5. Источники оперативного тока для РЗА.
Назначение источников оперативного питания
•Питание электромагнитов отключения выключателей и устройств РЗА (ШУ-шинки управления);
•Питание электромагнитов включения выключателей (ШВ-шинки включения);
•Питание устройств сигнализации (ШС-шинки сигнализации);
•Питание аварийного освещения и другого ответственного оборудования собственных нужд.
Виды источников оперативного питания
Оперативное питание постоянным током от аккумуляторных батарей (на ЭС и ПС напряжением U=110 кВ и выше)
-Комбинированные схемы оперативного питания переменным током от трансформатора собственных нужд, трансформаторов напряжения и тока, с выпрямлением;
-Оперативное питание переменным током от трансформатора собственных нужд, трансформаторов напряжения и тока;
-Комбинированные схемы оперативного питания переменным током от трансформатора собственных нужд, трансформаторов напряжения и тока, с выпрямлением и использованием предварительно заряженного конденсатора;
6. Классификация реле и общие принципы их построения.
По временным характеристикам реле (защиты) подразделяются:
―на защиты с независимой характеристикой (ступенчатой), время срабатывания которых не зависит от величины тока;
―защиты с зависимой или времязависимой характеристикой (плавной), время срабатывания которых зависит от величины тока;
―защиты с комбинированной характеристикой (ступенчато-плавной).
По методам воздействия на выключатель различаются следующие токовые защиты:
―с первичным реле тока прямого действия. У этих защит первичный ток электроустановки проходит по обмотке реле, а его якорь воздействует на расцепитель выключателя;
―с вторичным реле тока прямого действия. У этих защит вторичный ток трансформатора тока проходит по обмотке реле, а его якорь воздействует на расцепитель выключателя;
―с вторичным реле тока косвенного действия. У этих защит вторичный ток трансформатора тока проходит по обмотке реле, а его якорь замыкает контакты, и собирается цепь для воздействия на катушку отключения выключателя.
Всвязи с отсутствием надежных и дешевых протяженных каналов связи исторически
сложилось, что устройства РЗ проектируются и устанавливаются на каждом объекте автономно. Чтобы повысить надежность устройств РЗ, они выполняются многоступенчатыми. Причем каждая последующая ступень более чувствительна, имеет большее время срабатывания и резервирует предыдущие.
Рассмотрим универсальную структурную схему многоступенчатой защиты на примере токовой, изображенной на рисунке 1.2, где KA1, KA2, KA3 и KA4 – токовые измерительные органы
(реле тока); KT1, KT2, KT3 и KT4 – органы задержки (реле времени); KH1, KH2, KH3 и KH4 – индикаторы срабатывания ступеней (указательные реле), TA1– измерительный трансформатор тока; Q1 – выключатель; К1 – точка КЗ в конце защищаемого объекта. В общем случае РЗ имеет четыре ступени, чаще две или три, в зависимости от ответственности защищаемого объекта и чувствительности ступеней защит.
