3.1 Рқ құрылғылары түрлері

Барлық РҚ негізгі және резервті болып бөлінеді. Қорғайтын элемент зақымданған жағдайда керекті жылдамдықпен және сезгіштікпен сөндіретін РҚ негізгі РҚ деп аталады. Негізгі РҚ істен шыққан жағдайда оны резервке шығаратын және келесі бөліктің РҚ-сы немесе ажыратқышыістен шыққан жағдайда оны қорғайтын РҚ резервті деп аталады.

Селективтілікті қамтамасыз етуі бойынша РҚ іс-әрекеті екі түрге бөлінеді. Әрекет ету аймағы қорғалатын объектіден аспайтын РҚ түрлері болады. Олар уақыт ұстанымсыз орындалады және абсолютті селективті РҚ деп аталады. РҚ-ның басқа тобы қысқа тұйықталу болғанда қорғалатын элементті және басқа да аймақтарды қорғайды. Олардың селективтілігі уақыт ұстанымының таңдалуымен қамтамасыз етіледі. Олар қатысты селективті РҚ деп аталады.

Өлшеу органдарының әрекет ету принципі бойынша, қысқа тұйықталуды және оның болған жерін анықтайтындығына байланысты РҚ-ны келесі факторларға әсер ететін топтарға бөледі: токтың өсуі, кедергінің азаюы, қорғалатын аумақтың басы мен соңындағы токтардың айырмасы.

3.2 Сызбадағы рқ-ның схемасы

РҚ құрылғыларының схемасын сызбада принципті, құрылымдық, функционалды және монтажды түрде бейнелейді.

Принципті схема РҚ комплектісінің әрекетін принципті түрде, монтаждық орындалуынсыз көрсетеді. Схемада барлық реле және комплектіге кіретін элементтері барлық жалғанатын электрлік тізбегімен көрсетіледі. Схемада реле контактілері токсыз реле орамасы түрінде көрсетіледі. Әр түрдегі реле Конструкторлық құжаттаманың біртұтас жүйесінде қабылданған халықаралық стандарттарға сәйкес латын әріптерімен белгіленеді.

РҚ-ның принципті схемасы әдетте 2-3 схема түрінде болады: ИЧ және ЛЧ, УЧ тізбегі және сигнализация. Микросхемалар ішкі қосылулар көрсетілмеген шартты бейнеде көрсетіледі.

Құрылымдық схемада қарастырылатын құрылғының негізгі бөліктері көрсетіледі, бөліктердің қатынасы анықталады. Блоктар қолдануы көрсетілген тікбұрыштармен көрсетілген. Реле органының және элементтірінің құрамына кіретін бөліктер көрсетілмейді. Функционалды схемаларда құрылымдық схемаларға қарағанда деталь көп болады. Онда РҚ құрылғысы қандай функционалдық органдардан және элементтерден тұратынын және оның структуралық бөлігін көрсетеді.

Монтажды схема құрылғының элементтерінің монтажын орындау үшін немесе осындай монтаж заводта қалай жасалғанын көрсету үшін қолданылады.

3.3 Оперативті токтың қорек көзі және схемасы

Қолданылуы және негізгі талаптары. Оперативті токтың қорек көзі ажыратқышты дистанционды басқару тізбегін, Рқ құрылғыларын, автоматика және басқа қорғаныс құралдарын қоректендіру үшін қолданылады.

Энергожүйенің бүлінген элементтерін сөндіру және ненормальді режимді жоюды басқарудың оперативті тізбегінің, РҚ және басқа құрылғылардың тізбегінің қорегі айрықша сенімділікпен ерекшеленуі керек. Сол үшін оперативті токтың қорек көзінің басты талабы кез келген бүлінулер мен ненормальді режимдер кезінде оперативті ток қорек көзінің кернеуі және қуаты барлық уақытта керекті мәнге ие болу. Ол мән РҚ, автоматика, телемеханика және сигнализацияның әрекетке келуіне, сөндіруге және сол ажыратқыштың қосылуына жауап беруі керек.

Оперативті тізбекті қоректендіру үшін тұрақты және айнымалы ток қорек көзі қолдащнылады.

Тұрақты оперативті ток. Тұрақты қорек көзі ретінде 220-110 В кернеулі аккумулятор батареялары; кішірек қосалқы станцияларда 48 В-тық батареялар қолданылады. Аккумуляторлық батареялар РҚ-ның барлық құрылғыларының, автоматика, басқару тізбегі және сигнализацияның орталықтандырылған қорек көзі болады.

