 |
Симметричные составляющие в релейной защите.
|
|
|
|
621. 316. 952 (075. 8)
Л 771
Севастопольский национальный университет
ядерной энергии и промышленности
В. Г. Лопатин, Н. П. Лопатина
Симметричные составляющие в релейной защите.
Виды коротких замыканий.
Севастополь
2013г.
621. 316 – 52 (075. 8)
Л 771
УДК 621. 316. 9 189(075. 8)
Лопатин В. Г., Лопатина Н. П.
Л 771 Симметричные составляющие в релейной защите. Виды коротких замыканий. Учебное пособие. – Севастополь: СНУЯЭиП, 2013, …. стр.
В настоящем учебном пособии рассмотрены вопросы практического применения метода симметричных составляющих в анализе анормальных режимов работы защищаемого электрооборудования и функционирования устройств релейной защиты при отдельных конкретных видах коротких замыканий.
Учебное пособие может быть полезным студентам очной и заочной форм обучения по специальностям « Электрические станции», «Электротехнические системы электропотребления».
Издание СНУЯЭиП,
2013 год
Содержание
| Введение | Стр. |
| 1 Виды повреждений и анормальных режимов в энергосистемах | |
| 1. 1 Нарушения нормального режима работы энергосистем | |
| 1. 2 Виды коротких замыканий | |
| 1. 3 Векторные диаграммы токов и напряжений при коротких замыканиях и в нагрузочных режимах | |
| 2 Метод симметричных составляющих в релейной защите | |
| 2. 1 Общие положения | |
| 2. 2 Оператор а и его свойства. Примеры разложения несимметричной трехвекторной системы на составляющие прямой, обратной и нулевой последовательностей | |
| 3 Виды коротких замыканий | |
| 3. 1 Трехфазное короткое замыкание | |
| 3. 2 Двухфазное короткое замыкание | |
| 3. 3 Однофазное короткое замыкание | |
| 3. 4 Двухфазное короткое замыкание на землю в одной точке | |
| 3. 5 Однофазное замыкание на землю | |
| 3. 6 Двойное замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью в разных точках | |
| 4 Анормальные режимы работы ЭЭС | |
| 4. 1 Сверхтоки в ЭЭС | |
| 4. 2 Качания и асинхронный режим | |
| 5 Токораспределение в сети со стороны питающего напряжения силовых трансформаторов при несимметричных коротких замыканиях за трансформатором | |
| 5. 1 Токораспределение в сети на стороне Δ силового трансформатора (Δ /Y-11) при однофазном КЗ за трансформатором | |
| 5. 2 Токораспределение в сети на стороне Δ силового трансформатора (Δ /Y-11) при двухфазном КЗ за трансформатором | |
| 5. 3 Токораспределение в сети на стороне Δ силового трансформатора (Δ /Y-11) при двухфазном (К(1. 1)) замыкании на землю за трансформатором | |
| 5. 4 Токораспределение на стороне питающего напряжения силового трансформатора (ТСН), (Δ /Δ -Δ -12) при двухфазном (К(2)) коротком замыкании за трансформатором | |
| 5. 5 Токораспределение на стороне питающего напряжения силового трансформатора (РТСН), (Y /Δ -Δ -11) при К(2) за трансформатором | |
| 5. 6 Анализ условий работы токовых защит с различными схемами соединения обмоток ТТ и реле при двухфазном КЗ за трансформатором (Y /Δ -11) | |
| 6 Перечень контрольных вопросов | |
| 7 Перечень тем расчетно-графических работ, рекомендованных к выполнению | |
| Литература |
|
|
|
Введение
Анализ функционирования устройств релейной защиты, устанавливаемых на электрооборудовании станций и подстанций, предполагает и требует глубокого знания и понимания студентами электрофизических процессов, происходящих в защищаемом электрооборудовании, а также функционирования устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики. В настоящем учебном пособии на примерах отдельных видов коротких замыканий в сетях рассмотрен симметричный состав полных напряжений и токов КЗ. Подробно рассмотрено токораспределение на стороне питающего напряжения силовых трансформаторов (Δ /Y-11; Δ /Δ -Δ – 12; Y/Δ -Δ -11), применяемых в главной схеме и схеме собственных нужд АЭС. Рассмотрено также функционирование отдельных схем соединений обмоток ТТ и реле в устройствах релейной защиты силовых трансформаторов при несимметричных коротких замыканиях за трансформатором.
|
|
|
Авторы надеются, что предлагаемое учебное пособие окажет помощь студентам в освоении дисциплин «Электромагнитные переходные процессы», «Элементы релейной защиты и автоматики», «Эксплуатация релейной защиты и автоматики», «Релейная защита и автоматизация ЭС».
