
- •Тема 9. Релейная защита и автоматика энергосистем
- •Содержание программы
- •Тема1 Повреждения и анормальные режимы работы в электрических сетях
- •Тема2 Измерительные трансформаторы тока и напряжения для рЗиА
- •Тема 3 Функции релейной защиты и требования, предъявляемые к ней
- •Тема 4 Основные принципы выполнения схем релейной защиты и автоматики в электрических сетях 0.4кВ
- •Тема 5 Основные принципы выполнения схем релейной защиты и автоматики в электрических сетях 6-10кВ
- •Раздел 9. Релейная защита и автоматика
- •Тема 9.1 Повреждения и анормальные режимы работы в электрических сетях
- •9.1.1 Виды повреждений, их опасность.
- •9.1.3 Расчёт токов короткого замыкания.
- •9.1.3.1 Расчёт токов трёхфазного короткого замыкания.
- •9.2 Измерительные трансформаторы тока и напряжения для рЗиА
- •9.2.1. Назначение измерительных трансформаторов
- •9.2.2 Трансформаторы тока.
- •9.2.2.4 Схемы соединения вторичных обмоток трансформаторов тока и реле.
- •9.2.3 Трансформаторы напряжения
- •9.2.3.2 Схемы соединения обмоток трансформаторов напряжения
- •9.3 Функции релейной защиты и требования, предъявляемые к ней
- •9.3.1 Назначение релейной защиты и требования предъявляемые к ней.
- •9.3.1.1 Назначение релейной защиты
- •9.3.1.2 Требования, предъявляемые к релейной защите.
- •9.3.2 Виды схем. Способы изображения реле и его элементов в соответствии с действующими стандартами ескд. Классификация реле.
- •9.3.3 Функциональная схема релейной защиты
- •9.4 Основные принципы выполнения схем релейной защиты и автоматики в электрических сетях 0.4кВ
- •9.4.1 Способы защиты от коротких замыканий и перегрузок в электрических сетях 0.4кВ.
- •9.4.2 Принцип действия и область применения предохранителей. Выбор предохранителей
- •9.4.3 Автоматические воздушные выключатели. Выбор автоматических выключателей
- •9.5 Основные принципы выполнения схем релейной защиты и автоматики в электрических сетях 6-10кВ
- •9.5.1 Основные виды релейной защиты применяемых в электрических сетях выше 1000в
- •9.5.2 Классификация реле
- •9.5.3 Принципы выполнения и действия электромагнитных реле. Ток срабатывания, ток возврата, коэффициент возврата реле. Способы регулирования параметров реле.
- •9.5.5 Токовая отсечка, принцип обеспечения селективности. Выбор уставок пусковых реле. Оценка эффективности.
- •9.5.6 Защита кабельных электрических линий от замыканий на землю, реагирующая на естественный емкостной ток. Устройство и особенности конструкций трансформатора тока нулевой последовательности
- •9.5.7 Микропроцессорные защиты
9.3.2 Виды схем. Способы изображения реле и его элементов в соответствии с действующими стандартами ескд. Классификация реле.
Изображение схем релейной зашиты на чертежах. В зависимости от назначения применяются три основных вида схем релейной защиты: принципиальные, монтажные и структурные.
Принципиальные схемы релейной защиты и цепей управления выключателями выполняются по отдельным цепям: тока, напряжения, оперативного тока, сигнализации и т. д. В этих схемах реле и другие аппараты изображаются в расчлененном виде, т. е. обмотки реле изображаются в одной части схемы, контакты — в другой и т. д. Схемы внутренних соединений реле, их зажимы и источники оперативного тока на принципиальных схемах не показываются. Сложные схемы поясняются надписями, указывающими назначение отдельных цепей.
Монтажные схемы представляют собой рабочие чертежи, но которым производится монтаж панелей релейной защиты, автоматики, управления, сигнализации и др. На монтажных схемах реле, приборы, зажимы и соединяющие их провода располагаются, как на панели, и маркируются. Монтажные схемы, на которых отражены все фактические соединения, выполненные при монтаже и наладке, называются исполнительными.
Структурные схемы применяются для изображения общей структуры устройств релейной защиты и автоматики без выделения отдельных реле и других аппаратов. Они изображаются не с помощью приведенных выше условных обозначений, а в виде целых узлов или органов устройства и взаимных связей между ними. Узлы и органы обычно изображаются прямоугольниками, в которые помещаются надписи или условные индексы, поясняющие назначение данного узла или органа. Для изображения структурных схем используются также условные обозначения логических элементов
Реле на схемах изображается с помощью графических, и позиционных обозначений. Позиционные обозначения состоят из латинских букв и цифр Первая буква позиционного обозначения имеет смысл: К -реле, контактор, пускатель; Т - трансформатор; S - переключатель, ключ, кнопка, тумблер; Р - измерительный прибор; R - резистор, С - конденсатор; L - индуктивность; Н - сигнализация; X - разъемное соединение Вторая буква позиционного обозначения имеет смысл: А - ток; V - напряжение; Т - время; L - промежуточный; Н -указательный. Цифры после букв используются для обозначения порядкового номера однотипных реле в схеме. Цифры после точки используются для порядковой нумерации элементов, входящих в состав отдельного реле. Примеры обозначений: КА - реле тока; KV- реле напряжения; КТ - реле времени; KL1, KL2, KL3 - первое, второе и третье промежуточные реле; КН - реле указательное; ТА -трансформатор тока; TV- трансформатор напряжения; KL.l, KL.2, KL.3 - первый, второй и третий элементы реле KL; РА - амперметр.
