Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Короткие замыкания и защита линий 0,4-35 кВ. II часть - 2110002 «Монтаж и наладка электрооборудования электрических станций, подстанций и линий электр

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

06.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 198 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

Теоретический анализ и практический опыт позволяют сделать следующие общие выводы о включении реле смешаного типа с (φ

= – 30° и – 45° по 90-градусной схеме:

м.ч

1). Знак момента реле при всех видах к. з. в зоне положите-

лен, а при повреждениях вне зоны — отрицателен.

2). Величина момента М

угла φ

остается значительной и достаточной для действия реле.

З). Напряжение U

при симметричных к. з. имеет максималь-

в диапазоне возможных изменений

но возможное значение, обеспечивающее минимальную величину мертвой зоны.

Недостатком 90-градусной схемы является возможность неправильной работы однофазных реле мощности при к. з. за силовым трансформатором с соединением обмоток звезда — треугольник. В случае двухфазного к. з. на стороне звезды через электрическую дугу с большим сопротивлением может неправильно выбрать направление мощности одно из реле, установленных со стороны треугольника. Трехфазные реле мощности в подобных случаях действуют правильно. Однако сочетания опасных условий настолько редки, что в практике эксплуатации указанный недостаток не проявляется.

Поэтому 90-градусная схема в настоящее время считается лучшей и рекомендуется как типовая для реле направления мощности смешаного типа.

Тридцатиградусная схема включения может использоваться для реле косинусного типа. Реле, включенные по этой схеме, ведут себя правильно при всех видах к. з. Недостатком 30-градусной двухфазной схемы является возможность отказа в действии реле при двухфазных к. з. из-за недостаточной величины напряжения. Ввиду этого для двухфазных защит 30-градусная схема не применяется. Включенные по 30-градусной схеме реле направления мощности могут работать неправильно в случае к. з. за трансформатором с соединением обмоток звезда треугольник с той же степенью вероятности, что и при 90-градусной схеме включения.

3-4. ПОВЕДЕНИЕ РЕЛЕ МОЩНОСТИ, ВКЛЮЧЕННЫХ

НА ТОК НЕПОВРЕЖДЕННОЙ ФАЗЫ

а) Токи в неповрежденных фазах

При двухфазных к. з. на линии, питающей нагрузку, в непо-

врежденной фазе проходит ток нагрузки I

В сетях с глухозаземленной нейтралью при замыканиях на землю (двухфазных и однофазных) в неповрежденных фазах появляется, кроме тока нагрузки I з. I

. Ее величина определяется расчетом и равна части тока ну-

левой последовательности I

Рис. 3.11- Пути прохождения тока к. з. в сети с заземленной нейтралью

, возникающего в месте к. з.

, еще некоторая доля тока к.

Таким образом, при замыканиях на землю полный ток в неповрежденной фазе равен:

н.ф = Iн

+ k I

где

k— коэффициент, учитывающий долю тока I

, замыкающе-

гося по неповрежденной фазе ( k < 1).

На рис. 3.11 на частном примере показана причина появления тока к. з. в неповрежденных фазах. При однофазном замыкании ток к. з., замыкаясь через место повреждения и землю, притекает к нулевой точке трансформатора Т-11. Здесь он разветвляется по всем трем фазам трансформатора Т-11, замыкаясь через обмотки трансформатора Т-1, возвращается к месту повреждения. В приведенном случае токи к. з., замыкающиеся через неповрежденные фазы В и С, равны 1/3 тока I щего в месте повреждения, поэтому k =1/3 или kI

, проходя-

При наличии заземленных трансформаторов с обеих сторон линии (рис. 3.12) в неповрежденных фазах появляется ток к. з. k I

,ответвляющийся в них через нулевые точки трансформато-

ров Т-1 и Т-11. Этот ток равен k

1Iк1

— k11I

к11

Рис. 3.12- Наложение токов повреждений на токи нагрузки в

неповрежденных фазах

б) Влияние тока в неповрежденных фазах на реле

Анализ и опыт показывают, что ток нагрузки I

ляющая тока повреждения k I

= k 3 I0, ответвляющаяся в непо-

, и состав-

врежденные фазы, могут создать момент на реле, противоположный по знаку моменту реле поврежденных фаз.

