Релейная защита. виды и устройство. работа и особенности

Назначение автоматических защитных реле

Часть данной электрической автоматики предназначена для обнаружения нестандартного режима работы оборудования (замыкание от земли одной фазой, трансформаторная перегрузка, газовые выделения разлагающихся трансформаторных масел, снижении их уровня).

Виды электроавтоматики:

• АПВ – автомат повторного включения;
• АВР – автоматическое включение резервных сетей;
• АРВ – авторегулировка возбуждения генератора;
• авторегулировка статического конденсатора;
• трансформаторное автоохлаждение;
• ОМП – обнаружение поврежденных мест в электролиниях.

Помимо технологической автоматики, существует режимное противоаварийное оборудование:

• АЧР – автомат частотной разгрузки;
• АРЧМ – автомат регулировки активной мощности и частоты;
• ДАРН – прибор дополнительной разгрузки напряжения;
• ДАРТ – устройство для дополнительной токовой разгрузки.

Основные качества релейной защиты

Селективность – способность определять непосредственно поврежденные элементы, срабатывая при повреждениях и не срабатывая в нагрузочных режимах. Селективностью называется способ защиты, способный посредством автоматических выключателей отключать поврежденные элементы, не затрагивая при этом всей системы.

Чувствительность – способность защитного реле моментально реагировать на проявления аварийных ситуаций. При повреждении высоковольтных линий, работающих с минимальной нагрузкой, токи КЗ могут иметь более низкие показатели, чем токи нагрузки. С учетом этого, использование токовых защит становится невозможной, что вынуждает переходить к более дорогостоящим видам.

Быстродействие – определяют следующие параметры:

• благодаря ускоренному отключению поврежденных участков предотвращаются тяжелые системные аварии;
• ускоренное отключение позволяет работать электродвигателям, позволяя использовать потребителям низкое напряжение;
• благодаря быстрому отключению снижаются разрушения поврежденных элементов.

Надежность – позволяющая автоматическим защитным реле эффективно справляться с возложенной задачей на протяжении отведенного для этого периода.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Наладка схем и аппаратуры сигнализации

Наладочные работы являются завершающими перед вводом подстанции в работу. Поэтому они должны проводиться с особой тщательностью с тем, чтобы своевременно выявить и устранить все ошибки, которые могли быть допущены при проектировании схем сигнализации, изготовлении и монтаже аппаратуры и вторичных цепей. В процессе эксплуатации исправлять ошибки и недостатки в схемах и монтаже намного сложнее, так как, во первых, сигнализация на подстанции может быть выведена из работы лишь на короткое время, а, во-вторых, цепи сигнализации тесно связаны с цепями управления. Это может привести при работе в цепях сигнализации, в случае возможных ошибок, к ложному отключению оборудования подстанции, что недопустимо.

Наладочные работы, как правило, проводятся в следующей последовательности.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ РЕЛЕЙНЫХ УСТРОЙСТВ

Защитные устройства на базе реле разнообразны и могут быть построены по отличающимся принципиальным схемам, реализованным на различной элементной базе.

Общим для всех устройств релейной защиты является наличие одних и тех же функциональных блоков:

• измерительных органов;
• логики;
  исполнительных устройств;
• сигнализации.

Измерительный орган реле получает в непрерывном режиме информацию о состоянии контролируемого объекта, которым может быть отдельная установка, элемент или участок электрической сети. Существует несколько подходов к классификации структурных блоков релейных защит.

Измерительные релейные органы иногда называют пусковыми, но это не меняет сути. Контроль состояния объекта заключается в получении и обработке технических параметров электроснабжения – тока, напряжения, частоты, величины и направления мощности, сопротивления.

В зависимости от значения этих параметров, на выходе релейного органа измерения формируется дискретный логический сигнал («да», «нет»), который поступает в блок логики.

Логический орган, получив дискретную команду релейного блока измерения, в соответствии с заданной программой или логической схемой формирует необходимую команду исполнительному блоку или механизму.

Блок сигнализации обеспечивает работу сигнальных устройств, которые отображают факт срабатывания релейного защитного комплекта или отдельного его органа.

Для успешного выполнения своего предназначения, УРЗА должны обладать определёнными качествами. Выделяют четыре основных требования, которые предъявляются к аппаратуре РЗ. Рассмотрим их по отдельности.

Селективность.

