ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА ШИН

(Если к.з. на одной линии в месте с отключением этой линии запускается АВР на секционнике, кот. должен находиться в холодном (горячем) резерве. А по 2ой оставшейся в работе линии через секционник получают питание все потребители, кот. остаются в работе.)

34. Как согласовать релейную защиту питающей высоковольтной линии с защитой предохранителями у трансформатора или отходящей линии?

Защита предохранителями может быть применена в тех случаях, когда она удовлетворяет условиям селективности и чувствительности, требуемым для данного участка электрической сети, и не препятствует применению необходимой автоматики (АВР, АПВ). В большинстве случаев предохранители применяются в комплекте с выключателями нагрузки; область применения этой защиты ограничивается номинальными параметрами указанных аппаратов и их предельно отключаемым током.

При коротких замыканиях и сверхтоках, превышающих значения, допустимые для выключателей нагрузки, защита осуществляется предохранителями типа ПК, предельная мощность отключения (трехфазная) которых составляет 200 МВА. При ненормальных режимах и повреждениях, не вызывающих сверхтоков, недопустимых для выключателей нагрузки, защита осуществляется при помощи соответствующих защитных реле: токовых, газовых и др, которые воздействуют своими вспомогательными реле и отключающей катушкой на отключение выключателя нагрузки). В этих случаях токи повреждения недостаточны для быстрого плавления плавкой вставки предохранителя и релейная защита опережает работу предохранителя. Отключение выключателей нагрузки можно допустить при действии следующих видов защиты: газовой, от замыканий на землю в магистрали низшего напряжения при схеме блока трансформатор — магистраль; от замыканий на землю линий 6—10 кВ разного назначения в сетях с малым током замыкания на землю в тех случаях, когда такая защита требуется ПУЭ (разд. III); от понижения напряжения с уставкой по напряжению срабатывания около 0,5 U_н с уставкой по времени 0,5 с и выше; от перегрузок с выдержкой времени 10 с, устанавливаемой в одной фазе, в тех случаях, когда она требуется ПУЭ (разд. III). При развитии указанных повреждений и увеличений сверхтоков до значений, недопустимых для выключателя нагрузки, предохранитель срабатывает ранее отключения выключателя нагрузки.

(Прежде всего предохранителями должны отключиться трансформатор и отходящая линия, а потом с выдержкой времени- высоковольтная защита. Принцип есть предохранители, есть защита, при этом от этой линии получают питание еще потребители. Перед предох-лнм отключаем поврежденные участки, а потом если кз распространяется, то откл-м осн. вкл-ль, нужно потерять как можно меньше потребителей. Откл. повреж. потребителей, если не устранилось кз, то откл-м систему.)

35. Что такое мертвая зона реле направления мощности и как определить ее протяженность? Что такое каскадное действие защиты и в чем его недостаток?

Участок ЛЭП при КЗ, в пределах которого РНМ не работает из-за того, что мощность на его зажимах оказывается меньше мощности срабатывания, называется мертвой зоной.

Для характеристики чувствительности РЗ важно знать протяженность мертвой зоны. Имеются различия в определении мертвой зоны для индукционных и полупроводниковых РНМ.

Мертвая зона является недостатком. Однако опыт эксплуатации показывает, что в случае применения чувствительных реле отказ последних из-за мертвой зоны крайне редок вследствие малого значения l _m.Для обеспечения отключения КЗ в пределах мертвой зоны там, где это возможно, устанавливается токовая (ненаправленная) отсечка.

Зона каскадного действия и мертвая зона защиты.

Пусковые органы защиты, как и реле тока поперечной дифференциальной токовой защи­ты, не срабатывают из-за малых токов в их обмотках при ко­ротких замыканиях у шин противоположной подстанции.

Поперечная дифференциальная токовая направленная защита, как и любая дифференциальная защита, является быстродействующей, од­нако наличие зоны каскадного действия увеличивает время отключения поврежденной линии примерно в два раза (при повреждении в указан­ной зоне). Зона каскадного действия для каждого комплекта зашиты не должна превышать длины защищаемой линии. Орган направ­ления мощности также имеет зону каскадного действия. Она обычно меньше зоны каскадного действия пусковою органа и поэтому на рабо­ту зашиты влияния не оказывает.

