ЛЗШ – логическая защита шин, принцип действия, назначение, реализация. Логическая защита шин принцип действияпринцип действия, схема, реализация, видео
Почему именно ЛЗШ является наиболее эффективной защитой для этой части РУ? Рассмотрим возможные варианты ликвидации КЗ на шинах. Первый вариант – применение дифференциальной защиты. Для ее реализации потребуются дополнительные обмотки трансформаторов тока на всех присоединениях секции. Их нужно соединить с дифференциальным реле, задача которого – в момент КЗ сложить токи, входящие на шины от фидеров питания и токи на отходящих присоединениях. В случае превышение током небаланса величины уставки реле дает команду на отключение. Система получается очень сложной, но со сложностью падает ее надежность. К тому же трансформаторы тока с дополнительными обмотками дороже. Накладываются ограничения по проверкам РЗА присоединений: при случайной подаче тестового тока на него защита сработает ложно. Вариант с использованием неполной дифференциальной защитой шин тоже не является достаточно эффективным. Он отличается от предыдущего тем, что используются трансформаторы тока только питающих линий и мощных потребителей. Но его применение, ко всему прочему, сильно ограничено. Следующая возможность защитить шины – МТЗ питающих линий. В принципе, его и выполняют в подавляющем большинстве случаев. Но у этого вида защиты есть существенный недостаток. Для отстройки МТЗ от коротких замыканий на отходящих присоединениях ее выдержка времени должна быть больше, чем у МТЗ потребителей. На практике это 1 – 3 секунды. С увеличением тока КЗ каждая секунда его действия становится фатальной для электрооборудования. Чем дольше горит дуга, тем больше разрушений она приносит. Из чего состоит ЛЗШЭлементы логической защиты шин не сосредоточены в одном месте. Это система, объединяющая терминалы защит питающих и отходящих линий.
Терминалы секционных выключателей получают сигнал блокировки ЛЗШ от присоединений обоих секций, которые они соединяют. Для этого используются разные дискретные входы. Схемы организации ЛЗШ
Поведение ЛЗШ при внешнем КЗПри внешнем коротком замыкании запускается МТЗ присоединения, на котором оно произошло. Естественно, отключение произойдет по истечении выдержки по времени, предусмотренной для данного тока замыкания. Но, при наличии ЛЗШ, терминал выполнит еще одну задачу: выдаст сигнал ее блокировки. Он поступит на терминалы фидеров, питающих секцию. На этих терминалах, если произойдет срабатывание МТЗ, запустится ЛЗШ. Именно в них она настроена на отключение, на отходящих элементах оно не нужно, их задача – только передача сигнала о том, что КЗ находится в их зоне действия, и они готовы его ликвидировать. Появление сигнала блокировки приведет к тому, что ЛЗШ на терминалах питающих линий остановится, и отключения не произойдет. В случае отказа МТЗ отходящей линии короткое замыкание будет устранено МТЗ питающего фидера или УРОВ. За отказ ЛЗШ не отвечает. Работа ЛЗШ при КЗ на шинахЕсли короткое замыкание произошло на шинах РУ, сигнала блокировки от отходящих линий не поступит, так как ток КЗ через них не проходит. Запуск МТЗ питающих шины линий при отсутствии сигнала блокировки приведет к мгновенному действию ЛЗШ на отключение присоединений. Причем отключатся независимо друг от друга все выключатели, через которые в данный момент осуществляется питание. Если помимо ввода включен секционный выключатель, то ЛЗШ сработает и на нем. Защита носит название логической именно потому, что ее работа связано с анализом места КЗ в системе: если ни один терминал отходящей линии не видит замыкание, значит – оно на шинах. Зона, охваченная защитой, ограничивается местами установки трансформаторов тока всех присоединений секции. В этом она похожа на дифференциальную защиту шин, реализованную классическим образом. При срабатывании ЛЗШ формируется сигнал запрета АВР на поврежденную секцию. Надежность ЛЗШВ отличие от других защит, ЛЗШ редко срабатывает при проверках РЗА персоналом электролабораторий. При работе на отходящих присоединениях сигнал блокировки, хоть и поступает на входы терминалов линий питания, но вреда не приносит. Возможен только отказ в работе при совпадении фактора наличия проверочного тока на отходящем фидере и реальном КЗ на шинах, но вероятность такого казуса невелика. При проверке РЗА питающей линии тем более ничего не произойдет. Если на шины приходит питание через секционный выключатель или другую линию питания, то их логические защиты работают независимо от проверяемой линии питания, достучаться до них оттуда нереально. Этим ЛЗШ выгодно отличается от дифференциальных защит, работая в зоне действия которых можно ошибочно устроить масштабную техногенную аварию. Отказы в работе ЛЗШ связаны, в основном, с короткими замыканиями на выводах трансформаторов тока. Дифференциальные защиты шин определяют КЗ на них с помощью реле, установленных в каждой фазе. Любое из реле, сработав, даст команду на отключение. В случае же с ЛЗШ наоборот: если через трансформатор тока любой из фаз отходящего фидера пойдет ток КЗ, сформируется сигнал блокировки. Поэтому, если при КЗ в комплектной ячейке дуга перескочит за выводы трансформатора, произойдет отказ ЛЗШ. И замыкание будет устранено только с выдержкой времени МТЗ питающего фидера. pue8.ru Логическая защита шин – Схемы
Как вы уже знаете из первой части, для работы ЛЗШ требуется, чтобы терминалы защиты вводов и секционного выключателя получали информацию о пусках защит отходящих присоединений. Для этого все терминалы защиты на подстанции должны быть соединены медными проводами или, для подстанций нового поколения, горизонтальными каналами связи. Мы будем рассматривать стандартные схемы соединения терминалов РЗА — с использованием проводов и шинок. Существует две основных схемы организации ЛЗШ — параллельная и последовательная. Обсудим каждую из них.
Контакты пуска защит отходящих присоединений и СВ соединены параллельно друг другу (отсюда и название схемы) и подключены к общей шинке «Блок. ЛЗШ» (ELZB). Шинка «Блок. ЛЗШ» (ELBZ1) подключается к дискретному входу терминала защиты ввода. Такие же шинки от защит присоединения подключаются к дискретным входам терминала защиты СВ. Логика работы при этом следующая: Для ЛЗШ ввода
Для ЛЗШ СВ (работа в послеаварийном режиме, через один ввод и СВ) Здесь все то же самое, только на один контакт меньше (исключается пуск защит самого СВ) и шинка своя — ELBZ2.1(2). ЛЗШ СВ должна блокироваться от присоединений и первой и второй секции шин. Поэтому можно либо использовать два дискретных входа защиты СВ и две шинки ЛЗШ СВ (по одной от присоединений каждой секции) как показано на Рис.1, либо выполнить объединенную шинку и подключить ее к одному дискретному входу блока СВ. В первом варианте подключение более удобное и информативное, особенно при расследовании аварии (просмотр журналов аварии защит СВ). Второй вариант позволяет “съэкономить” вход в терминале СВ, что полезно при использовании небольших терминалов защит. Однако, помните, что чем больше контактов входит в общую цепь ЛЗШ, тем менее надежна вся система в целом. Это справедливо и для параллельной и для последовательной ЛЗШ. Решение о применении той или иной схемы принимает проектировщик.
