Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Короткие замыкания и защита линий 0,4-35 кВ. II часть - 2110002 «Монтаж и наладка электрооборудования электрических станций, подстанций и линий электр
.pdf
тельным и обеспечивает необходимую мощность и напряжение
при малых значениях тока к. з.
Блок напряжения может не применяться, если токовый блок
обеспечивает надежное действие защиты. Схемы включения
токовых блоков должны выбираться из условия, чтобы на выходе блока имелось достаточное напряжение при всех возможных
видах повреждения на защищаемом элементе.
Рис. 1.26- Схема двухфазной защиты с питанием оперативных цепей от
блока БПТ
В сети с изолированной нейтралью для защит, не рассчитанных на действия при к. з. за трансформаторами с соединением
обмоток Y/Δ применяется включение блоков БПТ на разность
двух токов по рис. 1-26.
При необходимости действия защиты при к. з. за трансформаторами с соединением обмоток Y/Δ устанавливается второй токовый блок, включаемый на ток I
или разность токов Ib - Ic . Выход-
b
ные цепи обоих блоков включаются параллельно (рис. 1.27, а).
При соединении трансформаторов тока в двухфазную звезду второй блок включается в общий провод, где проходит ток
отсутствующей фазы I
.
b
Аналогичные схемы из двух токовых блоков применяются в
сети с глухозаземленной нейтралью.
Блок напряжения включается на линейное напряжение (рис.
1.27, б). Принципиальная схема комбинированного блока тока и
напряжения БП-10 приведена на рис. 1.28.
Блоки питания могут устанавливаться на каждом присоединении для питания только его защит или использоваться как
групповые с питанием защиты нескольких присоединений. Для
надежного действия защиты уровень напряжения на выходных
41
зажимах блоков питания должен быть достаточным для работы
реле времени, промежуточных реле и катушки отключения. С
учетом падения напряжения в соединительных проводах это напряжение должно быть не меньше 0,8 номинального значения
110 или 220 В при всех режимах и всех видах к. з.
Рис. 1.27- Схемы включения блоков питания
Выполнение этого условия проверяется расчетами по характеристикам зависимости выходного напряжения от тока для токовых блоков и от напряжения для блоков напряжения.
В токовых блоках принимаются специальные меры для
стабилизации выходного напряжения и повышения отдаваемой мощности.
С этой целью установлен конденсатор С (рис. 1.28), который
подбирается так, чтобы в сочетании с индуктивностью вторичной обмотки промежуточного трансформатора обеспечивались
условия феррорезонанса (опрокидывания), наступающие при
некотором токе I
, когда х1 = хс. Параметры блока подобраны
вх
таким образом, чтобы феррорезонанс наступал при входном
токе I
около 5 А.
вх
При токах, превышающих I
1
т. е. за пределом точки фер-
вх
рорезонанса (опрокидывания), стабилизируется величина выходного напряжения U
42
(рис. 1.29), улучшается форма кривой
вых
U
за счет уменьшения в ней гармонических составляющих и
вых
уменьшается реактивная нагрузка промежуточного, а следовательно, и основных трансформаторов тока.
Рис. 1.28- Комбинированный блок питания тока и напряжения типа БП-10
Рис. 1.29- Характеристики U
контуром для разных нагрузок блока (1,2,3)
= f(Iвх) токового блоков с феррорезонансным
вых
Современная промышленность выпускает комбинированные блоки БП-10 мощностью 40 Вт, блоки тока БПТ-100 мощностью порядка 240 Вт и БПТ-1002 кратковременной мощностью до 1500 Вт и блоки напряжения БПН-I00 и БПН-1002. Все
блоки рассчитаны в среднем на 110 или 220 В. Тип блока выбирается в зависимости от величины нагрузки.
В Горэнерго разработаны и применяются блоки питания с магнитным суммированием токов и напряжений, питающих блоки.
43
е) Схемы защиты с использованием энергии заряженного
конденсатора для питания оперативных цепей
Принципы питания оперативных цепей защиты от предва-
рительно заряженных конденсаторов были освещены.
Рис. 1.30- Схема защиты с питанием оперативных цепей от заряженного
конденсатора
На рис. 1.30 изображена схема максимальной токовой защиты, в которой отключение выключателя осуществляется за счет
энергии, запасенной в конденсаторе С.
Схема выполнена с помощью двух токовых реле и токового
реле времени, соединенных по обычной схеме.
