8845

Релейная защита (РЗ) Назначение релейной защиты

Контрольная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Релейная защита (РЗ) Назначение релейной защиты Релейная защита - это часть электрической автоматики, предназначенная для выявления и автоматического отключения поврежденного электрооборудования. Некоторые устройства релейной защиты предназначе...

Русский

2013-02-17

1.57 MB

230 чел.

Релейная защита (РЗ)

Назначение релейной защиты

Релейная защита – это часть электрической автоматики, предназначенная для выявления и автоматического отключения поврежденного электрооборудования.

Некоторые устройства релейной защиты предназначены для выявления не повреждении, а ненормальных режимов работы электрооборудования, (перегрузка трансформатора, замыкание на землю одной фазы в сети с изолированной нейтралью, выделение газов в результате разложение, трансформаторного масла в трансформаторе или понижения уровня масла в его расширителе).

Виды технологической электроавтоматики:

  1.  автоматическое повторное включение (АПВ)
  2.  автоматическое включение резервного питания (АВР - автоматический ввод резерва)
  3.  автоматическое регулирование возбуждения генераторов и синхронных двигателей (АРВ)
  4.  автоматическая регулировка батарей статических конденсаторов
  5.  автоматика охлаждения силовых трансформаторов
  6.  определения места повреждения линий электропередачи (ОМП)

Противоаварийная режимная автоматика

  1.  автоматическая частотная разгрузка (АЧР)
  2.  автоматическая регулирование частоты и активной мощности (АРЧМ)
  3.  дополнительная автоматическая разгрузка по напряжению (ДАРН)
  4.  дополнительная автоматическая разгрузка по току (ДАРТ)

Основные требования к релейной защите.

  1.  Быстродействие:

Современные устройства быстродействующей РЗ имеют время действия 0,02-0,1 сек.

Распредустройства 0,05-0,1 ,

2.    Селективность:

Селективностью – называется способность РЗ выявлять место повреждения  и отключать его только ближайшему к нему выключателю.

По способу обеспечения селективности все защиты разделяются на два вида:

а) защиты с абсолютной селективностью

б) и защиты с относительной селективностью

Защиты с абсолютной селективностью по принципу своего действия работают только при повреждении защищаемого элемента.

Защиты с относительной селективностью по принципу свого действия могут срабатывать при повреждениях, как защищаемого элемента, так и соседних элементов.

Защиты с относительной селективностью, как правило, выполняются с выдержкой времени, что является их недостатком.

Защиты с абсолютной селективностью выполняются без выдержки времени, что является их достоинством.

Способы обеспечения селективности

а) Селективность по принципу действия.

Защита принципиально не срабатывает при коротком замыкании вне зоны ее действия

б) Селективность по чувствительности.

Ток, напряжение или сопротивления срабатывания выбирается таким образом, что бы защита не действовала при коротком замыкании на смежные линии или за трансформатором – отсечка.

в) Селективность по времени.

Выдержка времени каждой предшествующей защиты выбирается на ступень селективности больше чем последующая. Поэтому она не успевает сработать, так как ее опережает защита последующей линии при коротком замыкании на ней.

3. Чувствительность:

Чувствительность - это способность релейной защиты реагировать на возникновение короткого замыкания или не нормального режима работы оборудования. Защита должна обладать такой чувствительность к тем видам повреждений и нарушении нормального режима работы в данной электрической установки или электрической сети, на которую она рассчитана, чтобы было обеспечено ее действие в начале возникновения повреждения. Ток срабатывания должен быть меньше тока короткого замыкания на величину называемую – коэффициентом чувствительностью, напряжение и сопротивление срабатывания должно быть больше при повреждениях на такую же величину.

Коэффициент чувствительности - учитывает погрешности реле, расчетов параметров, влияния переходного сопротивления и электрической дуги в месте короткого замыкания.

Коэффициент чувствительности для короткого замыкания в защищаемой зоне =1,5 ,в зоне резервирования = 1,2, для быстродействующих защит коэффициент чувствительности равен =2.