Это свойство защитных систем заключается в выявлении повреждённого участка электрической сети и выполнении отключений в необходимом и достаточном объёме с целью его отделения. Если в результате работы защитной автоматики произошло излишнее отключение оборудования системы электроснабжения, такое срабатывание автоматики называется неселективным.

Различают системы защитной автоматики с абсолютной и относительной селективностью. К первому типу относятся устройства, реагирующие только на нарушения режима строго в пределах защищаемого участка.

Примером такой защитной системы может служить дифференциальный токовый защитный комплект, срабатывающая только при повреждениях между точками сети, в которых контролируется разность токов.

Относительной селективностью обладают системы максимального тока, которые, как правило, реагируют на нарушения режима на участках, смежных с непосредственно защищаемой ими зоной. Обычно во избежание неселективного срабатывания, такие системы автоматики имеют искусственную выдержку времени, превосходящую время срабатывания защитных комплектов на смежных участках.

Примечание. Искусственной называют выдержку времени, создаваемую специальными органами задержки срабатывания (реле времени).

Быстродействие.

Отключение повреждённого участка или элемента сети должно быть осуществлено как можно быстрее, что обеспечивает устойчивость работы остальной части системы и минимизирует время перерыва питания потребителей.

Главным показателем быстродействия служит время срабатывания защищающего устройства, которое отсчитывается от момента возникновения аварийного режима до момента подачи защитой сигнала на отключение выключателя.

Иногда время срабатывания системы автоматики трактуют как время между возникновением повреждения и отключением повреждённого участка, то есть, включают в него время работы выключателя.

Это не совсем верно, так как выключатель не является частью УРЗА и по его параметрам нельзя оценивать эффективность релейной защиты сетей и систем электроснабжения.

То есть, учитывать время отключения выключателя необходимо, но следует помнить, что это не характеристика РЗ. Для справки можно заметить, что время отключения выключателя значительно больше времени срабатывания собственно реле автоматики (без учёта искусственной задержки).

Чувствительность.

Данное качество характеризует способность системы автоматики к гарантированному срабатыванию во всей зоне её действия при всех видах нарушений режима, на которые данная автоматика рассчитана. Чувствительность системы автоматики является точным численным показателем, значение которого проверяется в расчётных режимах с минимальными значениями параметров её срабатывания.

Надёжность.

Универсальная характеристика всех технических устройств, заключающаяся в способности РЗ функционировать длительно и безотказно. В соответствии со своим основным предназначением.

Файл-архив ›› Дифференциально-фазная высокочастотная защита линий 110- 330 кв. Руководящие указания по релейной защите. Выпуск 9

В данном выпуске руководящих указаний по релейной защите приведены схемы дифференциально-фазной высокочастотной защиты линий 110—330 кв как без ответвлений, так и с ответвлениями, рассмотрены особенности выполнения защиты на линиях с ответвлениями.

В выпуске приведены методы расчета дифференциально-фазной высокочастотной защиты линий 110—330 кв без ответвлений и с ответвлениями. Для иллюстрации методов расчета защиты даны примеры выбора параметров защиты и проверки ее чувствительности.

Приведенные в работе схемы составлены на основе типовых панелей дифференциально-фазной высокочастотной защиты, как выпускаемых промышленностью в настоящее время, так и подготавливаемых к выпуску.

Устройства РЗА и группы на которые они делятся.

Устройство РЗА – это совокупность элементов (аппаратов, реле, цепей и др.), установленных на одном энергетическом объекте и предназначенных для  решения конкретной задачи РЗА. Устройство может являться самостоятельной единицей учета, если оно содержит сигнальный элемент, по которой можно судить о его срабатывании.
Все устройства РЗА делятся независимо от ведомственной или хозяйственной принадлежности энергообъектов на четыре группы:
1-я группа – устройства, находящиеся в оперативном управлении диспетчера ЦДУ;2-я группа –устройства, находящиеся в оперативном управлении  ОДУ; 3-я группа – то же энергосистем ( АО-энерго );4-я группа – то же ПЭС, ПМЭС, а так же дежурных инженеров ТЭС, АЭС, ГЭС.

Условия работы электромонтеров-релейщиков

Из специфики работы понятно, что релейщики по долгу службы постоянно вынуждены контактировать с оборудованием под высоким напряжением

Отсюда следует, что неукоснительное соблюдение мер предосторожности – норма жизни при работе релейщика

Как правило, такие специалисты трудятся в составе ремонтных бригад и обслуживают электрические подстанции и трансформаторы. При этом в обязательном порядке бригаду возглавляет электромонтер с наиболее высоким разрядом, опытом и классом допуска по электробезопасности.