Конденсатор С находится в заряженном состоянии. Заряд
его производится зарядным устройством У3-400, которое питается от трансформатора напряжения или от трансформатора
собственных нужд.
При к. з. срабатывают пусковые реле, они замыкают цепь
обмотки реле времени. Последнее с выдержкой времени замыкает конденсатор С на катушку отключения КО. Конденсатор С
разряжается, и ток разряда приводит в действие КО.
Зарядное устройство УЗ-400 (рис. 1.31) состоит из повышающего трансформатора ТН, выпрямителя В и двух вспомогательных реле: поляризованного РП и реле минимального напряжения РН.
Напряжение от трансформатора напряжения подается на зажимы 2—8; оно повышается до 400 В, выпрямляется и подается через размыкающие контакты реле РН на выходные зажимы
44
5–7. К этим зажимам подключается конденсатор С. Повышение
напряжения до 400 В позволяет уменьшить емкость конденсатора С, так как энергия, запасенная конденсатором, пропорциональна квадрату напряжения:
W = U2C/2
Выпрямитель В необходим для заряда конденсатора, поскольку осуществить его заряд до стабильного уровня переменным током не представляется возможным.
Рис. 1.31- Зарядное устройство УЗ-400
Реле РП служит для контроля наличия напряжения на выходных зажимах 5—7. При исчезновении напряжения вследствие
повреждения конденсатора или выпрямителя В или при исчезновении питающего напряжения ток в реле РП пропадает и оно
срабатывает.
Конденсатор С
пряжения. Реле РН контролирует наличие напряжения на входе зарядного устройства и отключает конденсатор от зарядного
устройства при исчезновении напряжения. Этим предупреждается разряд конденсатора С через сопротивление источника
питания. Устройство УЗ-400 рассчитано на заряд конденсатора
емкостью до 500 мкФ. Для действия привода ПС-10 необходим
конденсатор 75мкФ.
сглаживает пульсацию выпрямленного на-
1
45
1-9. МАКСИМАЛЬНАЯ ЗАЩИТА
С РЕЛЕ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ
В городских и сельских распределительных сетях 6—10 кВ,
а также на промышленных предприятиях в целях удешевления
и упрощения защиты применяются реле прямого действия для
выполнения токовых максимальных защит. Российская промышленность выпускает токовое реле прямого действия —
мгновенные типа РТМ и с ограниченно зависимой характеристикой времени действия типа РТВ. Эти реле встраиваются в
грузовые и пружинные приводы.
Схемы максимальной защиты прямого действия отличаются простотой и небольшой стоимостью.
Рис. 1.32- Схемы защиты с реле прямого действия РТВ
На рис. 1.32 показаны двухфазные схемы с реле типа РТВ.
Рис.1.33- Характеристика времени действия реле РТВ
Характеристика времени действия реле приведена на рис. 1.33.
Реле РТВ представляет собой электромагнитное реле со втягивающимся якорем (рис. 1.34). Нормально под действием пружины З якорь реле 2 находится в нижнем положении. При токе
I
> I
электромагнитная сила Fэ > Fп и якорь реле втягивается и
р
с.р
сжимает пружину З, которая давит на стопорное кольцо 5 ударника 4, стремясь поднять последний вверх. Однако движение
46
ударника несвободно, оно тормозится часовым механизмом 6.
Чем больше ток I
ем силы F
и тем быстрее будет двигаться часовой механизм.
э
, тем больше сжимается пружина под действи-
р
Следовательно, время, необходимое для перемещения ударника из начального положения до момента удара по отключающему рычагу 8 привода, зависит от величины тока I
I
≈ 3 I
р
пружина сжимается до предела и дальнейшие увели-
с.р
. При
р
чения тока не сопровождаются изменением скорости движения часового механизма. При этом токе наступает независимая
часть характеристики реле (рис. 1.33). В конце хода ударник
расцепляется с часовым механизмом. Благодаря этому его скорость и обусловленная ею кинетическая энергия ударника резко
увеличиваются и он с возросшей силой ударяет по рычагу 8,
отключая выключатель.
Погрешность по времени действия достигает ± 0,3 с. Поэтому при выборе выдержки времени на защите с РТВ ступень селективности А принимается равной 0,8 с. Обмотка реле имеет
значительное потребление около 50 ВА при токе срабатывания.
