- •Оглавление
- •2. Требования, предъявляемые к релейной защите
- •Быстродействие.
- •Селективность или избирательность.
- •Чувствительность.
- •Надёжность.
- •3. Повреждения и ненормальные режимы в электроустановках.
- •4. Структурная схема и основные органы релейной защиты
- •5. Оперативный ток
- •6. Классификация реле.
- •7. Классификация защит
- •Линия 1 Линия 2
- •8. Трансформаторы тока. Назначение и классификация. Принцип действия
- •9. Погрешности тт. Выбор тт
- •10. Схемы соединения тт. Нагрузка трансформаторов тока.
- •11. Трансформаторы напряжения. Назначение и классификация. Принцип действия.
- •12. Схемы соединения трансформаторов напряжения.
- •13. Ступенчатые токовые защиты.
- •14. Мтз (назначение, принцип действия, чувствительность, селективность).
- •15. То (назначение, принцип действия, чувствительность, селективность).
- •16. Анализ схемы соединения трансформаторов тока «полная звезда». Область применения.
- •17. Анализ схемы соединения тт «неполная звезда». Область применения.
- •18. Анализ схемы соединения тт «треугольник». Область применения.
- •19. Мтз с пуском минимального напряжения.
- •20. Токовая направленная защита
- •21. Схемы включения реле направления мощности
- •22. Назначение и принцип действия дистанционной защиты
- •23. Характеристика измерительных органов дистанционной защиты
- •24. Схемы включения реле сопротивления
- •26. Защиты от замыканий на землю в сетях с большими токами замыкания на землю
- •27. Защиты от замыканий на землю в сетях с малыми токами замыкания на землю
- •28. Сравнительная характеристика схем: 3-х трансформаторный фильтр токов i0 и схема с тнп.
- •29. Продольная дифференциальная защита линий.
- •30. Поперечная токовая дифференциальная защита линий.
- •31. Поперечная направленная дифференциальная защита линий.
- •32. Направленная защита с в.Ч. Блокировкой (нвчз). Канал токов высокой частоты.
- •34. Дифференциально – фазная в.Ч. Защита (дфз).
- •35. Назначение, состав и технические характеристики установки у 5053.
- •36. Назначение, состав и технические характеристики установки Уран.
- •37. Назначение, область применения и конструкции реле рт – 40.
- •38. Причины появления вибрации контактов электромагнитных реле переменного тока. Меры уменьшения вибрации контактов у реле рт-40.
- •39. 40. Коэффициент возврата (kВ) реле. Зависимость kВ реле рт-40 от уставки.
- •41. Назначение, область применения и конструкция реле рн-53.
- •42. Причины появления вибрации контактов электромагнитных реле переменного тока. Меры уменьшения вибрации контактов у реле рн-53.
- •43. Назначение, область применения, и конструкция реле рп-250.
- •44. 45. Объяснить замедление при срабатывании и возврате реле серии рп-250.
- •46. Назначение, область применения и конструкция реле серии рв-100.
- •47. Обеспечение термической стойкости реле времени. Борьба с искрообразованием.
- •48. Назначение сигнальных (указательных) реле. Выбор указательных реле (ру).
-
Чувствительность.
Защита должна обладать такой чувствительностью в пределах установленной для неё зоны, чтобы обеспечивалось её действие в самом начале возникновения повреждения, чем сокращаются размеры повреждения оборудования в месте к.з.
Таким образом, чувствительность – это свойство защиты, обеспечивающее выявление повреждения электрооборудования в самом начале его возникновения.
Чувствительность защиты должна также обеспечивать её действие при повреждениях на смежных участках сети. Так, например, если при повреждении в токе К1 (рисунок 6) по какой-либо причине не отключается выключатель В1, то должна подействовать защита следующего к источнику питания выключателя В4 и отключить этот выключатель. Такое действие защиты называется дальним резервированием смежного или следующего участка.
Чувствительность защиты должна быть такой, чтобы она действовала при к.з. в конце установленной для неё зоны в минимальном режиме работы системы и при замыканиях через электрическую дугу.
Чувствительность защиты можно оценить коэффициентом чувствительности Кч. Для защит, реагирующих на ток к.з.
,
где Iк.min – минимальный ток к.з., Iс.з – ток срабатывания защиты.
-
Надёжность.
Требование надёжности состоит в том, что защита должна правильно и безотказно действовать в пределах установленной для неё зоны и не должна работать неправильно в режимах, при которых её работа не предусматривалась.
Ненадёжная защита сама становится источником аварий.
При эксплуатации возможны следующие виды отказов в функционировании устройств релейной защиты:
-
отказы срабатывания при требуемом срабатывании;
-
излишние срабатывания при повреждениях в защищаемой зоне с требованием несрабатывания;
-
ложные срабатывания при отсутствии повреждений в защищаемой зоне.
Требование надёжности обеспечивается совершенством принципов защиты и конструкцией аппаратуры, простотой выполнения, а также уровнем эксплуатации.
Требования к релейной защите от ненормальных режимов:
Защиты от ненормальных режимов также должны обладать селективностью, достаточной чувствительностью и надёжностью. Но быстродействия у защит от ненормальных режимов, как правило, не требуется.