Помимо прочего электромонтеры-релейщики в обязательном порядке пройти курсы по оказанию доврачебной помощи (в первую очередь при электротравме). Рабочая смена релейщика всегда должна начинаться с инструктажа по технике безопасности с подписью каждого работника персонально.

Как правило, электромонтеры занимаются плановым или аварийным ремонтом оборудования – это их основная ответственность и фронт работ. При этом все электроподстанции являются режимными объектами со строгим учетом. Релейщики при этом подчиняются регламентам, должны строго соблюдать графики работ и придерживаться производственной дисциплины.

При этом специалист должен непрерывно повышать свои рабочие навыки, много читать техническую литературу, разбираться в схемах и чертежах. Также обязательное условие для электромонтера-релейщика – регулярная сдача экзаменов и нормативов по ТБ на протяжении всей службы. Только при таких условиях он может расти по карьерной лестнице.

Классификация

Всё разнообразие приборов релейной защиты классифицируется по следующим основным признакам:

По типу подключения они бывают первичными и подключаются непосредственно в электрическую сеть. Вторичные приборы подсоединяются в неё с помощью трансформатора, дающего гальваническую развязку.

По исполнению они выпускаются электромеханическими: в них сеть замыкается и размыкается с помощью механических контактов. В современных электронных аппаратах цепью управляют полупроводники, при этом не происходит физического размыкания контактов.

По назначению оно может выполнять две задачи: логическую и измерительную функции. Логические приборы принимают решение на основе изменяющихся внешних характеристик системы. Измерительные аппараты производят только замер её значений.

По методу работы приборы классифицируются на прямые и косвенные изделия. Изделия прямого действия механически связаны с блоком отключения, а косвенные управляют механизмом отключения электропитания.

Резервная защита присоединения

Опять же давайте сначала посмотрим определение (ПЭУ п.3.2.15) – “Для действия при отказах защит или выключателей смежных элементов следует предусматривать резервную защиту, предназначенную для обеспечения дальнего резервного действия.

Если основная защита элемента обладает абсолютной селективностью (например, высокочастотная защита, продольная и поперечная дифференциальные защиты), то на данном элементе должна быть установлена резервная защита, выполняющая функции не только дальнего, но и ближнего резервирования, т. е. действующая при отказе основной защиты данного элемента или выведении ее из работы…”

Таким образом резервная защита присутствует также всегда и для любого присоединения (см. Миф 3).

Просто запомните одну простую вещь – на любом участке энергосистемы, на любом классе напряжения, есть как минимум 2 защиты – основная и резервная. Всегда!

Чаще всего резервной защитой присоединения является основная защита вышестоящего присоединения. Получается последовательная цепочка защит в которой все ступени “наползают” друг на друга.

Однако, если основная защита присоединения выполняется в виде дифференциальной или дифференциально-фазной защиты, то нужна еще одна защита, чтобы выполнить резервирование нижестоящего участка. Эта защита должна быть ступенчатой потому, что только ступенчатые могут выполнять дальнее резервирование. Об этом мы говорили в нашей прошлой статье.

Итак, давайте подведем итоги:

• На любом присоединении есть как минимум одна основная защита
• На любом присоединении есть как минимум одна резервная защита
• Основной может быть защита, выполненная на любом принципе (МТЗ, ДЗ ДЗТ, ДФЗ и т.д.)
• Резервной может быть только ступенчатая защита (МТЗ или ДЗ)
• На присоединении может быть несколько основных и резервных защит

Думаю, теперь у вас не будет затруднений с определением какой именно, основной или резервной, является та или иная защита

Четкость и понятность определений в релейной защите очень важна и мы будем периодически уделять внимание основным терминам

Преимущества и недостатки

Несмотря на широкое применение благодаря высокой скорости срабатывания, каждый из видов дифференциальных защит имеет свои плюсы и минусы.

Преимущества продольной дифзащиты:

1. Абсолютная селективность.
2. Возможность применения с другими видами защит.
3. Отлично подходит для линий электропередач (ЛЭП) небольшой длины.
4. Отключение аварийного участка сети без задержки.