Условные обозначения реле и защитных аппаратов представлены на рисунке 9.20.
Рис. 9.20 Примеры условных графических обозначений элементов схем релейной защиты: а) обмотки реле, контакторов: 1) однообмоточных; 2) двухобмоточных; 3) реле тока; 4) реле времени с задержкой на срабатывание; б) контакты реле замыкающие: 1) без замедления; 2) с замедлением на замыкание; 3) то же на размыкание; 4) с замедлением на замыкание и размыкание; в) контакты реле размыкающие: 1) без замедления; 2) с замедлением на замыкание; 3) то же на размыкание; 4) с замедлением на замыкание и размыкание; г) контакты реле переключающие: 1) с размыкание цепи; 2) без размыкания цепи; д) контакты реле замыкающие кратковременно: 1) быстродействующие; 2) с замедлением; е) контакты путевого выключателя: 1) замыкающий; 2) размыкающий; ж) контакты без самовозврата; 1) замыкающий; 2) размыкающий; з) рубильники: 1) однофазный; 2) трёхфазный; и) предохранитель; к) автоматический выключатель: 1) однофазный; 2) трёхфазный; л) кнопки: 1) замыкающие; 2) размыкающие.
На рис. 9.21 представлены примеры изображения различных схем релейной защиты .На рис. 9.21, а изображена так называемая совмещенная схема максимальной токовой защиты, в которой видна непосредственная связь между воспринимающими органами реле или электромагнитными механизмами (изображенными в виде прямоугольников) и принадлежащим этим реле или механизмам контактам. Эта связь на рис. 9.21, а показана пунктиром. На совмещенной схеме кроме реле, как правило, изображают схему первичных соединений защищаемого присоединения.
Реле тока КА1, КА2,КА3 соединены звездой и подключены ко вторичным обмоткам трансформаторов тока соответственно ТА1, ТА2, ТАЗ, также соединенным в звезду. Контакты реле КА 1, КА2, КАЗ соединены параллельно, поэтому при замыкании любого из них плюс оперативного напряжения питания попадает на реле времени КТ и оно включается в работу.
Рис.9.21Трёхфазная максимальная токовая защита линий : совмещённая(а),разнесённая (б),функциональная (в),структурная (г).
По истечении заданной выдержки времени замыкается контакт реле КT и плюс оперативного напряжения питания попадает на промежуточное реле KL. Реле срабатывает, его контакты замыкаются и плюс оперативного напряжения питания попадает(через указательное реле КН и замкнутый вспомогательный контакт SQ выключателя Q) на катушку YAТ соленоида электромагнитного механизма (привода) отключения выключателя Q. Выключатель отключается и его вспомогательный контакт SQ размыкается, разрывая цепь соленоида YAТ (большая индуктивная нагрузка) и освобождая от этой тяжелой операции, сопровождающейся достаточно мощной дугой между расходящимися контактами, менее мощные контакты реле KL.
При малом числе реле совмещенные схемы достаточно просты и наглядны, однако с увеличением числа реле и контактов они становятся громоздкими и неудобочитаемыми. В этих случаях прибегают к разнесенной схеме (рис. 9.21,б), в которой измерительные трансформаторы, воспринимающие органы (для электромагнитных—это обмотки) реле и их контакты расположены в разных местах. Взаимная принадлежность воспринимающих органов и контактов реле идентифицируется соответствующими буквенными и цифровыми обозначениями.
Совмещенная и разнесенная схемы относятся к принципиальным или полным схемам. На этих схемах изображают все электрические элементы и устройства, необходимые для осуществления и контроля заданных электрических процессов. В тех случаях, когда достаточно графически проиллюстрировать лишь последовательность функциональных процессов, используют более простые схемы, называемые функциональными (рис. 9.21, в). Функциональные части и связи между ними показывают в виде условных графических изображений, установленных в стандартах ЕСКД Отдельные функциональные части на схеме допускается изображать в виде прямоугольников. Структурная схема (рис. 9.21, г) изображает принцип работы в самом общем виде (обозначение А К- устройство защиты). На структурной схеме изображают все основные функциональные части (источники информации—трансформаторы тока ТА 1, ТА2, ТАЗ, устройство защиты АК объект воздействия — соленоид отключения YAТ привода выключателя), а также основные взаимосвязи между ними.