Аккумуляторлық батарея GB құралмалы шинаға жалғанады, шина арқылы барлық тұрақты ток тұтынушыларына таралады. GB әдетте үздіксіз зарядты режмде жұмыс жасайды, және әрекетке барлық уақытта дайын болады. Бұл мақсатта құралмалы шинаға үздіксіз жұмыс жасайтын зарядтаушы құрылғы параллель жалғанады. Бастапқы кезде зарядтаушы құрылғы жүйеден айнымалы ток алатын электр қозғалтқышы арқылы іске қосылатын тұрақты ток генераторы түрінде болды, қазіргі уақытта жартылай өткізгішті түзетуші қолданылады.

РҚ және автоматика тізбегінің ең жауапты учаскесі ажыратқышты күштік басқару және электромагниттік сөндіру тізбегі. Олар қорек көзін басқару шинкісінен ШУ алады. Одан кейінгі жауапты екінші учаске ажыратқышты қосу электромагнит тізбегі. Олар да бөлек шинкіден ШВ қоректенеді. Одан кейінгі үшінші учаске сигнализация, ол ШС шинкісінен алады. Тұрақты токтың басқа тұтынушылары (авариялық жарықтандыру, кейбір өз қажетін қанағаттандырушы электр қозғалтқыштары) төртінші учаскені құрайды, олар бөлек құрастырмалы шинадан немесе шиналар құрамасынан қоректенеді; ШУ, ШВ, ШС сенімділігі бойынша секцияланады.

Сурет 3.1. РҚ оперативті тізбек қорек көзіның принципті сұлбасы және тұрақты оперативті токпен басқару және белгі беру сұлбасы

Электр станцияларында және үлкен түйінді қосалқы станцияларда басты шиналар құрамасы басқару тізбегінің қорек көзі сенімділікті арттыру мақсатында (басты шинадағы бүліну кезінде) екі секция түрінде болады, әрқайсысы қорек көзін аккумуляторлы батареядан автоматты ажыратқыш немесе сақтандырғыш арқылы алады. ШУ, ШВ, ШС шинкілеріне қосылған тұтынушылар территорясына байланысты учаскелерге бөлінеді. (ТҚ 220, 110 кВ; басқару щиті және т.б.) Осындай әрбір учаске екіден кем емес линиядан сақина схемасы бойынша қоректенеді.

Барлық желі және оған қосылған элементтер қысқа тұйықталудан қорғануы керек. Бұл қорғаныс сақтандырғыш немесе автоматты ажыратқыш арқылы жүзеге асады. Басты қоректендіруші тізбекте жіне батареядан құрама шинаға баратын тізбекте автоматты ажыратқыш және сақтандырғыш орнатылады. Барлық сақтандырғыш пен автоматты ажыратқыш қысқа тұйықталу кезінде бүлінген элементті тұрақты ток тізбегінен сөндірудің селективтілігін қамтамасыз етуі керек. Әсерге келу тогы максимал жүктеме тогына байланысты қойылады және қысқа тұйықталу кезінде келесі резервтегі учаскеде әсерге келуін қамтамасыз етуі керек.

Тұрақты ток тізбегіндегі бұзылуларды анықтау үшін арнайы бақылау құрылғылары қарастырылады. Мысалы, сақтандырғыш жарамдылығы, электромагнитті сөндірудіңжәне ажыратқыштың көмекші контактілерінің бүтіндігі КН релесі арқылы бақыланады.

Тұрақты ток тізбегінде жерге тұйықталу болуы мүмкін.Жерге тұйықталу екі нүктеде болғанда РҚ контактілері шунтталады және электромагнитті ажыратылуда ток пайда болады. Бұл ток әсерінен ажыратқыш жалған әсерге келуі мүмкін. Мұндай ажыратуды ескерту үшін тұрақты токта жерге тұйықталу болғанын көрсететін бақылау қолданылады. Бұл бақылау вольтметр және сигналды реле арқылы орындалады.

Аккумуляторлы батареялар РҚ құрылғыларын қоректендіруде ең сенімді қорек көзі болып табылады. Өйткені олар кез келген уақытта негізгі айнымалы ток желісіне қарамастан керекті кернеу мен қуатпен әрекетке келе алады. Аккумуляторлық батареяның кемшіліктері де бар. Үлкен сенімділік мақсатында олар барлық ЭС және ҚС-да 110 кВ және одан да үлкен кернеумен орнатылады. Олар басқа оперативті ток көзінен қымбат, оларға зарядтаушы құрылғы, арнайы ғимарат керек, олармен жұмыс жасау үшін мамандандырылған персонал керек. Орталықтандырылған қорек көзі үшін күрделі, созылған, қымбат және үлкен көлемдегі тұрақты ток кабелі керек.

Сол үшін 6, 10, 35, кейде 110 кВ таратушы желілердегі ҚС-да айнымалы оперативті ток көзі қолданылады.

Айнымалы оперативті ток. Айнымалы токты оперативті тізбекті қоректендіру үшін бірінші реттік желіден ток немесе кернеу алады. Айнымалы оперативті токты қоректендіру үшін ток трансформатыры, кернеу трансформаторы және өз қажеттілігін қанағаттандыратын трансформатор қолданылады.

