Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Технология передач и вставок постоянного тока. Ч.1. Общие принципы технологии передач и вставок постоянного тока. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 107 8 9 10 > Следующая >>>

Рис. 1.23. Структурная схема СЗА ПБ ВПТ

СЗЛ, НЗЛ, РЗЛ – комплекс защит воздушной линии ППТ, из них:

• СЗЛ – селективная защита, предназначенная для выявления ко-

ротких замыканий на линии;

• НЗЛ – неселективная защита, выявляющая короткие замыкания

как на самой линии, так и на инверторе, при пробоях изоляции на землю или шунтированиях всех мостов инвертора;

• РЗЛ – резервная защита, предназначенная для резервирования

как СЗЛ, так и НЗЛ;

Рис. 1.24. Структурная схема СЗА полуцепи ППТ

• АУП – автоматика управления полуцепью, основной элемент ав-

томатики ППТ. Главное ее назначение – обеспечение необходимых операций по включению и отключению полуцепи;

• АВ – автоматика ветви, предназначеная для обеспечения необ-

ходимых операций по включению и отключению преобразовательной ветви ППТ, в том числе для обеспечения включения и отключения выключателя ветви и взаимодействия с системой автоматического регулирования путем подачи команд на отпирание и запирание управляющих импульсов, на ПИР и ПВР. При отсутствии в схеме подстанции параллельных ветвей, естественно, отпадает надобность в автоматике ветви. Функции АВ по взаимодействию с САР в этом случае выполняет АУП.

Общеподстанционная для передач СЗА распредустройства средней точки в значительной степени зависит от схемы РУСТ и количества заземляющих линий. На рис. 1.25 приведена структурная схема СЗА для одного из вариантов схемы РУСТ, когда имеются две секции шин средней точки, соединенных между собой и подключенных к заземленным точкам обоих полюсов подстанций (каждый полюс состоит из двух параллельных ветвей) с помощью секционных выключателей. К каждой секции шин присоединяются по две заземляющие линии, заземляющий выключатель, разрядник, конденсаторная батарея.

Рис. 1.25. Структурная схема СЗА РУСТ

СЗА каждой секции РУСТ включает в себя следующие элементы:

• ЗШС – защита секции шин СТ от замыканий на землю;

• ЗРСТ – защита разрядника секции шин СТ от длительного про-

текания тока через разрядник при его срабатывании;

• ЗПНСТ – защита секции шин СТ от повышения напряжения;

• ЗЗЛ – защита заземляющих линий от обрыва и от коротких за-

мыканий на землю;

• АУЗВ – автоматика управления заземляющим выключателем,

предназначенная для обеспечения включения этого выключателя по сигналам от защит СТ и последующего его автоматического повторного отключения.

Кроме «секционных» устройств защиты и автоматики СЗА РУСТ оснащается также двумя (по числу полюсов) защитами ошиновки полюсов подстанции (ЗОПП) и автоматикой управления выключателями средней точки (АУВСТ). В зону действия каждой ЗОПП входит оборудование и ошиновка между общей точкой обеих ветвей соответствующего полюса подстанции и присоединение этого полюса к шинам СТ. АУВСТ предназначена для осуществления отключения по сигналам защит или ключей управления секционных выключателей при необходимости отделить секцию шин СТ от другой или от полюса подстанции.

Автоматика блока (АБ), автоматика управления полуцепью (АУП), а в многоподстанционных передачах – автоматика полюса подстанции (АПП) на реверсивных ППТ (ВПТ) должны дополнительно осуществлять необходимые операции для реализации реверса ПБ, ППТ или преобразовательной подстанции МППТ.

Реверс ППТ (ВПТ) может быть двух типов: оперативный, осуществляемый по диспетчерскому графику, и аварийный, осуществляемый по команде от противоаварийной автоматики, когда ППТ (ВПТ) участвует в повышении устойчивости обеих или одной из примыкающих энергосистем. В первом случае требуется оснащение каждого преобразователя регулирующими устройствами для обоих режимов работы. По команде от ключа реверса АБ или АУЛ должны отключить ППТ (ВПТ), в отключенном положении осуществить переключение регулирующих устройств на преобразователях, а затем включить ППТ (ВПТ) в реверсивном режиме. Если производится реверс одной из преобразовательных подстанций многоподстанционной ППТ, то автоматика полюса АПП, кроме переключения регулирующих устройств, должна произвести переключение в первичной схеме – подключить каждый из двух реверсируемых полюсов подстанции к другой полуцепи МППТ.

Во втором случае (аварийный реверс) требуется быстрое изменение направления передачи мощности. Преобразователи должны быть оснащены регулирующими устройствами, способными функционировать в обоих режимах работы преобразователя. При таком реверсе отключение ППТ (ВПТ) не производится, реверс осуществляется изменением углов регулирования преобразователей без прекращения тока. Для осуществ-

ления такого реверса одной из подстанций МППТ необходимо оснащение этой подстанции вентилями двусторонней проводимости.