Кроме зоны каскадного действия реле направления мощности, как и в схеме токовой направленной защиты, имеет мертвую зону по на­пряжению, т. е. отказывает в действии вследствие недостаточного на­пряжения, подводимого к нему при металлических трехфазных корот­ких замыканиях у места установки защиты. Как указывалось, мертвая зона не должна превышать длины линии. В действительности для существующих реле направления мощности она значительно меньше. Наличие мертвой зоны обусловливает возможность отказа попереч­ной дифференциальной токовой направленной защиты с двух сторон защищаемой линии в случае трехфазного короткого замыкания в этой зоне. Это объясняется тем, что мертвая зона данного комплекта защиты располагается в зоне каскадного действия защиты противоположного конца линий.

36. Какую защиту применяют для батареи статических конденсаторов и как определяют ток срабатывания этой защиты?

Применяют защиту от перегрузок, возникающих вследствие точечной и дуговой сварки, при работе индукц. плавильных печей, при высоком содержании в сети гармоник.

При малых отягощениях системы, может создаться положение, когда конденсаторная батарея создает избыток реактивной мощности. В этом случае излишняя реактивная мощность направляется обратно к источнику питания, при всем этом линия снова загружается доп.реактивным током, увеличивающем утраты активной мощности. Напряжение на шинах растет и может оказаться опасным для оборудования. Потому очень важно иметь возможность регулирования мощности батареи конденсаторов.
В простом случае в малых режимах перегрузки можно отключить БСК – регулирование скачком. Время от времени этого недостаточно и батарею делают состоящей из нескольких БСК, каждую из которых можно включить либо отключить раздельно - ступенчатое регулирование. Наконец есть системы плавного регулирования, к примеру: параллельно батарее подкл-ся реактор, в котором ток плавно регулируется тиристорной схемой. Во всех вариантах для этого применяется особая автоматика регулирования БСК.

Основной вид повреждений конденсаторных установок - пробой конденсаторов: приводит к двухфазному недлинному замыканию. В условиях эксплуатации возможны также ненормальные режимы, связанные с перегрузкой конденсаторов высшими гармоническими составляющими тока и повышением напряжения. Обширно применяемые схемы тиристорного регулирования перегрузки основаны на том, что тиристоры открываются схемой управления в определенный момент периода и чем наименьшую часть периода они открыты, тем меньше действующее значение тока протекающего через нагрузку. При всем этом возникают высшие гармоники тока в составе тока перегрузки и соответствующие им гармоники напряжения на питающем источнике. БСК содействуют понижению уровня гармоник в напряжении, потому что их сопротивление с ростом частоты падает и следовательно растет величина потребляемого батареей тока. Это приводит к сглаживанию формы напряжения. При всем этом возникает опасность перегрузки конденсаторов токами высших гармоник и требуется особая защита от перегрузки. При подаче напряжения на батарею возникает ток включения, зависящий от емкости батареи и сопротивления сети.

37. Как достигается однократность действия устройства АПВ? Каковы условия допустимости несинхронного АПВ? В чём особенность схем устройства АПВ с контролем наличия синхронизма?

Однократность действия устройства АВП обеспечивает­ся при условии, если релейная защита с максимальной выдержкой вре­мени успеет отключить выключатель, включенный на короткое замыкание, раньше, чем устройство АПВ вернется в состояние готовно­сти к новому действию,

Это конечно, относится к линиям с двухсторонним питанием. Иногда можно отказаться от мер, пре­дотвращающих несинхронное включение, и применять АПВ без кон­троля синхронизма. Это допустимо в следующих случаях:

а) при наличии большого числа параллельных связей, когда отклю­чение одной из линий не сопровождается нарушением синхронизма; в этом случае применяют обычные устройства АПВ;

б) если имеется быстродействующая защита и быстродействующие выключатели, позволяющие обеспечить полное время цикла АПВ (от­ключение — включение) не более при повреждении в любой точке защищаемой линии;

в) если включение на несинхронную работу при любых углах между ЭДС разделившихся источников не представляет опасности для обору­дования и обеспечивается быстрое восстановление синхронизма; такое устройство АПВ называется несинхронным.

