6 релейная защита
глава энергоБЛОКОВ
Релейная защита
Релейная защита линий электропередачи
ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРОВ
ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ
ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
В процессе эксплуатации электрооборудования могут возникнуть нарушения нормальных режимов работы, приводящие в большинстве случаев к коротким замыканиям. При этом, в месте короткого замыкания возникает электрическая дуга с высокой температурой, приводящая к разрушениям токоведущих частей, изоляторов и электрических аппаратов. Одновременно в сети, электрически связанной с местом повреждения, происходит глубокое понижение напряжения, что приводит к остановке электродвигателей и нарушению параллельной работы генераторов. В большинстве случаев аварии или их развитие могут быть предотвращены быстрым отключением поврежденного участка при помощи специальных автоматических устройств, называемых релейной защитой.
Цель главы – изучить физические принципы работы, функциональные схемы и области применения устройств релейной защиты и автоматики.
После изучения главы необходимо знать
Назначение и типы релейной защиты.
Основные требования к релейной защите.
Расчет токов срабатывания реле и выбор выдержек времени.
Токовые защиты линий электропередачи.
Комбинированные защиты генераторов.
Релейную защиту мощных трансформаторов.
Продольную дифференциальную защиту генераторов и трансформаторов.
Особенности релейной защиты асинхронных и синхронных электродвигателей.
Токовые отсечки на линиях с двусторонним питанием.
Защиту от коротких замыканий на землю.
Максимальную токовую направленную защиту.
Устройства автоматической разгрузки по частоте.
Повреждения и анормальные режимы трансформаторов.
Защиту синхронных генераторов от сверхтоков и от перегрузки.
Защиту асинхронных электродвигателей напряжением до 1кВ.
6.1 Релейная защита
6.1.1 Устройства релейной защиты
Релейная защита выполняется с помощью реле различных типов. Электрическое реле—это электрический аппарат, замыкающий или размыкающий свою выходную цепь при достижении входной величиной заданного значения или условия, называемого уставкой реле. Отдельные типы реле имеют несколько входных и выходных цепей (например, реле направления мощности, сопротивления, промежуточные и т.п.). В настоящее время в эксплуатации применяются электромеханические реле с замыкающимися или размыкающимися контактами, бесконтактные реле на полупроводниковых, ферромагнитных или магнитоуправляемых элементах, а также цифровые реле, на базе микропроцессорных устройств.
Реле подразделяются па первичные и вторичные, на реле прямого и косвенного действия. Первичные реле включаются непосредственно в первичную цепь, а вторичные реле — через трансформаторы тока и напряжения. Реле прямого действия воздействуют непосредственно на расцепляющий механизм привода выключателя, а реле косвенного действия — косвенно, через электромагнит отключения.
Различают основные (измерительные) и вспомогательные (логические) реле. При аварийных и анормальных режимах в энергосистеме изменяются токи цепей и их фазы, напряжения в различных точках сети, направления потоков мощностей, частота переменного тока в сети, взаимные сопротивления между различными точками сети и т. п. Поэтому в качестве основных реле используют реле тока, напряжения, направления мощности, частоты и сопротивления. В качестве вспомогательных реле, выполняющих логические функции защиты, применяют реле времени, промежуточные и указательные реле.
На схемах положение контактов реле, как правило, указывается для так называемых нормальных условий, когда катушки реле не обтекаются током.
Релейные защиты подразделяются па основные и резервные. Основной называется защита, предназначенная для работы при всех видах повреждений или части из них в пределах всего защищаемого элемента энергосистемы, причем с временем, меньшим, чем у других установленных защит. Резервной называется защита, резервирующая основную в случае ее отказа или вывода из работы, а также защиты смежных элементов при их отказе или отказе выключателей смежных элементов.