  1.  Надежность:

Зажита должна правильно и безотказно действовать на отключение оборудования при всех его повреждениях и нарушениях нормального режима работы для действия, при которых она предназначена, и не действовать в нормальных условиях работы оборудования, а так же при повреждениях, при которых действие данной защиты не предусмотрено и должна действовать другая защита. У современных микропроцессорных и микроэлектронных устройств релейной защиты существуют встроенные системы автоматической и тестовой проверки, которые позволяют быстро выявить появившиеся неисправности и предотвратить отказ или не правильную работу релейной защиты. Для дальнейшего повышения надежности применяют принципы ближнего или дальнего резервирования.

При ближнем резервировании защит, для защиты одного элемента применяется не одно устройство РЗ  (релейной защиты), а сразу два: основная защита  и резервная защита, а для резервирования отказа выключателя используется устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ).

Условия обеспечения ближнего резервирования защит:

а) основная и резервная защиты должны защищать оборудования от всех видов короткого замыкания во всех точках, во всех режимах работы энергосистемы.

б) основная и резервные защиты должны иметь разные принципы действия.

в) основная и резервная защиты должны питаться от разных автоматов (предохранителей) оперативного тока (источники питания).

г) основная и резервная защиты должны быть включены на разные трансформаторы тока.

д) основная и резервная защиты должны быть включены на разные трансформаторы напряжения.

е) основная и резервная защиты должны действовать на разные электромагниты отключения выключателя.

При дальнем резервировании защит устройства релейной защиты предназначены для защиты одного элемента, является резервной защитой для другого элемента. При дальнем  резервировании, отказ защиты и выключателя, резервируется резервной защитой на выше стоящем, предшествующем элементе.  

Основные органы релейной защиты.

Релейная защита состоит из пусковых органов, измерительных органов и логической части.

Пусковые органы - непосредственно и непрерывно контролируют состояние и режим работы защищаемого оборудования и реагируют на возникновение короткого замыкания, и нарушения нормального режима работы.  

Пусковые органы выполняются с помощью: реле тока, реле напряжения, реле мощности и т.д.

Измерительные органы – на них возлагается задача определения места и характера повреждения, а так же принятия решения о необходимости действия защиты.

Измерительные органы так же выполняются с помощью реле тока, напряжения, мощности и других.

Функции пускового и измерительного органа могут быть объединены в одном органе.

Логическая часть – представляет собой схему которая запускается пусковыми органами и сопоставляя последовательность и продолжительность действия измерительных органов, производит отключение выключателей мгновенно или с выдержкой времени, запускает другие устройства, подает сигналы и производит другие предусмотренные действия.

Логическая часть состоит в основном из логических элементов, элементов времени (таймеров), а так же промежуточных и указательных реле. В аналоговых и микропроцессорных устройствах к ним добавляются дискретные входы и индикаторные светодиоды.

20 сентября 2012

Рис. Структурная релейная защита (ИЧ - измерительная часть), (ЛЧ - логическая часть)

Управляющая - усиливающая часть служит, для усиления сигнала логической части, до значения необходимого для отключения выключателя и приведения в действие других устройств, по сколько сигналы логической части обычно имеют недостаточную мощность, так же служит для размножения логической части.

Элементные базы

  1.  Электромеханическая база – может использоваться для осуществления всех функциональных частей и органов релейной защиты, в виде электромеханических реле.
  2.  Полупроводниковая база - может использоваться для осуществления всех функциональных частей и органов релейной защиты, в виде полупроводниковых элементов, аналоговых и цифровых микросхем.
  3.  Микропроцессорная база – может использоваться для осуществления измерительной и логической частей релейной защиты, на базе микропроцессорных  ЭВМ и многопроцессорных систем.

Виды реле

  1.  Элементы измерительной части.

На вход измерительного органа непрерывно подается один, два или несколько входных сигналов в виде тока или напряжения защищаемого объекта, дающие информацию об его состоянии. Измерительный орган срабатывает, если входные сигналы фиксируют появления повреждения.

Выходной сигнал имеет два дискретных значения соответствующих действию или бездействию измерительного органа. Измерительные реле (тока, напряжения) действующие при возрастании величины, на которую они реагируют – называются максимальные. А при снижении величины – минимальные.

По способу включения на ток и напряжения сети измерительные реле делятся на;

вторичные - включаемые на ток и напряжение защищаемого участка через измерительные трансформаторы,

и на первичные - включаемые непосредственно на первичные токи и напряжение.