На биполярных ППТ для предотвращения длительного протекания тока через землю при отключении одной из полуцепей находят применение схемы так называемого металлического возврата тока, при котором в качестве обратного провода используется либо провод линии отключенной полуцепи, либо специальный дополнительный провод. АУП или АПП должны осуществлять комплекс мероприятий для организации металлического возврата тока.

Если для возврата тока используется линия отключившейся полуцепи, организуется он следующим образом. По факту отключения полуцепи АУП формирует команды на отключение и включение коммутационных аппаратов с тем, чтобы провод линии отключенной полуцепи отсоединить от «своих» преобразователей и подключить к заземленным полюсам преобразователей остающейся в работе полуцепи, затем, в свою очередь, отключить эти полюса от «земли» (заземленной может оставаться одна точка передачи).

Отключение заземленных полюсов должно производиться с помощью специальных аппаратов – заземляющих выключателей, на зажимах которых при их отключении нарастает напряжение, достаточное для перевода тока с земли на провод линии отключенной полуцепи. Следует отметить, что в течение всех этих переключений ток возврата протекает через землю. При обратном включении отключившейся полуцепи АУП должна обеспечить выполнение в обратном порядке описанных выше переключений.

Для снятия тока возврата с линии (на землю) не требуется специальное условие, т. е. достаточно включить любой аппарат, осуществляющий заземление преобразователя (или преобразователей) работающей полуцепи.

В случае, когда имеется специальный третий провод для возврата тока, то при отключении одной из полуцепей для продолжения работы передачи второй полуцепью никакие переключения не нужны – вторая полуцепь продолжает работать с током возврата по третьему проводу. Использование земли для возврата тока в таких передачах предусматривается только при ликвидации повреждений в самом (дополнительном) проводе. При этом для выявления и ликвидации повреждений третьего провода СЗА РУСТ должна включать в себя специальную защиту этого провода. При срабатывании защиты автоматика управления заземляющими выключателями (АУЗВ) должна осуществить включение этих выключателей. При этом ток возврата снимается с поврежденного провода и кратковременно протекает через землю. По истечении заданного вре-

мени АУЗВ осуществляет автоматическое отключение заземляющих выключателей. При этом за счет нарастания напряжения на зажимах выключателей происходит перевод тока с земли на провод возврата.

1.4.4. Принцип действия и основное алгоритмы функционирования защит и автоматики

1.4.4.1. Защиты преобразователя (блока или полюса подстанции)

Защиты преобразователя включают следующие элементы:

1. Защита от сверхтоков (ЗСТ). Выполняется индивидуальной для

каждого из мостов преобразователя. ЗСТ действует на основе дифференциального принципа сравнения мгновенных значений токов в линейных проводах каждой вентильной обмотки трансформаторов iTT с мгновенным значением выпрямленного тока мостов преобразователя

. Срабатывает защита при превышении тока i

ТПТ

над током I

ТПТ

. ЗСТ должна действовать без выдержки времени, однако при этом должна быть отстроена от срабатывания разрядников, включенных в промежуток полюс-фаза. Это может быть достигнуто либо выполнением двух-, трехступенчатой защиты с разными уставками по току и времени, либо выполнением уставки по току переменной, уменьшающейся во времени с момента пуска защиты.

ЗСТ при срабатывании действует на запирание управляющих импульсов аварийного моста и на отключение преобразовательного блока (на ВПТ) или полюса подстанции (преобразовательной ветви) (на ППТ). В случае непрекращения сверхтока защита по страховочной цепи действует на отключение выключателей трансформаторов.

2. Защита от нарушений коммутаций вентилей (ЗНК). Факт нарушения коммутаций вентилей может устанавливаться защитой по ряду факторов. Для примера приводятся следующие три.

Первым фактором является несоответствие чередования коммутаций вентилей, определяемых по токам в фазах трансформатора, управляющими импульсами, поступающими на вентили.

Вторым фактором – несоответствие управляющих импульсов и их смены нормальным (каноническим) сочетанием.

Третьим фактором является отсутствие смены сочетания токов вентилей (определяемых по iTT) и импульсов управления на интервале в один период промышленной частоты. Защита срабатывает на выход с выдержкой времени, изменяющейся в зависимости от вида нарушения. ЗНК при срабатывании действует на отключение преобразовательного блока или ветви. При этом может применяться однократное или двукратное АПВ.

