- •1. Общие сведения о релейной защите (рз). Назначение рз, функции и свойства. Основные понятия рза.
- •(Доп материал с лекций)
- •2. Структурная схема устройств рза. Пусковые и измерительные органы рза.
- •Короткие замыкания и метод симметричных составляющих
- •Применимость мсс
- •Поперечная несимметрия
- •Металлические кз
- •1. Двухфазное кз (фазы в, с)
- •2. Однофазное кз (фаза а)
- •3. Двухфазное кз на землю
- •Найдем ток :
- •Изменение напряжений вдоль электропередачи при металлических кз
- •Учет переходного сопротивления
- •Продольная несимметрия
- •3. Измерительная часть устройств рза. Измерительные трансформаторы. Общие сведения. Схема замещения тт, схемы соединения тт и тн. Коэффициент схемы.
- •П огрешности измерительного трансформатора тока
- •Трансформаторы тока. Общие технические условия.
- •Р азметка зажимов измерительного трансформатора тока Схемы соединения измерительных трансформаторов тока
- •Конструкции трансформаторов тока
- •Измерительные трансформаторы напряжения (итн)
- •Погрешности измерительных трансформаторов напряжения
- •Схемы включения измерительных трансформаторов напряжения
- •Конструкция трансформаторов напряжения
- •Максимальная токовая защита (мтз)
- •Токовая отсечка (то)
- •Трехступенчатая токовая защита
- •Особенности задания выдержек времени
- •6. Способы повышения чувствительности защит. То, мтз с блокировкой по напряжению. Условия выбора уставок.
- •Условие выбора уставок для мтз
- •7. Направленные защиты. Схемы включения реле направления мощности. Направленная мтз лэп с 2 -ним питанием. То сетей с 2-ним питанием. Условия выбора уставок.
- •Критерии необходимости и достаточности токовых ненаправленных, направленных и дистанционных защит
- •9. Дистанционный принцип. Дистанционные защиты. 3-х ступенчатая дистанционная защита. Условия выбора уставок.
- •Характеристики органов сопротивления
- •Элементы и упрощённая схема дистанционной защиты
- •Работа схемы
- •Электромеханические реле
- •Доп. Инфа
- •Индукционные реле
- •1.1 Принцип действия
- •1.2 Электромагнитная сила и её момент
- •2.1 Реле с короткозамкнутыми витками
- •2.2 Время действия индукционных реле
- •2.3 Электромагнитный элемент (отсечка)
- •2.4 Недостатки индукционных конструкций
- •3.1 Конструкция реле
- •Блоки испытательные би-4, би-4м, би-6, би-6м
- •1. Подключение тт.
- •2. Подключение тн.
- •Статическое реле
- •Фазосравнивающая схема
- •Фильтры симметричных составляющих
- •Микропроцессорные устройства релейной защиты Микропроцессорные устройства релейной защиты
- •10. Защиты абсолютной селективности. Дифференциальный принцип. Продольная дифференциальная защита. Методы повышения чувствительности защит. Условия выбора уставок.
- •11. Поперечная дифференциальная защита. Область применения.
- •Ток кз в генераторе
- •Внутренние повреждения
- •Защиты генератора
- •1.Основные защиты.
- •2.Резервные защиты.
- •3.Защиты, действующие на сигнал.
- •Состав функций защиты и автоматики
- •Защиты от между фазных повреждений генератора (мтз, мтз с пуском по напряжению)
- •Дистанционная защита
- •Выдержка времени дистанционной защиты
- •Проверка по чувствительности
- •Защита от симметричных перегрузок
- •Защита ротора от перегрузок током возбуждения
- •Защита от несимметричных кз и перегрузок
- •Устройство блокировки при неисправности цепей напряжения, бнн
- •Замыкание одной фазы обмотки статора на землю
- •Защита с контролем основной частоты тока нулевой последовательности In
- •З ащита с контролем тройной частоты тока и напряжения нулевой последовательности in (un)
- •Расчётная схема и распределение напряжений 3 гармоники нулевой последовательности по обмотке статора генератора
- •Защита с наложением контрольного тока частоты 25 Гц через дгр
- •Внутренние замыкания в генераторе
- •Защита систем возбуждения
- •Система возбуждения. Схема Ларионова
- •Защита ротора с наложением напряжения. Схема и принцип работы
- •20. Рз блоков генератор-трансформатор и блоков генератор-трансформатор-линия. Особенности защит блоков.
