
- •«Релейная защита систем электроснабжения» конспект лекций
- •Содержание
- •Введение
- •Лекция 1
- •1.1 История релейной защиты и автоматики
- •1.2 Назначение релейной защиты и автоматики
- •1.3 Требования, предъявляемые к свойствам релейной защиты (рз)
- •1.4 Классификация защит
- •1.5 Структура устройства рз
- •1.6 Каналы связи устройств рза
- •1.7 Источники оперативного тока
- •Лекция 2
- •2.1 Измерительные преобразователи тока и напряжения
- •2.2 Конструкция трансформатора тока
- •2.3 Принцип действия
- •2.4 Построение векторной диаграммы тт
- •2.5 Погрешности трансформатора тока
- •2.7 Активный тт
- •2.8 Схемы соединений тт
- •2.9 Коэффициенты трансформации тт
- •2.10 Конструкция трансформатора напряжения (тн)
- •2 Рисунок 2.18. Емкостный тн .11 Емкостный тн
- •2. Конструкция трансформатора тока.
- •Лекция 3
- •3.1 Токовые защиты линий электропередачи
- •3.2 Первая ступень токовой защиты
- •3.3 Вторая ступень токовой защиты
- •3.5 Карта селективности
- •3.6 Токовые направленные защиты линий электропередачи
- •3.7 Схемотехника токовых защит
- •3.8 Токовые и токовые направленные защиты нулевой последовательности в сетях с заземленной нейтралью
- •3.9 Первая ступень токовой защиты нулевой последовательности
- •3.10 Вторая ступень токовой защиты нулевой последовательности
- •3.11 Третья ступень токовой защиты нулевой последовательности
- •3.12 Схемотехника токовых защит нулевой последовательности
- •3.13 Токовые и токовые направленные защиты нулевой последовательности в сетях с изолированной нейтралью
- •Лекция 4
- •4.1 Дистанционные защиты лэп
- •4.2 Характеристики срабатывания дистанционной защиты
- •4.3 Реализация реле сопротивления
- •4.4 Первая ступень дистанционной защиты
- •4.5 Вторая ступень дистанционной защиты
- •4.6 Третья ступень дистанционной защиты
- •4.7 Особенности работы дистанционной защиты
- •Лекция 5
- •5.1 Поперечная дифференциальная защита лэп
- •5.2 Особенности работы поперечной дифференциальной защиты лэп
- •5 Рисунок 5.3. Принципиальная схема направленной поперечной дифференциальной защиты лэп .3 Направленная поперечная дифференциальная защита лэп
- •5.4 Продольная дифференциальная защита лэп
- •Чувствительность защиты рассчитывается по выражению:
- •5.5 Продольная дифференциальная защита лэп с реле на обоих концах и проводным каналом
- •5.6 Односистемная продольная дифференциальная защита лэп с реле на обоих концах и проводным каналом
- •5.7 Особенности работы продольных дифференциальных защит
- •5.8 Продольная дифференциально-фазная высокочастотная защита
- •Лекция 6
- •6.1 Повреждения и ненормальные режимы работы трансформаторов
- •6.2 Токовая отсечка
- •6.3 Продольная дифференциальная защита
- •6.4 Максимальная токовая защита
- •6.5 Защита от перегрузки
- •6 Рисунок 6.5. Схема установки газовой защиты трансформатора .6 Газовая защита
- •6.7 Специальная токовая защита нулевой последовательности с заземляющим проводом
- •6.8 Специальная токовая защита нулевой последовательности
- •6.9 Схема защиты трансформатора
- •Лекция 7
- •7.1 Ненормальные режимы работы и повреждения электродвигателей
- •7.2 Токовая отсечка
- •7.3 Продольная дифференциальная отсечка
- •7.4 Защита от перегрузки
- •7.5 Защита от понижения напряжения
- •7 Рисунок 7.6 Защита от замыканий на корпус обмотки статора .6 Защита от замыкания обмотки статора на корпус
- •7.7 Защита от эксцентриситета ротора электрической машины
- •7.8 Защита от разрыва стержня «беличьей клетки» ротора
- •7.9 Схема защиты эд с продольной дифференциальной защитой
- •7.10 Защиты эд напряжением ниже 1000 в
- •Лекция 8
- •8.1 Токовая отсечка шин без выдержки времени
- •8.2 Дифференциальная защита шин
- •8.3 Токовая отсечка шин с выдержкой времени
- •8.4 Максимальная токовая защита
- •8.5 Защита секционного выключателя.
