|
Введение
Все электроустановки оборудуются устройствами релейной за¬щиты, предназначенными для отключения защищаемого участка в цепи или 'элемента в случае его повреждения, если это поврежде¬ние влечет за собой выход из строя элемента или электроустанов¬ки в целом. Релейная защита срабатывает и тогда, когда возника¬ют условия, угрожающие нарушением нормального режима работы электроустановки.
В релейной защите электроустановок защитные функции воз¬ложены на реле, которые служат для подачи импульса на автома¬тическое отключение элементов электроустановки или сигнала о нарушении нормального режима работы оборудования, участка электроустановки, линии и т. д.
Реле представляет собой аппарат, реагирующий на изменение какой-либо физической величины, например тока, напряжения, давления, температуры. Когда отклонение этой величины оказы¬вается выше допустимого, реле срабатывает и его контакты, за¬мыкаясь или размыкаясь, производят необходимые переключения с помощью подали или отключения напряжения в цепях управле¬ния электроустановкой.
К релейной защите предъявляют следующие требования:
селективность (избирательность) — отключение только той ми¬нимальной части или элемента установки, которая вызвала нару¬шение режима;
чувствительность — быстрая реакция на определенные, заранее заданные отклонения от нормальных режимов, иногда самые не¬значительные;
надежность — безотказная работа в случае отклонения от нор¬мального режима; надежность защиты обеспечивается как пра¬вильным выбором схемы и аппаратов, так и правильной эксплуа¬тацией, предусматривающей периодические профилактические проверки и испытания.
Необходимая скорость срабатывания реле определяется проек¬том в зависимости от характера технологического процесса. Иногда для сведения до минимума ущерба от возникших повреждений релейная защита должна обеспечивать полное отключение в течение сотых долей секунды.
По своему назначению реле разделяют на реле управления и реле защиты.
Реле управления обычно включают непосредственно в электри¬ческие цепи и срабатывают они при отклонениях от технологического процесса или изменениях в работе механизмов. Реле защиты включают в электрические цепи через измерительные трансформа¬торы и только иногда непосредственно. Они срабатывают при не¬формальных или аварийных режимах работы установки. Реле характеризуется следующими показателями:
уставка — сила тока, напряжение или время, на которые отрегулировано данное реле для его срабатывания;
напряжение (или ток) срабатывания — наименьшее или на¬ибольшее значение, при котором реле полностью срабатывает;
напряжение (или ток) отпускания — наибольшее значение, при котором реле отключается (возвращается в исходное положение); коэффициент возврата — отношение напряжения (или тока) отпускания к напряжению (или току) срабатывания.
По времени срабатывания различают реле мгновенного дейст¬вия и с выдержкой времени.
К повреждениям трансформаторов относят:
междуфазные к.з. на выводах и в обмотках (последние возникают гораздо реже, чем первые);
однофазные к.з. (на землю и между витками обмотки, т. е. витковые замыкания);
«пожар стали» сердечника.
К ненормальным режимам относятся:
перегрузки, вызванные отключением, например, одного из параллельно работающих трансформаторов. Токи перегрузки относительно невелики, и поэтому до¬пускается перегрузка в течение времени, определяемого кратностью тока перегрузки по отношению к номиналь¬ному;
возникновение токов при внешних к. з., представляющих собой опасность в основном из-за их теплового действия на обмотки трансформатора, посколь¬ку эти токи могут существенно превосходить номиналь¬ные. Длительное прохождение тока внешнего к. з. мо¬жет возникнуть при неотключившемся повреждении на отходящем от трансформатора присоединении;
недопустимое понижение уровня масла, вызываемое значительным понижением температуры я другими причинами.
Повреждения и ненормальные режимы работы предъявляют определенные требования к устройствам автоматического управления трансформаторами, рас¬сматриваемые ниже.
1. Расчет защит линий электропередач
Схема внешнего электроснабжения состоит из двухцепной ЛЭП 110 кВ связи между двумя источниками питания.
На ЛЭП 110 кВ с глухо заземленной нейтралью должны быть выполнены следующие защиты:
- токовая защита от междуфазных КЗ без выдержки времени (токо¬вая отсечка);
- направленная МТЗ от междуфазных КЗ (1-я ступень с выдержкой времени);
- направленная МТЗ от замыканий на землю (2-я ступень с выдерж¬кой времени);
- резервная направленная МТЗ от замыканий в трансформаторе ГПП (3-я ступень с выдержкой времени).
Исходные данные для расчета:
U=110 кВ; S1 =3300 MBA; S2=1400 MBA; L1=35 км; L2 = 45 км; STP=63000 кВ;
Xуд =0.4 Ом/км
XS1=U2/S1= 0.04 (Ом);
XS2=U2/S2=7,8 (Ом);
XL1= Xуд* L1= 20*0.4 =8 Ом;
XL2 = Xуд* L1= 70*0.4 =28 Ом;
XK1S1 = 17 Ом;
XK2S2 = 15,8 Ом;
I(3)K1S1=U/(1.73•XK1S1)= 115/(1.73•17)= 3.91 кA;
I(3)K1S1=U/(1.73• XK2S2)= 115/(1.73•15.8)= 4.2 кA;
I(3)K1=I(3)K1S1+I(3)K2S2= 3.91+4.2 =8.11 кA;
XK1=U/(1.73* I(3)K1 )= 110/(1.73*8.11)=7.84(Oм);
Ток двухфазного КЗ определяется:
А
Ток срабатывания отсечки отстраивается от ТКЗ в конце линии:
кА
Ток отсечки отстраивается от максимального тока качания:
Трансформаторы тока выбираются типа ТВУ-110-50ХЛ2 с коэффици¬ентом трансформации пТТ =600/5=120.
Выбирается реле тока типа РТ-90/100. Время срабатывания защиты tс.з. = 0. Защита выполняется по трехфазной трехрелейной схеме, ТТ соеди¬няются в звезду. Коэффициент схемы Ксх = 1.
Ток срабатывания защиты отстраивается от максимального тока на¬грузки:
А
А.
А
Ток защиты отстраивается от тока в неповрежденной фазе.
Выбирается реле типа РТ-40/10. Время срабатывания защиты tс.з= tТР+&t = 0,5+0,5=1 с. Реле времени выбирается типа ЭВ-124 с пределом регулирования 0,25-3 с. Выбирается реле типа РБМ-178 с внутренним углом 63°.
Первая ступень защиты работает без выдержки времени, если остаточное напряжение при КЗ в зоне меньше 0,7Uном.
кВ,
|
На уровень вверх
Купить