3. Защита от зарегулированного режима (ЗЗР). Входными сигнала-

ми защиты являются поступающие из САР текущие значения максимальных за период углов регулирования вентилей, а также текущие значения напряжений на третичных обмотках трансформаторов. Защита срабатывает на выход при превышении угла регулирования над уставкой с выдержкой времени, зависящей от величины этого угла. Выдержка времени может зависеть и от величины напряжения третичной обмотки трансформатора: чем больше величина угла и напряжения, тем меньше выдержка времени. ЗЗР при срабатывании действует на отключение ПБ или ветви с АПВ или без АПВ.

4. Защита минимального тока (ЗМТ). Запускается и срабатывает на выход с выдержкой времени при снижении выпрямленного тока преобразователя. Уставки ЗМТ по току и времени определяются характеристиками вентильного блока (в частности его способностью работать в прерывистом режиме). При срабатывании ЗМТ действует на отключение преобразовательного блока или преобразовательной ветви с последующим АПВ или без АПВ.

5. Защита от замыканий на землю (ЗЗ). В передачах постоянного тока защита от замыканий на землю в зоне преобразовательной ветви (полюса подстанции) обычно выполняется дифференциальной. Защита срабатывает при возникновении небаланса между выпрямленными токами верхнего и нижнего полюсов ветви (I

ТПТВ

и I

). ЗЗ действует с выдержкой време-

ТПТН

ни на отключение преобразовательной ветви (как правило, без АПВ).

На вставках постоянного тока специальная ЗЗ предусматривается только для ВПТ с заземлением средних точек ПБ через токоограничивающие симметрирующие резисторы (в схемах ПБ с глухим заземлением средних точек замыкание на землю выявляется с помощью ЗСТ или ЗНК). Защита реагирует на изменения напряжений средних точек ПБ, снимаемых с симметрирующих резисторов. Выдержка времени ЗЗ может быть достаточно большой (0,5…1,0 с), т. к. через место замыкания рабочий ток не протекает. При срабатывании ЗЗ действует на отключение ПБ (без АПВ).

6. Защита от повышения напряжения (ЗПН). Как правило, на ВПТ она предусматривается только для инвертора. Принцип действия основан на контроле напряжений на шинах третичной обмотки трансформаторов инвертора. Защита реагирует на повышение этого напряжения и с выдержкой времени действует на отключение преобразовательного блока без АПВ.

1.4.4.2. Защита линии постоянного тока

К защитам линии относятся:

1. Селективная защита линии (СЗЛ). СЗЛ, как правило, пре-

дусматривается только на выпрямительной подстанции. В зону действия защиты входит вся линия от линейных реакторов на выпрямителе до линейных реакторов на инверторе. В общем виде принцип действия СЗЛ основан на использовании различий в протекании волновых процессов в линии при КЗ на линии и при КЗ на инверторе за реактором. Входными сигналами СЗЛ служат ток верхнего полюса полуцепи и напряжение полюса полуцепи. Защита при срабатывании действует без выдержки времени на отключение полуцепи с последующим АПВ.

2. Неселективная защита линии (НЗЛ). НЗЛ устанавливается как на выпрямителе, так и на инверторе. Принцип действия защиты основан на выявлении факта устойчивого снижения напряжения на линии при наличии тока в линии, т. е. используется принцип защиты минимального напряжения с токовой блокировкой. Защита с выдержкой времени действует на отключение полуцепи без АПВ.

3. Резервная защита линии (РЗЛ). РЗЛ построена на принципе защиты минимального сопротивления. Входными сигналами этой защиты, так же как СЗЛ и НЗЛ, являются ток и напряжение полюса полуцепи. РЗЛ резервирует СЗЛ и НЗЛ и имеет большую, чем НЗЛ, выдержку времени. При срабатывании резервная защита линии действует на отключение полуцепи без АПВ.

1.4.4.3. Защиты и автоматика распредустройства средней точки и заземляющих линий

1. Защита секции шин от замыканий на землю (ЗШС). В защите может быть использован принцип равенства нулю алгебраической суммы токов (с учетом их направлений) всех присоединений, подключенных к секции шин. В рассматриваемом случае (рис. 1.25) для каждой секции шин это токи в цепях двух заземляющих линий и в цепях двух секционных выключателей. Учет направления токов, протекающих по этим цепям, должен быть выполнен с помощью специальных датчиков или приставок к ТПТ (стандартные ТПТ не отражают направление постоянного тока). Если это невозможно, то защита должна иметь два пусковых органа, объединенных на выходе по схеме «и». Например, для первой системы шин характеристики срабатывания первого пускового органа

|( ) ( )| ;II II I−−+ ≥

CB1 CB2 ЗП1 ЗП 2 У1

второго пускового органа

|( ) ( )| ,II II I−−+ ≥

CB1 CB2 ЗП1 ЗП 2 У 2

где I I

ЗП1

, I

– абсолютные значения токов секционных выключателей;

CB2

– абсолютные значения токов заземляющих линий; IУ1, IУ2 –

, I

CB1

ЗП2

уставки по току.