Здесь контакты пуска защит присоединений и СВ (для ЛЗШ ввода) идут последовательно, друг за другом, причем это уже нормально замкнутые контакты. Вся эта цепочка также подключается на дискретный вход блока защиты ввода. В этой схеме блокировка ЛЗШ ввода формируется не по наличию, а по отсутствию напряжения на входе блока! В нормальном режиме на входе терминала ввода присутствует «+». Если происходит пуск защит присоединения или СВ, то его контакт меняет свое положение на открытое и разрывает общую цепь. В этом случае блокируется ЛЗШ ввода (ускоренная ступень). Последовательная схема ЛЗШ позволяет контролировать цепь на обрыв. Это ее главное преимущество перед параллельной схемой. Если происходит обрыв цепи ЛЗШ, то блок защиты ввода фиксирует пропадание напряжения на своем входе. Если при этом не происходит пуска токовых защит ввода, то значит это обрыв, а не сигнал блокировки, и через некоторое время блок защиты ввода выдает сигнал «Неисправность ЛЗШ». Чувствительность защит Для ЛЗШ, как, впрочем, для любой защиты с пусковыми токовыми органами, важно согласование чувствительности смежных защит (ввода и СВ, ввода и отходящих присоединений, СВ и отходящих присоединений). Это значит, что защита ввода не должна быть более чувствительна, чем любая из защит отходящих присоединений. На первый взгляд, довольно странное замечание, но не забывайте, что при коротком замыкании через присоединение протекает только ток КЗ, а через ввод — ток КЗ и еще ток оставшейся нагрузки. Если вы не учтете этот ток нагрузки, то защита ввода может пуститься, а защита присоединения — нет (особенно для КЗ через переходное сопротивление или КЗ на смежном участке). В этом случае получим ложное отключение всей секции от ЛЗШ. О том, как правильно выбирать уставки МТЗ см. здесь Организация питания цепей ЛЗШ
Обратите внимание, что на Рис.3 представлен вариант организации ЛЗШ СВ через общую шинку и один дискретный вход. 2. Есть также вариант запитывать цепи ЛЗШ от отдельного автомата
Такой вариант позволяет использовать всего один контакт пуска защит присоединений, а не два! Таким образом вы уменьшаете количество задействованных контактов терминалов и уменьшаете общее количество цепей на подстанции. Однако, у данного варианта тоже есть недостатки:
А какой вариант схемы применяете вы? Пишите в комментариях pro-rza.ru автоматика и расшифровка, РЗА для чайников, классификация реле, дистанционная и защита шин
Особенности: релейная защита и автоматикаСозданная в энергосистеме на основе регулярного совершенствования автоматика и служба релейной защиты, или иными словами РЗА, регулирует дополнительно многие другие сложные процессы. А именно такие как:
Довольно сложная первоначальная конструкция, выполненная на основе электромеханических изделий, постоянно совершенствуется. Для работы защиты вводятся принципиально новые технологические разработки. Их объединяет практически неизменный алгоритм происходящих процессов, каждый из которых изменяется и совершенствуется для каждого конкретного случая. Ответственный подход к безопасности и надежности применение электроэнергии обозначило основные требования, которым должна соответствовать система РЗИА. Однако, стоит отметить, что такое устройство также относится к техническим и обладает возможностью нарушения работоспособности. Нарушение работы системы возможно при:
Для исключения вероятности отказов в процессе эксплуатации осуществляется разработка проекта, монтирование и автоматизация обслуживания оборудования релейной защиты с учетом всех разработанных требований. Устройства базовой защиты объединяют между собой алгоритм процессов, которые модернизируются для каждого определенного случая.
Среди основных функций защитных устройств нужно выделить такие как:
Основная функция блока наблюдения заключается в мониторинге происходящих электрических процессов в тщательно продуманной системе, на основе проведенных замеров от трансформаторов тока или напряжения. Выходные сигналы могут передаваться с логической схемы для сравнения с заданными величинами отклонений. Логическая система характеризуется тем, что именно здесь происходит сравнение входящих сигналов, граничащих с характеристиками установок. Принцип действия исполнительного блока характеризуется тем, что он постоянно находится в готовности к срабатыванию происходящих команд логического блока. При этом происходит переключение электрооборудования по заранее предусмотренному алгоритму, исключающему повреждение оборудования. Блок сигнализации отвечает за основные процессы защиты, которые происходят настолько быстро, что не успевают произойти слишком сильные изменения и нарушения. РЗА: расшифровкаРасшифровка РЗА обозначает релейный захист в современной системе электрической цепи. Среди основных элементов современной электроэнергетики можно выделить такие как:
Определить все виды релейной защиты и их назначение может только опытный инженер-релейщик, а также существует специальный учебник для начинающих и чайников. Несмотря на высокую надежность, даже при надежной, качественной защите, электрические системы рано или поздно повреждаются и приводят к возникновению различных аварийных ситуаций. Микропроцессорные системы позволяют управлять энергетическими блоками так, чтобы потребители совершенно не замечали последствий возникающих повреждений и нежелательных воздействий. Из-за недостатка времени и надобности высокой точности выполняемых действий, управление устройствами происходит при помощи систем автоматики и релейной защиты.
