нижегородский государственный технический университет

Факультет автоматики и электромеханики

Кафедра электроэнергетики и электроснабжения

Курс лекций

Релейная защита электрических сетей и систем

Нижний Новгород

2005 Содержание

Содержание 1

Список иллюстраций 3

1 Дистанционные защиты 5

1.1 Назначение дистанционной защиты 5

1.2 Принцип действия и структурная схема. 6

1.3 Характеристики срабатывания дистанционных защит и их изображение на комплексной плоскости 8

1.4 Схемы включения дистанционных и пусковых органов защиты 13

1.5 Классификация реле сопротивления 15

1.6 Требования к реле сопротивления. 18

1.7 Принципы выполнения реле сопротивления 18

1.8 Пусковые органы дистанционных защит 19

1.9 Выбор уставок дистанционных защит 24

1.10 Предотвращение неправильных действий при качаниях, нарушении цепей напряжения, несинхронных АПВ. 27

1.11 Оценка дистанционных защит 28

2 Защиты с косвенным сравнением электрических величин 29

2.2 Виды каналов связи 29

2.3 Дифференциально-фазная ВЧ защита 37

2.4 Направленная защита с ВЧ блокировкой 40

2.5 Оценка ВЧ защит 41

3 Защита электроэнергетических систем 42

3.1 Защита от однофазных коротких замыканий 42

3.2 Резервирование защит 45

3.3 Оценка резервирования 56

3.4 Защита шин 57

3.5 Телеотключения 58

3.6 Особенности защиты линий с ответвлениями 58

3.7 Совместное действие устройств РЗ и АПВ 58

3.8 Особенности защиты сетей различных классов напряжения 58

4 Достоинства и недостатки защит на различной элементной базе 59

5 Противоаварийная автоматика 60

5.1 Назначение, принцип действия и виды противоаварийной автоматики 60

5.2 Виды управляющих воздействий 63

5.3 Особенности реализации основных функций ПА. 67

5.4 Иерархия систем противоаварийной автоматики 74

Предметный указатель 76

Список рекомендуемых источников 77

Список иллюстраций

Рисунок 1.1 – Пример кольцевой сети с несколькими источниками питания. 5

Рисунок 1.2 – Структурная схема дистанционной защиты. 6

Рисунок 1.3 – Характеристики зависимости времени срабатывания дистанционных защит от сопротивления: (а) – ступенчатая, (б) – плавная, (в) – комбинированная. 7

Рисунок 1.4 – Характеристики времени срабатывания трехступенчатой дистанционной защиты. 8

Рисунок 1.5 – Упрощенная схема направленного реле сопротивления на выпрямленных токах (схема на равновесии напряжений). 9

Рисунок 1.6 – Характеристика срабатывания реле сопротивления в полярных координатах 10

Рисунок 1.7 – Зоны защиты в комплексной плоскости. Влияние дуги в месте короткого замыкания. 11

Рисунок 1.8 – Характеристика ненаправленного реле сопротивления. 12

Рисунок 1.9 – Пример эллиптической характеристики реле сопротивления. 12

Рисунок 1.10 – Виды усовершенствованных характеристик реле сопротивления. 12

Рисунок 1.11 – Поясняющая схема для различных видов короткого замыкания: (а) - трехфазное, (б) – двухфазное. 13

Рисунок 1.12 – Структурная схема односистемного исполнения трехступенчатой дистанционной защиты. 14

Рисунок 1.13 – Общая классификация реле. 16

Рисунок 1.14 – Структурная схема реле. 16

Рисунок 1.15 – Виды пусковых органов дистанционных защит 20

Рисунок 1.16 – Виды зависимостей сопротивления срабатывания от тока. 22

Рисунок 1.17 – Характеристики направленного пускового органа сопротивления. 23

Рисунок 1.18 – Пример защищаемой зоны для трехступенчатой дистанционной защиты. 25

Рисунок 1.19 – Защита линии с отпайкой. 25

Рисунок 1.20 – Пояснение к случаю несинхронного АПВ. 27

Рисунок 2.21 – Принципиальная схема ВЧ канала. 31

Рисунок 2.22 – Подвеска ВЧ заградителя на входном портале подстанции. 32

Рисунок 2.23 – Вид конденсатора связи с фильтром присоединения. 33

Рисунок 2.24 – Принципиальная схема организации ВЧ канала с использованием НДЕ. 33

Рисунок 2.25 – Примеры внешнего вида волоконнооптической линии связи: (а) – магистральная линия связи, (б) – сечение провода (грозозащитного троса) с оптоволоконной линией в сердечнике. 36

Рисунок 2.26 – Принцип действия дифференциальной защиты с ВЧ блокировкой. 37

Рисунок 2.27 – Принципы модуляции сигнала ВЧ поста. 39

Рисунок 3.28 – Пример схемы замещения для тока нулевой последовательности. 43

Рисунок 3.29 – Принципиальная схема токовой защиты нулевой последовательности. 44

Рисунок 3.30 – Пример схемы замещения нулевой последовательности для кольцевой сети. 44

Рисунок 3.31 – Принципиальная схема направленной защиты нулевой последовательности. 45

Рисунок 3.32 – Зоны основного и резервного действия защиты. 46

Рисунок 3.33 – К пояснению принципа действия устройства резервирования отказа выключателя. 49

Рисунок 3.34 – Упрощенная принципиальная схема УРОВ с пуском от дополнительного промежуточного реле с обмотками последовательного включения. 50

Рисунок 3.35 – Принципиальная схема устройства контроля наличия неотключенного короткого замыкания 51

Рисунок 3.36 – Схема УРОВ с токовыми реле контроля. 52

Рисунок 3.37 – Принципиальная схема УРОВ с дублированным пуском. 53

Рисунок 3.38 – Пояснение к случаю работы УРОВ при коротком замыкании между выключателем и измерительным трансформатором тока. 54

Рисунок 3.39 – Структурная схема видов резервирования действия защит. 56

Рисунок 3.40 – Отключение повреждений сборных шин защитами смежных участков. 57

Рисунок 5.41 – Структурная схема видов РЗ и А. 60

Рисунок 5.42 – Обобщенная структура устройства ПА. 62