Быстродействие защит. Требования в быстродействию защит в сетях 110-220 и 500 кВ.
Быстродействие– это свойство релейной защиты отключать повреждение с минимально возможной выдержкой времени. Для сохранения устойчивости энергосистем требуется весьма малое время отключения КЗ. На ЛЭП 750-1150 кВ междуфазные КЗ необходимо отключать через 0,06-0,08 с после их возникновения, на ЛЭП 330-500 кВ - за 0,1-0,12 с, на ЛЭП 110-220 кВ-за 0,15-0,3 с.
Допустимое время отключения КЗ по условию сохранения устойчивости зависит от длительности и глубины снижения на шинах ЭС и узловых ПС, связывающих электростанции с ЭЭС. Чем меньше остаточное напряжение, тем вероятнее нарушение устойчивости и, следовательно, тем быстрее нужно отключать КЗ. Наиболее тяжелыми по условиям устойчивости являются трехфазные КЗ и двухфазные КХ на землю в сети с глухозаземленной нейтралью. В качестве приближенного критерия необходимость применения быстродействующих РЗ правила устройства электроустановок рекомендуют определить остаточное напряжение на шинах ЭС и узловых ПС при трехфазных КЗ в конце защищаемого участка. Если остаточное напряжение получается ниже 60% номинального, то для сохранения устойчивости следует обеспечить быстрое отключение повреждений, т.е. применять быстродействующую РЗ.
Классификация реле по способу подключения, по назначению.
По способу подключения реле бывают:
- Первичные (прямое включение в цепь защищаемого элемента).
- Вторичные (включение через измерительные трансформаторы тока, напряжения).
По назначению реле подразделяются на:
- Измерительные реле (тока, напряжения, сопротивления, мощности, частоты, температуры, уровня) могут быть максимального или минимального действия.
- Логические реле (промежуточные, двухпозиционные, времени, указательные (сигнальные).
Для измерительных реле характерно наличие опорных (образцовых) элементов в виде калиброванных пружин, источников стабильного напряжения, тока и т.п. Они входят в состав реле и воспроизводят заранее установленные значения, называемые - уставкой, какой-либо физической величины, с которой сравнивается контролируемая величина. Термин "уставка" предложен инженером Л.С. Бобровским (Свирьстрой, Ленинград) в 1929г. взамен имеющего несколько значений термина "установка". Максимальные реле срабатывают при повышении контролируемого параметра, а минимальные – при понижении.
Логические реле (промежуточные реле) служат для размножения импульсов, полученных от других реле, усиления этих импульсов и передачи команд другим аппаратам, создания выдержек времени между отдельными операциями (реле времени), и для регистрации действия как самих реле, так и других вторичных аппаратов (указательные реле).
Требования предъявляемые к релейной защите. Дать пояснение.
Защита от повреждении должна удовлетворять 4 основным требованиям: действовать быстро, селективно, обладать необходимой чувствительностью к повреждениям и надежно выполнять свои функции.
а)Быстродействие– это свойство релейной защиты отключать повреждение с минимально возможной выдержкой времени. Для сохранения устойчивости энергосистем требуется весьма малое время отключения КЗ. На ЛЭП 750-1150 кВ междуфазные КЗ необходимо отключать через 0,06-0,08 с после их возникновения, на ЛЭП 330-500 кВ - за 0,1-0,12 с, на ЛЭП 110-220 кВ-за 0,15-0,3 с.
Б) Селективность или избирательность
Селективностью называется способность релейной защиты выявлять место повреждения и отключать его только ближайшими к нему выключателями (рисунок 2.1).
Так, при КЗ для правильной ликвидации аварии должна подействовать защита только на выключателе и отключить этот выключатель. При этом остальная неповрежденная часть электрической установки останется в работе. Такое избирательное действие защиты называется селективным. Если же при КЗ раньше защиты выключателя или одновременно с ней подействует защита выключателя и отключит этот выключатель, то ликвидация аварии будет неправильной, так как, кроме поврежденного электродвигателя, останется без напряжения неповрежденный электродвигатель. Такое действие защиты называется неселективным.