Это требуется, чтобы в экстремальных условиях обеспечить хорошее электроснабжение потребителей, предотвратить возникновение аварийной ситуации, уменьшить количество повреждений. Важно! Релейная защита – огромная управляющая система, при воздействии которой происходит оперативная блокировка и действие целенаправленных элементов между собой. Классификация релеСогласно СИПам реле управления включается прямо в электрическую цепь и предназначено для частных подключений. Оно относится к самым распространенным электротехническим изделиям, и широко применяются в качестве комплектующих. Классификация реле проводится по нескольким различным критериям, а именно, таким как:
Защитное реле применяется для включения и отключения защиты устройств – вентиляторов, электродвигателей и других приборов, имеющих термоконтакты. Защитительный аппарат может автоматически отключиться, если контакты разомкнутся. Повторное включение питания сети, возможно, исключительно после того, как двигатель хорошо остынет до требуемой температуры. По принципу воздействия, устройство подразделяется на:
Электрическими реле называются аппараты, приводящие в действие одну или сразу несколько управляемых электрических цепей при воздействии на него определенных электрических сигналов. Самыми распространенными считаются электромеханические реле, которые наиболее часто применяются в устройствах телемеханики, автоматики, вычислительной техники. Дистанционная защитаДистанционная защита применяется в сетях сложной конфигурации, где не могут быть использованы более простые токовые направления и защиты. Она должна быть многоступенчатой, и длина ее во многом зависит от места, где срабатывает защита. Дистанционная и земляная защита – очень сложные, состоящие из целого ряда различных элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.
Это устройство имеет:
Во время запуска системы на линии начинают срабатывать реле пускового органа и органа направления. Через контакты этих реле постоянный ток поступает на контакты дистанционных органов и обмотку реле времени, приводя ее в действие. Логическая защита шин: принцип действияЛогическая защита шин или сокращенно ЛЗШ входит в состав практически каждого микропроцессорного терминала РЗА. Основной ее задачей считается отключение короткого замыкания на шинах в течение минимально короткого времени, ограничивающегося только временем срабатывания электронной части терминала. Организация защиты может проводиться различными способами. В первом случае применяется дифференциальная защита. Для ее обустройства требуется дополнительная обмотка трансформаторов тока на всех секциях. Их нужно соединить с дифференциальным реле, основная задача которого считается в момент КЗ отключить токи, входящие на шины от фидеров питания. Защитить шины можно при подключении МТЗ питающих линий. Его устанавливают чаще всего. Однако, у этого вида защиты имеется существенный недостаток. С повышением тока КЗ с каждым мгновением его действия становится критической для электрооборудования.
Логическая защита шин характеризуется:
При коротком замыкании происходит запуск МТЗ на котором произошло нарушение. Отключение произойдет через определенное время, предусмотренного для определенного тока замыкания. При наличии ЛШЗ происходит блокировка поступающего сигнала. Она происходит на терминалах фидеров, питающих секцию. Релейная защита и автоматика (видео)Релейная защита широко применяется в самых различных системах электросети и отличается надежностью и функциональностью. Добавить комментарий6watt.ru Устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ): принцип действия, реализация, схемы
Но для обеспечения селективности отключение произойдет за более длительное время, необходимое для того, чтобы дать возможность фидеру отключиться от собственных устройств. За это время короткое замыкание принесет большие разрушения, может увеличиться в масштабах. Чтобы ускорить этот процесс, применяют один из видов противоаварийной автоматики – УРОВ. Расшифровывается это сокращение как «устройство резервирования отказа выключателя». Даже новый и надежный выключатель, управляемый микропроцессорным устройством РЗА, не застрахован от неисправностей. Причины сбоев могут быть не только в его механике или в приваривании контактов. В цепях отключения тоже могут возникнуть неполадки, создающие препятствия на пути команды от выходного реле до катушки отключения. Но и на этом перечень возможных неполадок не исчерпывается. Порой в отказах виновен человеческий фактор: выбор неправильного режима работы защиты, вывод ее из действия. Интересное видео о работе УРОВ смотрите ниже: Принцип работы УРОВУстройство входит в состав всех современных микропроцессорных терминалов, или выполняется отдельным для электромеханических защит. Его задача: выдать сигнал в случае отказа, который направляется в схему РЗА вышестоящего фидера. Например, при сбое в работе защиты отходящего от шин подстанции фидера сигнал УРОВ выдает команду отключения на выключатель линии, питающей секцию шин, а также секционного выключателя (при его наличии). Следует учесть, что в цепях отключения вводных и секционных выключателей при этом собираются воедино сигналы отключения от УРОВ от всех присоединений питаемой ими секции.