К недостаткам продольной защиты можно отнести:

1. Снижается эффективность при проектировании длинных ЛЭП.
2. Необходимы устройства контроля за отказом вспомогательных проводов для корректировки дифзащиты.
3. Возникновение тока небаланса.
4. Высокая стоимость при использовании реле (реле с торможением).
5. Очень сложная реализация (дополнительно сооружаются линии связи для трансформаторов токов).

Преимущества поперечной дифзащиты:

1. Высокая селективность (100%).
2. Не оказывает влияние на работу других реле в схемах.
3. Мгновенное срабатывание.

Недостатки поперечной защиты:

1. Возрастает необходимость повторного запуска защиты при срабатывании.
2. Не применяется в виде основной и единственной защит.
3. Необходимо учитывать мертвые зоны, которых несколько.
4. Не может защитить концы линии и ошиновку подстанции.
5. Не может определить место короткого замыкания.
6. Не применяется для ЛЭП, где требуется отключить лишь поврежденные участки.
7. Не применяется с автоматическими выключателями.
8. Необходимо полностью отключать линию с повреждением.

Органы и виды релейной защиты

Как известно,  релейная защита предназначена для скорейшего автоматического отключения неисправных или повреждённых элементов  электрической системы и своевременной сигнализации об отклонениях от нормального режима работы, но не требующих немедленного отключения.

Все функции релейной защиты исполняются следующими органами:

1. Реле контроля и защиты.
   Пусковые органы ведут постоянный мониторинг  состояния и режима работы защищаемого участка электрической сети и срабатывают при возникновении коротких замыканий и ненормальных режимах работы. В электрических схемах реализуются в виде токовых реле, реле напряжения, мощности и др.
2. Задачей измерительных органов является выявление места, характера повреждений  и  принятие своевременного решения о необходимости действия защиты. В электрических схемах реализуются в виде токовых реле, реле напряжения, мощности и др.
3. Логическая часть представляет собой схему, которая запускается в работу пусковыми органами, производит анализ действий измерительных органов и, на основе полученных данных выполняет предусмотренные протоколом действия. В электрических схемах реализуются в виде таймеров, логических элементов, промежуточных и указательных реле.

Для предупреждения превышения величины тока на защищаемом участке электрической сети используется токовая защита.  Это один из вариантов релейной  защиты, которая срабатывает  при превышении величины тока на защищаемом участке сети, по отношению к току срабатывания или уставке.  Принято  различать максимальную токовую защиту и токовую отсечку.

Максимальная токовая защита (МТЗ) выполняется таким образом, что бы величина тока её срабатывания превышала  максимальный рабочий ток не менее чем  1,2 – 2 раза ( с учётом коэффициентов надёжности,  возврата и самозапуска реле ). Это позволит исключить возможность ложного срабатывания релейной защиты в условиях нормальной работы сети.

Величина уставки по времени срабатывания релейной защиты отличается от предыдущей и последующей на величину ступени селективности  ∆t 0,2 – 1 секунд. Такая настройка позволяет первой сработать релейной защите, которая наиболее близко расположена к месту КЗ, а в случае отказа первой, сработает предыдущая, но через промежуток времени равный порогу селективности.

Важной характеристикой МТЗ принято считать её коэффициент чувствительности. Его определяют как отношение величины тока междуфазного КЗ к величине фактического тока срабатывания защиты

ПУЭ определяет эту величину не менее 1,5.

Токовая отсечка ( ТО ) – это вариант быстродействующей релейной защиты, срабатывающей без задержек времени, работа которой направлена  на отключение наиболее тяжёлых вариантов КЗ. Коэффициент надёжности применяемых реле определяет величину кратности тока срабатывания в 1,1 и 1,2 по отношению к величине расчётного тока трёхфазного КЗ. Следовательно, зона уверенного действия токовой отсечки покрывает только 20 % всей защищаемой линии.

Такая ограниченность  зоны действия является существенным недостатком  работы ТО. Такое положение дел привело к тому, что ТО применяется только совместно с МТЗ в качестве второй ступени.

Работа защиты минимального напряжения ( ЗМН ) основана на контроле величины напряжения между фазами.  При выходе из строя хотя бы одной фазы равенство напряжений между фазами нарушается – срабатывает механизм отключения и как следствие отключается напряжение питания.

Газовая защита устанавливается с целью защиты маслонаполненных трансформаторов от внутренних повреждений. При возникновении КЗ внутри трансформатора закипает масло и начинается усиленное выделение газов, что ведёт к повышению давления, что в конечном итоге может привести к выходу трансформатора из строя.

