последовательной (П), общей (О) и дополнительной (Д) обмоток AT (рис. 16.16, а).Номинальный ток в последовательной обмотке (относящейся к ВН) определяется по проходной мощности Snpox, а для общей части обмотки НН (соединенной в треугольник) - по расчетной (или типовой) мощности Spac4 

Для контроля за перегрузкой обмотки СН (общей) реле РЗ от  перегрузки должно  устанавливаться  в  нулевых  выводах AT, no которым протекает /ОбЩ. Перегрузка последовательной обмотки (ВН) и обмотки НН контролируется по токам в выводах ВН и НН соответственно. Необходимость установки РЗ от перегрузки той или иной обмотки AT определяется на основе анализа токораспределения при различных режимах его работы.

Рассматривая токораспределение на понижающем AT, имеющем питание со стороны ВН), можно сделать вывод, что при перегрузке обмотки ВН токи в обмотках СН и НН могут быть ниже 1НОМ. Следовательно, на AT, имеющих питание на стороне ВН, необходимо устанавливать РЗ, реагирующую на перегрузку этой стороны. Указанная РЗ будет также защищать и общую обмотку AT, так как перегрузка этой обмотки будет сопровождаться перегрузкой обмотки ВН. При работе AT в режиме передачи электроэнергии со сторон ВН и СН на сторону НН в общей обмотке проходит ток 1общ = == Ig + (рис. 16.16, в). В этих условиях общая обмотка может перегружаться при отсутствии перегрузки в двух обмотках AT.

50 Назначение и принцип действия дифференциальной защиты.

В качестве основной быстродействующей РЗ трансформаторов от КЗ между фазами, однофазных КЗ на землю и от замыканий витков одной фазы широкое распространение получила диф- ференциальная РЗ. При внешнем КЗ и нагрузке токи/, и/н направлены в одну сторону и находятся в определенном соотношении, равном коэффициенту трансформации защищаемого трансформатора:  При внешнем КЗ защита не должна действовать, при КЗ в трансформаторе - должна работать. С учетом этого и выполняется схема защиты. Трансформаторы тока TAI и TAII, питающие схему, устанавливаются с обеих сторон защищаемого трансформатора. Их вторичные обмотки соединяются разноименными полярностями так, чтобы при внешнем КЗ и нагрузке вторичные токи JiB и 1цв были направлены в контуре соединительных проводов последовательно (циркулировали по ним). Дифференциальное реле КА включается параллельно вторичным обмоткам трансформаторов тока. При таком соединении в случае внешнего КЗ и при токе нагрузки вторичные токи JiB и /ц„ замыкаются по обмотке реле КА и направлены в ней встречно, поэтому ток в реле равен разности вторичных токов: При КЗ в защищаемом трансформаторе вторичные токи / и JllB проходят по обмотке реле в одном направлении, в результате чего ток в реле равен  их сумме: Если /р > I то реле срабатывает и отключает трансформатор.

   Для того чтобы дифференциальная РЗ не работала при нагрузке и внешних КЗ, необходимо уравновесить вторичные токи в плечах РЗ так, чтобы ток в реле, равный их разности,

отсутствовал: Для этого необходимо, чтобы токи совпадали по модулю и по фазе, т. е.  Первичные токи обмоток трансформатора не равны по значению и в общем случае не совпадают по фазе. В режиме нагрузки и внешнего КЗ ток трансформатора на стороне низшего напряжения всегда больше тока на стороне высшего напряжения Ij. Их соотношение определяется коэффициентом трансформации силового трансформатора .В трансформаторе с соединением обмоток звезда-треугольник и треугольник-звезда токи 1\ и 1ц различаются не только по значению, но и по фазе. Таким образом, для выполнения условия селективности  необходимы специальные меры по выравниванию вторичных токов   по значению, а при. разных схемах соединения обмоток и по  фазе с тем, чтобы поступающие в реле токи были равны Компенсация сдвига токов по фазе осуществляется соединением в треугольник вторичных обмоток ТТ, установленных на стороне звезды силового трансформатора Соединение одной из групп ТТ в треугольник обеспечивает компенсацию сдвига фаз между вторичными и первичными токами силового трансформатора не только при симметричной нагрузке и трехфазных КЗ, но и при любом несимметричном повреждении или нагрузочном режиме. Выравнивание величин вторичных токов в плечах дифференциальной РЗ достигается подбором коэффициентов трансформации Кд и К/ц ТТ дифференциальной РЗ и параметров специально для этой цели установленных уравнительных промежуточных автотрансформаторов или промежуточных трансформаторов .

ТОКИ НЕБАЛАНСА В ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЕ ТРАНСФОРМАТОРОВ И АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ

Составляющие тока небаланса. При внешних КЗ и нагрузке вследствие нарушения равенства вторичных токов в реле появляется ток небаланса 

который может вызвать неправильную работу дифференциальной защиты.

Неравенство вторичных токов в плечах РЗ обусловливается: погрешностью ТТ; изменением коэффициента трансформации силового трансформатора при регулировании напряжения; неполной компенсацией неравенства вторичных токов в плечах РЗ; наличием намагничивающих токов силового трансформатора, вносящих искажение в его коэффициент трансформации.  Каждая   из  этих  причин   порождает  свою  составляющую /нб: Меры для предупреждения действия защиты от токов небаланса. Предотвращение работы РЗ от токов небаланса достигается выбором тока срабатывания РЗ 1ср > /нб, а также применением торможения.Характер изменения токов намагничивания. При включении силовых трансформаторов под напряжение или при восстановлении на них напряжения после отключения внешнего КЗ в обмотке, питающей трансформатор, возникает резкий бросок тока намагничивания, имеющий затухающий характер.

1 НАЗНАЧЕНИЕ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

Повреждения вызывают появление значительных аварийных токов и сопровождаются глубоким понижением напряжения на шинах ЭС и ПС. Ненормальные режимы обычно приводят к отклонению напряжения, тока и частоты от допустимых значений. Для уменьшения разрушений в месте повреждения и обеспечения нормальной работы неповрежденной части ЭЭС необходимо возможно быстрее выявлять и отделять место повреждения от неповрежденной части ЭЭС. Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна нормальная работа энергосистем. Она тесно связана с другими видами электрической автоматики, АПВ, АВР, АЧР и др.

