
- •Релейная защита и автоматика в системах электроснабжения
- •Часть 1
- •1. Релейная защита систем электроснабжения
- •1.1. Назначение релейной защиты
- •1.2. Элементы, функциональные части и органы устройств релейной защиты и автоматики систем электроснабжения
- •2. Принципы построения электрических сетей
- •2.1. Принципы построения электрических сетей
- •2.2. Режимы нейтрали электрических сетей
- •2.2.1. Пять способов заземления нейтрали
- •2.2.2. Критерии выбора режима нейтрали
- •2.2.3. Электрическая сеть с изолированной нейтралью
- •2.2.4. Электрическая сеть с резистивным заземлением нейтрали
- •2.2.5. Электрическая сеть с компенсированной нейтралью
- •2.2.6. Электрическая сеть с глухо заземленной нейтралью
- •2.2.7. Электрическая сеть с эффективно заземленной нейтралью
- •2.2.8. Заключение
- •3. Токи коротких замыканий
- •3.1. Виды коротких замыканий
- •3.2. Короткие замыкания на выводах низшего напряжения понижающего трансформатора
- •4. Расчет токов короткого замыкания
- •4.1. Особенности расчетов токов короткого замыкания для релейной защиты в электрических сетях напряжением выше 1 кВ
- •4.1.1. Схемы замещения трансформаторов
- •4.1.2. Особенности определения сопротивления трансформатора с рпн
- •4.1.3. Расчеты токов трехфазного короткого замыкания
- •4.2. Пример расчета токов кз в электрических сетях напряжением выше 1 кВ
- •4.2.1. Исходные данные
- •4.2.2. Расчет сопротивлений элементов схемы замещения
- •4.2.3. Расчет токов кз в максимальном режиме
- •4.2.4. Расчет токов кз в минимальном режиме
- •4.3.2. Основные положения расчета токов трехфазного кз методом симметричных составляющих
- •4.3.3. Расчет сопротивлений различных элементов системы электроснабжения
- •4.3.4. Пример расчета токов трехфазного кз в электрической сети напряжением до 1 кВ
- •4.3.5. Расчет токов однофазного кз на землю в сетях до 1 кВ методом симметричных составляющих
- •4.3.6. Пример расчета токов однофазного кз на землю
- •4.3.7. Расчет токов однофазного кз на землю методом «петли фаза-нуль»
- •5. Источники оперативного тока
- •5.1. Источники оперативного тока на распределительных подстанциях
- •5.2. Постоянный оперативный ток
- •5.3. Переменный оперативный ток
- •5.3.1. Схемы с дешунтированием электромагнитов управления
- •5.3.2. Предварительно заряженные конденсаторы и зарядные устройства
- •5.3.3. Схемы питания оперативных цепей защиты на выпрямленном токе
- •6. Трансформаторы тока
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Схемы соединения трансформаторов тока и цепей тока измерительных органов
- •6.2.1. Общие положения
- •6.2.2. Схема соединения трансформаторов тока и измерительных органов в полную звезду
- •6.2.3. Схема соединения трансформаторов тока и измерительных органов в неполную звезду
- •6.2.4. Схема соединения трансформаторов тока в полный треугольник, а измерительных органов – в полную звезду
- •6.2.5. Схема с двумя трансформаторами тока и одним измерительным органом, включенным на разность токов двух фаз
- •6.2.6. Трехтрансформаторный фильтр токов нулевой последовательности
- •6.2.7. Однотрансформаторный первичный фильтр токов нулевой последовательности
- •6.2.8. Последовательное и параллельное соединение трансформаторов тока
- •6.2.9. Датчики фазного тока
- •6.3. Оценка чувствительности устройства защиты
- •6.3.1. Коэффициент чувствительности защиты
- •6.3.2. Оценка чувствительности защиты линии электропередачи
- •6.3.3. Оценка чувствительности защиты силовых трансформаторов напряжением 35–110–220/6–10 кВ
- •6.3.4. Оценка чувствительности защиты силовых трансформаторов напряжением 6–10/0,4 кВ
- •6.3.5. Области применения разных схем соединения тт и ио
- •6.4. Выбор трансформаторов тока и определение их допустимой нагрузки в схемах релейной защиты
- •7. Трансформаторы напряжения
- •Приложение п2.2. Нагрузочные характеристики входов блоков реле Sepam
- •Приложение п2.3. Кривые предельных кратностей первичного тока трансформаторов тока [25. 26]
5.3.2. Предварительно заряженные конденсаторы и зарядные устройства
Предварительно заряженный конденсатор является независимым (автономным) источником оперативного тока, т.е. он обеспечивает питание устройства защиты или электромагнита управления в любых аварийных ситуациях, в том числе при полном кратковременном исчезновении напряжения и отсутствии тока КЗ на защищаемом объекте [7].