Ток трансформаторы қысқа тұйықталудан қорғайтын РҚ оперативті тізбегін қоректендіретін сенімді қорек көзі болып табылады. Ток трансформаторының екінші реттік тогы қысқа тұйықталу кезінде күрт өседі, соған байланысты ток трансформаторының екінші реттік кернеуі мен қуаты өседі, және қысқа тұйықталу кезінде оперативті тізбекті сенімді қоректендіреді. Бірақ ток өспейтін бүлінулер мен ненормальді режимде ток трансформаторының тогы және қуаты РҚ логикалық элементінің әсерге келуіне және ажыратқышты іске қосуға күші жетпей қалады. Осыған байланысты ТТ-ны ажыратқышты нормальді режимде дистанциялы басқаруда және қорғалатын объектіде кернеу (ток) жоқ болған жағдайда қолданбайды.

Кернеу трансформаторы (КТ) және өз қажеттігін қанағаттандыратын трансформаторлары қысқа тұйықталудан қорғайтын РҚ-ның оперативті тізбегін қоректендіруге жарамсыз, өйткені қысқа тұйықталу кезінде кернеу тез түсіп кетеді. Кернеу түспейтін бүлінулер мен ненормальді режим кезінде КТ мен өз қажеттігін қанағаттандыратын трансформаторлар асқын кернеу мен жерге тұйықталудан қорғайтын РҚ-ны қоректендіру үшін қорғайды. Айнымалы оперативті токта РҚ-ның схемасының орындалу принципі 4-тарауда көрсетілген. Аккумуляторлы батареяға қарағанда айнымалы оперативті ток көзі арзан болады, оны баптай оңай және арнайы ғимарат керек емес.

Айнымалы оперативті ток көзінің кемшілігі қуаттың шектеулігі, ол отандық тәжірибеде қолданылатын электромагниттік және пневматикалық жетектерде кернеуі 35 кВ-тан жоғары желілердегі ажыратқыштарды сөндіруге күші жетпейді.

Айнымалы оперативті ток көзіні кернеуі 6-35 және кебір жерде 110 кВ желілердегі токтық РҚ-ны қоректендіруде кеңінен қолданылады.

Жартылай өткізгішті элементі бар РҚ-да оперативті ток көзіне ерекше талаптар қойылады. Бұл қорек көздері 2-тарауда көрсетілген.

Дәріс 4

Тоқтың токты кескіш.

4.1. Тоқтың токты кескіш әрекетінің негіздемесі.

Токты кескіш – МТҚ – түрлілігіне жатады, ол ҚТ-дан тезара үзілуін қамтамасыз етеді. Тоқтың токты кескіші жедел әрекет пен уақыт өлшеміне байланысты токты кескіш түріне бөлінеді.

Тоқ токты кескішінің жүйелілігі әрекет зонаның шектеулігіне байланысты, яғни ҚТ- кезінде токты кескіш болмайды, біріккен аумақ желісінде, Р3- уақыт бірлігі бойынша тең немесе көбірек болады, токты кескішге қарағанда.

Алайда, ҚТ- тогын белгілі бір желіде қарастырсақ:

Iк – Ec |(Xc + Xл.к) =Ес |(Хс + Хy Lл.к. (5.1)

Мұндағы: Ес – ЭДС – энерго жүйе генераторының эквиваленті; Хс және Хл.к. – ЭЭС пен ЛЭП (АМ) аумағының ҚТ нүктесіне дейінгі қақтығысы: Хy – бөлінген бөлек қақтығыс, Ом/км: Lл.к. – ҚТ- нүктесіне дейінгі аймақ ұзындығы.

Тоқ токты кескіші бір желілік қорек көзі сияқты екі желілк қорек кезінде де қолданылады.

4.2. ТОкты токты кескіш сұлбасы.

Мұндай сұлба 4.1 а,б. суретінде бейнеленген.

МТҚ сқлбасындағыдай мұнда да тоқ токты кескіші қалыпты және ауыспалы жедел тоқта орындалады. Ол 4.19; 4.27; 4.29; 4.31. суретінде берілген.

Бұл схемалар МТҚ схемаларына ұқсас. Айырмашылығы уақыт релесінің болмауы.

4.3. Жылдам токты кескіш әрекетінің жүйедегі біржақтылық қоректену әрекетімен болуы.

Тоқтың бөліну әрекеті. Ол үшін (5.2) ҚТ- дегі жағдайды қанағаттандыру қажет. Lс.з = Котс 1 к/м/max.

Мұндағы; 1 к/м/max – ҚТ-дағы В подстанциясындағы ЛЭП фазасындағы максималды тоқ; Котс – құрылым коэфиценті.