ПОВРЕЖДЕНИЯ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ

Большинство повреждений в ЭЭС приводит к КЗ фаз между собой или на землю, КЗ между витками одной фазы(ЭМ). Основными причинами повреждений являются: нарушения изоляции; повреждения проводов и опор ЛЭП; ошибки персонала Короткие замыкания подразделяются на трехфазные К*31, двухфазные К*2', однофазные на землю К™ и двухфазные на землю К*1>1) . Особым видом повреждения являются замыкания на землю одной фазы в сети с изолированной нейтралью или заземленной через большое сопротивление дугогасящего реактора (ДТР) или большое активное сопротивление. Междуфазные напряжения при этом виде повреждения остаются неизменными  Благодаря этому эти замыкания не отражается на работе потребителей. Однако вызывает перенапряжения в сети(2часа). 3фКЗ:1) векторные диаграммы токов и напряжений являются симметричными и уравновешенными, так как в них отсутствуют составляющие обр. и нул. посл-ей; 2) оно сопровождается резким снижением всех междуфазных напряжений (как в месте КЗ, так и вблизи от него). В результате этого К(3) является самым опасным повреждением для устойчивости параллельной работы энергосистемы и потребителей электроэнергии.2фКЗ.:векторы токов и напряжений образуют несимметричную,но уравновешенную систему, что говорит об  отсутствии  составляющих НП. Наличие несимметрии указывает,что токии напряжения имеют составляющие (ОП) наряду с прямой;фазные напряжения даже в месте КЗ существенно больше нуля, только одно междуфазное напряжение снижается до 0, а значение двух других равно 1,5С/ф. Поэтому 2ф КЗ менее опасно для устойчивости ЭЭС и потребителей.1ФКЗ вызывает появление тока КЗ только в электрических сетях 110 кВ и выше, работающих с глухозаземленными нейтралями трансформаторов. Ток КЗ, проходит по поврежденной фазе от источника питания  и возвращается обратно по земле через заземленные нейтрали  трансформаторов. 2фКЗ на землю:токи и напряжения несимметричны и неуравновешены, из-за НП и ОП; из-за резкого снижения напряжений в месте КЗ этот вид повреждения   после   К(3>   является   наиболее   тяжелым   дляустойчивости энергосистемы и потребителей.Это КЗ также может возникать только в сети с глухозаземленной нейтралью Двойное замыкание на землю (К*11). возникает в сети с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью. Под двойным замыканием подразумевается замыкание на землю двух фаз в разных точках сети. Под действием разности ЭДС поврежденных фаз Ев - Ес в фазах В и С возникают токи КЗ замыкающиеся через землю в точках К1 и К2. В этих точках и в поврежденных фазах токи КЗ равны по значению и противоположны по фазе: 1вк  =  ~ 1ск '■>  в неповрежденной фазе А  ток  1Ак - 0. 1.4. НЕНОРМАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ Перегрузка оборудования, вызванная сверхтоком, т. е. увеличением тока сверх номинального значения. Повышение напряжения сверх допустимого значения Качания - при нарушении синхронной работы генераторов электростанций ЭЭС. Асинхронный режим синхронного генератора без возбуждения ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ/ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К УСТРОЙСТВАМ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ Требования к защите от повреждений. Защита от повреждений должна удовлетворять требованиям: селективноть, быстродействие, чувствительность и надежность. Селективность-способность отключать только поврежденный участок сети. Чувствительность-резервирование. Надежность.(без ложных срабатываний) Требования к РЗ от ненормальных режимов.-селективность, чувствительность и надежность. Быстроты действия от них, как правило, не требуется. может выполняться с действием только на сигнал

38 ПОВРЕЖДЕНИЯ И НЕНОРМАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ГЕН-В, ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЗАЩИТЕ ГЕНЕРАТОРОВ

Виды повреждений ген-в.  Повреждения в статоре. В статоре возникают междуфазные КЗ, замыкание одной фазы на корпус (на землю), замыкание между витками обмотки одной фазы. Междуфазные КЗ сопровождаются прохождением в месте повреждения очень больших токов (десятки тысяч ампер) и образованием электрической дуги, вызывающей выгорание изоляции и токоведущих частей обмоток, а иногда и стали магнитопровода. При замыкании обмотки статора на корпус ток повреждения проходит в землю через сталь магнитопровода статора, выжигая ее. Повреждение стали требует длительного ремонта с перешихтовкой магнитопровода (переборкой активной части стали статора). Длительные замыкания на землю могут переходить в междуфазные КЗ, что увеличивает объем повреждений. Зам-е витков одной фазы происходит относительно редко; оно переходит либо в зам-е на землю, либо в КЗ м/у фазами.

Повреждения в роторе. Обмотка ротора ген-а находится под сравнительно невысоким напряжением, и поэтому ее изоляция имеет значительно больший запас эл-ой прочности, чем изоляция статорной обмотки. Однако из-за значительных механических усилий, обусловленных большой частотой вращения роторов турбоген-ов , относительно часто наблюдаются случаи повреждения изоляции и зам-я обмотки ротора на корпус (т. е. на землю) в одной или двух точках.

     Замыкание на корпус в одной точке обмотки ротора неопасно, так как ток в месте замыкания очень мал и нормальная работа генератора не нарушается. Но при этом повышается вероятность возникновения опасного для генера тора аварийного режима в случае появления второго замыкания на корпус в другой точке цепи возбуждения. При двойных замыканиях часть витков обмотки ротора оказывается зашунтированной; сопротивление ротора при этом уменьшается, и в обмотке появляется повышенный ток, что вызывает дальнейшие разрушения в месте повреждения и может вызвать горение изоляции обмотки ротора. Кроме того, из-за нарушения симметрии магнитного потока в воздушном зазоре между ротором и статором, обусловленного замыканием части витков обмотки ротора, возникает сильная вибрация, опасная для генератора. Особенно большая и опасная вибрация появляется при двойном замыкании на землю на гидрогенераторах и синхронных компенсаторах (СК), имеющих явнополюсные роторы.

Ненормальные режимы. Ненормальными режимами генератора считаются: опасное увеличение тока в статоре или роторе сверх номинального значения (появление сверхтоков); несимметричная нагрузка фаз статора; опасное повышение напряжения на статоре; асинхронный и двигательный режимы генерйтора. Повышенные токи в генераторе возникают при внешних КЗ и перегрузках.

Несимметрия токов в фазах генераторов возникает при двух-и однофазных КЗ вне генератора, при обрывах одной или двух фаз цепи, связывающей генератор с нагрузкой, и при неполно-фазном режиме работы в сети. Несимметрия токов статора приводит к дополнительному нагреванию ротора и механической вибрации машины. Несимметрия сопровождается появлением в обмотке статора токов ОП 12. Brixpe-вые токи вызывают повышенный нагрев ротора, пульсирующий момент - вибрацию.

Повышение напряжения возникает на генераторах при внезапном сбросе нагрузки, так как при этом исчезает магнитный поток реакции статора и увеличивается частота вращения разгрузившейся машины.

