ИЭ / 8 сем (станции+реле) / Экзамен / РЗ 8 сем

Контроль обрыва цепей тока

Рисунок – Функциональная логическая схема блока логики контроля обрыва цепей тока

Для выявления неисправности в цепях тока ДЗШ предусмотрены реле контроля исправности токовых цепей, представляющие собой чувствительные токовые реле, включенные в цепи дифференциального тока соответствующей фазы ПО1, ПО2, ИО1, ИО2, ИО3, ИО4.

При появлении сигнала на выходе реле контроля исправности токовых цепей ПО1, ПО2 обеспечивается сигнализация обрыва и блокировка работы ДЗШ с самоподхватом. При появлении сигнала на выходе реле контроля исправности токовых цепей ИО1, ИО2, ИО3, ИО4 обеспечивается блокировка работы ДЗШ через программные накладки XB25, XB26, XB27, XB28. Имеется возможность вывести блокировку ДЗШ при обрыве цепей тока с помощью оперативного ключа “Вывод блокировки ДЗШ при обрыве цепей тока”.

81

Неполная ДЗШ

Рисунок 11

На электростанциях и подстанциях с реактированными линиями для защиты шин 6-10 кВ применяется неполная дифференциальная защита.

Основное ее отличие от полной дифференциальной защиты в том, что она,

включается на сумму токов всех источников питания (рис. 11). Защита шин обычно выполняется в двухфазном исполнении, так как применяется для сетей 6 - 10 кВ, работающих с изолированной нейтралью.

Рисунок 12 Схема неполной дифференциальной защиты шин: а — цепи тока; б

—цепи оперативного постоянного тока

Всхеме неполной ДЗШ токовые реле КА1, КА2 включены на сумму токов всех источников питания - генераторов, трансформаторов связи с энергосистемой

исекционного выключателя (рис. 12, а). Неполная ДЗШ выполняется двухступенчатой: первая ступень - токовая отсечка (КА1), предназначенная для действия при КЗ на шинах (К1); вторая ступень - МТЗ (КА2), предназначенная

82

для резервирования РЗ отходящих линий при КЗ за реакторами (К2). При КЗ на соседней секции (К3), в генераторе или трансформаторе ДЗШ в действие не приходит, так как эти КЗ являются внешними. От тока нагрузки, проходящего через реле, ДЗШ должна быть отстроена (нагрузка не входит в схему ДЗШ).

Первая ступень ДЗШ действует без выдержки времени на отключение всех источников питания, за исключением генераторов, отключение которых осуществляется их МТЗ (рис. 12, б). Вторая ступень ДЗШ действует с выдержкой времени, отстроенной от максимальной выдержки времени РЗ отходящих ЛЭП,

на отключение трансформаторов, секционных и шиносоединительных выключателей (контакт КТ1). Обычно на второй ступени ДЗШ предусматривается также и вторая выдержка времени (контакт КТ2), с которой она действует на отключение генераторов, подключенных к поврежденной секции шин, если после отключения трансформаторов, секционных и шиносоединительных выключателей КЗ не устранится. Чувствительность первой ступени ДЗШ при двухфазном КЗ на шинах подстанции должна быть не менее 1,5, а второй ступени при КЗ реактором - не менее 1,2.

83

На рис. 12 показан ШСВ, цепи которого при его наличии должны подключаться к токовым цепям ДЗШ. При этом на время опробования резервной системы шин через ШСВ его токовые цепи должны быть отключены от ДЗШ, а

в схеме РЗ должно быть предусмотрено устройство, автоматически выводящее действие ДЗШ на все присоединения, за исключением ШСВ, аналогично тому,

как это было описано выше для полной ДЗШ (схема ДЗШ для ПС с 1 рабочей и

1 резервной СШ).

Логическая защита шин (ЛЗШ)

Рисунок 13 Зона действия ЛЗШ ЛЗШ предназначена для ликвидации КЗ на шинах энергетических

объектов. В основном применяется в качестве защиты от коротких замыканий на секциях среднего и низкого напряжения, оборудованных ячейками КРУ.