Поэтому трансформаторы тока, питающие реле прямого действия, достаточно сильно загружены. По мере втягивания якоря 2 и перемещения ударника 4 вверх потребление реле растет.
Точность трансформаторов тока должна быть обеспечена при
токе срабатывания реле.
Рис. 1-34. Токовое реле прямого действия типа РТВ.
47
1-10. ОБЩАЯ ОЦЕНКА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ
Достоинствами максимальной токовой защиты являются ее
простота, надежность и небольшая стоимость по сравнению с
другими видами защиты. По своему принципу максимальная
токовая защита обеспечивает селективность в радиальных сетях с односторонним питанием. Однако в некоторых случаях ее
удается применять и в более сложных сетях, имеющих двустороннее питание.
К недостаткам максимальной защиты относятся:
а) большие выдержки времени, особенно вблизи источников
питания, в то время как именно вблизи шин станции по условию устойчивости необходимо быстрое отключение к. з.;
б) недостаточная чувствительность при к. з. в разветвленных
сетях с большим числом параллельных цепей и значительными
токами нагрузки.
Максимальная токовая защита получила наиболее широкое
распространение в радиальных сетях всех напряжений, в сетях
10 кВ и ниже она является основной защитой.
48
ТОКОВЫЕ ОТСЕЧКИ
2-1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТОКОВЫХ ОТСЕЧЕК
Отсечка является разновидностью токовой защиты, позволяющей обеспечить быстрое отключение к. з. Токовые отсечки
подразделяются на отсечки мгновенного действия и отсечки с
выдержкой времени
(порядка 0,3—0,6 сек).
Селективность действия токовых отсечек достигается ограничением их зоны работы так, чтобы отсечка не действовала
при к. з. на смежных участках сети, защита которых имеет выдержку времени, равную или больше, чем отсечка. Для этого
ток срабатывания отсечки должен быть больше максимального
тока к. з., проходящего через защиту при повреждении в конце выбранной зоны действия. Такой способ ограничения зоны
действия основан на том, что ток к. з. I
сопротивления до места повреждения (рис. 2.1). Действительно, ток к. з. в какой-либо точке рассматриваемого участка линий
Iк =
E
C
=
xc + х
л.к хс
E
C
+ ху 1
к
где
Е
- эквивалентная э. д. с. генераторов системы:
с
х
и х
— сопротивление системы и участка линии до точки
с
л.к
к. з. (активная составляющая сопротивления, для упрощения,
не учитывается);
х
— удельное сопротивление линии, Ом/км;
у
1
— длина защищаемой линии от ее начала до точки к. з.
к
Из (2.1) следует, что при удалении точки к. з. от источника
питания (или от места расположения защиты) сопротивление
х
растет (х
л.к
≡Iк), а ток к. з., соответственно уменьшается, как
л.к
показано на рис. 2.1.
Если по условиям селективности отсечка не должна действовать при к. з. за точкой М (рис. 2.1) то для обеспечения этого условия необходимо выбрать
, зависит от величины
к
(2.1)
I
> I
c.з
k (M)
49
Рис. 2.1- Принцип действия токовой отсечки
Тогда при к. з. за точкой М отсечка действовать не будет, а
при повреждении в пределах участка АМ — будет действовать
на той части линии АN, где I
> I
. Таким образом, зона дей-
p
с.з
ствия защиты с током срабатывания, выбранным по условию
(2.1а), охватывает только часть линии (АN) и не выходит за
пределы участка АМ.
Токовые отсечки применяются как в радиальной сети с односторонним питанием, так и в сети, имеющей двустороннее
питание.
Для обеспечения расчетной зоны действия отсечки трансформаторы тока, питающие ее цепи, должны работать при токе срабатывания отсечки (т. е. при I
= I
) с погрешностью ΔI £ 10 %.
р
с.з
2-2. СХЕМЫ ОТСЕЧЕК
Принципиальные схемы отсечек мгновенных (без выдержки
времени) и с выдержкой времени на постоянном оперативном
токе изображены на рис. 2.2, а и б.
В сети с глухозаземленной нейтралью от всех видов к. з.
применяются трехфазные схемы. В качестве защиты от междуфазных к. з. используется двухфазная схема неполной звезды.
В сети с изолированной нейтралью или заземленной через
большое сопротивление применяются двухфазные схемы, подобные схемам на рис. 1.5, а и б.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]