8 Заземляющие устройства электроустановок

При повреждении изоляции металлические части электроустановок и оборудования, обычно не находящиеся под напряжением, могут оказаться под полным рабочим напряжением. Прикосновение к ним человека связано с опасностью поражения электрическим током.

Одной из мер защиты людей в этих случаях является заземление, т. е. преднамеренное присоединение к земле (через заземляющую проводку и за­землитель, например вбитые в землю трубы) металлических частей электро­оборудования и электроустановок, которые могут оказаться под напряже­нием вследствие нарушения изоляции. Сущность этой меры защиты заклю­чается в следующем.

При повреждении изоляции через место замыкания в землю протекает ток. По пути протекания тока создается падение напряжения между оказав­шейся под напряжением металлической частью и землей, при этом наиболь­шее значение имеет "напряжение относительно земли", т. е. напряжение между корпусом электроприемника и точками земли, находящимися вне зоны растекания токов в земле. Практически такие точки отстоят от сосредо­точенного заземлителя на расстоянии 20 м и более

На ГПП-15-1 установлены разрядники и ОПН.

Применяют ОПН-110 на стороне 110кв трансформаторов 63000ква, служат для защиты обмоток трансформаторов: Uном = 110 кв; Uдлит раб – 86кв. Также РВС-35 + РВС-15 в нейтрали трансформатора, так как изоляция нейтрали трансформатора ослаблена; Uном = 15кв; 35кв.

Нормативный срок службы разрядников и ограничителей перенапряжения с учетом срока службы, принятого заводом-изготовителем – 25 лет.

Элемент ограничителя напряжения выполнен в виде блока последова­тельно соединенных оксидно-цинковых варисторов, заключенного в стекло­пластиковую трубу, герметично закрытую с двух сторон фланцами. На эле­мент нанесена защитная оболочка из кремнийорганической резины. Для вы­равнивания напряжения вдоль ограничителей перенапряжения применяется экранная система, состоящая из кольца и держателей.

Эксплуатация разрядников заключается в периодическом контроле состояния фарфорового покрытия, заземления, контактных соединений.

Разрядники и ограничители перенапряжения применяются для защиты изоляции электрооборудования от воздействия атмосферных или коммутационных перенапряжений.

9 Релейная защита и автоматика систем электроснабжения

Релейная защита (РЗ) – это комплекс автоматических устройств, состо­ящих из одного или нескольких приборов реле, соединенных по определен­ной электрической схеме и контролирующих работу определенного участка электрической сети. Или установки предназначенных для быстрого (при по­вреждениях) выявления и отделения от электроэнергетической системы по­вреждённых элементов этой электроэнергетической системы в аварийных ситуациях с целью обеспечения нормальной работы ее исправной части. Действия средств релейной защиты организованы по принципу непрерывной оценки технического состояния отдельных контролируемых элементов элек­троэнергетических систем. При возникновении повреждений РЗ должна вы­явить повреждённый участок и отключить его от ЭЭС, воздействуя на специ­альные силовые выключатели, предназначенные для размыкания токов по­вреждения.

В зависимости от характера ненормальных режимов работы контроли­руемого участка РЗ автоматически отключает выключатель при поврежде­ниях связанных, например, с возникновением коротких замыканий. На пре­дупреждающий сигнал релейная защита действует в том случае, когда при возникшем ненормальном режиме нет необходимости в немедленном отклю­чении, например при перегрузках, когда легко могут быть ликвидированы без отключения. Реле – автоматические приборы, которые, воспринимая из­менение режима работы электрической установки, реагируют на определен­ные величины тока и напряжения, приводя в действие свой исполнительный орган, то есть срабатывают. Воспринимающим органом реле являются об­мотки, а исполнительным или оперативным – контактное устройство. Реле защиты состоит из основных и вспомогательных реле, а также электрических цепей, по которым передаются рабочие импульсы.

Основными (рабочими) называются реле, воспринимающий орган ко­торых связан с датчиком рабочих импульсов. Эти реле реагируют на измене­ние режима защищаемой цепи, являются пусковыми для всей остальной си­стемы защиты. Вспомогательными называются реле, воспринимающий орган которых включен в оперативную цепь. Эти реле выполняют вспомогатель­ные функции (создают выдержку времени, включают сигналы). Оперативные цепи соединяют между собой исполнительный орган одного и воспринима­ющий орган другого реле, отключает катушку привода выключатель и сиг­нал.