2. Элементы логической части.

Логическая часть состоит из тепловых элементов (реле) различного назначения;

органов логики - выполняющих типовые логические операции,

элементов времени - создающих выдержки времени,

органов памяти - продлевающих действие кратковременного сигнала,

сигнальных органов - подающих сигналы о действии релейной защиты или ее отдельных органов,

По характеру выполняемых функции, эти реле называются логическими или вспомогательными.

  1.  Элементы исполнительной части. (усиливающая часть)

В контактных схемах  функции усиления выходных сигналов и размножения сигналов выполняются промежуточными реле с контактами, способными замыкать цепь тока до 5- 10 ампер, электромагнитов  отключения выключателей или других устройств.

В бесконтактных схемах эти функции выполняются чаще всего посредством тиристорных схем управления.

Источники и схемы оперативного тока.

Назначение и основные требования

Источники оперативного тока служат для питания цепей дистанционного управления выключателями, устройств релейной защиты, автоматики и других устройств управления.

Главное требование к источнику оперативного тока состоит в том, что бы во время любых повреждении и ненормальных режимов напряжение источника и его мощность всегда имели достаточное значение.

Для питания оперативных цепей применяются источники постоянного и переменного тока.

Постоянный оперативный ток.

Аккумуляторная батарея с номинальным напряжением 220-110 V. На не больших подстанциях применяются аккумуляторы 48 V.

Рис. Принципиальная схема питания оперативных цепей релейной защиты, управления и сигнализации, оперативным постоянным током.

GB - аккумуляторная батарея, подключается к сборным шинам, от которых получает все потребители постоянного тока. Всегда работает в режиме подзаряда. Для этого подключаются зарядные устройства  SF слева и справа (с выпрямителями).

Самым ответственным участком является цепи релейной защиты и автоматики, цепи управления силовыми выключателями и их электромагнитов отключение. Они получают питание от шинок называемых – шинками управления (ШУ),

Вторым по значению участком является цепи электромагнитов включения выключателей питающиеся от отдельных шин называемые - шинками включениями (ШВ),

Третьим по значимости участком является сигнализация, и питается отдельно шинок сигнализации (ШС).

На электростанциях и крупных узловых подстанциях главные сборные шины питания цепей управления выполняются виде секции, каждая из которых получает питание от аккумуляторной батареи через автоматические выключатели или батарей. То есть на эту сборную один аккумулятор, на вторую другой.

Потребители, подключенные к ШУ, ШВ, ШС подразделяются на участи по территориальному принципу (пример РУ 220 кВ, 110 кВ, щит управления и т.д.). Каждый такой участок питается по кольцевой схеме не мене чем по двум линиям, отходящим от разных секции, соответствующих шинок.

(чем ближе к потребителю, тем защиты больше)

Ток срабатывания защитных устройств отстраивается от максимального тока нагрузки и должен обеспечивать их действие при коротком замыкании в конце следующего резервируемого участка.

Для выявления неисправности в сети постоянного тока предусматриваются специальные устройства контроля, например; исправность предохранителей и целостность цепи контролируется реле KH.

Рис. Контроль исправности в цепи отключения выключателя с помощью реле КН.

В случае замыкания на землю в точках К1 и К2, контакты РЗ шунтируются и в электромагните отключения выключателя (YAT) выключателя, появляется тока и выключатель может ложно выключится.

Что бы предупредить подобное отключение, применяется контроль за появлением земли на постоянном токе. Контроль осуществляется с помощью вольтметров V1 и V2 и сигнального реле KL-(смотри предыдущую схему).

В следствии надежности аккумуляторные батарей устанавливаются на всех электростанциях и подстанциях с напряжением 110 кВ и выше.

Переменный оперативный ток.

Для питания оперативных цепей переменным током используется ток или напряжение первичной цепи. В качестве источника переменного оперативного тока служат:

трансформаторы тока,

трансформатор напряжения,

и трансформаторы собственных нужд.