На турбогенераторах, как правило, повышение напряжения не достигает опасных значений и ликвидируется автоматическими регуляторами скорости и возбуждения. Вместе с тем в условиях холостого хода генератора при неисправности автоматического регулятора возбуждения (АРВ) может иметь место значительное повышение напряжения обмотки статора, опасное для турбогенератора. Для предотвращения подобных повышений напряжения на турбогенераторах с непосредственным охлаждением обмоток предусматривается специальная РЗ, действующая на гашение поля.

Асинхронный режим возникает при потере возбуждения, из-за отключения АГП и по любой другой причине. Асинхронный режим сопровождается потреблением из сети значительного реактивного тока, понижением напряжения на зажимах генератора, увеличением частоты, вращения ротора и в общем случае качаниями.

При переходе генератора в асинхронный режим целесообразно отключить АГП, после чего обмотка ротора замкнется на гасительное сопротивление.

Общие требования к защите ген-ов. На ген-рах устанавливаются РЗ от внутренних повреждений и опасных ненормальных режимов, т. е. таких режимов, которые могут вызывать повреждение генератора. При ненормальных режимах работы генератора, не требующих немедленного отключения, РЗ, как правило, должна действовать на сигнал. Автоматическое отключение ген-ра допускается только в тех случаях, когда возникший ненормальный режим нельзя устранить, а его дальнейшее продолжение ведет к повреждению генератора.

Для предотвращения развития повреждения, возникающего в генераторе, РЗ от внутренних повреждений должны отделить генератор от сети, отключив генераторный выключатель, и прекратить ток в обмотке ротора. Защиты от внешних КЗ должны отключать ген-ый выключатель для прекращения тока КЗ, посылаемого ген-ром в сеть, и для прекращения тока в обмотке ротора в целях предупреждения повышения напряжения на зажимах ген-ра вследствие сброса нагрузки.

Технологические защиты турбины при некоторых повреждениях и ненормальных режимах (например, при осевом сдвиге ротора, понижении давления масла, срыве вакуума) действуют на закрытие стопорного клапана турбины и подают команду по цепям своей технол-кой защиты на отключение ген-а и прекращение тока возб-ия в роторе.


         21 Защита трансф-ров от внутр повреждений

Схемы токовых цепей РЗ на трансформаторах с соединением обмоток y/д обычно выполняются с двумя ТТ, установленными на стороне треугольника силового трансформато-ра, и с двумя реле. В этой схеме вместо провода отсутствующей  фазы В используется нулевой  (обратный)  провод, в котором, как это следует из токораспределения на рис. 16.31, а, проходит геометрическая сумма противоположно направленных токов фаз А и С, т. е. ток, совпадаю-щий по значению и направлению с током отсутствующей фазы В.

Недостатком схемы, приведенной на рис. 16.31, а, является то, что она не действует при двойных замыканиях на землю на стороне НН в тех случаях, когда земля в трансформаторе возникает на фазе, не имеющей ТТ. Это повреждение будет отключаться другими РЗ трансформатора - МТЗ или газовой, или РЗ поврежденной ЛЭП. Этого недостатка лишена трехфазная схема (с тремя реле и тремя ТТ, рисунок 16,21)  на стороне треугольника силового трансформатора, которая и применяется на трансформаторах большой и средней мощности. Такая схема, при которой в 2 раза повышается чувствительность РЗ к двухфазным КЗ на стороне звезды, применяется, в частности, на трехбмоточных трансформаторах и автотрансформаторах.

                      

Дифференциальная токовая отсечка выполняется с помощью простых токовых реле, действующих на отключение без выдержки времени. Схема дифференциальной отсечки показана на рис. 16.32. Для облегчения отстройки от мгновенного пика бросков намагничивающих токов на выходе отсечки следует устанавливать промежуточное реле со временем действия 0,04-0,06 с. Ток срабатывания для отстройки от токов намагничивания принимается в пределах JC3 = = (3-5)IНОМ.Т.

Трансформаторы тока должны выбираться по кривым предельной кратности так, чтобы их полная погрешность не превышала 10%. При этих условиях отстройка от тока намагничивания одновременно обеспечивает отстройку и от токов небаланса при внешних КЗ. Из-за большого значения тока срабатывания отсечка недостаточно чувствительна к витковым замыканиям. Надежность действия отсечки при повреждениях на выводах трансформатора с приемной стороны необходимо проверять по току КЗ.

Как обычно, чувствительность оценивается коэффициентом:

          кч = Iкз макс/Iс.з >1.5

Достоинством отсечки являются простота и быстродействие. Недостатком следует считать ограниченную чувствительность. Дифференциальная отсечка обычно применяется на трансформаторах малой мощности.  

  Дифференциальная защита с реле, имеющими торможение

В дифференциальных РЗ, установленных на трансформаторах с регулированием напряжения под нагрузкой или многообмоточных трансформаторах с несколькими питающими обмотками, токи небаланса в установившемся режиме имеют значительную величину. Чувствительность дифференциальной РЗ в указанных случаях может быть повышена применением дифференциальных реле с торможением. Схема и характеристики дифференциальной защиты с торможением. Схема РЗ для двух- и трехобмоточного трансформаторов показана на рис. 16.35. Рабочая обмотка реле включается дифференциально, т. е. на разность токов ТТ, а тормозные -в плечи дифференциальной РЗ с таким расчетом, чтобы в любом случае внешнего КЗ хотя бы одна тормозная обмотка реле обтекалась током сквозного КЗ. Коэффициент торможения принимается равным 30-60%, а начальный ток Iср о при Iт = 0 выбирается равным 30-40% от Iном.

 Реле с магнитным торможением  Реле состоит из трехстержневого насыщающегося трансф-ра 1, питающего обмотку электромагнитного реле 2. Насыщающийся транс-ор имеет, как и обычный БНТ, перв. рабочую обмотку р и втор. обмотку 2, в цепь которой включено дифференциальное реле. Для осуществления торможения на магнитопровод насыщающегося тран-ра насажена третья – торм. обмотка т . Раб. обмотка включается дифференциально, а тормозная - в рассечку плеча токовой цепи РЗ, т. е. так же, как соответствующие обмотки обычного торм.реле. Рабочая  обмотка  помещена  на  среднем  стержне. При повреждении в зоне РЗ ток в раб. обмотке равен или больше тока Iт; в этих условиях, несмотря на подмагничивание магнитопровода, в реле появляется ток, достаточный для его действия.