Поэтому реле направления мощности, включенные на ток

неповрежденных фаз, могут действовать неправильно.

Например, если при к. з. на линии Л11 (рис. 3.13) направление мощности в фазах линии Л1 будет соответствовать показанному на рисунке, то реле направления мощности, установленные на неповрежденных фазах В и С линии Л1, замкнут свои контакты и разрешат защите отключить неповрежденную линию.

Рис. 3.13- Направление токов в поврежденных и неповрежденных фазах.

При к.з. возможно неправильное действие направленной защиты линии Л1

под влиянием токов нагрузки

Трехфазное реле мощности под действием элементов, питающихся током неповрежденных фаз, может также работать неправильно. Результирующий момент этого реле:

Мр = МА + МВ + МС

Если при повреждении на одной фазе А (рис. 3.13) моменты М

и МС от токов неповрежденных фаз будут противоположны

моменту М

и превзойдут его в сумме (Мв + Мс) > МА, то реле

на линии Л1 подействуют неправильно.

в) Пофазный пуск

Неправильное действие реле мощности неповрежденных фаз предотвращается применением пофазного пуска. Принцип пофазного пуска состоит в том, что пусковые реле разрешают замыкать цепь на отключение только реле мощности, включенным на токи поврежденных фаз.

В схемах с однофазными реле мощности пофазный пуск принято выполнять подачей оперативного тока к реле мощности от пускового реле, включенного на тот же ток (рис. 3.14).

Рис. 3.14- Схема максимальной направленной защиты с пофазным пуском

при однофазных реле направления мощности

В защитах с трехфазными реле мощности пофазный пуск осуществляется подводом напряжения к элементам реле мощности через контакты пусковых реле (рис. 3.15). В момент к. з. пусковое реле, включенное на ток неповрежденной фазы, не действует, поэтому включенный на этот же ток элемент мощности не получает напряжения и не участвует в создании момента на оси реле. Такой способ пуска может применяться и в схемах с однофазными реле. При пофазном пуске пусковые реле неповрежденных фаз не должны действовать; для этого их ток срабатывания отстраивается от токов, возникающих в неповрежденных фазах при к. з., т. е. I

с.р

> I

н.ф

В сети с глухозаземленной нулевой точкой при к. з. на землю ток I личины тока повреждения k I

может оказаться значительным за счет большой ве-

н.ф

. Это приводит к необходимости

загрубления защиты.

Рис. 3.15- Схема максимальной направленной защиты с пофазным пуском

при трехфазном реле направления мощности

3-5. БЛОКИРОВКА МАКСИМАЛЬНОЙ

НАПРАВЛЕННОЙ ЗАЩИТЫ ПРИ ЗАМЫКАНИЯХ

НА ЗЕМЛЮ

Для отключения однофазных к. з. обычно применяются защиты, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности. Поэтому максимальная направленная защита, включаемая на фазные токи, часто используется только в качестве защиты от междуфазных замыканий.

В связи с этим при к. з. на землю защита блокируется (т. е. автоматически выводится из действия) посредством токового реле Т тока, соединенных в звезду, и при замыканиях на землю срабатывает и снимает плюс с защиты, лишая ее возможности действовать на отключение (рис. 3.16).

из работы реле мощности неповрежденной фазы при двухфазных к. з. При наличии блокировки при замыканиях на землю ток срабатывания пусковых реле выбирается из условия от-

. Реле Т0 включается в нулевой провод трансформаторов

Пофазный пуск в таких схемах сохраняется для исключения

стройки от тока нагрузки Iн , проходящего в неповрежденной фазе во время двух фазных к. з.

Необходимость в учете тока повреждения отпадает, благодаря чему повышается чувствительность защиты и упрощается выбор тока срабатывания пусковых реле.