Газы направляются через реле, и под их давлением поворачивается чувствительный элемент, что ведёт к замыканию контактов. Далее вступает в работу типовая схема на отключение трансформатора.

Дифференциальную защиту принято считать основной автоматизацией релейной защиты трансформаторов и автотрансформаторов. Она характеризуется  абсолютной селективностью и быстродействием.

Принцип действия релейной защиты такого типа основан на сравнении величин токов, например, на разных концах защищаемого участка. Как только на защищаемом участке возникнет ток КЗ, сразу сформируется разностный ток и сработает система отключения. Недостатком служит необходимость отключения сразу после срабатывания.

Таким образом, виды и органы релейной защиты позволяют определить место возникновения КЗ и других нештатных состояний электрической сети,  своевременно локализовать повреждённый  участок и исключить его из работы.

Виды и принцип действия защитных устройств

Защита электрической сети от скачков напряжения может осуществляться разными способами. Наиболее распространенными и эффективными считаются следующие:

• Молниезащитные системы.
• Стабилизаторы напряжения.
• Датчики повышенного напряжения, используемые совместно с УЗО. В случае неполадок они вызывают токовую утечку, под влиянием которой произойдет срабатывание защитного устройства.
• Реле перенапряжения.

Похожие функции выполняют блоки бесперебойного питания, с помощью которых компьютеры подключаются к домашней сети. Данные приборы не защищают от перенапряжений, они действуют как аккумуляторы, позволяя выполнить нормальное выключение компьютера и сохранить нужную информацию в случае внезапного отключения света. Стабилизировать напряжение это устройство не может.

Под действием молнии возникают электрические импульсы. Защита от их негативного воздействия осуществляется путем установки грозозащитного разрядника, используемого совместно с УЗИП – устройством защиты от импульсных перенапряжений. Он также известен, как автомат для защиты от перенапряжения. Кроме того, необходимо обеспечить дополнительную безопасность от электронного потока с параметрами, отличающимися от рабочих характеристик данной сети. Для этих целей используются специальные датчики, используемые с УЗО, и реле защиты от перенапряжения. Назначение и принцип работы данных устройств не такие, как у стабилизатора.

Основной функцией обоих компонентов является прекращение подачи электрического тока, когда перепад напряжения превысит максимальное значение, определенное паспортными техническими показателями этих устройств. После того как параметры сети нормализуются, реле включается самостоятельно и возобновляет подачу тока.

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ

Типы УРЗА можно классифицировать по параметрам режима работы сети, на которые они реагируют.

Токовые защиты.

Наибольшее распространение получили токовые защиты, поскольку именно повышенное значение тока является критерием такого частого вида нарушения режима работы как короткое замыкание. В основе токовой релейной защиты находится реле тока.

Традиционно используемыми являются реле электромеханического типа, состоящие из токовой катушки и подвижной электромагнитной системы, замыкающей контакты. На смену этим приборам пришли полупроводниковые устройства, а с развитием цифровых технологий и микропроцессорные системы релейной защиты.

Независимо от элементной базы, логика работы защит остаётся в принципе той же. Конечно, микропроцессорные системы способны реализовать более сложный и разветвлённый алгоритм действий.

В простейшем случае, на реле выставляется требуемая уставка – значение тока, при котором реле должно сработать. Первичными преобразователями тока являются измерительные трансформаторы или датчики тока.

К разновидности токовых защит относятся дифференциальные защиты, реле которых включается на разность токов. Дифференциальные токовые реле входят в комплект релейной защиты трансформаторов и шин подстанций.

Защиты по напряжению.

Среди самых распространённых представителей этого класса групповая секционная защита минимального напряжения.

Логика работы этой автоматики увязана с технологическим процессом, электропривод оборудования которого питается от одной секции подстанции. Автоматика минимального напряжения имеет двухступенчатое исполнение. Типовая последовательность работы выглядит следующим образом.

Секция, к которой подключены электродвигатели приводов механизмов технологического процесса (например, это могут быть механизмы котла тепловой электростанции), имеет два питания – от рабочего и резервного трансформаторов.

При отключении рабочего трансформатора срабатывает автоматика включения резерва (АВР). Через небольшой промежуток времени к секции подключается резервный трансформатор.

За время бестоковой паузы нагруженные механизмы успевают затормозиться. После подключения резервного трансформатора начинается самозапуск электродвигателей механизмов.