22 Принцип действия дистанционной защиты линии

 Выдержка времени ДЗ t, зависит от расстояния (дистанции) lР.К (рис. 11.2) между местом установки РЗ (точка Р) и точкой КЗ (К), т. е. t3 = f(lР.К ), и нарастает с увеличением этого расстояния. Ближайшая к месту повреждения ДЗ имеет меньшую выдержку времени, чем более удаленные ДЗ.

Например, при КЗ в точке К1 (рис. 11.2) Д32, расположенная ближе к месту повреждения, работает с меньшей выдержкой времени, чем более удаленная Д31. Если же КЗ возникает в точке К2, то время действия Д32 увеличивается, и КЗ селективно отключается ближайшей к месту повреждения   ДЗЗ.

Основным элементом ДЗ является дистанционный измерительный орган (ДО), определяющий удаленность КЗ от места установки РЗ. В качестве ДО используются реле сопротивления (PC),    реагирующие на полное, реактивное или активное сопротивление поврежденного участка ЛЭП (Z, X, R). Для обеспечения селективности в сетях сложной конфигурации на ЛЭП с двусторонним питанием ДЗ необходимо выполнять направленными, действующими при направлении мощности КЗ от шин в ЛЭП. Направленность действия ДЗ обеспечивается при помощи дополнительных РНМ или применением направленных PC, способных реагировать и на направление мощности КЗ.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫДЕРЖКИ ВРЕМЕНИ ДИСТАНЦИОННЫХ ЗАЩИТ

За-висимость времени действия

ДЗ от расстояния или сопротивления до места КЗ t3 = f(lР.К ) или t3 = f(z) называется характеристикой выдержки времени ДЗ. По характеру этой зависимости ДЗ делятся на три группы: с плавнонарастающими (наклонными) характеристиками времени действия, ступенчатыми и комбинированными характеристиками (рис. 11.4). Ступенчатые ДЗ действуют быстрее, чем ДЗ с наклонной и комбинированной характеристиками и, как правило, получаются проще в конструктивном исполнении. Наиболее распростра-ненныеДЗ со ступенчатой характеристикой выполняются обычно с тремя ступенями времени: tI, tII tIII, соответствующими трем зонам действия ДЗ (рис. 11.4).

ПРИНЦИПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ СЕЛЕКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ СЕТИ С ПОМОЩЬЮ СТУПЕНЧАТОЙ ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ  На ЛЭП с двусторонним питанием ДЗ устанавливаются с обеих сторон каждой ЛЭП и должны действовать при направлении мощности от шин в ЛЭП. Дистанционные РЗ, действующие при одном направлении мощности, необходимо согласовать между собой по времени и по зоне действия так, чтобы обеспечивалось селективное отключение КЗ. В рассматриваемой схеме (рис. 11.5) согласуются между собой Д31, ДЭЗ, Д35 и Д36, Д34, Д32.    С учетом того, что

 первые ступени ДЗ не имеют выдержки времени (t = 0), по условию селективности они не должны действовать за пределами защищаемой ЛЭП. Исходя из этого протяженность первой ступени, не имеющей выдержки времени (t = 0), берется меньше протяженности защищаемой ЛЭП и обычно составляет 0,8-0,9 длины ЛЭП. Остальная часть защищаемой ЛЭП и шины противоположной подстанции охватываются второй ступенью ДЗ этой ЛЭП. Протяженность и выдержка времени второй ступени согласуются (обычно) с протяженностью и выдержкой первой ступени ДЗ следующего участка. Например, у второй ступени Д31 зона действия отстраивается от конца первой ступени ДЗЗ , а время действия выбирается на   ступень t больше.  Последняя ступень ДЗ является резервной, ее протяженности выбирается из условия охвата следующего участка, на случай отказа его РЗ или выключателя. Выдержка времени принимается на t больше времени действия, второй или третьей зоны ДЗ следующего участка. При этом зона действия третьей ступени должна быть отстроена от конца второй или третьей зоны следующего участка.

 

23 ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ ЗАЩИТА Высокочастотные (ВЧ) РЗ являются быстродействующими и предназначаются для ЛЭП 110, 220 кВ и линий СВН. Они применяются для быстрого отключения линии при КЗ в любой ее точке с целью обеспечения устойчивости параллельной работы электрических станций и энергосистем в целом, а также в связи с ростом требований со стороны потребителей для сохранения устойчивости технологического процесса.

Высокочаст РЗ (ВЧЗ) состоят из двух комплектов, расположенных по концам защищаемой ЛЭП. Особенность ВЧЗ заключается в том, что для их селективного действия необходима связь между комплектами защиты, осуществляемая посредством токов ВЧ, которые передаются по проводам защищаемой ЛЗП. По принципу своего действия ВЧЗ не реагируют на КЗ вне защищаемой ЛЭП и поэтому, так же как дифференциальные РЗ, не имеют выдержки времени. Применяются три вида ВЧЗ: направленные РЗ с ВЧ-блокировкой, основанные на сравнении направления знаков мощности по концам защищаемой ЛЭП; дифференциально-фазные ВЧЗ, основанные на сравнении фаз токов КЗ по концам ЛЭП; комбинированные направленные и дифференциально-фазные ВЧЗ, сочетающие оба упомянутые выше принципа. В связи с указанными особенностями перечисленные РЗ состоят из двух частей - релейной и высокочастотной.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДИФ-НО-ФАЗНОЙ ВЫСОКОЧАСТ ЗАШИТЫ

Принцип действия. Дифференциально-фазная ВЧЗ (ДФЗ) основана на сравнении фаз тока по концам защищаемой ЛЭП. Считая положительными токи, направленные от шин в ЛЭП, находим, что при внешнем КЗ в К1 (рис. 13.3, а) токи 1т и 1п по концам защищаемой ЛЭП имеют различные знаки и, следовательно, их можно считать сдвинутыми по фазе на 180°. В случае же КЗ на защищаемой ЛЭП (рис. 13.3,б) токи на ее концах имеют одинаковые знаки и их можно принять совпадающими по фазе, если пренебречь сдвигом векторов ЭДС Ет и Еn по концам электропередачи и различием углов полных сопротивлений Zm и Zn.

Таким образом, сравнивая фазы токов по концам ЛЭП, можно установить местоположение КЗ. В обычных схемах дифференциальных РЗ сравнение фаз токов осуществляется путем непосредственного сравнения токов, проходящих в начале и конце ЛЭП. В ВЧЗ (ДФЗ) сравнение фаз осуществляется косвенным путем посредством ВЧ-сигналов. Упрощенная схема, иллюстрирующая работу ДФЗ, и диаграмма, поясняющая принцип ее действия, приведены на рис. 13.4 и 13.5.