Рис. 3.16- Развернутая схема максимальной направленной защиты с

блокировкой при замыкании на землю:

а — цепи тока; б — цепи напряжения; в — цепи постоянного тока;

Т — пусковые токовые реле; Т

направления мощности; В — реле времени; У — сигнальное реле; КО — отключающая катушка и БК — блокировочный контакт выключателя

— блокирующее токовое реле; М — реле

3-6. ВЫБОР УСТАВОК ЗАЩИТЫ

Для предотвращения неправильной работы защиты ток срабатывания пусковых реле необходимо отстроить от токов нагрузки с учетом самозапуска двигателей в послеаварийном режиме (т. е. после отключения внешнего к. з.) и от токов повреждения, возникающих в неповрежденных фазах при к. з. на землю в сети с глухозаземленной нейтралью.

Выбор тока срабатывания I дится так же, как и для максимальной защиты, на основе соображений, по формуле

с.з

зап kз Iн.макс

ВОЗ

по первому условию произво-

с.з

(3.2)

Максимальное значение тока I

следует определять исхо-

н.макс

дя из наиболее тяжелых, но возможных в эксплуатации режимов. В кольцевых сетях и радиальных с двусторонним питани-

ем (рис. 3.1, а и б) максимальные нагрузки на линиях возникают при размыкании сети. Например, в случае отключения линии Л в сети, показанной на рис. 3.1, б, ток нагрузки на линии Л

до-

стигает максимального значения.

Для повышения чувствительности защиты в отдельных случаях можно не считаться с максимальной нагрузкой, направленной к шинам подстанции, так как при этом реле мощности не позволяет защите действовать на отключение. Однако при этом нужно учитывать возможность неправильного действия защиты при нарушении ее цепи напряжения.

В этом случае фазы напряжений, подводимых к защите, искажаются и поэтому реле мощности может замкнуть свои контакты, разрешая подействовать защите при направлении мощности к шинам подстанции.

По второму условию ток срабатывания защиты находится по выражению

= kН I

с.з

(3.З)

Н.Ф

где

= Iн + k Iк ( 3-4), а коэффициент надежности kн в зависи-

н.ф

мости от точности оценки величины I

принимается равным

н.ф

1,15—1 ,З.

За окончательное значение I

принимается большая величи-

с.з

на, полученная по выражениям (3.2) и (3.З).

Для защит в сети с малым током замыкания на землю (где I

= Iн ) и для защит в сети с глухозаземленной нейтралью,

н.ф

блокируемых при замыканиях на землю, ток срабатывания пусковых реле выбирается только по первому условию, т. е. по формуле (3.2)

Для обеспечения селективности чувствительность защит, действующих в одном направлении, необходимо согласовывать так, чтобы токи срабатывания нарастали при обходе защит против направления их действия.

Такое согласование предотвращает неселективную работу защиты при токах к. з., близких по своему значению к токам срабатывания защит. Сказанное иллюстрируется рис. 3.1, б. При к. з. вблизи питающих шин в точке К1 соотношение токов к. з. I I

обратно пропорционально сопротивлениям źк1 и ź

КВ

к1

т. е.

КА

к1

КА.

КB.

= z

Чем ближе точка К1 к шинам питающей подстанции, тем

меньше ток I

Если ток IКА окажется меньше I

КА.

защиты 6, то последняя

с.з

не будет действовать до тех пор, пока линия не отключится со стороны питающей подстанции защитой 7. После этого ток I

КА

возрастет и защита 6 придет в действие. Такое поочередное отключение линии сначала с одного, а потом. с другого конца называется каскадным.

В случае несогласованности защит по чувствительности, например, если защита 4 чувствительнее защиты 6, а ток к. з. I

< I

КА

, но больше I

с.з6

ше чем произойдет отключение линии Л

, защита 4 сработает неселективно, рань-

с.з4

со стороны питающей

подстанции, и подстанция 111 лишится напряжения.