При срабатывании ЗШС с выдержкой времени действует на вклю-

чение заземляющего выключателя с последующим его АПО.

2. Защита заземляющей линии (ЗЗЛ). Защита основана на принципе сравнения абсолютных значений токов двух заземляющих линий, подключенные к одной секции. При срабатывании ЗЗЛ с выдержкой времени действует на включение заземляющего включателя с последующим АПО.

3. Защита разрядника (ЗРСТ) и защита от повышения напряжения (ЗПНСТ). ЗРСТ основана на принципе максимального тока, а ЗПНСТ –

максимального напряжения. Входным сигналом для ЗРСТ является ток в цепи разрядника секции шин, а для ЗПНСТ – напряжение на шинах соответствующей секции. При превышении измеряемыми током или напряжением соответствующей уставки ЗРСТ действует на включение заземляющего выключателя с АПО, а ЗПНСТ – на сигнал.

4. Защита ошиновки полюса подстанции (ЗОПП). В защите может быть использован принцип, аналогичный описанному выше для ЗШС. Входными сигналами для ЗОПП являются токи заземленных проводов ветвей полюса подстанции и в цепях секционных выключателей, присоединенных к этому полюсу. При срабатывании ЗОПП с выдержкой времени действует на включение заземляющего выключателя с АПО.

5. Автоматика средней точки. Автоматика средней точки ППТ существенно зависит от схемы распредустройства СТ; количества секций шин, схемы подключения полюсов подстанции к секциям шин, количества секционных и заземляющих выключателей. В задачу автоматики входит обеспечение ликвидации аварий в зоне РУСТ без снижения мощности ППТ, т. е. с помощью кратковременного или длительного отключения поврежденной части оборудования СТ. В то же время при невозможности локализации аварии в зоне средней точки должны быть сформированы сигналы для передачи в автоматику полуцепей на отключение одной или обеих полуцепей. Условно автоматика средней точки может быть разделена на автоматику управления заземляющим выключателем (АУЗВ) для каждой секции шин и автоматику управления секционными выключателями (АУВСТ).

Входными сигналами АУЗВ являются выходные сигналы защит соответствующей секции шин СТ и сигнал положения заземляющего выключателя, присоединенного к этой секции. АУЗВ формирует команду на включение ВЗ, отсчет паузы АПО и команду на отключение ВЗ по истечении паузы АПО. При неуспешном АПО или при повторном срабатывании защит после АПО АУЗВ вырабатывает сигнал, передавае-

мый в АУВСТ, для выбора следующей ступени ликвидации аварии, как правило, для отключения секции шин СТ.

Входными сигналами АУВСТ, кроме сигналов от всех АУЗВ, являются сигналы положения секционных выключателей, сигналы наличия тока в полюсах подстанции и сигналы срабатывания ЗОПП обоих полюсов. Вводными сигналами АУВСТ являются команды на отключение секционных выключателей и на отключение полуцепей. АУВСТ производит логическую обработку сигналов положения секционных выключателей и наличия токов полюсов, определяет возможные рабочие варианты включенного положения полуцепей и секций шин СТ и на основании этой обработки выбирает способ ликвидации аварий. Первой ступенью является отключение секции шин СТ, т. е. отключение соответствующих секционных выключателей. При невозможности сохранения работы полуцепей после отключения секции шин АУВСТ формирует сигнал на отключение одной или обеих полуцепей.

1.4.4.4. Автоматика преобразовательной ветви (АВ)

Входными сигналами автоматики ветви являются команды на включение или отключение ветви от ключа управления, выходные сигналы защит ветви, выпрямленные ток и напряжение ветви и сигнал положения выключателя ветви.

По команде на включение ветви выпрямителя АВ передает в САР сигнал на отпирание импульсов управления в инверторном режиме и на ПВР. В процессе ПВР автоматика ветви контролирует напряжение на верхнем полюсе ветви и по факту подъема этого напряжения до величины, близкой к номинальному, вырабатывает команду на включение выключателя ветви выпрямителя. При включении ветви инвертора отпирание импульсов производится при нормальных углах регулирования, и по факту появления импульсов формируется команда на включение выключателя.

При отключении ветви АВ должна обеспечить такую последовательность операций, при которой отключение выключателя происходит после прекращения тока ветви. По сигналам ключа управления или от защит АВ передает в САР сигнал на перевод тока с поврежденной ветви на остающуюся в работе, при этом на выпрямителе увеличиваются углы регулирования отключаемой ветви, а на инверторе – остающейся в работе. После прекращения тока ветви АВ подает команду на отключение выключателя ветви.

1.4.4.5. Автоматика управления полуцепью (АУП)

Управление полуцепью АУП осуществляет воздействием на систему автоматического регулирования с использованием системы телесвязи между подстанциями.

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 107 8 9 10 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]