- •«Томский политехнический университет»
- •В. Н. Копьев
- •Релейная защита
- •П р и н ц ипы выполнения и применения
- •Копьев в.Н.
- •Содержание
- •Введение
- •Назначение релейной защиты иавтоматики
- •Требования к релейнойзащите
- •Структурная схема устройств релейнойзащиты
- •Основные алгоритмыфункционирования
- •Назначениерелейной защиты и автоматики
- •Требованияк релейнойзащите
- •Структурная схема устройствзащит
- •Основные алгоритмы функционированиязащит
- •2. Измерительные преобразователи
- •Назначение
- •Особенности работы трансформаторов тока в схемах релейной защиты
- •Трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты
- •Назначение
- •Особенностиработы трансформаторов тока в схемахрелейной защиты
- •Трансформаторы напряжения в схемах релейнойзащиты
- •Электромагнитные реле тока
- •X(t)- входной аналоговый сигнал;t1- время дискретизации.
- •Схемы включения трансформаторов тока и токовыхреле
- •Выводы:
- •Примервыполнения схемы максимальной токовойзащиты
- •Расчет параметров максимальной токовойзащиты
- •IсзIраб макс.
- •Iраб макс
- •Максимальнаятоковая защита с блокировкой понапряжению
- •Токовыеотсечки
- •Токовые ступенчатыезащиты
- •Примервыполнения схемы токовой ступенчатой защиты
- •Работа схемы
- •Максимальная токовая направленнаязащита
- •Варианты выполнения релемощности
- •Расчетпараметров
- •Схемы максимальных направленныхзащит
- •Расчетпараметров
- •3.5.3.Схемы максимальных направленных защит
- •3.6. Дистанционная защита
- •Принцип действия
- •Характеристики измерительных органов дистанционной за- щиты
- •Виды характеристик реле сопротивления
- •Выполнение измерительных органов дистанционной защиты
- •Структурная схема дистанционнойзащиты
- •Принципы выполнения блокировки откачаний
- •4. Основные алгоритмы функционирования за- щит с абсолютной селективностью
- •Продольная дифференциальнаязащита
- •Поперечная дифференциальнаязащита
- •Дифференциально-фазная высокочастотнаязащита
- •4.1 Продольная дифференциальная защита
- •4.2. Поперечная дифференциальная защита
- •4.3 Дифференциально-фазная высокочастотная защита
- •5. Особенности защиты основного электрооборудования энергосистем
- •Защита трансформаторов иавтотрансформаторов
- •Выбор типазащит
- •Защита от внутреннихповреждений
- •Токоваяотсечка
- •Дифференциальнаязащита
- •Выполнение измерительного органа защиты на реле рнт565
- •Дифференциальное реле тока типа рст15
- •Дифференциальное реле тока с торможением типа дзт21
- •Газоваязащита
- •Защитаот внешнихзамыканий
- •Максимальная токоваязащита
- •Максимальная токовая защита с блокировкой по напряже- нию
- •Дистанционная защита
- •Использование одной панели
- •Использование двух панелей
- •Защита от внешних замыканий наземлю
- •Защита от перегрузок
- •Анормальные режимы работы генераторов
- •Защита генераторов от внутреннихповреждений
- •Поперечная дифференциальная защита
- •Защита от замыканий наземлю
- •Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора, реа-гирующая на емкостный ток
- •Защита от замыканий на землю в обмотке статора турбогенера-тора, реагирующая на наложенный переменный ток
- •Защита от замыканий на землю в обмотке статора, выполняемая сналожением на цепь статора постоянного тока
- •Защиты от внешних короткихзамыканий
- •Токовая защита обратнойпоследовательности
- •I2сраб.По(0 .080 . 24)Iном.
- •I2сраб.Со0 .09Iном.
- •Дистанционнаязащита
- •Защита от повышениянапряжения
- •Примервыполнения схемы защитытурбогенератора
- •5.3 Защита электродвигателей
- •Виды повреждений и ненормальных режимов работы электро- двигателей
- •Повреждения электродвигателей
- •Ненормальные режимы работы электродвигателей
- •Токовая отсечка
- •IсзkнIпуск, ,
- •Дифференциальная защита
- •Защита отперегрузок
- •Защитаот потерипитания
- •Пример схемы защитыэлектродвигателя
- •5.4 Защита шин
- •5.4.1 Дифференциальная защита Принцип действия
- •Дифференциальная токовая защита шин для подстанции с однойрабочей и одной резервной системами шин
- •Дифференциальная токовая защита для подстанции с двумя рабо-чими системами шин
- •Литература
Выводы:
Схема полной звезды реагирует на все видызамыканий.
Схема одинакова чувствительна ко всем видамповреждений.
