ИЭ / 9 сем (станции+реле) / Литература / Шнеерсон

430

8.5. Устройства резервирования отказа выключателя

Принцип функционирования. Одним из возможных видов аварий в ЭС является отказ силового выключателя - неспособ­ ность выключателя разомкнуть свои контакты при К3 по сигна­ лу отключения от защиты. Это может произойти вследствие не­ исправности электрической части управления выключателем или вследствие механических неисправностей. В этом случае ток К3 будет протекать дальше после команды отключения. Изоли­ ровать место К3 от источников питания в этом случае можно лишь с помощью других выключателей близлежащих объектов, которые должны быть отключены по возможности быстрее. Ко­ манда на отключение других выключателей формируется функ­ цией резервирования отказа выключателей, традиционно назы­ ваемой устройством резервирования отказа выключателя (УРОВ), входящей в комплект защиты поврежденного выключа­

теля. Принцип функционирования УРОВ основан на следующем. Отказ выключателя фиксируется по факту наличия тока через

некоторое время после подачи команды на отключение выклю­ чателя или по отсутствию изменения положения вспомогатель­ ного контакта выключателя после этой команды. Указанное по­ ясняет рис. 8.13, на котором рассмотрено действие УРОВ при К3 в точке 1 на линии, подключенной к сборным шинам по-

Рис. 8.13. При!ЩНП функционирования УРОВ

431

средствам выключателя ),', и последовавшем отказе этого вы­ ключателя.

Одним из необходимых элементов функции УРОВ является контроль состояния выключателя (включен или отключен). Этот контроль осуществляется по факту наличия тока (элемент 1>)

или по положению вспомогательного контакта выключателя -.)8 Так как действие УРОВ происходит при КЗ, то контроль тока вы­ ключателя в большинстве случаев возможен (за исключением замыканий на землю в сети с изолированной (компенсирован­ ной) нейтралью и повреждений, не связанных с протеканием тока). Переключатель '( на рис. 8.13 обеспечивает возможность выбора между режимами контроля протекания тока и контро­ ля вспомогательного контакта выключателя.

При К3 К1 на защищаемом присоединении защита объекта

формирует сигнал отключения .1.,8 ..31.,(8 который подает команду на отключение выключателя ),(, Одновременно этот сигнал фиксируется схемой УРОВ и подводится через элемент ,8 ИЛИ к логическому элементу 3 И. На второй вход элемента И подводится сигнал, фиксирующий состояние выключателя, и при еще не отключенном выключателе ),, элемент И формиру­ ет сигнал Пуск УРОВ, запускающий элемент задержки 4 с устав­ кой выдержки времени ТУР. Если по истечении времени ТУР вы­ ключатель не отключился, что свидетельствует о его поврежде­ нии, то элемент выдержки времени формирует команды отклю­ чения на все присоединения, через которые ток подтекает к ме­ сту КЗ. При отключении выключателя ),, ранее, чем истечет вре­

мя ТУР' схема приходит в исходное состояние вследствие исчез­ новения сигнала на выходе элемента 1> или изменения состоя­

ния вспомогательного контакта БК. Аналогично функциониру­ ет устройство, если команда отключения выключателя сформи­ рована другим устройством защиты или автоматики (в этом слу­

чае пуск УРОВ обеспечивается внешним сигналом .1.,8

...3.,')8

Контроль достоверности сиrналов. Как видно из вышеука­ занного, неправильное действие УРОВ может привести к тяже­ лым последствиям вследствие того, что УРОВ может действовать на отключение одновременно многих объектов ЭС. В то же вре­ мя к действию УРОВ может привести, например, возникнове­

432

Рис. 8.14. Контроль достоверносrи протекания тока отдельных фаз

димо принятие специальных мер по контролю достоверности сигналов пуска УРОВ.

В частности, на рис. 8.14 показан вариант контроля состоя­ ния отдельных фаз выключателя при выполнении пофазного УРОВ для выключателей с пофазным управлением (9].