Ненормальные режимы часто носят кратковременный характер и самоликвидируются. Например, при кратковременных перегрузках при пуске асинхронного электродвигателя быстрое отключение не только не является необходимым, но и может причинить ущерб потребителям. Поэтому действие на отключение защит от ненормальных режимов должно производиться с выдержкой времени и только тогда, когда наступает опасность для защищаемого оборудования.
В случаях, когда устранение ненормального режима может произвести дежурный персонал электроустановки, защита от ненормальных режимов может выполняться с действием на предупредительный сигнал.
3. Повреждения и ненормальные режимы в электроустановках.
Большинство повреждений в электроустановках приводит к коротким замыканиям (к.з.) фаз между собой или на землю. В обмотках электрических машин (генераторов, трансформаторов и электродвигателей), кроме того, бывают замыкания между витками одной фазы (витковые замыкания).
Основными причинами повреждений являются:
-
нарушения изоляции токоведущих частей, вызванные её старением, неудовлетворительным состоянием, перенапряжениями, механическими повреждениями;
-
ошибки персонала при операциях с электрооборудованием (отключение разъединителя под нагрузкой, включение разъединителя на ошибочно оставленное заземление, включение заземляющих ножей под напряжение и т.п.). Короткие замыкания (к.з.) являются наиболее опасными и тяжелыми видами повреждений.
При коротком замыкании э.д.с Е источника питания (генератора) замыкается «накоротко» через относительно малое сопротивление генератора, трансформатора и линий. В контуре замкнутой накоротко э.д.с. возникает большой ток Iк, называемый током к.з.
При к.з. из-за увеличения тока возрастает падение напряжения в элементах системы, что приводит к понижению напряжения во всех точках сети, так как напряжение в любой точке М (см. рисунок 1.1) UМ = Е - IЗА Zм , где Е - э.д.с. источника питания, Zм – сопротивление от источника питания до точки М.
Наибольшее снижение напряжения происходит в месте к.з.
Увеличение тока и снижение напряжения, происходящие в результате к.з., приводят к ряду опасных последствий:
Понижение напряжения при к.з. нарушает работу потребителей.
Основным потребителем электроэнергии являются асинхронные электродвигатели, момент вращения которых MД пропорционален квадрату напряжения U на их зажимах: MД = КU2. При глубоком снижении напряжения момент вращения электродвигателей может оказаться меньше момента сопротивления механизмов, что приводит к их остановке. Кроме того, из-за снижения напряжения при к.з. также нарушается нормальная работа осветительных установок и компьютерной техники. Нарушение устойчивости параллельной работы генераторов является наиболее тяжелым последствием снижения напряжения при к.з. Это может привести к распаду энергосистемы и прекращению электроснабжения всех её потребителей
Аварии с нарушением устойчивости системы по величине ущерба являются самыми тяжелыми.
В зависимости от числа замкнувшихся фаз к.з. подразделяются на трёхфазные, двухфазные и однофазны; замыкания с землёй и без земли; замыкания в одной и двух точках сети (таблица 1-1).
Таблица 1-1 - Основные виды повреждений в электроустановках.
Трёхфазные замыкания: замыкания между тремя фазами К(3) |
|
Трёхфазные замыкания на землю К(1, 1, 1) |
|
Двухфазные замыкания: замыкания между двумя фазами К(2) |
|
Двухфазные замыкания на землю К(1. 1) |
|
Двойные замыкания на землю |
|
Однофазные замыкания на землю |
|
Разрыв фазы |
|
Ненормальными режимами, связанными с отклонением от допустимых значений тока, напряжения и частоты и представляющими опасность для электроснабжения потребителей электроэнергии и энергосистемы в целом, являются: перегрузка оборудования, повышение напряжения, качания в системе.
Перегрузка оборудования – это превышение тока по оборудованию сверх номинального значения.
Если ток превышает номинальное значение, то за счёт выделяемого им дополнительного тепла через некоторое время температура токоведущих частей и изоляции превысит допустимую величину, что приведёт к ускоренному износу изоляции и её повреждению.
Характер зависимости допустимой длительности перегрузки от величины тока: t = (I) показан на рисунке 1.4 и определяется конструкцией оборудования и типом используемых в оборудовании изоляционных материалов.
Рисунок 1.4 – Зависимость допустимой длительности перегрузки от величины тока.
Для предупреждения повреждения оборудования при перегрузках необходимо принимать меры по разгрузке или отключению оборудования.
Повышение напряжения – это превышение напряжения на оборудовании сверх допустимого значения.
Обычно повышение напряжения возникает на гидрогенераторах при внезапном отключении его нагрузки из-за увеличения частоты вращения и возрастания вследствие этого э.д.с. статора до значений, опасных для его изоляции.
Опасное для изоляции повышение напряжения может возникнуть также при одностороннем отключении или включении длинных линий электропередачи с большой ёмкостной проводимостью.
При повышениях напряжения необходимо его снижать вручную или отключать оборудование от сети.
Качания в системах – периодическое изменение ("качание") тока, напряжения, активной и реактивной мощности.
Качания возникают при выходе из синхронизма работающих параллельно генераторов и сопровождаются возрастанием тока и снижением напряжения в сети. На эти изменения тока и напряжения защиты реагируют также, как и на симметричное к.з.