Білетініміз, токты кескіш уақыт әрекеті 0,02-0,01с-қа тең, ал ҚТ тогы алғашқы уақытқа (t=0) арналған және қалыптасушымен тең пайдаланылады. Есеп бойынша ҚТ генераторлары жоғарғы ауыспалы X”d – қақтығыспен ауысады.

ЛЭП – токты кескіші РТ 40 типті тоқты релемен Котс = 1.2 ÷ 1.3; РТ-80 және РТ-90 релелерімен Котс = 1,5 болады.

Қондырғы былайша тексеріледі:

1с.з ≥ (3-5) ∑ | ном.т,

мұндағы ∑ | ном.т – ПС трансформаторларының салалы номиналды тогы.

Реледегі тоқ жүрудің токты кескіші мынадай теңдікпен бейнеленеді: Ic.p. ( Ic.з | КI ) Kc.x.

Мұндағы: Kc.x – схема коэфиценті.

Токты кескішдің (отсечка) әрекет ету аймағын 5.3 сур. көрсетілген график бойынша білуге болады, және мына формула бойынша анықтауға болады:

Хотс % = ( - Хс)

Мұндағы Хотс – токты кескіш әрекеті аймағы, ол пайыз түрінде берілген;

Хл – ЛЭП-тің қорғаныс қақтығысы;

Хс – ЭЭС-қақтығысы; Iс.з – бөлшектенгеннен кейінгі пайда болған жоқ.

Токты кескіш әрекетінің уақыты.

Токты кескіш әрекеті тоқ және аралық релеге байланысты. Тез әрекет етуші аралық реле мынадай уақыт аралығында орындалады: = 0,04 ÷ 0,06c.

Разряд жұмысы шамамен 0,01-0,02с – уақытты қамтиды. Кей жағдайларда бұлар 0,04-0,06с дейін ұлғаяды. Аралық реле қолданысындағы уақыт әрекеті t = 0,06 ÷ 0,08c.

4.4. Селективті емес токты кескіш.

(Неселективное отсечки)

Селективті емес токты кескіш дегеніміз жедел токты кескіш, ҚТ әрекет барысындағы ЛЭП аумағында.

ҚТ-дегі кез-келген трансформаторда мысалы, ТЗ, І – токты кескіш аймағынан трансформаторда селективті емес токты кескіш әрекеті болады.

Мұның нәтижесінде ТЗ трансформаторынан басқа WI- селективті емес жағжайда ажыратылады. Осыған орай АПВ қондырғысы іске қосылады, ол кері селективті емес ажыратылған ЛЭП WI –ді қайта қосады және В подстанциясының қорек көзін қалыптастырады.

Ал екінші жағдайда WI- де токты кескіш І- қосылған, селективті емес жедел токты кескіш 2. ЛЭП W2. 1-токты кескіш тоқ бойымен аумақ аяғына дейін 2 барады, уақыт бірлігі бірдей ( = = 0), алайда ҚТ ЛЭП аймағында W2 –ге ; әрекет зонасы токты кескішмен сәйкес келеді, бірдей жұмыс жасауы ықтимал. АПВ әрекеті бұл жағдайда WI – желісі заладанбаған жұмысқа қосылады, ал залалданған W2 қайтадан ажыратылады. Осындай жағдайларда мына шарт сақталуы тиіс:

tАПВІ <tАПВ3 ; және мұндағы:

tАПВ : tАПВ3 – АПВ ЛЭП WI;W2 уақыт бірлігі.

4.5. Екі жақты қоректену желісіндегі токты кескіш.

Бұл желідегі токты кескіш ҚТ-әрекетінде болмауы керек; әрекет етуші тоқ – үлкен тоқты талап етеді, ол генератордан А; ҚТ-ден және генератор В-дан өтетін тоққа байланысты.

Тербеліс барысында дұрыс жұмыс іселінбегендіктен, мынадай жағдайды ескеру қажет:

Іс.з = Котс/кач max, мұндағы:

Котс = 1,2 ÷ 1,3.

Ікач – максималды белгілі мына формуламен анықталады.

Ікач = 2 Е / ХАВ ; мұндағы Е – ЭДС А және В генераторлары. (ЕА = ЕВ = Е= 1,05Vген):

ХАВ – А және В генераторларының сомарлы қақтығысы: Ол – ХҒА + ХСВ + ХГВ; бұдан ХГА және ХГВ – екі генератордың жоғарғы ауыспалылығы;

X”d; Хсв – барлық қалған қақтығыстар сомасы, А және В генераторларымен қоса.

Өндірілетін тоқ осындай жағдайларда бөлшектенеді. Токты кескішдің әр аймағы N қиылысу нүктесімен Іс.з – түзу арқылы анықталады. Токты кескіш схемасы ЛЭП үшін екі жақты қоректену үшін 5.2 а сур. схемасында көрсетілген.