Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Тяговые и трансформаторные подстанции

Общие сведения о защите высоковольтных линий переменного тока, МТЗ - Тяговые и трансформаторные подстанции

Оглавление
Тяговые и трансформаторные подстанции
Типы электростанций
Подстанции
Энергетическая и электрическая системы
Изоляторы
Токоведущие части
Электрические контакты
Условия образования и гашения электрической дуги
Гашение электрической дуги постоянного тока
Гашение электрической дуги переменного тока
Коммутационная аппаратура напряжением до 1000 В
Предохранители
Высоковольтные выключатели переменного тока
Масляные выключатели
Быстродействующие выключатели постоянного тока
Дугогасительные камеры быстродействующих выключателей постоянного тока
Быстродействующий выключатель АБ-2/4
Быстродействующий выключатель ВАБ-28
Быстродействующий выключатель ВАБ-43
Разъединители
Сведения о принципиальных электрических схемах
Схемы понижающих подстанций
Схемы вторичной коммутации
Аварийная и предупредительная сигнализация
Распределительные устройства переменного тока
Конструкция закрытых РУ
Конструкция открытых РУ
Комплектные трансформаторные подстанции
Графики нагрузок электроустановок
Определение мощности подстанции, коэффициенты, режимов работы электроустановок
Виды, причины и последствия КЗ
Назначение релейной защиты
Общие сведения о релейной аппаратуре
Конструкция электромагнитных реле
Общие сведения о защите высоковольтных линий переменного тока, МТЗ
Защита линий отсечками по току и напряжению
Защита линий от однофазных замыканий
Защита линий продольного электроснабжения от однофазных замыканий
Общие сведения о защите силовых трансформаторов
Газовая защита трансформаторов
Реле дифференциальной защиты трансформаторов
Защиты на оперативном переменном токе
Схемы сравнения, нуль-органы, согласующие и выходные органы электронных защит
Электронные реле тока и напряжения
Электронное реле направления мощности
Электронное фазоограничивающее реле
Электронное реле времени
Модули электронных защит
Электронная защита фидера продольного электроснабжения
Защитные и рабочие заземления
Распределение потенциалов на поверхности земли при прохождении тока замыкания на землю
Конструкция заземляющих устройств

Применение тех или иных защит в электрических системах зависит от ряда факторов. К ним относятся: конструкция сети (воздушная или кабельная), напряжение сети, способ заземления нейтралей, конфигурация сети, обеспечение устойчивости параллельной работы генераторов системы. Первые три фактора в значительной степени определяют число и виды повреждений. Статистика показывает, что наибольшее число повреждений происходит в воздушных сетях вследствие большой их протяженности и подверженности атмосферным воздействиям. Вероятность замыканий и воздушных сетях зависит от напряжения: чем выше напряжение сети, тем меньше замыканий между фазами и больше однофазных замыканий на землю. При выборе защит следует иметь в виду, что в сетях с малым током замыкания на землю (нейтраль изолирована) однофазное замыкание на землю не нарушает режима работы потреби юлой, но оно может перейти в междуфазное КЗ; в сетях е большим током замыкания на землю (нейтраль заземлена) однофазное замыкание на землю является однофазным КЗ, требующим немедленного отключения поврежденной линии. Переход его в этом случае в двухфазное или трехфазное КЗ имеет меньшую вероятность.

Схемы электрических сетей подразделяют на радиальные, кольцевые и сложные. Конфигурация схемы сети определяет распределение и направление токов и мощностей КЗ. Поэтому схема сети является одним из главнейших факторов, определяющих выбор типа устанавливаемой защиты. Выпадание генераторов из синхронизма и возникновение качаний у параллельно работающих генераторов вызывает в системе изменения токов и напряжения как по величине, так и фазе, сходные с изменениями при КЗ. Поэтому в системах, в которых возможно возникновение качаний, у защит необходимо предусматривать блокировку от качаний, запрещающую отключение линии при отсутствии КЗ в ней.
По быстродействию защиты подразделяют на быстродействующие и с выдержкой времени. И те и другие защиты бывают ненаправленные и направленные.
По назначению защиты подразделяют на основные и дополнительные. Последние применяются в качестве резервных или вспомогательных. Основной защитой называют такую, которая действует при повреждении в пределах всего защищаемого элемента. Время ее действия должно быть как можно короче, чтобы обеспечить бесперебойную работу неповрежденной части системы. Поэтому основную защиту стремятся выполнить быстродействующей. Резервной защитой называют такую, которая резервирует защиты последующих (по направлению от источника питания) элементов системы на случай отказа действия их защит или выключателей. Если резервная защита выполнена в виде отдельного комплекта, то она также предназначена для замены основной защиты в случае ее отказа или отключения для проверки или ремонта. Вспомогательной защитой называют такую, которую устанавливают в дополнение к основной.