- •Защиты блоков генератор-трансформатор и генератор-автотрансформатор
- •Защита от внешних к.З. И перегрузок.
- •Защита от несимметричных перегрузок и внешних к.З.
- •Защита от симметричных перегрузок и внешних к.З.
- •Защита от кз на землю в сети вн
- •Действие резервных защит
- •Дифференциальная защита на блоках генератор-трансформатор
- •3.1 Дифференциальная защита генератора
- •3.2 Дифференциальная защита повышающего трансформатора
- •Защита генераторов блоков от замыканий на землю
- •Защита от потери возбуждения
- •Защита от повреждения вводов 500-1150 трансформаторов
Конструкция трансформаторов напряжения
В установках напряжением до 18 кВ применяются трехфазные и однофазные ТН, при более высоких напряжениях — только однофазные;
При напряжениях до 20 кВ имеется большое число типов трансформаторов напряжения: сухие (НОС), масляные (НОМ, ЗНОМ, НТМИ, НТМК), с литой изоляцией (ЗНОЛ).
Следует отличать однофазные двухобмоточные трансформаторы НОМ от однофазных трехобмоточных трансформаторов ЗНОМ. Трансформаторы типов ЗНОМ-15, -20 -24 и ЗНОЛ-06 устанавливаются в комплектных токопроводах мощных генераторов.
В установках напряжением 110 кВ и выше применяют трансформаторы напряжения каскадного типа НКФ и емкостные делители напряжения НДЕ.
5. Ступенчатые защиты. Токовые защиты от междуфазных КЗ. Токовая отсечка (ТО), максимальная токовая защита (МТЗ) ЛЭП с 1-сторонним питанием. Условия выбора уставок, оценка чувствительности защит. Особенности задания выдержек времени: независимый и зависимый принципы.
Одним из признаков возникновения КЗ является увеличение тока в линии. Этот признак используется для выполнения защит, называемых токовыми. Токовые защиты приходят в действие при увеличении тока в фазах линии сверх определенного значения. В качестве реле, реагирующих на возрастание тока, служат максимальные токовые реле. Токовые защиты подразделяются на максимальные токовые защиты (МТЗ) и токовые отсечки (ТО). Главное различие между этими защитами заключается в способе обеспечения селективности. Селективность действия МТЗ достигается с помощью выдержки времени. Селективность действия токовых отсечек обеспечивается соответствующим выбором тока срабатывания.
Максимальная токовая защита (мтз)
Рисунок 1 – МТЗ в радиальной сети
МТЗ служит для защиты от долговременных перегрузок и коротких замыканий в сетях с односторонним питанием. Данный тип защиты используется в качестве резерва соседних участков электросети. Зона действия защиты охватывает свой участок цепи и соседний полностью. Селективность обеспечивается за счет выдержки времени (чем ближе защита к источнику питания, тем больше выдержка). Каждая линия имеет самостоятельную защиту, отключающую линию в случае повреждения на ней самой или на шинах питающейся от нее подстанции. При КЗ в какой-либо точке сети, например, в точке К1 (рис. 1 а), ток КЗ проходит по всем участкам сети, расположенным между источником питания и местом повреждения, в результате чего приходят в действие все защиты (1, 2, 3, 4). Однако по условию селективности сработать на отключение должна только защита 4, установленная на поврежденной линии. Для обеспечения указанной селективности максимальные защиты выполняются с выдержками времени, нарастающими от потребителей к источнику питания, как это показано на рис. 1 б. При соблюдении этого принципа в случае КЗ в точке К1 раньше других сработает защита 4 и произведет отключение поврежденной линии. Защиты 1, 2 и 3 вернутся в начальное, положение, не успев подействовать на отключение. Соответственно при КЗ в точке К2 быстрее всех сработает защита 3, а защиты 1 и 2, имеющие большее время, не подействуют. Рассмотренный принцип подбора выдержек времени называется ступенчатым.
При выборе тока срабатывания должны выполняться два условия.
1. Ток срабатывания должен быть больше максимального рабочего тока, чтобы защита не действовала при нормальной работе системы ;
2. Ток возврата защиты должен быть больше тока самозапуска в послеаварийном режиме работы системы, чтобы защита возвращалась в исходное положение после селективного отключения поврежденного элемента .