Повышенный ток, обусловленный групповым запуском двигателей, вызывает посадку напряжения на секции. При снижении напряжения до уставки первой ступени автоматики, происходит отключение наименее значимых для технологического процесса механизмов.

Делается это для того, чтобы облегчить запуск более важного оборудования и удержать станционный котёл (или другой агрегат) в работе. Если это не помогает и напряжение, продолжая снижаться, достигает уставки второй ступени, отключается вторая группа оборудования

В этой ситуации в работе остаются только механизмы, обеспечивающие безаварийный останов всего технологического процесса (котла)

Если это не помогает и напряжение, продолжая снижаться, достигает уставки второй ступени, отключается вторая группа оборудования. В этой ситуации в работе остаются только механизмы, обеспечивающие безаварийный останов всего технологического процесса (котла).

2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Как работает дифзащита трансформатора

Дифференциальная защита работает  на сравнении величин токов в начале и в конце защищаемого участка, например и начале и конце обмоток силового трансформатора, генератора и т. п. В частности, участок между трансформаторами тока, установленными на высшей и низшей сторонах силового трансформатора, считается защищаемой зоной.

Рис 1. Дифференциальная защита трансформатора: а — токораспределение при нормальном режиме, б — то же при коротком замыкании в трансформаторе

Действия при срабатывании дифференциальной защиты трансформатора поясняется рис.1.

С обеих сторон трансформатора устанавливаются трансформаторы тока TT1 и ТТ2, вторичные обмотки которых включены последовательно. Параллельно им подключается токовое реле Т. Если характеристики трансформаторов тока будут одинаковы, то в нормальном режиме, а также при внешнем коротком замыкании токи во вторичных обмотках трансформаторов тока будут равны, разность их будет равна нулю, ток через обмотку токового реле Т протекать не будет, следовательно, защита действовать не будет.

При коротком замыкании в трансформаторе и в любой точке защищаемой зоны, например в обмотке трансформатора, по обмотке реле Т будет протекать ток, и если его величина будет равна току срабатывания реле или больше его, то реле сработает и через соответствующие вспомогательные приборы произведет двустороннее отключение поврежденного участка. Эта система будет действовать при междуфазных и межвитковых замыканиях.

Дифференциальная защита обладает высокой чувствительностью и является быстродействующей, так как для нее не требуется выдержки времени, она может выполняться с мгновенным действием, что и является ее главным положительным свойством. Однако она не обеспечивает защиты при внешних коротких замыканиях и может вызывать ложные отключения при обрыве в соединительных проводах вторичной цепи.

Рис. 2. Дифференциальная защита двух параллельно работающих трансформаторов

Зона действия дифференциальной защиты трансформатора (ДЗТ) ограничивается местом установки трансформаторов тока, и включает в себя ошиновку СН, НН и присоединение ТСН, включённого на шинный мост НН.

Ввиду её сравнительной сложности, дифференциальная защита устанавливается в следующих случаях:

• на одиночно работающих трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью 6300 кВА и выше;
• на параллельно работающих трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью 4000 кВА и выше;
• на трансформаторах мощностью 1000 кВА и выше, если токовая отсечка не обеспечивает необходимой чувствительности при КЗ на выводах высшего напряжения ( kч 

Видео: Дифференциальная защита

Общие принципы работы дифференциальной защиты. Особенности выполнения защит отдельных элементов электрической сети: кабельной линии, трансформатора, генератора, сборных шин. Защиты ЛЭП-110 кВ: направленная с вч блокировкой, диффазная.

Виды релейной защиты | Микропроцессорные Технологии

В прошлой статье из раздела «РЗА для начинающих» мы описали принцип работы релейной защиты и автоматики и ее назначение. В данном же материале мы рассмотрим основные виды защитных устройств.

Заметим, что РЗА подразделяются на виды в зависимости от назначения и функций. Все они так или иначе срабатывают, когда значение некой величины превышает заданные параметры, так называемую уставку.

Самым распространенным видом защиты на напряжении 6-10кВ является токовая защита. По принципу действия данная защита реагирует на превышения током заданной величины уставки. Одним из самых распространённых исполнений токовой защиты является – максимально-токовая защита (МТЗ). МТЗ является самым популярным видом защиты, так как используется практически повсеместно. 

Так же, существует еще и Направленная максимальная токовая защита. Кроме заданных параметров, она дополнительно контролирует направления мощности.