Защита состоит из приемопередатчика (см. рис. 13.4), включающего в себя генератор ГВЧ, приемник ПВЧ, реле отключения РО, питающегося током приемника, и двух пусковых реле ПО1 и ПО2, одно из которых пускает ГВЧ, а второе контролирует цепь отключения ДФЗ.

Особенность ДФЗ заключается в том, что ВЧ-генератор управляется (манипулируется) непосредственно токами промышленной частоты при помощи специального трансформатора Т. Генератор включен так, что при положительной полуволне промышленного тока он работает, посылая в ЛЭП сигнал ВЧ, а при отрицательной запирается, и сигнал ВЧ прекраща-ется. В то же время приемник выполнен таким образом, что при наличии сигналов ВЧ, поступающих в его входной контур, выходной ток, питающий реле РО, равен нулю, а при отсутствии ВЧ-сигнала появляется выходной ток, поступающий в РО. Таким образом, генератор ВЧ работает только в течение положительных полупериодов тока промышленной частоты, а приемник — при отсутствии ВЧ-сигналов. При внешнем КЗ (рис. 13.5, о) с учетом того, что фазы первичных токов по концам ЛЭП противоположны, генератор, на конце m работает в течение первого полупериода промышленного тока, а на конце п-в течение следующего полупериода. Ток ВЧ протекает по ЛЭП непрерывно и питает приемники на обеих сторонах ЛЭП. В результате этого выходной ток в цепи приемника и реле РО отсутствует, и реле (ДФЗ) не работает. При КЗ в зоне передатчики на обоих концах ЛЭП работают одновременно, поскольку фазы токов по концам ЛЭП совпадают. Высокочастотные сигналы, поступающие при этом в приемники, будут иметь прерывистый характер с интервалами времени, равными полупериоду промышленного тока. В этом случае приемник работает в промежутки времени, когда ток ВЧ отсутствует, и заперт (не работает) во время его прохождения. В выходной цепи приемника появляется прерывистый ток, который сглаживается специальным устройством и подается в реле РО. Последнее срабатывает и отключает ЛЭП. Таким образом, сдвиг фаз между токами, проходящими по обоим концам ЛЭП, определяется по характеру ВЧ-сигналов (сплошные или прерывистые), на которые с помощью приемника реагирует реле РО. По принципу своего действия ДФЗ не реагирует на нагрузку и качания, так как в этих режимах токи на обоих концах ЛЭП имеют разные знаки.

24  СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ

Схема соединения тра-ров напряжения в звезду, приведенная на рис. 6.5, а, предназначена для получения напряжений фаз относительно земли и междуфазных (линейных) напряжений. Три первичные обмотки TV1 соединяются в звезду. Начала каждой обмотки (Л, В, С) присоединяются к соответствующим фазам ЛЭП, а концы X, Y, Z объединяются в общую точку (нейтраль N1) и заземляются. При таком включении к каждой первичной обмотке TV1 подводится напряжение фазы ЛЭП относительно земли. Концы вторичных обмоток TV1 (х, у, z на рис. 6.5, а) также соединяются в звезду, нейтраль которой N2 связывается с нулевой точкой нагрузки N3 опротивления 1, 2, 3). Заземление нейтрали первичной обмотки ТН и наличие нулевого провода во вторичной иепи являются обязательным условием для получения фазных напряжений относительно земли.

Соединение обмоток ТН по схеме y/y обычно выполняется по 12-й группе. Эта схема может быть осуществлена посредством трех однофазных ТН или одного трехфазного пятистержневого ТН. Трехфазные трехстержневые ТН для данной схемы применяться не могут, так как в их магнитопров действуют пути для замыкания магнитных потоков НП Фо, создаваемых током 10 в первичных обмотках при замыканиях на землю в сети.

Схема соединений обмоток  ТН  в  открытый  треугольник изображена на рис. 6.7. Она выполняется при помощи двух однофазных ТН, включенных на два междуфазных напряжения, например Uab и Uвс. Напряжение на зажимах вторичных обмоток ТН всегда пропорционально междуфазным напряжениям, подведенным с первичной стороны. Между проводами вторичной цепи включаются реле. Схема позволяет получать все три междуфазных напряжения.

Схема соединений обмоток однофазных ТН в фильтр напряжения НП выполняется посредством трех однофазных ТН, как показано на рис. 6.8. Первичные обмотки соединены в звезду с заземленной нейтралью, а вторичные - последовательно, образуя незамкнутый треугольник. К зажимам разомкнутых вершин треугольника подсоединяются реле. Напряжение ир на зажимах разомкнутого треугольника равно геометрической сумме напряжений вторичных обмоток:  Так как сумма трех фазных напряжений равна утроенному напряжению НП, выражая вторичные напряжения через первичные, получаем

В нормальных условиях напряжения фаз симметричны, ир = 0. При КЗ без земли также Up = 3U0 = 0 . При КЗ на землю (одно- и двухфазных) на зажимах разомкнутого треугольника ТН появляется напряжение Up = 3U0/KU.Напряжения прямой и обратной последовательностей образуют симметричные звезды и поэтому при суммировании в цепи разомкнутого треугольника всегда дают нуль на его зажимах. Рассмотренная схема является фильтром НП. Необходимым условием работы схемы в качестве фильтра НП является заземление нейтрали первичной обмотки ТН. Применяя однофазные ТН с двумя вторичными обмотками, можно соединить одну из них по схеме звезды, а вторую - по схеме разомкнутого треугольника (рис. 6.9). Номинальное вторичное напряжение у обмотки, предназначенной для соединения в разомкнутый треугольник, принимается равным для сетей с заземленной нейтралью 100 В, а для сетей с изолированной нейтралью 100/3 В.  Схема соединения обмоток трехфазных ТН в фильтр напряжения НП.  Для получения напряжения нулевой последовательности от трехфазного пятистержневого ТН (см. рис. 6.6) на каждом из его основных стержней 1, 2 и 3 выполняется дополнительная (третья) обмотка, соединяемая по схеме разомкнутого треугольника. Напряжение на выводах этой обмотки появляется только при КЗ на землю, когда возникают магнитные потоки НП, замыкающиеся по четвертому и пятому стержням магнитопровода. Схемы с пятистержне-вым ТН позволяют получать одновременно с напряжением НП фазные и междуфазные напряжения

25 ТТ НУЛ. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

Защита от замыканий на корпус с ТНП, имеющим подмагничивание. Конструкция ТНП. Магнитопровод 1 ТНП, имеющий форму прямоугольника, внутри которого располагаются кабели или токопроводы трех фаз генератора (рис. 17.8), выполняется из трансформаторной стали, на нем намотана вторичная обмотка 2, питающая реле.