Применение полной дифференциальной защиты секции затруднено большим количеством присоединений и высокой стоимостью данного решения.

Логическая защита шин так же применяется и для быстрого отключения КЗ на шинах 6–10 кВ.

ЛЗШ защищает не только сами шины, но и зону выключателей. Её зона действия определяется местами установки трансформаторов тока.

84

Структура ЛЗШ

ЛЗШ — это распределенная защита. Она не находится в одном конкретном терминале, а распределена по защитам вводов, СВ и отходящих присоединений

(линий, трансформаторов, двигателей, БСК и т.д.).

Так как защита шин 6-35 кВ осуществляется вводными и секционным выключателями, то именно в терминалах ввода и СВ реализована отключающая токовая ступень (ЛЗШ), работающая с минимальной выдержкой времени (0,1- 0,15 с).

Пусковые органы защит нижестоящих присоединений дают информацию о том, есть ли замыкание на присоединении, и в случае его наличия, замыкают выходные контакты своего терминала для передачи сигнала на терминалы ввода и СВ. Этот выходной сигнал называется “Блокировка ЛЗШ”.

Блоки защиты присоединений соединены с блоками ввода и секционного выключателями медными шинками для передачи сигнала по схеме “выходные контакты – дискретный вход”.

Рисунок 14 Работа ЛЗШ при внутреннем и внешнем КЗ По принципу действия ЛЗШ представляет собой МТЗ выключателя ввода,

которая блокируется при пуске защит присоединений «своей» и смежной секций.

Блокировка от защит присоединений смежной секции выводится по факту

отключенного положения СВ.

85

Замыкание на присоединении (вне зоны действия ЛЗШ)

▪Ток КЗ протекает от энергосистемы, через ТТ защиты ввода и ТТ защиты фидера, к точке КЗ;

▪Происходит пуск защиты ввода (МТЗ и отдельной ускоренной ступени ЛЗШ) и защиты фидера (МТЗ и, возможно, ТО);

▪Защита присоединения мгновенно выдает сигнал пуска собственных за-

щит (Блокировка ЛЗШ) на защиты ввода (через сухой контакт);

▪Защита ввода принимает сигнал “Блокировка ЛЗШ” и блокирует ускорен-

ную ступень ЛЗШ (МТЗ ввода остается в работе);

▪Защита фидера отключает свой выключатель для устранения КЗ, МТЗ ввода возвращается;

▪При отказе защиты фидера, КЗ устраняет МТЗ ввода с выдержкой вре-

мени.

86

Замыкание на шинах 6-35 кВ (в зоне действия ЛЗШ)

▪Ток КЗ протекает от энергосистемы, через ТТ защиты ввода, к точке КЗ;

▪Защита ввода (и МТЗ, и отдельная ускоренная ступень ЛЗШ) пускается от данного тока;

▪Защиты присоединений не пускаются потому, что через них ток КЗ не протекает (подпитки “снизу” нет); подпитка от секции 2 через СВ не пус-

кает направленную МТЗ и ЛЗШ СВ (ток в секционном выключателе направлен к секции 1); либо если МТЗ СВ ненаправленная, то пускаются МТЗ СВ и ЛЗШ СВ, отдавая сигнал «Блокировка ЛЗШ» на ВВ1, после от-

ключения СВ логической защитой шин блокировка ЛЗШ ВВ1 выводится по факту отключенного положения СВ.

▪Так как сигнал “Блокировка ЛЗШ” нижестоящими защитами не выдается,

то защита ввода (ускоренная ступень ЛЗШ) отключает выключатель ввода с временем 0,1-0,15 секунд

87

Параллельная схема ЛЗШ

Параллельная схема отличается простотой организации вторичных цепей.