Энергия предварительно заряженных конденсаторов используется для срабатывания промежуточных реле, отключения выключателей 6–35 кВ, имеющих пружинные, грузовые или иные приводы с малым потреблением электрической энергии. При этом на каждую логическую операцию требуется самостоятельный блок конденсаторов БК.
На рис. 5.4,а показана часть принципиальной схемы релейной защиты трансформатора, где в качестве источника оперативного тока использованы предварительно заряженные блоки конденсаторов БК1-БК3. Заряд конденсаторов осуществляется специальным зарядным устройством УЗ в течение всего периода нормаль-
Рис. 5.4. Питание цепей релейной защиты от предварительно
заряженных конденсаторов
ной работы подстанции. При повреждении трансформатора срабатывает реле защиты КА (дифференциальной, максимальной токовой, газовой). При замыкании контактов КА1 создается замкнутая цепь разряда конденсаторов БК1 на катушку промежуточного реле KL, которое срабатывает за счет энергии, запасенной в этих конденсаторах. При срабатывании реле KL замыкаются контакты KL1 и KL2, создавая самостоятельные цепи разряда конденсаторов БК2 и БК3 на электромагниты отключения YAT1 и YAT2 выключателей Q1 и Q2 (рис. 5.4,б).
Схема защиты с предварительно заряженными конденсаторами получается довольно громоздкой, поскольку на каждую операцию требуется отдельный блок конденсаторов. Но главным недостатком является быстрый разряд конденсаторов при исчезновении напряжения питания зарядного устройства. Особенно это опасно для однотрансформаторных упрощенных подстанций, теряющих напряжение при отключении в ремонт питающей линии 35–110 кВ. Поскольку ремонт линии происходит в течение нескольких часов, а разряд конденсаторов до недопустимого уровня может произойти в течение нескольких минут, то к моменту включения линии и подстанции под напряжение защита трансформатора оказывается лишенной оперативного тока. Если на выводах или на шинах НН трансформатора при его включении произойдет короткое замыкание, то защита не сможет сработать. Зарядное устройство УЗ, получающее питание от ТСН (рис. 5.4,б), в условиях, например, трехфазного КЗ не будет заряжать разряженные конденсаторы.
|
Для устранения этого недостатка было предложено [22] применять (рис. 5.5): – устройства зарядные, получающие питание от трансформатора собственных нужд ТСН (УЗН); – устройства зарядные, получающие питание от трансформаторов тока ТА1 и ТА2, установленных для защиты трансформатора (УЗТ). При трехфазном или двухфазном КЗ между фазами В и С, на которые включено У3Н, напряжение на входе этого устройства равно нулю и оно не может осуществлять заряд конденсаторов БК. Но при этом через силовой трансформатор Т и трансформаторы тока ТА1 и ТА2 идет ток КЗ, который трансформируется и проходит через устройство УЗТ, осуществляющее заряд конденсаторов БК в этом аварийном режиме. |
Рис. 5.5. Обеспечение заряда БК зарядными устройствами, получающими питание от трансформатора собственных нужд УЗН и трансформаторов тока УЗТ |