Устройства АПВ с контролем синхронизма применяют на линиях с двусторонним питанием, когда отключение рассматриваемой линии мо­жет сопровождаться нарушением синхронизма, а применение несин­хронного УАПВ недопустимо из-за больших толчков уравнительного тока. В устройствах АПВ с контролем синхронизма предусматриваются реле, не допускающие включения линии при больших значениях углов между векторами ЭДС, при которых толчок уравнительного тока пре­вышает допустимое значение.

Особенность схемы состоит в том, что в цепь пуска реле времени КT включены контакт реле контроля синхронизма KSS и контакты реле контроля напряжения KSV.

38. Перечислите устройства телемеханики по выполняемым ими функциям и расскажите о работе этих устройств. Какие способы телеизмерения вы знаете, чем они характеризуются?

Телемеханика - область науки и техники, предметом которой является разработка методов и технических средств передачи и приёма информации (сигналов) с целью управления и контроля на расстоянии.

Т. отличается от др. областей науки и техники, связанных с передачей информации на расстояние рядом специфических особенностей, важнейшие из которых — передача очень медленно меняющихся данных; необходимость высокой точности передачи измеряемых величин (до 0,1%); недопустимость большого запаздывания сигналов; высокая надёжность передачи команд Средства телемеханики должны применяться для диспетчерского управления территориально рассредоточенными электроустановками, связанными общим режимом работы, и их контроля. Для систем электроснабжения типичными являются два средства телемеханизации — телеуправление и теле­сигнализация.

Телеуправление (ТУ) осущ. с диспетчерско­го пункта выключателями вводов распределительных пунктов, секционными выключателями, междушинными выключателями и выключателями крупных приемников цехов тех заводов, где применена единая система диспет­черского управления основным технологическим про­цессом. Телесигнализация (ТС) на центральный диспетчер­ский пункт с распределительных пунктов и цеховых подстанций производится от всех тех объектов, которые пере­числены выше и обеспечены телеуправлением, ТС жела­тельна и от выключателей всех питающих линий, распре­делительных пунктов и цеховых трансформаторов, имею­щих выключатели или управляемые выключатели нагруз­ки и крупных приемников высокого напряжения. Телеизмерение (ТИ) — передача устройства­ми телемеханики или спец. устройствами информации о значениях контролируемых параметров. При ТИ передача значения измеряемой величины осу­ществляемся путем преобразования этой величины в другую, вспомогательную, более удобную для передачи по каналу связи на значительные расстояния, и после­дующего преобр. этой вспомогательной величи­ны в показания прибора на пункте управления.По способу передачи и воспр. на дисп. пункте ТИ подразделяются на: ТИ постоянное, непрерывно подключенное к от­дельному каналу связи; ТИ по вызову, передающееся только по запросу;ТИ циклические телеизмерения различных па­раметров, автомат. поочередно подкл. через заданные промежутки времени к общему каналу связи.

39. Изложите требования к объёму телемеханизации (ТИ, ТУ, ТС). От какого источника осуществляется питание устройств ТУ, ТС, ТИ?

Из ПУЭ: Объемы телемеханизации электроустановок должны определяться отраслевыми или ведомственными положениями и устанавливаться совместно с объемами автоматизации. При этом средства телемеханизации в первую очередь должны использоваться для сбора информации о режимах работы, состоянии основного коммутационного оборудования, изменениях при возникновении аварийных режимов или состояний, а также для контроля за выполнением распоряжений по производству переключений (плановых, ремонтных, оперативных) или ведению режимов эксплуатационным персоналом). При определении объемов телемеханизации электроустановок без постоянного дежурства персонала в первую очередь должна быть рассмотрена возможность применения простейшей телесигнализации (аварийно-предупредительная телесигнализация на два или более сигналов).