К релейной защите предъявляют следующие требования:

- селективность — свойство РЗ, характеризующее способность выяв­лять поврежденный элемент электроэнергетической системы и отключать только его только ближайшими к нему выключателями. Это позволяет лока­лизовать повреждённый участок и не прерывать нормальную работу других участков сети.

- быстродействие – свойство РЗ, характеризующее скорость выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов. Показателем быстродействия является время срабатывания защиты – это ин­тервал времени от момента возникновения повреждения до момента отделе­ния от сети повреждённого элемента.

- чувствительность – это свойство, характеризующее способность РЗ выявлять повреждения в конце установленной для неё зоны действия в ми­нимальном режиме работы энергосистемы. Другими словами, - это способ­ность чувствовать те виды повреждений и ненормальных режимов, на кото­рые она рассчитана, в любых состояниях работы защищаемой электрической системы. Показателем чувствительности выступает коэффициент чувстви­тельности, который для максимальных защит (реагирующих на возрастание контролируемой величины) определяется как отношение минимально воз­можного значения сигнала, соответствующего отслеживаемому поврежде­нию, к установленному на защите параметру срабатывания установки.

- надёжность – свойство, характеризующее способность РЗ действо­вать правильно и безотказно во всех режимах контролируемого объекта при всех видах повреждений и ненормальных режимов для действия, при кото­рых данная защита предназначена, и не действовать в нормальных условиях, а также при таких повреждениях и нарушениях нормального режима, при ко­торых действие данной защиты не предусмотрено. Иными словами, надеж­ность – это свойство, характеризующее ее способность выполнять свои функции в условиях эксплуатации, ремонта, хранения и транспортировки. Основные показатели надёжности - время безотказной работы и интенсив­ность отказов (количество отказов за единицу времени).

Максимальная токовая защита является основным видом релейной за­щиты от всех видов коротких замыканий, замыканий на землю и перегрузок силовых трансформаторов, кабельных и воздушных линий. МТЗ реагирует на увеличение тока в защищаемом элементе и воздействует на отключение вы­ключателя в случае повреждения. МТЗ – это дешевая, надежная и простая защита, которая имеет невысокую чувствительность и большое время дей­ствия. Для быстрого и селективного отключения поврежденного участка ис­пользуют дополнительные элементы, реагирующие на короткие замыкания – токовые отсечки. При срабатывании реле отсечки защита действует на от­ключение выключателя без выдержки времени.

В настоящее время микропроцессорное устройство релейной защиты (сокращённо МУРЗ) — устройство релейной защиты, реализованное на ос­нове микропроцессорных элементов, являются основным направлением раз­вития РЗ. На ПС «Цементная» используется микропроцессорное устройство релейной защиты и автоматики – Сириус-2-МЛ, которая обладает следую­щими функциями защиты:

- трехступенчатая максимальная токовая защита (МТЗ) от междуфаз­ных повреждений с контролем двух или трех фазных токов. Любая из ступе­ней МТЗ может быть выполнена направленной. Любая из ступеней может иметь комбинированный пуск по напряжению (вольтметровая блокировка);

- автоматический ввод ускорения любой из ступеней МТЗ при любом включении выключателя;

- защита синхронных двигателей от асинхронного хода в ступени МТЗ-2;

-защита минимального напряжения (ЗМН);

-защита от повышения напряжения (ЗПН);

- защита от обрыва фазы питающего фидера (ЗОФ);

- защита от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ).

Но в добавок имеются и дополнительные функции:

- определение вида и расстояния до места повреждения при срабатыва­нии МТЗ;

- фиксация токов и напряжений в момент аварии;

- измерение времени срабатывания защиты и отключения выключа­теля;

- встроенные часы-календарь;

- измерение текущих фазных токов, напряжений, мощности;

- дополнительные реле и светодиоды с функцией, программируемой пользователем;

- цифровой осциллограф;

- регистратор событий.

Уставок релейной защиты ГПП-15-1 приведён в приложении Б.