На рис. 17.9 изображена кривая намагни-чивания ТНП для переменного тока. Она представляет зависимость ЭДС на зажимах разомкнутой вторичной обмотки ТНП от магнитодвиущей силы F первичного тока. Для повышения чувствительности РЗ на магнитопровод помещают дополнительную обмотку 3 (рис. 17.8), питаемую переменным током Iп от постороннего источника. Указанное подмагничивание осуществляется переменным током от ТН генератора, поэтому магнитный поток Фп, создаваемый обмоткой подмагничивания, будет наводить во вторичной обмотке дополнительную ЭДС, искажающую работу ТНП. Для устранения вредного влияния обмотки подмагничивания магнитопровод выполняется из двух одинаковых сердечников: 1а и 1б (рис. 17.10). На каждом сердечнике располагаются вторичные обмотки 2а и 2б и обмотки подмагничивания За и 3б. Обмотки За и 3б соединяются встречно-последовательно и создают в сердечниках магнитные потоки противоположного направления. Вторичные обмотки 2а и 26 соединяются согласно-последовательно, поэтому наводимые в них током подмагничивания ЭДС Епа и Епб взаимно уничтожаются.

Принципиаль

ная схема защиты с ТНП, имеющим подмагни-чивание, изображена на рис. 17.11. В схеме предусмотрены два токовых реле: чувствительное и грубое. Чувствительное реле КА1 предназначено для действия при однофазных замыканиях на землю в обмотке статора генератора. Реле КА1 при срабатывании воздействует на реле времени КТ, имеющее выдержку времени 0,5-1 с.

В схемах защиты с ТНПШ предусмотрена блокировка, выводящая КА1 из действия при внешних КЗ для предотвращения отключения генератора из-за больших токов небаланса.

Грубое токовое реле КА2 устанавливается для действия при двойных замыканиях на землю (одном - в генераторе и втором - в сети). Реле КА2 отстраивается от токов небаланса при внешних КЗ и действует на отключение без выдержки времени. Обмотка подмагничивания ТНП питается от основных обмоток трансформатора напряжения TV1.

Первичный ток срабатывания защиты

где 1СГ - емкостный ток замыкания на землю генератора; кв -коэффициент возврата реле (равный 0,8 для РТ-40 и 0,9 для РТЗ-50); к'отс = 2; к// отс = 1,5; 1нбп - первичный ток небаланса.

26 ТОКИ НЕБАЛАНСА В ДИФФЕРЕНЦ-ОЙ ЗАЩИТЕ ТРАН-АТОРОВ И АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ

Составляющие тока небаланса. При внешних КЗ и нагрузке вследствие нарушения равенства вторичных токов в реле появляется ток небаланса

Iнб=IIв-IIIв,

который может вызвать неправильную работу дифференциальной защиты.

Неравенство вторичных токов в плечах РЗ обусловливается: погрешностью ТТ; изменением коэффициента трансформации силового трансформатора при регулировании напряжения; неполной компенсацией неравенства вторичных токов в плечах РЗ; наличием намагничивающих токов силового трансформатора, вносящих искажение в его коэффициент трансформации.  Каждая   из  этих  причин   порождает  свою  составляющую Iнб :

1) составляющую Iнбтт, вызываемую    наличием    погрешностей (токов намагничивания) ТТ, питающих РЗ ток Iнб, обусловленный погрешностью ТТ, равен геометрической разности намагничивающих токов ТТ РЗ;

2) составляющую Iнб.рег, которая появляется при изменении
(регулировании)  коэффициента  трансформации   
К   силового
трансформатора или автотрансформатора.

Компенсация неравенства первичных токов, осуществляемая с помощью выравнивающего трансформатора или автотрансформатора, обеспечивается при определенном соотношении токов обмоток ВН и НН силового трансформатора, определяемом коэффициентом трансформации К. При изменении К, компенсация и равенство вторичных токов нарушаются, и в дифференциальном реле появляется ток небаланса Iнб.рег

3) составляющую   небаланса,   возникающую   при  неточной
компенсации неравенства токов плеч
Iнб.комп, которая появляется,   когда   регулирующие   возможности   выравнивающих
устройств    не    позволяют    подобрать    расчетные    значения
(
wy или na), необходимые для полной компенсации;

4) составляющую, обусловленную наличием тока намагничивания у силового трансформатора. Ток намагничивания нарушает расчетное соотношение между первичным и вторичным токами силового трансформатора и вызывает ток Iнб.нам = Iнам.

Из сказанного следует, что полный ток небаланса с ДЗ тр-ов при внешних КЗ определяется в основном  Iнбтт и Iнб.рег. В некоторых случаях к ним добавляется ток Iнб.комп, взванный неточностью неравенства токов в плечах защиты. Таким образом:

     Iнб= Iнбтт + Iнб.рег+ Iнб.комп

Причины повышенного значения Iнб в дифференциальной РЗ трансформаторов и автотрансформаторов. Значение тока небаланса в дифференциальной РЗ трансформаторов оказывается обычно большей, чем в дифференциальных РЗ генераторов, что объясняется наличием дополнительных составляющих в токе небаланса (Iнб.рег и Iнб.комп) и большим абсолютным значением составляющей Iнбтт,  обусловленной погрешностями ТТ. Последнее вызывается тремя особенностями, характерными для дифференциальных РЗ трансформаторов.

Первая из них состоит в конструктивной разнотипности ТТ, применяемых на разных сторонах силовых трансформаторов. Эти конструктивные различия порождают различие характеристик ТТ и их токов намагничивания, что  приводит  к увеличению

разности IIIнам- IIнам , определяющей Iнбтт.

Второй особенностью дифференциальной РЗ трансформаторов является большое сопротивление нагрузки, присоединенной ко вторичным обмоткам ТТ, и значительное различие сопротивлений плеч, обусловленное различием расстояний до места установки ТТ.

Третья особенность имеет место у трехобмоточных трансформаторов, а также у двухобмоточных с двумя выключателями на стороне какой-либо обмотки. В этих случаях кратности токов при внешних КЗ для различных групп ТТ дифференциальной РЗ получаются неодинаковыми. Через одну группу протекает суммарный ток КЗ, в то время как через две группы - лишь часть этого тока (рис. 16.23).

В результате одна группа намагничивается сильнее, что вызывает резкое увеличение намагничивающих, токов по сравнению с намагничивающими токами двух других групп. 

Меры для предупреждения действия защиты от токов небаланса. Предотвращение работы РЗ от токов небаланса достигается выбором тока срабатывания РЗ Iср > Iнб а также применением торможения.