Телеуправление должно предусматриваться в объеме, необходимом для централизованного решения задач по установлению надежных и экономически выгодных режимов работы электроустановок, работающих в сложных сетях, если эти задачи не могут быть решены средствами автоматики. Телеуправление должно применяться на объектах без постоянного дежурства персонала, допускается его применение на объектах с постоянным дежурством персонала при условии частого и эффективного использования. Для телеуправляемых электроустановок операции телеуправления, так же как и действие устройств защиты и автоматики, не должны требовать дополнительных оперативных переключений на месте (с выездом или вызовом оперативного персонала). При примерно равноценных затратах и технико-экономических показателях предпочтение должно отдаваться автоматизации перед телеуправлением.

Питание устройств телемеханики (как основное, так и резервное) на диспетчерских и контролируемых пунктах должно осуществляться совместно с питанием аппаратуры каналов связи и телемеханики. Резервное питание устройств телемеханики на контролируемых пунктах с оперативным переменным током должно предусматриваться при наличии источников резервирования (другие секции систем шин, резервные вводы, аккумуляторные батареи устройств каналов связи, трансформаторы напряжения на вводах, отбор от конденсаторов связи и т. п.). Если резервные источники питания для каких-либо других целей не предусматриваются, то резервирование питания устройств телемеханики, как правило, не должно предусматриваться. Резервное питание устройств телемеханики на контролируемых пунктах, имеющих аккумуляторные батареи оперативного тока, должно осуществляться через преобразователи. Резервное питание устройств телемеханики, установленных на диспетчерских пунктах объединенных энергосистем и предприятий электросетей, должно осуществляться от независимых источников (аккумуляторной батареи с преобразователями постоянного тока в переменный, двигателя-генератора внутреннего сгорания) совместно с устройствами каналов связи и телемеханики. Переход на работу от источников резервного питания при нарушении электроснабжения основных источников должен быть автоматизирован. Необходимость резервирования питания на диспетчерских пунктах промышленных предприятий должна определяться в зависимости от требований по обеспечению надежности энергоснабжения.

40. Какие требования предъявляются к схеме устройства АВР трансформаторов, питающих разные секции шин, а также работающих параллельно, и как выполняются эти схемы?

Устройства автоматического включения резерва (УАВР) устанавливаются на всех источниках питания подстанций промпредприятий (линиях, силовых трансформаторах, шиносоединительных и секционных выключателях); на транзитных линиях, работающих нормально с разомкнутым транзитом; в распределительной сети низкого напряжения (380—220 В).

На рис. 1 приведено несколько схем первичных соединений, где целесообразно использование УАВР.

Требования к схемам устройства АВР:

а) УАВР должны выполняться так, чтобы была обеспечена возможность их действия при исчезновении питания потребителей при отключении релейной защитой поврежденного рабочего источника; при самопроизвольном или ошибочном отключении рабочего источника питания; при к.з. на шинах потребителя.

Возврат к нормальной схеме может быть автоматическим и неавтоматическим;

б) УАВР должны обеспечить продолжительность перерыва питания, при которой происходит полная деионизация среды в месте повреждения и нарушения в технологическом процессе потребителей будут минимальны;

в) УАВР должны производить включение резервного источника только после отключения выключателя рабочего элемента со стороны шин потребителя;

г) действие УАВР не должно приводить к перегрузке резервного источника питания. При этом необходимо учитывать условия самозапуска электродвигателей потребителя;

д) защита выключателя, которым подается питание от резервного источника, должна иметь минимальное время срабатывания. При этом целесообразно использовать ускорение защиты при включении выключателя на к.з.;

е) выключатели, включаемые УАВР, должны иметь контроль исправности цепи включения;

ж) при наличии на секции шин, потерявшей питание, присоединений неотключаемых синхронных электродвигателей подача напряжения от резервного источника должна производиться только после установления на потерявшей питание секции напряжения U=(50-60)%U_ном.