Максимальная токовая защита линий с независимой выдержкой времени

Максимальной токовой защитой (МТЗ) высоковольтных линий называют такую защиту, которая приходит в действие при возрастании тока до определенного значения в защищаемой линии в случае КЗ или перегрузки; при этом время срабатывания МТЗ одно и то же независимо от величины тока ненормального режима. Это время определяется уставкой реле времени. МТЗ, выполняемая с помощью рассмотренных выше токовых и вспомогательных реле, нашла наибольшее распространение для защиты высоковольтных линий как в качестве основной, так и дополнительной. Эта защита является одной из наиболее простых, дешевых и падежных в работе. Ее применяют для сетей с большим током замыкания на землю в трехфазном, а для сетей с малым током замыкания — в двухфазном исполнении. Схема МТЗ линии (рис. 135, а и б) действует следующим образом. При нормальном режиме работы в цепи ТТ-реле протекает ток, недостаточный для возбуждения реле, и поэтому его контакты разомкнуты При двухфазном КЗ, например в точке К, возбуждается реле, присоединенное к вторичной обмотке ТТ соответствующей фазы, и замыканием своих контактов составляет цепь обмотки реле времени РВ. Последнее, возбудившись, замыкает свои контакты РВ с установленной выдержкой времени в цепи катушки отключения КО. Отключение выключателя от МТЗ сигнализируется срабатыванием указательного реле РУ, включенного в цепь отключающей катушки КО.
МТЗ в трехфазном исполнении реагирует на все виды КЗ (одно, двух и трехфазные), в двухфазном исполнении лишь на двух- и трехфазные. Целесообразность применения для сетей с малым током замыкания на землю МТЗ в двухфазном исполнении с двумя реле объясняется тем, что в этих сетях возможны только двухфазные или трехфазные КЗ, при которых ток протекает либо через один ТТ (КЗ фаз А-В или В-С), либо через два ТТ (КЗ фаз А-С). Данная защита всегда производит отключение выключателя с одной и той же выдержкой времени, на которую отрегулировано реле времени независимо oт удаленности точки КЗ на защищаемой линии от места установки защиты. Защита применяется в сетях с односторонним питанием для одиночных и радиальных последовательно соединенных линий.


Рас. 135. Совмещенная (а) и разнесенная (б) схемы МТЗ линии и принцип ее избирательного действия (в)

Избирательность действия достигается настройкой реле времени защит па различные времена срабатывания. К источнику питания ИП (рис. 135, в) присоединены четыре линии: Л1, Л2, Л3 и Л4, на которых установлены защиты 1, 2, 3 и 4. Наиболее удаленная от источника питания линия Л4 должна иметь наименьшую выдержку времени следующей по направлению к источнику питания защиты 3 на линии Л3 время срабатывания на ∆t больше, т. е. t3 =t4 + ∆t и т. д. Разница во времени срабатывания защит смежных линий принимается такой, чтобы при повреждении на линиях, удаленных от источника питания, обеспечивалось срабатывание их защит раньше, чем защит линий, расположенных ближе к источнику питания. Например, при КЗ в точке К4 протекающий ток КЗ вызовет срабатывание токовых реле защит 1, 2, 3 и 4, однако отключение места повреждения произведет только защита 4, так как выдержка времени у нее меньше, чем у остальных защит. Реле времени защит 1,2 и 3 тоже возбудятся, и их подвижные контакты придут в действие, но вследствие отключения точки КЗ защитой 4 токовые реле защит 1, 2 и 3 потеряют возбуждение, разомкнут своими контактами цепи питания обмоток реле времени, якоря которых возвратятся в исходное положение.
Ступень времени ∆t релейных защит смежных линий определяется временем отключения выключателя поврежденной с момента подачи импульса тока на отключающую катушку его привода до момента погасания дуги, положительной погрешностью во времени срабатывания защиты поврежденной линии tn, отрицательной погрешностью во времени срабатывания последующей по направлению к источнику питания защиты tн, необходимым запасом времени, учитывающим различные погрешности tзап, т. е. ∆t =toткл + tп + t' + tзап. При применяемых современных выключателях и реле временя ступень времени ∆t принимают равной 0,5—0,6 с.
МТЗ с независимой выдержкой времени необходимо устанавливать только на одном конце защищаемой линии — со стороны источника питания. Устанавливать такую же защиту на приемном конце линии нецелесообразно, так как при повреждении на шинах приемной подстанции нет необходимости иметь напряжение в питающей линии. Длину участка, которую защищает та или иная защита, считая от места ее установки, принято называть ее защитной зоной. В защитную зону МТЗ входит линия, на которой установлена защита, шины смежной подстанции и (по условию резервирования защит) вся следующая по направлению от источника питания линия. Часть участка, которую не защищает та или иная защита, установленная на защищаемом элементе, называют «мертвой» зоной. У МТЗ с независимой выдержкой времени отсутствует мертвая зона, что является ее несомненным преимуществом. Основным недостатком МТЗ является необходимость создания большой выдержки времени у защит источников питания при большом числе последовательно соединенных линий.
Ток срабатывания МТЗ Iс.п должен быть больше наибольшего тока нагрузки Imах, протекающего по линии при наиболее тяжелом режиме ее работы (подключение новой нагрузки при нарушении нормальной работы сети, самозапуск асинхронных двигателей при восстановлении напряжения сети и т. п.).

 
Ток уставки срабатывания реле МТЗ
(112)
где к1 — коэффициент трансформации ТТ; кв — коэффициент возврата реле (кв = 0,84-0,85); ксх— коэффициент схемы, учитывающий, во сколько раз ток, протекающий через реле, больше тока, протекающего через ТТ; при включении реле на фазные токи, а при включении реле на разность фазных токов ксх √3.
Ток срабатывания защиты, определенный по условию отстройки от наибольшей нагрузки, необходимо проверить по условию чувствительности защиты Чувствительность защиты оценивается коэффициентом чувствительности представляющим отношение наименьшего тока двухфазного КЗ в конце зоны защиты к току срабатывания защиты:
(113)
Для защиты основной линии, например Л1 (см. рис. 135, в), необходимо выполнение условия кч =1,5, а для резервируемой линии Л2=1,2. Поэтому для определения коэффициентов чувствительности защиты 1 необходимо знать ток КЗ на шинах подстанций П2 и П3 при реально возможном минимальном режиме работы источников питания (наименьшем числе включенных генераторов, трансформаторов и линий электрической сети, по которым подается энергия к подстанциям П2 и П3).



 
« Трансформаторы тока и их эксплуатация   Универсальные делители напряжения с элегазовой изоляцией »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.