- •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]
2.2.8. Заключение
Вопрос о выборе способа заземления нейтрали в электрических сетях разных классов напряжения долгое время был предметом серьезных споров в связи с невозможностью найти компромиссное решение. Накопленный сегодня опыт позволяет делать надлежащий выбор в соответствии с ограничениями, действующими для каждого типа сети.
В табл. 2.2 приведено сравнение характеристик режимов работы электрических сетей с разными режимами нейтрали.
Таблица 2.2
Сводная таблица характеристик режимов работы электрических сетей
с разными режимами нейтрали
Характеристики |
Виды заземления нейтрали электрической сети |
||||
Изолированная нейтраль |
Компенсированная нейтраль |
Резистивное заземление нейтрали |
Глухозаземленная нейтраль |
Эффективно заземленная нейтраль |
|
Ограничение (подавление) переходных перенапряжений |
– |
+ – |
+ |
+ + |
+ + |
Ограничение тока повреждения |
+ |
+ + |
+ |
– – |
+– |
Бесперебойность работы – сохранение электроснабжения потребителя по поврежденному участку сети при его первом повреждении |
+ |
+ |
– |
– |
– |
Простота организации селективной защиты от однофазных замыканий на землю |
– |
– – |
+ |
+ |
+ |
Напряжение электрической сети, в которой применяется режим нейтрали, кВ |
0,38–0,66*, 6–10–35 |
6–10–35 |
6–10–35 |
0,38–0,66, 220 и выше |
110 |
Условные обозначения: + хороший; – посредственный |
* – Электрические сети с изолированной нейтралью напряжением 660 В применяются на горнодобывающих предприятиях.
3. Токи коротких замыканий
При выполнении релейной защиты, действующей на отключение, в электрических сетях с эффективно заземленными (110 кВ) и глухо заземленными нейтралями (220 кВ и выше) учитываются трёхфазные К(3), двухфазные К(2) (между двумя фазами), двойные на землю К(1,1) и однофазные на землю К(1) короткие замыкания.
В электрических сетях напряжением 3–6–10–35 кВ с изолированными нейтралями или нейтралями, заземленными через дугогасящие реакторы или высокоомные резисторы, при выполнении релейной защиты, действующей на отключение, учитываются трёхфазные К(3), двухфазные К(2) и двойные КЗ на землю . При однофазных замыканиях на землю (не КЗ!) в электрических сетях с изолированной или компенсированной нейтралью защита, как правило, выполняется действующей на сигнал, за исключением тех случаев, когда по условиям техники безопасности требуется отключение . В электрической сети с резистивным заземлением нейтрали при однофазных замыканиях на землю защита выполняется на отключение [7, 8, 9, 10, 11].
На трансформаторах (автотрансформаторах) принято выполнять защиту, действующую на отключение при всех видах многофазных и однофазных КЗ на землю на выводах и в обмотках, а также при витковых КЗ и возникновении «пожара» железа.
Работа релейной защиты определяется подводимыми токами, напряжениями и фазными соотношениями между ними. Поэтому для анализа работы релейной защиты необходимо рассчитать токи в защите, напряжения в месте установки защиты, а также построить векторные диаграммы этих величин.
В целях упрощения в расчетах величин при КЗ не учитывают токи нагрузки и расчеты производят для начального момента времени без учета переходного сопротивления в месте КЗ.