3. Устройства рз с одной подведённой величиной (простые реле)

Рисунок. Структурная схема реле тока.

Рассмотрим реле тока. На вход реле подается текущая величина тока:

,

где - ток предшествующего режима,

- аварийная составляющая тока.

В общем случае реле тока – просто сравнение с уставкой _. Здесь адаптивной является уставка, которая должна зависеть от тока нагрузки .

Далее мы можем говорить о двух направлениях:

1. Уставка есть какая-то нагрузочная функция. Пусть график зависимости уставки от тока нагрузки имеет вид, представленный на рисунке.

Как видно из графика, чем больше , тем больше . Такая защита может быть предназначена для линий 35 кВ.

2. Уставка определяется аварийным током:

. В чистом виде аварийная составляющая может быть очень маленькая, и чем меньше величина уставки, тем выше чувствительность защиты. При этом необходимо отстраиваться от коммутаций нагрузки и от тока самозапуска двигателя.

Таким образом, ток уставки зависит от нагрузочного и предшествующего токов.

Адаптивной также является уставка, которая зависет от тока КЗ:

4. Устройства рз с двумя подведёнными величинами

Чтобы реализовать адаптивную работу необходимо выполнить ряд задач:

- определить место повреждения;

- определить зону повреждения (частная задача ОМП);

- решить задачу пуска защит;

- определить вид повреждения поврежденных фаз.

Вспомогательные задачи:

- определить параметры дальнего ненаблюдаемого конца;

- определить величины переходного сопротивления.

Для решения задач адаптационной дистанционной защиты мы должны рассмотреть следующие условия:

1). Эта защита с двумя подведенными величинами;

2). Необходимо определение вида КЗ и поврежденных фаз;

3). Защита должна реагировать на все виды повреждения, в т.ч. однофазные;

4). Уставки защиты практически не должны зависеть от вмешательства оперативного персонала.

5. Пусковые органы защит

Пусковые органы блокировки при качаниях, отстройка от броска тока намагничивания силового трансформатора – 2 измерительных органа.

Блокировка при качаниях

Явления, называемые качаниями, возникают при нарушении синхронной работы генераторов электрической системы. Качания сопровождаются возрастанием тока и снижением напряжения в сети, на эти изменения тока и напряжения защита реагирует так же, как и на симметричное КЗ.

Представление о характере изменения тока и напряжения при качаниях дает рассмотрение простейшей электрической системы, состоящей из двух генераторов, связанных между собой линией электропередачи. В нормальных условиях угловые скоростии, с которыми вращаются векторы ЭДСи, одинаковы. При нарушении синхронизма частота вращения роторов генераторов Г_А и Г_В, а также частота вращения векторов их ЭДС становятся различными.

Если предположить, что частота вращения ротора генератора Г_А стала большей, чем генератора Г_В, то и электрическая скорость .

В результате этого вектор будет вращаться относительно векторас угловой скоростью скольжения, а разница ЭДСбудет менять свою величину в зависимости от значения угла.

Полагая, что по величине , из векторной диаграммы, изображенной на рисунке, находим:

,

где угол – функция времени и скольжения.

Под влиянием ЭДС в сети, соединяющей генераторы Г_А и Г_В, появляется ток качания:

.

Сопротивлениеявляется эквивалентным сопротивлением цепи, по которой замыкается ток.

С изменением угла изменяются и напряжения во всех точках сети. Принапряжение во всех точках сети одинаково и имеет максимальное значение. С увеличениемнапряжение в сети снижается, имея наименьшую величину в электрическом центре качания (в точке С).

Различают два случая качаний: синхронные и асинхронные. В первом случае появившееся нарушение синхронной работы не сопровождается нарушением устойчивости (асинхронным ходом) генераторов. При этом разница электрических скоростей генераторов , быстро уменьшается, приближаясь к нулю, а уголв процессе качаний не достигает.

Во втором случае происходит нарушение устойчивой работы генераторов. Роторы вышедших из синхронизма машин и их ЭДС провертываются относительно друг друга, а угол превосходит.

Весьма важным требованием, предъявляемым к защите, является недействие ее при качаниях. Некоторые защиты, например дифференциальные, не реагируют на качания по своему принципу действия. Большинство же защит воспринимает качания как симметричное КЗ, и поэтому требуются специальные меры, предотвращающие возможность их ложной работы. В качестве таких мер используются три способа.

Первый из них, наиболее простой, состоит в том, что параметры срабатывания пусковых реле защиты выбираются с таким расчетом, чтобы они не действовали при качаниях. В качестве второго способа служит отстройка от качаний при помощи выдержки времени порядка 1-2 с. Третьим способом предотвращения ложной работы защит при качаниях является применение блокировок, выводящих защиту из действия при возникновении качаний.

Блокирующие устройства должны удовлетворять двум основным требованиям: 1) выводить защиту из действия при качаниях, возникших как в нормальном режиме, так и при КЗ, и 2) не должны препятствовать работе защиты, если во время качаний на защищаемом ею участке возникает КЗ.

Разработаны два типа блокирующих устройств:

1. первое отличает К.З. от качаний по появлению несимметрии тока или напряжения сети (при качаниях токи и напряжения симметричны и не содержат составляющих обратной последовательности; при двухфазных и однофазных КЗ токи и напряжения несимметричны и содержат значительную составляющую обратной последовательности; в начальный момент трехфазного КЗ из-за неодновременного замыкания трех фаз появляется ток и напряжение обратной последовательности);

2. второе отличает К.З. от качаний по скорости изменения тока, напряжения или сопротивления в месте установки защиты (скорости изменения электрических величин при КЗ и качаниях различны; в первом случае ток, напряжение и сопротивление изменяются почти мгновенно от своей нормальной величины до значения при КЗ; при качаниях те же величины изменяются постепенно).

Например, пусковой орган блокировки при качаниях (ПО БК) шкафа ШДЭ 2801 реагирует на скорость изменения комплекса . Дополнительный канал реагирует на скорость изменения комплекса токаи обеспечивает работу БК при незначительном или кратковременном появлении тока, например при К⁽³⁾. Основная проблема этого способа – расчет уставок.