Примем
– коэффициент отстройки (для разных типов реле 1,1 – 1,5);
– коэффициент самозапуска (3 – 6);
– коэффициент возврата (0,8 – 0,9).
Параметры срабатывания МТЗ:
– ток срабатывания защиты
– время срабатывания защиты, – время срабатывания защиты смежного элемента (нагрузки, линии).
Выдержки времени срабатывания МТЗ должны возрастать по мере приближения к источнику питания:
Рисунок 3
где – время срабатывания собственной защиты нагрузки, – ступень селективности (0,4…0,6 с);
Чувствительность защиты оценивается значением коэффициента:
Рисунок 4
Если защита (РЗ1) работает как основная, то ее чувствительность проверяется по короткому замыканию в конце защищаемой линии (К1). Для МТЗ по ПУЭ: kч 1,5 (для основной защиты). Если РЗ1 работает в режиме резервирования, то ее чувствительность проверяется по короткому замыканию в конце резервируемой линии (К2) kч 1,2 (для резервной защиты).
Процесс самозапуска:
Рисунок 5 – Схема сети с МТЗ и диаграммы напряжений и токов при КЗ на смежной линии
Ток срабатывания МТЗ выбирается исходя из следующих условий.
Во-первых, ток срабатывания должен быть больше максимального рабочего тока, чтобы защита не действовала при нормальной работе системы:
Во-вторых, ток возврата защиты должен быть больше тока самозапуска в послеаварийном режиме работы системы, чтобы защита возвращалась в исходное положение после селективного отключения поврежденного оборудования другой защитой:
Так, при КЗ в начале линии W2 (рис. 5) токи в местах установки защит МТЗ1 и МТЗ2 увеличиваются, токовые реле этих защит срабатывают и реле времени начинают отсчет установленных на них выдержек времени. Одновременно снижается напряжение на шинах подстанции ПС2 и двигатели М, также питающиеся от шин этой подстанции, затормаживаются. Часть из них при этом отключается, другая часть в соответствии с технологическими требованиями остается подключенной к сети. После отключения линии W2 защитой МТЗ2 начинается процесс самозапуска этих двигателей, при котором ток в месте установки МТЗ1 равен току самозапуска электродвигателей. В этих условиях необходимо, чтобы МТЗ1 все же вернулась в исходное состояние, прервав отсчет времени.
Учитывая, что ток срабатывания защиты и ток ее возврата связаны коэффициентом возврата ( ), а также используя коэффициент отстройки , второе условие можно переписать в виде:
Если максимальное значение тока самозапуска неизвестно, его можно определить приближенно на основании коэффициента самозапуска, показывающего, во сколько раз ток самозапуска больше максимального рабочего тока. Тогда:
Рисунок 6
Схемы включения:
Трехфазная схема или схема полной звезды. Работает при любых видах КЗ. Короче, опишу цепи оперативного питания. При любом КЗ повышается ток, который проходит через ТТ и поступает на реле (КА1-КА3). Какое-то из этих реле сработало, например, КА1, замкнуло свои контакты (КА1.1) и подало питание на катушку реле времени (КТ). Реле времени замкнуло свои контакты (КТ1) с выдержкой времени (на ключе нарисован зонтик, значит контакт замыкается с выдержкой времени) и подало питание на катушку промежуточного реле KL1 (промежуточное реле нужно для размножения контактов или для усиления управляющих сигналов). Реле KL1 замкнуло свои контакты и подало питание на катушку указательного реле КН (блинкера), блок-контакты SQ выключателя размыкаются, разрывая цепь электромагнита отключения УАТ.
Двухфазная схема (неполная звезда). Цепь оперативного питания описывается аналогично.
Описание токовых цепей есть в вопросе про ИТТ и ИТН.
Достоинства МТЗ: простота, надежность, небольшая стоимость. Недостатки: большие выдержки времени, недостаточная чувствительность при КЗ в разветвленных сетях. Применение: сети 6-10 кВ, радиальные сети – основная защита, сети 110 кВ и выше – резервная защита. Применяется на всех элементах (ЛЭП, Г, Т). Применяется в составе трехступенчатой токовой защиты в качестве третьей ступени защиты.