Рассмотренный пример показывает, какое важное значение имеет выполнение требования селективности для обеспечения правильной ликвидации аварий.
в)Чувствительность – это свойство защиты надежно срабатывать при КЗ в конце защищаемого участка в минимальном режиме работы системы.
Защита должна обладать такой чувствительностью к тем видам повреждений и нарушений нормального режима работы в данной электрической установке или электрической сети, на которые она рассчитана, чтобы было обеспечено ее действие в начале возникновения повреждения, чем сокращаются размеры повреждения оборудования в месте КЗ.
г) Надежность – это свойство защиты гарантированно выполнять свои функции на протяжении все-го периода эксплуатации. Защита должна правильно и безотказно действовать на отключение выключателей оборудования при всех его повреждениях и нарушениях нормального режима работы, для действия при которых она предназначена, и не действовать в нормальных условиях, а также при таких повреждениях и нарушениях нормального режима работы, при которых действие данной защиты не предусмотрено, и должна действовать другая защита. Требование надежности обеспечивается совершенством принципов защиты и конструкций аппаратуры, добротностью деталей, простотой выполнения, а также уровнем эксплуатации.
7. перечислите основные органы схем РЗ. Их назначение.
Устройства релейной защиты состоят, как правило, из таких основных частей:
- пусковых органов;
- измерительных органов;
- логической части;
- исполнительной части;
- передающей части.
Пусковые органы непосредственно и непрерывно контролируют состояние и режим работы защищаемого оборудования и реагируют на возникновение КЗ и нарушения нормального режима работы. Пусковые органы выполняются с помощью реле тока, напряжения, мощности и др.
На измерительные органы возлагается задача определения места и характера повреждения и принятие решения о необходимости действия защиты. Измерительные органы также выполняются с помощью реле тока, напряжения, мощности и др. 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 прочие предусмотренные действия. Логическая часть состоит в основном из элементов времени (таймеров), логических элементов, промежуточных и указательных реле. В аналоговых и микропроцессорных устройствах к ним добавляются дискретные входы и индикаторные светодиоды.
Исполнительная часть выполняет действие на отключение (включение) выключателей, или других внешних устройств.
Передающая часть используется в некоторых видах защит. Например, приемопередающая аппаратура ВЧ канала у дифференциально-фазных защит.
8. назначение трансформаторов тока. Принцип работы
Трансформаторы тока (ТТ) служат для разделения (изоляции) первичных и вторичных цепей, а так же для приведения величины тока к уровню удобному для измерения (стандартный номинальный ток вторичной обмотки 1А или 5 А). Устройство и схема включения ТТ показаны на рисунке 4.1. ТТ состоит из стального сердечника С и двух обмоток: первичной (с числом витков w1) и вторичной (с числом витков w2). Часто ТТ изготовляются с двумя и более сердечниками. В таких конструкциях первичная обмотка является общей для всех сердечников (рисунке 4.1, б). Первичная обмотка, выполняемая толстым проводом, имеет несколько витков и включается последовательно в цепь того элемента, в котором производится измерение тока, или защита которого осуществляется. К вторичной обмотке, выполняемой проводом меньшего сечения и имеющей большое число витков, подключаются последовательно соединенные реле и приборы.
а – с одним сердечником;
б – с двумя сердечниками
Рисунок 4.1- Устройство и схема трансформаторов тока
Рисунок. 4.2- Маркировка включения трансформаторов тока (обозначение) выводов обмоток
Ток, проходящий по первичной обмотке ТТ, называется первичным и обозначается I1, а ток во вторичной обмотке называется вторичным и обозначается I2. Ток I1 создает в сердечнике ТТ магнитный поток Ф1, который, пересекая витки вторичной обмотки, индуктирует в ней вторичный ток I2, также создающий в сердечнике магнитный поток Ф2, но направленный противоположно магнитному потоку Ф1. Результирующий магнитный поток в сердечнике равен разности:
Ф0 = Ф1 – Ф2