Схема отличается надежностью, так как при любом замыканиисрабатывают, по крайней мере, два реле.
Схема неполной звезды
Трансформаторы
тока устанавливаются на двух фазах,
обычно на фазахАиС,к
ним подключаются реле. Дополнительно,
в нулевой провод ус- танавливается еще
одно реле (Рис.36,а).
Рис.36Схемы соединения трансформаторов тока и реле:а) в неполную звезду; б) на разность токов двух фаз
Рассмотрев поведение защиты при различных видах замыканий, нетрудно заметить, что при трехфазном замыкании работают три реле, при двухфазном - два; при замыкании фазыВна землю защита не работает.
Выводы
Схема неполной звезды реагирует на все виды междуфазных замыка-ний.
Схема достаточна надежна - при любом междуфазном замыканиисрабатывают, по крайней мере, два реле.
Для ликвидации однофазных замыканий требуется установка допол-нительнойзащиты.
Схема включения трансформаторов тока и реле на разность токов двухфаз
Для реализации этой схемы трансформаторы тока устанавливаются в двух фазах, начало каждой обмотки трансформатора тока соединяется с концом другой, и параллельно обмоткам подключается реле (Рис.36,б).
Анализ поведения схемы при различных повреждениях показывает, что такое соединение позволяет выполнить защиту от всех видов между- фазных замыканий. Схема отличается экономичностью, но в то же вре- мя обладает сравнительно невысокой надежностью - отказ реле ведет к отказу защиты. Защита имеет разную чувствительность к различным видам междуфазных замыканий.
Схема включения трансформаторов тока и реле в фильтр токовнулевой последовательности
Трансформаторы
токов устанавливаются во всех трех
фазах, их вторич- ные обмотки соединяются
между собой параллельно (Рис. 37).
Рис.37Схема соединения трансформаторов тока и реле в фильтртоков нулевой последовательности
При возникновении трехфазного замыкания - реле не сработает.
При двухфазном замыкании, например фазАиВ- реле не сработает. При возникновении однофазного короткого замыкания, например, фазыАна землю - реле сработает.
Выводы
1.Схема работает только при замыканиях на землю.
2.Схема находит применение для защиты от замыканий на землю в се-тях с глухозаземленной нейтралью.
Примервыполнения схемы максимальной токовойзащиты
На
Рис.38 показана полная схема максимальной
токовой защиты на по- стоянном оперативном
токе c электромеханическими токовыми
реле. Трансформаторы тока и реле соединены
по схеме неполной звезды.
Рис.38Схема максимальной токовой защиты:
а) схема цепей переменного тока; б) схема цепей постоянного тока
Оперативный ток нужен для питания реле в схемах релейной защиты, сигнализации, управления выключателями. В качестве источников опе- ративного тока применяются аккумуляторные батареи, трансформаторы тока и напряжения, трансформаторы собственных нужд. Аккумулятор- ные батареи используются на крупных энергетических объектах, так как их применение требует специально оборудованных помещений и нали- чие обслуживающего персонала. Остальные источники оперативного тока используются в системах энергоснабжения промышленных объек- тов, объектов сельского хозяйства и т. д.
Работа схемы.При возникновении короткого замыкания срабатывают два или три токовых реле и подают питание на реле времениKT.Реле времени, отработав установленную выдержку, подает "плюс" на выход- ное промежуточное релеKL. Срабатывание выходного реле приводит к подаче питания через блок-контакт выключателяQ.1на электромагнит отключенияYAT.Указательное релеKHсигнализирует о срабатывании защиты.
В более общем виде, без учета конкретной элементной базы, принцип и алгоритм работы максимальной токовой защиты можно проиллюстри- ровать с помощью алгебры логики, Рис.39.
Контролируемый
сигнал от трансформаторов токаТАподается
на токовые релеКА1,КА2,КА3.
Сигнал на выходе каждого из этих реле
в режиме дежурства равен нулю, а при
возникновении короткого замыкания
сработавшие токовые реле формируют на
выходе единицу.DW- логический
элементИЛИ;сигнал
на его выходе становится рав- ным единице,
если хотя бы один входной сигнал равен
единице. В эле- ментеDTреализуется
выдержка времени защиты, необходимая
для обеспечения требований селективности
защиты;KL- выходной орган защиты;КН-
элемент сигнализации
Рис.39Представление работы максимальной токовой защиты сиспользованием элементов логики
Если поведение защиты представить в виде логической функцииТ, то условие срабатывания можно записать в виде
T=( KA1ORKA2ORKA3 )ANDDT1↑= 1,
где
KA1,
KA2,
KA3
-логические сигналы на выходах токовых измеритель-
ных органов защиты;DT1↑ -оператор временной задержки
