 |
Структурная схема и основные органы релейной защиты
|
|
|
|
Назначение релейной защиты.
Основное назначение релейной защиты – отключение поврежденного элемента электрической сети при коротких замыканиях и других ненормальных режимах для предотвращения значительных повреждений оборудования. В зависимости от характера ненормальных режимов и опасности их для оборудования релейная защита может действовать на сигнал или отключение.
Требования, предъявляемые к релейной защите
Общие требования к любым защитам – селективность, чувствительность, быстродействие и надежность.
Селективность – основное свойство защиты. Этот параметр характеризует способность защиты реагировать только на повреждение защищаемого элемента системы и не реагировать на повреждения других элементов.
Чувствительность – способность защиты реагировать на заданные виды повреждений во всех режимах работы сети.
Быстродействие – способность защиты отключать повреждения с минимальной выдержкой времени.
Надежность – способность защиты сохранять свою работоспособность во всех предусмотренных режимах и условиях.
Повреждения и ненормальные режимы в электроустановках
Виды повреждений.
Повреждения в большинстве случаев сопровождаются значительным увеличением тока и глубоким понижением напряжения в элементах энергосистемы.
Повышенный ток выделяет большое количество тепла, вызывающее разрушения в месте повреждения и опасный нагрев неповрежденных линий и оборудования, по которым этот ток проходит.
Понижение напряжения нарушает нормальную работу потребителей электроэнергии и устойчивость параллельной работы генераторов и энергосистемы в целом.
Ненормальные режимы обычно приводят к отклонению величин напряжения, тока и частоты от допустимых значений. При понижении частоты и напряжения создается опасность нарушения нормальной работы потребителей и устойчивости энергосистемы, а повышение напряжения и тока угрожает повреждением оборудования и линий электропередачи.
|
|
|
Таким образом, повреждения нарушают работу энергосистемы и потребителей электроэнергии, а ненормальные режимы создают возможность возникновения повреждений или расстройства работы энергосистемы.
Структурная схема и основные органы релейной защиты
Релейная защита состоит, как правило, из пусковых органов и логической части.
Пусковые органы, которые в различных источниках называют главными, контролирующими, измерительными, реагирующими, выявительными, 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.
Логическая часть представляет собой схему, которая запускается пусковыми органами и, сопоставляя последовательность и продолжительность их действия, производит отключение выключателей мгновенно или с выдержкой времени, запускает другие устройства, подаёт сигналы и производит прочие предусмотренные действия. Логическая часть состоит в основном из реле времени, промежуточных и указательных (блинкерных) реле. В современных аппаратах РЗ пусковые органы и логическая часть выполняются конструктивно как одно целое. При выполнении структурных схем РЗ её логическую часть принято изображать с помощью, так называемых, логических элементов. К основным логическим элементам относятся элементы НЕ, И, ИЛИ.
5. Классификация релейной защиты. Общие характеристики реле.
Под реле понимают такой электрический аппарат, в котором при плавном изменении управляющего (входного) параметра до определенной заранее заданной величины происходит скачкообразное изменение управляемого (выходного) параметра. Хотя бы один из этих параметров должен быть электрическим.
|
|
|
Виды реле:
Реле времени имеет широкое применение в бытовой технике (телевизоры, стиральные машины, электрические чайники, электрообогреватели, кофемолки, микроволновые печи и др.)
Реле герконовые являются комплектующими изделиями и пригодны для работы в системах управления на базе микропроцессорной техники.
Реле контроля скорости. Предназначено для измерения и контроля частоты вращения в диапазоне частот 0…9999 1/мин.
Реле контроля фаз. Еще их называют автоматами защиты электродвигателей. Они служат для защиты электродвигателей и электроустановок, которые питаются от трехфазной сети, если отсутствует, хотя бы одна из фаз: падение напряжения, обрыв нулевого провода, асимметрия напряжения.
Реле напряжения. Предназначены для постоянного контроля величины напряжения в сети переменного тока, а так же защищают электроустановок и электроприборов от перепадов напряжения.
Реле промежуточные. Переключение контактов реле происходит благодаря подачи управляющего напряжения на контакты управления подачей управляющего напряжения на контакты управления, при этом при этом включается индикатор включения реле на лицевой панели.
Реле температуры (термореле) предназначено для контроля и поддержания температурного режима путем включения/выключения нагревающей (охлаждающей) установки по сигналам датчика температуры, в соответствии с заданной температурой в установленные часы и дни.
6. Классификация защит.
РЗ – называют специальные средства и устройства для защиты, выполняемые с помощью реле, процессоров, блоков и других. аппаратов, и предназначенные для отключения силовых выключателей при напряжении свыше 1000 В или автоматических выключателей при напряжении до 1000 В. Более часто термин РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА используется в установках и сетях высокого напряжения. К системам автоматики в настоящей работе отнесены устройства АПВ, АВР, АЧР, АРТ.