Для обеспечения достаточной чувствительности РЗ принимаются меры к понижению значения Iнб. Уменьшение Iнбтт обеспечивается подбором ТТ и их вторичной нагрузки по кривым предельной кратности или по характеристикам намагничивания ТТ так, чтобы погрешность ТТ не превышала  10%. Для повышения чувствительности и отстройки от тока небаланса в схемах дифференциальной РЗ применяются реле, включаемые через БНТ(быстро насыщ. Тр-р) или реле с торможением от сквозного тока КЗ, или реле, использующие оба принципа.

27 ОСОБЕННОСТИ ГАЗОВОЙ ЗАЩИТЫ

Газовая защита получила широкое распространение в качестве весьма чувствительной защиты от внутренних повреждений трансформаторов. Повреждения трансформатора, возникающие внутри его кожуха, сопровождаются электрической дугой или нагревом деталей, что приводит к разложению масла и изоляционных материалов и образованию летучих газов. Будучи легче масла, газы поднимаются в расширитель 2, который является самой  высокой  частью  трансформатора  (рис.   16.42)  и  имеет сообщение с атмосферой. При интенсивном газообразовании, имеющем место при значительных повреждениях, бурно расиряющиеся газы создают сильное давление, под влиянием которого масло в кожухе трансформатора приходит в движение, перемещаясь в сторону расширителя.

Таким образом, обраэованиие газов в кожухе трансформатора и движение масла в сторону расширителя могут служить признаком повреждения внутри трансформатора. Эти признаки используются для выполнения специальной защиты при помощи газовых реле, реагирующих на появление газа и движения масла. Газовое реле 1 устанавливается в трубе, соединяющей кожух трансформатора с расширителем так, чтобы через него проходили газ и поток масла, устремляющиеся в расширитель при повреждениях в трансформаторе. В трубе предусмотрена задвижка, которая закрывает ее автоматически при срабатывании газовой защиты, предотвращая поступление масла из расширителя в бак поврежденного трансформатора (для ограничения пожара в баке).

Конструкции газовых реле имеют три разновидности, различающиеся принципом исполнения реагирующих элементов, в виде: поплавка, лопасти, чашки.

                                                          Особенности газовой защиты

По своему принципу действия газовая защита может работать не только при повреждениях и опасных ненормальных режимах, но и при появлении в кожухе трансформатора воздуха, при толчках (движении) масла, вызванных любой причиной, и механических сотрясениях, имеющих место вследствие вибрации корпуса трансформатора.

Для предупреждения неправильного отключения трансформатора отключающая цепь защиты при доливке масла переводится на сигнал.

Для предотвращения ложного срабатывания нижнего поплавка газового реле от толчков масла принято регулировать его на скорость движения масла 50-160 см/с.

Воздух попадает в кожух трансформатора при доливке масла, ремонте трансформатора с перезаливкой масла и т. п. В дальнейшем при включении трансформатора под нагрузку температура масла начинает повышаться, находящийся в масле воздух прогревается и поднимается к расширителю. Попадая в реле, воздух может вызвать срабатывание верхнего (сигнального) контакта, а при быстром движении — нижнего, который неправильно отключит трансформатор.

Для предупреждения неправильного отключения транс-ра отключающая цепь защиты после доливки масла или включения нового трансформатора переводится на сигнал (на 2—3 суток) до тех пор, пока не прекратится выделение воздуха, отмечаемое по работе защиты на сигнал.

Толчки масла, не связанные с повреждением трансформатора, могут возникать при внешних коротких замыканиях, например, от смещения обмоток вследствие динамических усилий; при пуске и остановке насосов, обеспечивающих циркуляцию масла (у трансформаторов с искусственным охлаждением масла), и по ряду других причин.

Неправильная работа нижнего поплавка реле от толчков масла, не связанных с повреждением трансформатора, может быть устранена его загрублением.

Требования к монтажу защит. На тран-рах, снабженных газовым реле, бак (кожух) тран-ра должен устанавливаться наклонно, чтобы край трансф-ра, связанный с расширителем, и сама труба к расширителю имели подъем на 1,5-2. Этим обеспечивается беспрепятственный проход газов в расширитель при повреждениях и предотвращается возможность скопления пузырьков воздуха под крышкой кожуха трансформатора, которое может повлечь за собой ложное действие защиты. На открытых ПС следует обеспечить надежную защиту выводов на крышке газовых реле от попадания на них влаги. Выводы от контактов газового реле можно выполнять только кабелем с бумажной изоляцией.

Оценка газ. защиты. Основными достоинствами газовой защиты являются: простота ее. устройства, высокая чувствительность, малое время действия при значительных  повреждениях, действие на сигнал или отключение в зависимости от размеров повреждения. Газовая защита является наиболее чувствительной защитой тран-ра от повреждения его обмоток и особенно при витковых замыканиях. Все масляные трансф-ры мощностью 1000 кВА и выше поставляются вместе с газовой защитой. Газовая защита не действует при повреждениях на выводах транс-а, поэтому должна дополняться второй защитой от внутренних повреждений. Для маломощных транс-ров такой защитой служат МТЗ и токовая отсечка. Для мощных транс-ов применяется  более совершенная диф-ная РЗ.

28 ИСТОЧНИКИ И СХЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО ТОКА

Назначение и основные требования. Источники оперативного тока осуществляют питание цепей дистанционного управления выключателями, устройств РЗ, автоматики и других средств управления.

Главное требование, которому должен отвечать источник оперативного тока, состоит в том, чтобы во время любых повреждений и ненормальных режимов напряжение источника оперативного тока и его мощность всегда имели достаточное значение как для безотказного действия устройств РЗ, автоматики, телемеханики и сигнализации, так и Для надежного отключения и включения соответствующих выключателей.

Для питания оперативных цепей применяются источники постоянного и переменного тока.

Пост. оперативный ток. В качестве источника постоянного тока служат аккумуляторные батареи с номинальным напряжением 220-110 В; на небольших подстанциях иногда применяются батареи 48 В. Аккумуляторная батарея подключается к сборным шинам, от которых получают питание все потребители постоянного тока. Аккумул. батареи обычно работают в режиме пост. подзаряда. Для этой цели на сборные шины параллельно GB включается постоянно работающее подзарядное устройство (ПУ).