Для шин и питающих линий подстанций необходима дополнительная защита – ЛШЗ (Логическая защита шин), которая по своей сути является ускорением МТЗ питающих присоединений.

Для правильной работы силовые трансформаторы нуждаются в охлаждении – для этого их погружают в специальные баки с маслом. Однако в нештатной ситуации масло может активно выделять газ, что может привести к серьезной аварии. Газовая защита предупреждает такую ситуацию, контролируя уровень масла в резервуаре.

Дифференциальная защита сравнивает токи на участках между защищенными линиями или аппаратом. При коротком замыкании, релейная защита отключает поврежденный участок. Данный вид защиты необходим для трансформаторов, генераторов, двигателей, воздушных линий электропередачи, реакторов, сборных шин и ошиновок.  

Дифференциально-фазная защита (ДФЗ) защищает линии электропередач высокого напряжения и реагирует на разность фаз токов манипуляции I1+k*I2 генерируемых полукомплектами защиты устанавливаемых с двух сторон линии электропередач. Фаза тока манипуляции передаётся с помощью специальной высокочастотной аппаратуры связи прямо по силовым проводам самой линии электропередач, что позволяет отказаться от необходимости организации специального канала связи.

Дистанционная защита понадобится на сложных объектах, где не справится МТЗ и другие виды защит – в случаях когда ток замыкания сопостовим с допустимым режимом работы защищаемого элемента сети. ДЗ способно вычислить расстояние от участка, где случилось замыкание и, исходя из полученной дистанции, сработает с большей или меньшей выдержкой по времени.

Функция представленных видов защиты, как вы уже поняли, предупреждать аварии и отключать поврежденные участки. Однако РЗА – это еще и автоматика, которая служит для самостоятельного  включения питания после исправления неполадки.

Так, электроавтоматика тоже имеет свои виды:

• Автоматический ввод резерва (АВР) подключит к питанию запасные источники, если использование основного невозможно. Подробнее об АВР можно узнать в специальной статье от наших специалистов.
• Автоматическое повторное включение (АПВ) через заданное время снова запустит отключенный выключатель. АПВ используют на сборных шинах подстанций, линиях электропередачи 1кВ и выше, на трансформаторах и электродвигателях.
• Чтобы разгрузить сеть при понижении частоты, используется Автоматическая частотная разгрузка (АЧР) – она отключает наименее важных потребителей энергии.
• Устройство резервирования при отказе выключателя (УРОВ) также применятся для сетей, напряжение которых превышает 1 кВ. Если выключатель поврежденного участка выдаст отказ на отключение, УРОВ отключит следующий, во избежание аварии. Больше информации об УРОВ можно узнать из нашего обзора.

Это интересно: УЗО — устройство, принцип работы, назначение

1.6. Источники оперативного тока

Оперативный ток – питает цепи дистанционного управления
выключателями, оперативные цепи релейной защиты, автоматики.

Основное
требование к источникам оперативного тока – надежность, при КЗ и ненормальных
режимах напряжение источников оперативного тока и их мощность должны иметь
достаточную величину как для действия релейной защиты,
так и для отключения выключателей.

Постоянный
оперативный ток

Источниками
данного тока являются аккумуляторные батареи напряжением 110…220 В. Для
повышения надежности сеть постоянного тока секционируется (рис1.6.1). Аккумуляторные батареи обеспечивают питание
независимо от состояния основной сети и являются самым надежным источником
питания. К недостаткам можно отнести высокую стоимость, необходимость в
зарядных агрегатах, сложную сеть постоянного тока.

Рис. 1.6.1

Переменный оперативный ток

Источниками служат измерительные
трансформаторы тока и напряжения, а также трансформаторы собственных нужд,
подключаемые на ток и напряжение самой сети.

Трансформаторы напряжения и
трансформаторы собственных нужд не пригодны для питания цепей релейной защиты
при КЗ – так как напряжение в сети при этом резко снижается. Могут
использоваться при ненормальных режимах: перегрузка, замыкание на землю.

Трансформаторы тока надежны для защит
от КЗ – ток при этом увеличивается, мощность достаточна для питания оперативных
цепей. Однако трансформаторы тока не обеспечивают необходимой мощности при
повреждениях и ненормальных режимах, не сопровождающихся резким увеличением
тока.

Чаще всего используется комбинированное
питание от трансформаторов тока и напряжения. Принципиальная схема блоков
питания типов БПТ представлена на рис. 1.6.2.

Рис. 1.6.2