Контролируемые параметры Р.З. Устройства РЗ могут контролировать следующие параметры: ток, напряжение, мощность, температуру, время, направление и скорость изменения контролируемой величины
|
|
|
защита от К.З междуфазных,
Функции релейной защиты. Устройства РЗ могут выполнять следующие функции:
защита от К.З междуфазных,
защита от замыканий на землю, в т. ч. 2х-3х и однофазных
защита от минимального напряжения;
защита от внутренних повреждений в обмотках двигателей, генераторов и трансформаторов.
защита от асинхронного режима работы синхронных двигателей.
защита от обрывов в роторной цепи мощных двигателей.
защита от затянувшегося пуска
дифференциальная защита (продольная и поперечная) крупных машин и линий.
Основные виды релейной защиты:
Токовая защита – ненаправленная или направленная (МТЗ, ТО, МТНЗ).
Защита минимального напряжения (ЗМН).
Газовая защита (ГЗ).
Дифференциальная защита.
Дистанционная защита (ДЗ).
Дифференциально-фазная (высокочастотная) защита (ДФЗ).
7. Трансформаторы тока. Назначение. Принцип действия и их погрешность.
Трансформаторы тока (ТТ) предназначены для разделения вторичных цепей с первичными, находящимися под высоким напряжением, и приведения контролируемого или измеряемого тока к величинам, допустимым для аппаратуры РЗА или измерительных приборов. Трансформаторы тока изолируют цепи высокого напряжения от вторичных цепей, что обеспечивает безопасность их обслуживания и снижает требования к уровню изоляции аппаратуры.
Трансформаторы тока являются трансформаторами специального исполнения. Главным отличием их от силовых трансформаторов и трансформаторов напряжения является то, что первичная обмотка ТТ включается последовательно в цепь измеряемого тока, в связи с чем через нее протекает весь ток нагрузки или короткого замыкания. В связи с этим для обеспечения нормальной работы магнитной системы вторичные обмотки трансформатора тока должны быть замкнуты на нагрузку или закорочены. Разрыв вторичной обмотки ТТ приводит к появлению высокого напряжения на ее выводах, опасному для жизни, а в некоторых случаях может привести к повреждению основного оборудования.
|
|
|
8. Кривые придельной кратности тока. Выбор трансформаторов тока и допустимой вторичной нагрузки. Требования к точности ТТ питающих релейную защиту.
Трансформаторы тока (ТТ) выбирают по следующим критериям: номинальным значениям напряжения, тока (первичного и вторичного) и по классу точности, проверяют на электродинамическую и термическую стойкость при токах КЗ,
кратность (отношение тока КЗ, при котором срабатывает защита, к номинальному току ТТ) и по кривым предельной кратности находят и с учетом сопротивления проводов, реле, приборов и схемы их соединения. Трансформаторы, комплектуемые для дифференциальной защиты, должны иметь одинаковую предельную кратность при сквозном токе КЗ
Значение трасч зависит от принципа действия защиты.
Для трансформаторов типа ТПЛ-10, ТПОЛ-10, ТПШЛ-10 кривые предельной кратности kl0 = f (г„) для разных значений коэффициента трансформации пн (пн = 11н/12н) и классов точности приведены на рис. 2. Кривые предельной кратности для других типов ТТ приведены в работе. Все эти кривые получены расчетным путем, их точность колеблется в пределах ± (20—25) %, По кривым предельной кратности можно определить допустимую кратность первичного тока ТТ/ при заданной вторичной нагрузке в пределах погрешности 10 %. Методы расчета допустимой нагрузки ТТ по условию 10 % погрешности пригодны для установившегося режима. В переходном режиме вследствие влияния апериодической составляющей тока КЗ резко увеличивается намагничивающий ток, и полная погрешность ТТ доход/it до 70-80 %.
Суммарное сопротивление внешней вторичной цепи ТТ
где 
— сумма сопротивлений последовательно включенных об
9. Типовые схемы соединения трансформаторов тока. Преимущество и недостатки каждой схемы соединения.
В трехфазных сетях наиболее распространены следующие схемы соединений ТТ:
полная звезда, применяется для защиты элементов сети с глухозаземленной нейтралью при установке ТТ в трех фазах
- треугольник используется для компенсации углового сдвига при выполнении дифференциальных защит трансформаторов со схемой соединения звезда – треугольник.
на разность токов двух фаз используется для выполнения защит от междуфазных КЗ в однорелейном исполнении. Ток в реле равен геометрической разности токов фаз А и С
|
|
|