Таким образом, в показанной на рис. 3.1, б сети токи срабатывания защит должны удовлетворять условию

с.з6

< I

с.з4 < Iс.з2 < Iс.з1

(3.4)

а для защит, действующих при обратном направлении мощности,

с.з3

< I

с.з5 < Iс.з7 < Iс.з1

(3.5)

Разница в величине тока срабатывания двух смежных защит обычно принимается около 10 %.

В схемах с блокировкой по напряжению напряжение срабатывания реле минимального напряжения выбирается по (1.15).

Чувствительность пусковых реле при к. з. проверяется, так же как и чувствительность максимальной защиты, по (1.6).

а) Выдержка времени защиты

Выдержка времени выбирается из условия селективности. Для этой цели согласуются выдержки времени защит, действующих в одном и том же направлении, которые по этому признаку делятся на две группы (рис. 3.17):

1) защиты А

, А3, А5, и А7, действующие при направлении

мощности к. з. по стрелке А (от источника А);

2) защиты Б2, Б4, Б6 и Б8, действующие при обратном направ-

лении мощности к. з. (от источника Б).

Их выдержки времени должны удовлетворять условиям (3.1) и (3.2). В соответствии с этими условиями необходимо обеспечить:

< t

A5 < tA3 < tA1

< t

Б2

Б4 < tБ6 < tБ8

Обозначая через Δt ступень времени между двумя смежными защитами, покажем графически согласование времени действия защит (рис. 3.17).

Рис. 3.17- Ступенчатый принцип выбора выдержки времени

Рассматривая диаграмму выдержек времени на рис. 3.17, можно заметить, что направленность действия требуется не для всех защит. Например, выдержка времени защиты А чем защиты Б

следовательно, селективность защиты А3 при

2 ,

больше,

направлении мощности к. з. к шинам может быть обеспечена без органа направления.

То же самое относится и к защите Б

. Отсюда вытекает об-

щее правило, что орган направления должен устанавливаться на тех защитах, у которых при направлении мощности к. з. к шинам нельзя обеспечить селективность посредством выдержки времени. В тех случаях, когда при направлении мощности к. з. к шинам селективность удается обеспечить при помощи выдержки времени, можно применять максимальную токовую

защиту. Для выяснения в каких именно точках сети можно установить ненаправленные защиты, нужно сначала выбрать выдержки времени встречно по ступенчатому принципу.

Защита должна согласовываться по времени не только с защитами, установленными на транзитных линиях кольцевой или радиальной сети, но также с защитами других присоединений от шин противоположной подстанции. Так, например защита 4 на рис.3.1, 6 должна иметь выдержку времени, согласованную с защитой 6 и защитой 8. Выдержка времени t

выбирается на сту-

пень выше той защиты, у которой время действия больше. Если

> t6, то t

= t

+ Δt

3-7. МЕРТВАЯ ЗОНА

Выше указывалось на возможность отказа в действии реле мощности при к. з. вблизи места установки защиты вследствие недостаточной величины напряжения (рис. 3.18). Участок линии m к. з., в пределах которого реле мощности не работает из-за того, что мощность на его зажимах оказывается меньше мощности срабатывания, называется мертвой зоной.

Для характеристики чувствительности защиты важно знать протяженность мертвой зоны m. Подсчет мертвой зоны ведется для металлического трехфазного к. з. на границе мертвой зоны в точке М, где мощность на зажимах реле S

Зная выражение и величину S

и вычислив ток в реле Iр

c.p

(для упрощения этот ток заменяется током при к. з. в начале линии), — можно определить наименьшее значение U димое для срабатывания реле - (т. е. найти при заданном S вычисленном I

). По найденному U

с.р

m (рис. 3.18).

Рассмотрим в качестве примера порядок вычисления мертвой зоны для реле мощности, имеющего:

= S

c.p

, необхо-

c.p

определяется расстояние

= Up Iр sin (α – φp ) (3.6)

c.p

При к. з. на границе мертвой зоны в точке М (рис 3.18)

p = Uс.р

c.p

sin (α – φp )

(3.7)

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 198 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]