Трансформаторы тока являются надежным источником питания оперативных цепей релейной защиты, вторичный ток трансформатора тока при коротком замыкании резко возрастает, соответственно возрастает вторичные напряжения и мощность трансформатора тока, что обеспечивает надежное питание оперативных цепей при коротком замыкании. Однако чаще всего при повреждениях и ненормальных режимах работы не сопровождающихся увеличением тока на защищаемом присоединении, ток и мощность трансформатора тока оказываются не достаточными для действия логических элементов релейной защиты и выключателей тока. Поэтому трансформатора тока нельзя использовать для дистанционного управления выключателями в нормальном режиме, а так же при отсутствии напряжения (тока) на защищаемом объекте.

Трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд, подключенные к сети, питающий защищаемый объект не пригодны для питания оперативных цепей релейной защиты от короткого замыкания, так как при КЗ напряжение в этой цепи резко снижается.

При повреждениях и ненормальных режимах, не сопровождающихся понижением, повреждениями сети, трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд могут использоваться для питания релейной защиты при перегрузках и при замыкании на землю.

Достоинства:

меньшая стоимость, менее сложное обслуживание, они не нуждаются в специальном помещении.

Недостатки:

ограниченная мощность, как правило, не достаточная для отключения выключателей в сетях напряжения выше 35 кВ, с применяемыми в отечественной практике электромагнитными и пневматическими приводами.

Источники переменного тока, как правило, применяются для питания токовых релейных защит в сетях напряжения 6-35 кВ и отчасти 110 кВ.

Выбор трансформаторов тока и допустимой вторичной нагрузки.

С учетом тока нагрузки защищаемого элемента его рабочего напряжения и вида РЗ, выбирают тип трансформатора тока и его номинальный коэффициент трансформации, после чего проводят проверку на термическую и динамическую стойкость. Выбранные таким образом трансформаторы тока проверяют на точность и надежность работы питающейся от них РЗ исходя из следующих требовании ПУЭ:

1. обеспечение точности работы измерительных органов релейной защиты при коротких замыканиях в расчетных точках электрической сети выбираемых в зависимости от типа релейной защиты, при этом полная погрешность трансформаторов тока не должна превышать 10%

2. предотвращения отказа срабатывания РЗ при наибольших значениях тока короткого замыкания в начале участка защищаемого РЗ.

3. ограничение напряжения во вторичных цепях трансформатора тока и релейной защиты до допустимых значений при максимальном токе короткого замыкания.

Токовые защиты.

Принцип действия токовых защит.

Токовые релейные защиты подразделяются на два вида:

максимальная токовая защита -(МТЗ)

токовая отсечка.

Главное различие между ними заключается в обеспечении селективности.

Селективность действия максимальных токовых защит достигается с помощью выдержки времени,

селективность токовых отсечек обеспечивается соответствующим выбором тока срабатывания.

3.10.2012

Достоинства МТЗ:

  1.  Возможность осуществления резерва защит, последующего участка линии.
  2.  Гибкость выбора реле, так как имеется возможность изменения выдержки времени.

Недостатки МТЗ:

  1.  Из-за выдержки времени происходит рост тока короткого замыкания ближе к источнику питания.
  2.  Невозможность осуществления дальнего резервирования защит.
  3.  Высокая стоимость к токовой отсечки–отсекает сразу без выдержки времени (по току).

Структурная схема МТЗ, с выдержкой времени:

G-генератор источника питания

Q1-Q4- высоковольтные выключатели

t1-t4- выдержки времени

I-II-III-IV-ступени защит

Достоинства токовой отсечки:

  1.  Дешевизна
  2.  Мгновение отключение тококороткого замыкания (без выдержки времени)
  3.  Возможность обеспечения ближнего резервирования защит.

Недостатки токовой отсечки:

  1.  Невозможно обеспечить защиту с относительной селективностью
  2.  Большое количество аппаратов релейной защиты по сравнению с МТЗ