1 Виды повреждений и анормальных режимов в энергосистемах
1. 1 Нарушение нормального режима работы энергосистем
В процессе эксплуатации высоковольтных систем и электрооборудования приходится учитывать практическую возможность возникновения ненормальных режимов работы и аварий, при которых электроснабжение потребителей и условия нормальной работы электрооборудования нарушаются:
· ухудшается качество электроэнергии за счет недопустимых отклонений от номинала напряжения и частоты;
· получается недоотпуск электроэнергии потребителям;
· происходят повреждения электрооборудования.
Как показывает многолетняя практика эксплуатации энергосистем, аварии наступают в основном в результате нарушения изоляции электрооборудования, приводящего к коротким замыканиям (КЗ). Нарушения изоляции, в свою очередь, могут вызываться различными причинами:
· снижением электрической прочности изолирующих материалов (старение, длительные термические воздействия, механические воздействия и др);
· перенапряжениями;
· механическими повреждениями изоляции кабелей;
· набросом проводов на воздушных ЛЭП;
· прямыми ударами молний и др.
Линии электропередач являются одним из наиболее уязвимых мест в энергосистемах. Значительное число повреждений происходит именно в воздушных линиях (обрывы проводов при обледенениях, разрушения и падение опор ЛЭП), а также в кабельных линиях. Распределение общего числа аварий по месту их возникновения в энергосистемах характеризуется следующими статистическими данными:
|
|
|
· аварии в электрических сетях (воздушных и кабельных) – 44, 5%;
· аварии в электрической части станций и подстанций – 55, 5%.
Распределение аварий по причинам их возникновения характеризуется следующими примерными данными:
· КЗ грозового происхождения – 7, 2%;
· повреждение проводов, схлестывания, набросы – 10, 9%;
· повреждение кабелей – 21, 3%;
· повреждение опор – 3, 2%;
· повреждение линейных изоляторов – 1, 9%;
· повреждения оборудования станций и подстанций - 28, 4%;
· неправильные действия релейной защиты и противоаварийной автоматики – 11, 9%;
· ошибки обслуживающего персонала – 15, 2%.
По степени симметрии токов и напряжений в трехфазной системе различают симметричные режимы и несимметричные. Симметричными режимами являются такие, при которых симметрия токов и напряжений всех трех фаз не нарушается. Сюда относятся случаи равномерной перегрузки всех трех фаз, качаний в энергосистеме, трехфазных коротких замыканий.
Несимметричные режимы охватывают большое число нарушений нормального режима, при которых одна из фаз оказывается в условиях, отличных от условий остальных фаз; или когда все три фазы оказываются в различных режимах. Сюда относятся случаи неравномерной загрузки фаз, несимметричных трехфазных КЗ (через неравные переходные сопротивления), случаи несимметричных КЗ в одной или разных точках. Несимметричные режимы, при которых только одна (из трех) фаза оказывается в особых условиях, отличных от остальных, считаются простыми. При этом фаза, оказавшаяся в отличных от остальных фаз условиях, называется особой фазой.
Остальные виды несимметричных режимов, при которых все три фазы оказываются в различных условиях, относятся к числу сложных несимметричных режимов.
Практика показывает, что в сетях с глухозаземленной нулевой точкой наиболее часты повреждения в виде однофазных КЗ (К(1)), которые составляют примерно (60-70)% от всех видов КЗ.
|
|
|
Относительная вероятность двухфазных КЗ (К(2)) лежит в пределах (10-15)%. Количество трехфазных КЗ (К(3)) составляет 5%. Причем с повышением класса напряжения ЛЭП вероятность возникновения К(3) уменьшается.
В практике эксплуатации высоковольтных сетей неоднократно имели место случаи одновременных коротких замыканий в разных точках, а также случаи КЗ с одновременными обрывами фаз и падениями фазных проводов на землю.
В сетях с глухозаземленной нулевой точкой нарушение нормального режима работы одновременно в нескольких точках может иметь место в период интенсивных грозовых явлений.
|
|
|
