9.5 Основные принципы выполнения схем релейной защиты и автоматики в электрических сетях 6-10кВ
Виды защит, применяемых в электрических сетях выше 1000 В
Классификация реле
Принципы выполнения и действия электромагнитных реле. Ток срабатывания, ток возврата, коэффициент возврата реле. Способы регулирования параметров реле.
Конструктивные особенности электромагнитных реле тока, напряжения, промежуточных ,времени и индукционных реле тока.
Полупроводниковые реле тока и напряжения, регулирование их параметров.
Принципы выполнения и действия максимальной таковой защиты. Схема защиты, назначение элементов схемы. Выбор уставок по току, времени, проверка чувствительности защиты . Максимальная токовая защита с пуском по напряжению.
Токовая отсечка, принцип обеспечения селективности. Выбор уставок пусковых реле. Оценка эффективности. Неселективная токовая отсечка.
Ступенчатые токовые защиты, область их применения. Комплекты защит.
Защита кабельных электрических линий от замыканий на землю, реагирующая на естественный емкостной ток. Устройство и особенности конструкций трансформатора тока нулевой последовательности. Принципы работы направленной защиты типов ЗЗП-1, УСЗ-2, реагирующей на высшие гармонические составляющие тока.
Назначение и область применения автоматического повторного включения (АПВ). Требования, предъявляемые к устройствам АПВ. Классификация АПВ.
Схема трехфазного АПВ однократного действия для электрических линий с односторонним питанием. Элементы схемы, их назначение.
Назначение и область применения автоматического включения резерва (АВР), Требования, предъявляемые к устройствам АВР.. Схема АВР секционных выключателей.
Микропроцессорные комплекты релейных защит
Принципы выполнения и действия электромагнитных реле. Ток срабатывания, ток возврата, коэффициент возврата реле. Способы регулирования параметров реле.
Конструктивные особенности электромагнитных реле тока и напряжения, регулирование их параметров.
Полупроводниковые реле тока и напряжения, регулирование их параметров.
9.5.1 Основные виды релейной защиты применяемых в электрических сетях выше 1000в
Наибольшее распространение получили токовые защиты. Для них воздействующей величиной является ток, проходящий по токоведущим частям электрической установки в месте включения защиты. Измерительный орган защиты приходит в действие, если воздействующая величина (контролируемый ток) превысит заранее установленное значение, называемое уставкой срабатывания.
В качестве первых токовых защит использовались плавкие предохранители. Как наиболее простые и дешевые защитные аппараты, они нашли широкое распространение, главным образом, в сетях низкого напряжения, а также в ряде случаев и для защиты коротких высоковольтных линий электропередачи, трансформаторов, электродвигателей и некоторых других установок небольшой мощности. Однако плавкие предохранители обладают малой разрывной мощностью, их защитные характеристики нестабильны, они не могут быть использованы для условий автоматизирующего управления (АПВ, АВР), так как после расплавления плавкая вставка автоматически не восстанавливается.
Более совершенна защита, выполненная с помощью реле. Измерительным органом токовой защиты является реле тока. Ток срабатывания реле (уставку) можно регулировать в широких пределах. Токовая защита весьма эффективна в тех случаях, когда тока к.з. и ненормальных режимов существенно больше рабочих.
В системах постоянного и переменного токов защита контролирует, как правило, полные токи цепей (фаз). В системах трехфазного переменного тока измерительный орган в ряде случаев подключают через фильтры симметричных составляющих тока, что повышает чувствительность защиты к таким видам коротких замыканий и ненормальных режимов, которые сопровождаются существенной несимметрией токов.
Защита, измерительный орган которой сравнивает значения или фазы токов в разных концах защищаемого объекта или в параллельных ветвях, присоединенных к общим шинам, называется дифференциальной токовой защитой. Если сравниваются токи разных концов защищаемого объекта, например, линии, то дифференциальная зашита является продольной, если же сравниваются токи. например, параллельных линий то — поперечной. Для передачи в измерительный орган информации о значениями фазах сравниваемых токов используют вспомогательные провода. Защиты с продольной и поперечной связью обладают абсолютной селективностью и являются быстродействующими.
Защиты, для которых воздействующей величиной является напряжение, называют защитами напряжения, вольтметровыми или потенциальными. В качестве измерительного органа в них применяется реле напряжения. В трехфазных системах такую защиту можно выполнить, включая реле не только на полные фазные и линейные напряжения, но и на несимметричные составляющие. В последнем случае повышается чувствительность к тем видам к.з., которые сопровождаются существенной несимметрией напряжений. Для этого реле напряжения включают через фильтры симметричных составляющих напряжений.
В линиях электропередачи напряжением 35 кВ и выше, широко используют дистанционные защиты. В качестве измерительного органа этих защит применяют реле сопротивления. К репе от трансформатора тока защищаемой линии подводится ток и от трансформатора напряжения — напряжение Uр. Реле срабатывает, если сопротивление Zp. на его зажимах (на входе) будет равно или меньше наперед заданного значения Zcp т.е. Zp ≤ Zcp При этом под сопротивлением Zp понимают величину, которая определяется выражением:
(9.49)
Где φр –фазовый угол между IР и UР
Дистанционная зашита в отличие, например, от токовой, реагирует не на один признак, а на три; ток, напряжение и фазовый угол между ними. Такая защита более четко отличает ненормальные режимы от нормальных и способна выявить к.з. даже в том случае, если ток к.з. меньше тока нормального режима
В защитах могут применяться реле, для которых воздействующей величиной является скачок или скорость изменения тока, или же отношение скорости изменения тока к скорости изменения напряжения..
В магистральных линиях электропередач и напряжением 110 кВ и выше применяются высокочастотные зациты, которые осуществляют сравнение значений или фаз токов, или же направлений мощности в концах защищаемого участка линии. Передача информации о контролируемой величине с одного конца линии на другой осуществляется с помощью токов высокой частоты, причем в качестве канала связи используется, как правило, сама линия электропередачи.
В релейной защите находят применение и такие измерительные органы, для которых воздействующая величина не является электрической. Так. для трансформаторов используют газовую защиту а для преобразовательных агрегатов тяговых подстанций тепловую защиту . Измерительный орган первой реагирует на интенсивность газообразования трансформаторного масла, а второй — на температуру полупроводниковых приборов.