Сигналы Iл>, lв>, Ic>, характеризующие соответственно со­ стояния фаз ((, )(, С выключателя, возникают лишь при совпаде­ нии двух критериев, одним из которых является превышение током в соответствующей фазе значения уставки l>, а другим независимым критерием является при несимметричных повреж­ дениях наличие составляющей I), или 1( (, При симметричных (трехфазных) повреждениях дополнительным критерием явля­ ется превышения током другой фазы значения I>. Упрощенная схема УРОВ для выключателя с пофазным управлением приве­ дена на рис. 8.15.

433

фиксации включенного состояния соответствующей фазы вы­ ключателя (например, на основе схемы рис. 8.14) и формиро­ вания защитой сигнала отключения соответствующей фазы С). При запуске УРОВ любой из фаз, элемент 5 ИЛИ обеспечивает запуск элемента выдержки време­

ни Т1 УРОВ при однофазных отключениях. При формировании

защитой команды отключения трех фаз Оmкл. АВС запуск эле­ мента выдержки времени УРОВ при трехфазных отключениях Т3 обеспечивается, если зафиксировано протекание тока хотя бы в одной из фаз выключателя (элементы и

ния ущерба от повреждения по возможности быстрее сформи­ ровать команду УРОВ на отключение других выключателей. С другой стороны, необходимо с надежностью отстроится от не­ правильного действия УРОВ при исправном выключателе, что могло бы произойти вследствие установки слишком малой ус­ тавки выдержки времени УРОВ ТУР ( рис. 8.16). Рассмотрим ус­ ловия, определяющие минимально допустимое время задержки

УРОВ ТУР.

На рис. 8.16 показаны: i - ток К3 через выключатель Q при возникновении К3 в момент t = О; РЗ - сиrnал команды на от-

434

8038I>,

t3•

I>.

Рис. 8.16. К оценке необходимого минимального времени эамедления УРОВ

435

Элементы цифровой защиты электрических машин

9.1. Защита статора от сверхтоков

Протекание больших токов, вызванных внутренними или внешними КЗ, может вызвать при несвоевременном отключе­ нии не только повреждение обмоток сrатора, но и конструктив­ ные разрушения элементов вращающихся электрических ма­ шин, определяемые возникающими механическими усилиями. Поэтому защитой от сверхтоков КЗ должно обеспечиваться бы­ строе отключение объекта. Основными видами защит при этом являются токовые, дифференциальные и в ряде случаев дистан­ ционные защиты. Конкретный выбор вида защиты зависит от мощности, типа и назначения электрической машины.

9.1.1. Продольная дифференциальная защита при междуфазных К3

Данный вид защиты (см. гл. 6) обладает абсолютной селек­ тивностью и применяется, прежде всего, для электрических ма-

Рис. 9.1. Варианты подключения продольной дифференциальной защиты: -- одиночный генератор; б-г - блок генератор-трансформатор

--..

шин средней и большой мощности. В зависимости от схем под­ ключения генераторов (непосредственно к шинам или блочное включение генератор - трансформатор) возможны различные схемы подключения дифференциальных защит, некоторые ва­ рианты которых приведены на рис. 9.1.

Варианты, показанные на рис. 9.1,6-г, охватывают различ­ ные зоны, определяемые расположением используемых транс­ форматоров тока. Решения, принимаемые при реализации ци­ фровых дифференциальных защит генераторов и двигателей от многофазных КЗ, в принципе не отличаются от решений, рас­ смотренны в гл. 6 (обобщенную структуру см. на рис. 6.7). При выполнении защиты одиночного генератора (рис. 9.1,а) не тре­ буется блокировка при броске тока намагничивания, возника­ ющего при включении силового трансформатора.

9.1.2. Дифференциальная эащита от КЗ на эемлю

Возможны случаи, когда нейтраль генератора заземлена (глу­ хо или через низкоомное сопротивление). При этом для защи­ ты от однофазных К3 может быть использована высокочувстви-

Рис. 9.2. дифференциальная защита от К3 на землю в rенераторах с заземленной нейтралью

438