Самым ответственным участком являются цепи РЗ и автоматики, цепи управления силовыми выключателями и их электромагнитов отключения (ЭО) — они получают питание от шинок, называемых шинками управления ШУ. Вторым по значению участком являются цепи электромагнитов включения (ЭВ) выключателей, питающиеся также от отдельных шинок ШВ. Третьим по значению участком, менее ответственным, является сигнализация, питающаяся от шинок ШС. Остальные потребители постоянного тока (аварийное освещение, некоторые электродвигатели собственных нужд) образуют четвертый участок, питающийся от отдельной шинной сборки или непосредственно от сборных шин; шинки ШУ, ШВ, ШС по соображениям надежности секционируются.

Для выявления неисправностей в сети постоянного тока предусматриваются специальные устройства контроля. Например, исправность предохранителей, целостность цепи ЭО и вспомогательных контактов выключателя SQ контролируется реле КН (рис. 1.18).

Аккумуляторные батареи являются самым надежным источником питания устройств РЗ, так как они готовы к действию в любой момейт времени с необходимым уровнем напряжения и мощности независимо от состояния основной сети переменного тока.

Но они значительно дороже других источников оперативного тока, для них требуются подзарядные установки, специальные помещения, для их обслуживания необходим квалифицированный персонал. Из-за централизации питания создается сложная, протяженная, дорогостоящая и требующая большого количества контрольного кабеля сеть постоянного тока.

Переменный оперативный ток. Для питания оперативных цепей переменным током используется ток или напряжение первичной сети. В качестве источника переменного оперативного тока служат трансформаторы тока (ТТ), трансформаторы напряжения (ТН) и трансформаторы собственных нужд (ТСН).

Трансформаторы тока (ТТ) являются надежным источником питания оперативных цепей РЗ от КЗ. Вторичный ток ТТ при КЗ резко возрастает

и обеспечивает надежное питание оперативных цепей при КЗ. Однако при повреждениях и ненормальных режимах, не сопровождающихся увеличением тока на защищаемом присоединении, ток и мощность ТТ оказываются недостаточными для действия логических элементов РЗ и срабатывания выключателей.

Трансформаторы напряжения (ТН) и собственных нужд (ТСН), подключенные к сети, питающей защищаемый объект, непригодны для питания оперативных цепей РЗ от КЗ, так как при КЗ напряжение в этой сети резко снижается. При повреждениях и ненормальных режимах, не сопровождающихся понижениями напряжения в сети, ТН и ТСН могут использоваться для питания РЗ от перегрузки и от замыканий на землю. По сравнению с аккумуляторной батареей источники переменного оперативного тока имеют меньшую стоимость, требуют менее сложного обслуживания и не нуждаются в специальном помещении.

Недостатком источников оперативного переменного тока является ограниченная мощность, как правило, недостаточная для отключения выключателей в сетях напряжением выше 35 кВ с применяемыми в отечественной практике электромагнитными и пневматическими приводами.

Достоинством схем с дешунтированием является их простота, высокая надежность действия при КЗ. МТЗ с дешунтированием нашли широкое применение в распределительных сетях 6-10 кВ на присоединениях с выключателями, имеющими пружинные приводы. На выключателях с электромагнитными и пневматическими приводами, выпускаемыми промышленностью, принцип дешунтирования неприменим, так как мощность ТТ недостаточна для их отключения. Схемы дешунтирования неприменимы также для РЗ со сложной логической схемой.

Использование энергии заряженного конденсатора для питания оперативных цепей защиты. Предварительно заряженный конденсатор используется как источник оперативного тока в режиме его разряда на элементы оперативной цепи, подключаемые к конденсатору при срабатывании РЗ. Предварительный заряд конденсатора обычно осуществляется в условиях нормального режима от напряжения сети. Заряженный конденсатор может питать оперативные цепи РЗ, при любом повреждении и ненормальном режиме, независимо от значения тока и напряжения защищаемого участка.

Существенным недостатком заряженных конденсаторов является кратковременность тока разряда, ограничивающая их применение для питания логической части РЗ (для каждого реле требуется свой конденсаторный блок), и непригодность для питания элементов, работающих с выдержкой времени.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

29531. Правило Лопиталя 234.5 KB
  Правило Лопиталя. Правило Лопиталя используют для раскрытия неопределённостей видов и . На каждом этапе применения правила Лопиталя следует пользоваться упрощающими отношение тождественными преобразованиями а также комбинировать это правило с любыми другими приёмами вычисления пределов.
29532. Исследование функций и построение графиков 409 KB
  Точка принадлежащая области определения функции называется критической точкой функции если в этой точке или не существует. Критические точки функции разбивают её область определения на интервалы монотонности интервалы возрастания и убывания. Если точка экстремума функции то или не существует.246 Наибольшее и наименьшее значения функции.
29533. Функции нескольких переменных (область определения, частные производные, дифференциал) 442 KB
  Естественной областью определения функции называется множество точек для координат которых формула имеет смысл. Графиком функции в прямоугольной системе координат называется множество точек пространства с координатами представляющее собой вообще говоря некоторую поверхность в . Линией уровня функции называется линия на плоскости в точках которой функция принимает одно и тоже значение .
29534. ФНП (неявная производная, градиент, производная по направлению, эластичность, локальные и глобальные экстремумы) 487.5 KB
  63 Найти производную для функций заданных неявно: а ; б ; в ; г .64 Найти производные указанного порядка для функций заданных неявно: а если ; б если .65 Найти частные производные для функций заданных неявно: а ; б ; в ; г 6.66 Найти дифференциал функции заданной неявно в указанной точке если: а ; б .
29535. ФНП (производная сложной функции, условные экстремумы, касательная плоскость и нормаль, выпуклость) 418.5 KB
  Достаточное условие условного экстремума. Пусть - точка возможного условного экстремума функции , т.е. в этой точке выполнены необходимые условия условного экстремума. Тогда, если при всевозможных наборах значений , удовлетворяющих соотношениям () и не равных одновременно нулю:
29536. Векторный анализ. Теория поля 102.5 KB
  Векторные функции действительной переменной. Если каждому значению действительной переменной поставлен в соответствие вектор то говорят что на множестве задана векторфункция действительной переменной . Задание векторфункции равносильно заданию трёх числовых функций координат вектора : или кратко .
29537. Функция. Основные понятия. Графики элементарных функций 439 KB
  Графики элементарных функций.12 найти область определения функций: 4.21 выяснить какие из указанных функций четные какие нечетные.30 выяснить какие из функций являются периодическими и определить их наименьший период Т: 4.
29539. Непрерывность функции. Точки разрыва. Свойства функций непрерывных на отрезке 274.5 KB
  Точки разрыва. Если в точке то называется точкой разрыва функции . При этом различают следующие случаи: 1 Если то называется точкой устранимого разрыва функции . 2 Если в точке функция имеет конечные односторонние пределы и но они не равны друг другу то называется точкой разрыва 1ого рода.