Но в данной схеме отсутствует диагностика обрыва вторичных цепей, поэтому рекомендуется контролировать положения автомата шинки ЛЗШ. При КЗ на отходящем присоединении с оборванной цепью ЛЗШ происходит отключение ВВ с выдержкой времени ЛЗШ.

Последовательная схема ЛЗШ

Последовательная схема ЛЗШ позволяет вести постоянный контроль вторичной цепи ЛЗШ на обрыв. При выявлении обрыва цепи ЛЗШ происходит срабатывание сигнализации. При обрыве цепи ЛЗШ КЗ на шинах отключаются с выдержкой времени МТЗ.

Возможно ускорение МТЗ ВВ и СВ при выявлении обрыва. В этом случае,

при обрыве цепи ЛЗШ, КЗ на шинах и на отходящих присоединениях отключаются с выдержкой времени ЛЗШ.

Недостатки ЛЗШ

На подстанции, где используются мощные синхронные двигатели (СД) или генераторы, ЛЗШ не используется ввиду возможного ложного срабатывания при внешних КЗ и в послеаварийных качаниях, когда через вводную ячейку проходит

88

ток подпитки от СД (генераторов) или ток качаний. Данного тока достаточно,

чтобы пустить ЛЗШ, при этом блокирующий сигнал отсутствует, так как в этом режиме защиты СД и генераторов по принципу действия (дифференциальная или токовая отсечка) не работают.

Также ЛЗШ не работает, если КЗ в ячейке после трансформаторов тока защиты отходящей линии.

Для защиты шин подстанций с мощными СД и генераторами на напряжение 6(10) кВ используют дифференциальную защиту шин.

Дуговая защита шин

Для защиты шин в комплектных распределительных устройствах применяют ЗДЗ – защиту от дуговых замыканий.

Комплектные распредустройства (КРУ) 6, 10, 35 кВ являются распространенными элементами электрических станций и подстанций. При возникновении КЗ внутри этих устройств, время отключения должно быть не более 1 секунды. Это связано с их небольшими размерами и компактным расположением.

Опасность дуги в КРУ (6, 10, 35 кВ)

При возникновении короткого замыкания, сопровождающегося электродугой, в считанные доли секунды резко возрастает температура,

повреждая стенки ячейки и переходя в соседние.

Если вовремя не принимаются меры, то необратимо выходят из строя целые секции КРУ с глубокими повреждениями механического и термического характера. В электроустановках возникают очаги возгорания.

Буквально за мгновения ячейка, в которой создалось короткое замыкание с электродугой, выгорает дотла и не подлежит ремонту.

Принцип защитного действия реле основан на распознавании специальным датчиком вспышки электрической дуги и передаче информации исполнительным элементам, которые отключают выключатели ячеек.

89

Появление дуги вызывает изменение параметров: яркости света,

характеристик в цепи (тока, напряжения, сопротивления), давления и температуры.

Чтобы замыкания не перешли на другие ячейки КРУ, предусмотрено полное отключение оборудования.

Дуговая защита КРУ срабатывает гораздо быстрее и эффективнее максимальной токовой защиты (МТЗ).

Типы защит от дуговых замыканий

Механическая:

клапанная или мембранная – реагирует на давление воздуха,

повышающееся при появлении дуги (недостаточная чувствительность при малых токах КЗ (дуга обладает сопротивлением, поэтому ток КЗ уменьшается))

Электронная:

фототиристорная – реагирует на вспышку от дуги (могут быть ложные срабатывания при попадании прямых солнечных лучей или ламп освещения,

чувствительны к электромагнитным помехам на ПС)

Волоконно-оптическая: наиболее современная и качественная.

Волоконно-оптические датчики (ВОД) размещают в отсеках ввода,

выкатного элемента, в кабельном отсеке. Волоконно-оптическая линия связи служит передающим звеном при срабатывании датчика на вспышку дуги.

Микропроцессорный терминал, получив сигнал от датчика и сигнал от пуска МТЗ (для надежного действия ЗДЗ), подает команду на отключение выключателей для устранения короткого замыкания.

90