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21813. ТЕОРИЯ МАТРИЧНЫХ ИГР. Примеры решения задач при парной игре с нулевой суммой 91 KB
  В разных случаях числа aii могут иметь различный смысл €œвыигрыш€ €œпотери€ €œплатеж€. Игра это действительный или формальный конфликт в котором имеется по крайней мере два участника каждый из которых стремится к достижению собственных целей Правилами игры называют допустимые действия каждого из игроков направленные на достижение некоторой цели. Платежом называется количественная оценка результатов игры. если проигрыш одного игрока равен выигрышу другого.
21814. ТЕОРИЯ МАТРИЧНЫХ ИГР. ИГРА С ПРИРОДОЙ 91.5 KB
  Системный анализ источников техногенной опасности 1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ИСТОЧНИКОВ ТЕХНОГЕННОЙ ОПАСНОСТИ Системный анализ источников и факторов техногенной и экологической опасности может быть проведен на основе методологических принципов заимствованных из теории подготовки и обоснования решений по сложным проблемам. Системный анализ совокупности источников техногенной опасности целесообразно проводить с учетом определенного множества факторов в том числе факторов радиационной химической природы экономических...
21815. Козацтво в історії України (друга половина ХVІІ – ХVІІІ ст.) 115.5 KB
  Соціальні причини. До середини XVII ст. вкрай загострилася соціально-економічна ситуація, повязана з трансформацією поміщицьких господарств у фільварки. З одного боку, це сприяло зміцненню феодальної земельної власності
21816. ОСНОВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ, ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА 171 KB
  Структура и иерархия системы 1. Второе направление связано с разработкой принципов построения и использования моделей моделирования имитирующих протекание реальных процессов способов объединения таких моделей в системы и представление системы моделей в ЭВМ. Действительно что такое система обеспечения безопасности Это совокупность людей оборудования и процедур специально разработанная применительно к промышленной или любой другой трудовой системы для увеличения безопасности работников. Элементом системы называется некоторый объект...
21817. Реализация системного анализа при решении проблем техносферы. Краткая характеристика методов СА 111.5 KB
  Показатели системы Методология системного анализа Постановка задачи Моделирование и анализ Оценка возможных вариантов решения краткая характеристика методов СА В последние годы методы СА стали широко использоваться для решения таких проблем окружающей среды и общества как:  загрязнение окружающей среды;  производственная безопасность;  транспортные потоки;  медицинское обслуживание;  образование;  криминалистика. Можно ли все это свести к определению одного параметра с помощью которого мы будем сравнивать возможные решения Вначале...
21818. Оценка вариантов решения. Выбор 92 KB
  Выбор как реализация цели В предыдущей лекции были рассмотрены два этапа задачи разработки программы системы. Таким образом важную роль здесь играет измерение переменных системы. Кратко можно перечислить следующие операции выполняемые на этапе оценки вариантов решения: определение меры для каждого показателя системы; объединение всех показателей в единое представление или функцию по которым можно выбрать наиболее желательное решение так называемую целевую функцию. Целевой функцией называется скалярное описание системы которое...
21819. Условная оптимизация 169 KB
  Пример постановки задачи оптимизации Линейное программирование ЛП Постановка задачи линейного программирования Основные определения и теоремы Переход от одной формы задачи ЛП к другой 3. Пример постановки задачи оптимизации Для изготовления 3х видов изделий А В и С используется токарное фрезерное сварочное и шлифовальное оборудование. Составить математическую модель задачи. Постановка задачи линейного программирования Найти оптимум наибольшее или наименьшее значение целевой функции линейной формы на области допустимых значений...
21820. Нелинейное программирование (НП) 131 KB
  нелинейное программирование НП Постановка задачи НП Экологоэкономическая интерпретация задачи НП Геометрическая интерпретация задачи НП Метод множителей Лагранжа ММЛ Обзор рассмотренных методов. Постановка задачи НП В общем виде задача НП состоит в определении max min значения f x1 x2 xn 1 при условии что ее переменные удовлетворяют соотношениям gix1 x2 xn  bi i = 1 k gix1 x2 xn = bi i = k 1 m где f и gi некоторые известные функции n переменных а bi – заданные числа. Имеется в виду что в...
21821. ВЫБОР АЛЬТЕРНАТИВ В МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫХ ЗАДАЧАХ 234 KB
  Выбор в условиях нескольких критериев. Например выбор конструкции самолета предполагает учет многих критериев технических высота скорость маневренность грузоподъемность безопасности полетов технологических экологических экономических эргономических. Итак пусть для оценивания альтернатив используется несколько критериев qix i= 123. Теоретически можно представить себе случай когда во множестве Х окажется одна альтернатива обладающая наибольшими значениями р всех критериев; она и является наилучшей.