- •8.6 Дуговая защита шин
- •8.6.1 Дуговая защита клапанного типа
- •8.6.2 Защита на фотоэлементах
- •8.6.3 Оптическая логическая защита
- •Лекция 9
- •9.1 Микропроцессорные устройства рза
- •9.2 Виды мп-защит
- •9.3 Особенности расчета уставок срабатывания мп
- •Предметный указатель
- •Библиографический список
- •Приложения приложение а. Условные буквенные и графические обозначения основных элементов рза
- •Приложение б. Характеристики электромеханических реле
1.6 Каналы связи устройств рза
В релейной защите традиционно используются проводные каналы связи. Сигналы тока и напряжения (от трансформаторов тока и напряжения), сигналы о состояниях выключателя, реле и др. передаются по специальном контрольному кабелю.
В 30-е годы прошлого столетия стали использовать высоковольтные провода ЛЭП в качестве каналов связи РЗА и других технологических сигналов, модулируемых частотой – 3…500 кГц. По таким высокочастотным каналам организована телефонная диспетчерская связь.
В 80-е годы прошлого столетия в высоковольтные провода ЛЭП стали включать оптические волокна. В настоящий момент использование оптоволоконных каналов ― это одно из самых перспективных направлений, так как стоимость оптического волокна невысока.
Попытки использования радиоэфира делались также в начале 20-х годов прошлого столетия, однако применяться этот канал связи стал в конце столетия. Широкое применение радиоканал пока не нашел, вероятно, из-за низкой надежности и дополнительных затрат на оплату выделенной частоты.
1.7 Источники оперативного тока
Оперативный ток – питание катушек управления коммутационных аппаратов, устройств РЗА и сигнализации.
Оперативный постоянный ток используется на всех крупных электрических станциях и межсистемных подстанциях. Его источником являются регулярно заряжаемые аккумуляторные батареи напряжением 110 или 220 В (на небольших подстанциях используется 24 и 48 В).
Оперативный переменный ток используется в основном на небольших подстанциях. Источником служат трансформатор собственных нужд, трансформаторы напряжения и тока. Надежность переменного тока ниже, чем аккумуляторных батарей, поэтому обычно используются комбинированные источники питания. Напряжения источников оперативного переменного тока: 100 В (вторичные цепи трансформаторов напряжения), 110, 127 или 220 В. Для повышения надежности используют также энергию предварительно заряженного конденсатора.
Вопросы для самопроверки
1. Каково назначение релейной защиты?
2. Какие требования предъявляют к релейной защите?
3. Классификация устройств релейной защиты.
4. Какова структура устройств релейной защиты?
5. Какие каналы связи используются в релейной защите?
6. Что используется в качестве источников питания для устройств релейной защиты?
Лекция 2
2.1 Измерительные преобразователи тока и напряжения
Для получения информации о токе и напряжении в качестве датчиков в электроэнергетике широко используются измерительные трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН).
Основное назначение ТТ (ТН): 1) привести к стандартной величине ток – 5 А, 1 А (напряжение – 100 В , 100/3 В); 2) обеспечить гальваническую развязку между первичной и вторичной цепью.
Классификация измерительных преобразователей тока по принципам действия:
― традиционные (электромагнитные) трансформаторы тока – одноступенчатые и каскадные;
― трансреакторы – электромагнитные преобразователи тока в напряжение;
― дискретные трансформаторы тока;
‑ активные (на операционных усилителях) трансформаторы тока;
― оптикоэлектронные трансформаторы тока;
― герконы;
― преобразователи Холла;
― магнитодиоды, магнитотранзисторы, магниторезисторы;
― шунты, парраллельные резисторы;
― катушка Роговского;
― встроенные индукционные преобразователи (воздушные трансформаторы тока).
Классификация измерительных преобразователей напряжения по принципам действия:
― традиционные (электромагнитные) трансформаторы напряжения ‑ одноступенчатые и каскадные;
― емкостные делители напряжения;
― резистивные делители напряжения;
― комбинированные схемы делителей напряжения и электромагнитных трансформаторов;
― активные (на операционных усилителях) трансформаторы напряжения;
― дискретные трансформаторы напряжения;
― антенные датчики электрического поля.
В электроэнергетике для получения информации о параметрах тока и напряжения обычно используются традиционные измерительные трансформаторы тока и напряжения.
Необходимо помнить, что ТТ ― это источник тока, внутреннее сопротивление идеального ТТ равно бесконечности; а ТН ― источник напряжения, внутреннее сопротивление идеального ТН равно нулю.