Логическая формула [1] такой многоступенчатой защиты
|
|
|
|
|
y = I1I D1↑I + I2II D2↑II + I3III D3↑III + I4IV D4↑IV , |
|
|
|
|
|
где y – выходной сигнал защиты; I – сигнал от |
|
|
|
|
|
токовых измерительных органов защиты; D – |
|
|
|
|
|
оператор временной задержки; I, II, III, IV – |
|
|
|
верхние индексы, обозначающие номер ступени; 1, |
||
Структурная схема многоступенчатой РЗ |
|||||
|
|
|
|
|
2, 3, 4 – нижние индексы, соответствующие им |
|
|
|
|
|
параметры срабатывания. |
7. Токовые отсечки без выдержки и с выдержкой времени для защиты ЛЭП. |
|
|
|
|||||||||||||||||||
Максимальная токовая защита ЛЭП. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Первая ступень токовой защиты (токовая |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
отсечка без выдержки времени) |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Защита отстраивается |
от максимального |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тока |
|
|
короткого |
замыкания |
вконце |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
защищаемой линии |
IСI ,,АЗ ≥ kОТС IК1,MAX , |
где |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
II,АС,З ― ток срабатывания защиты первой |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ступени на подстанции А; IК1,МАХ ― |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
максимальный ток короткого замыкания в |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
точке К1; kОТС ― коэффициент отстройки, |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
включает погрешность ТТ, погрешность реле, |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ошибку персонала и некоторые другие |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
факторы; kОТС = 1,2…1,5. |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ток срабатывания защиты IС,З ― это |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
первичный ток в линии, при котором |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
происходит отключение Q1. Ток срабатывания |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
реле IС,Р ― это ток во вторичной обмотке ТТ, |
|||||||||||
отключение Q1 - IС,Р = kСХ IC ,З |
|
|
|
|
|
|
|
при |
котором |
реле подает сигнал на |
||||||||||||
где kТ ― коэффициент трансформации ТТ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
kТ |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Время срабатывания tСI ,,AЗ = 0 . |
|
|
|
|
I К2 ,MIN ≥ 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
k |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Коэффициентом чувствительности Ч |
|
ICI ,,AЗ |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вторая ступень токовой защиты |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(токовая отсечка с выдержкой времени) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Защита |
|
отстраивается |
от |
тока |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
срабатывания первой |
ступени |
смежной |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
линии W2 IСII,З,A |
≥ kОТС IСI ,,БЗ . |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Время срабатывания второй ступени |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
обычно |
|
|
|
|
принимается |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tСII,З |
= 0 + 0,5 = 0,5 с, |
причем это время |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
одинаково для вторых ступеней всех |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
линий. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент |
чувствительности |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
= I K 1,.MIN ≥ 1,5 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ч |
|
IСII,З,А |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальная токовая защита ― |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
самая |
|
чувствительная |
ступень |
из |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
токовых защит, поэтому она должна |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IСIII,З,А ≥ |
kОТСkCЗП IР,MAX |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
быть |
|
|
kВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Время срабатывания третьей |
|||||||
ступени должно быть больше времени срабатывания третьей ступени смежной линии tСIII,З,А ≥ tСIII,З,Б + |
t , |
|||||||||||||||||||||
где tСIII,З,А ― время срабатывания третьей ступени защиты подстанции А; |
tСIII,З,Б ― время срабатывания |
|||||||||||||||||||||
третьей ступени защиты подстанции Б; |
|
t – ступень селективности, обычно |
|
t = 0,5 с. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Чувствительность |
защиты для |
зоны |
|
ближнего |
резервирования |
|
k = |
IК1,MIN |
≥ 2 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Ч |
III ,А |
, |
и |
для |
зоны |
|||||||||||||||
|
|
|
|
IК3,MIN |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IC ,З |
|||||
дальнего резервирования |
k |
|
= |
≥ 1,2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Ч |
|
ICIII,З,А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. Токовые направленные защиты ЛЭП.
На линиях с двухсторонним питанием или кольцевых часто невозможно согласовать токовые защиты между собой.
Линия с двухсторонним питанием
В нормальных и аварийных режимах мощность через защиту может иметь различное направление. Например, при КЗ в точке К2 трудно согласовать между собой защиты РЗ2 и РЗ3. Если РЗ2 сработает раньше РЗ3, то будут отключены потребители подстанции Б. Аналогичная ситуация с защитами РЗ4 и РЗ5.
Чтобы защиты РЗ2, РЗ3 и РЗ4, РЗ5 не согласовывать между собой, необходимо разделить их действия. Это можно сделать, если блокировать защиту при протекании мощности от линии к шинам и разрешать отключать при протекании мощности от шин в линию.
Направления действия защит на линии с двухсторонним питанием
Если направление мощности, протекаемой через защиту, совпадает с направлением действия защиты, то защита действует на отключение. При КЗ в точке К2 сработают защиты РЗ3 и РЗ4, а если откажет одна из них, то должна сработать РЗ1 или РЗ6 соответственно. Защиты РЗ2 и РЗ5 будут заблокированы, так как направления действия защит не совпадают с направлением протекающей через них мощности.
Направление мощности в релейной защите определяют с помощью специального реле, называемого «реле направления мощности». К реле подводятся две электрические величины ― ток и напряжение.
Реле направления мощности включаются на ток (от трансформатора тока) и напряжение (от трансформатора напряжения).