Для того, чтобы сформировался сигнал УРОВ, необходимо совпадение следующих событий:
Логика действий УРОВ предельно проста: произошло короткое замыкание, вызвавшее запуск защиты, пошла команда отключения, а сигнал от трансформаторов тока о наличии КЗ не прекращается. Значит – выключатель не отключается, или его перекрыла электрическая дуга. Непременный атрибут УРОВ – своя собственная выдержка по времени. Отсчитывается она между моментом подачи команды на отключение от основной защиты и командой на вышестоящий выключатель. Выдержка небольшая, но необходима для того, чтобы дать возможность сработать механике, ведь любой выключатель имеет собственное время отключения.
Схемы УРОВ на электромеханической базеДля реализации алгоритма УРОВ на базе электромеханических реле используется несколько методов. Самый простой: от выходного реле защит запускается реле, отсчитывающее выдержку УРОВ. В этой цепи устанавливается накладка для вывода автоматики из действия. Замкнувшиеся контакты реле времени формируют команду на отключение. Такая схема не получила широкого распространения из-за недостаточной надежности. Слишком много факторов могут приводить к ее ложному срабатыванию. Разумный выход из создавшегося положения – добавить в схему узел, контролирующий наличие короткого замыкания в сети. Простейший вариант – установка реле напряжения. Оно замыкает свои контакты в цепи при снижении линейного напряжения или реагирует на его прямую или обратную последовательность. Но иногда не чувствует существенных изменений при КЗ за трансформаторами. Эффективнее работает автоматика с контролем тока присоединения. Формирование сигнала происходит при совпадении двух факторов: срабатывании у защиты выходного реле и наличии тока через выключатель, контролируемого дополнительным токовым реле. Для еще большего повышения надежности в цепи УРОВ включаются контакты, выводящие его из действия при оперировании ключом управления. А также вводится дополнительная цепь отключения собственного выключателя командой УРОВ, не зависимая от цепей отключения от защит. В случае неправильных действий УРОВ это иногда позволяет избежать масштабных отключений, ограничившись ложным отключением выключателя своего присоединения. Но влияние человеческого фактора на ложные действия УРОВ исключить трудно. Если не будет выведена накладка (разомкнута цепь отключения), то при проверке или опробовании РЗА может возникнуть ситуация, когда отключающий импульс все же сформируется. УРОВ в составе микропроцессорных устройствТерминалы современных релейных защит по умолчанию содержат в своем составе УРОВ. Вводить его или не вводить – это проектное решение, принимаемое для конкретного случая применения. В настройках УРОВ терминала выбирается вся необходимая для ее работы конфигурация, включая уставки по времени и контролю тока. Поскольку все защиты собраны в одном корпусе и связаны между собой, работа автоматики становится более надежной. Остается только одна проблема: вывод УРОВ из работы перед проверкой защиты персоналом электролабораторий необходим в обязательном порядке. При проверке уставок срабатывания и возврата любой защиты ток, соответствующий аварийному параметру, существует на входе терминала длительное время, которого с лихвой хватает на формирование сигнала УРОВ. Поэтому вывод в ремонт и ввод в действие устройств, содержащих противоаварийную автоматику, должен производиться по заранее составленным программам. pue8.ru Дистанционная защита линий (ДЗЛ): принцип работы, ступени, схема
Представим, что от шин подстанции №1 отходит линия, питающая другую подстанцию — №2. А с шин этой следующей подстанции уходит еще одна линия. При использовании МТЗ на подстанции №1 она должна срабатывать при КЗ на первой линии, но давать возможность подействовать защите подстанции №2 при КЗ на следующей. Но при этом она должна еще и резервировать защиту второй подстанции, для чего должна подействовать и при КЗ на линии 2. Для этого время действия защит нужно установить так, чтобы на первой подстанции выдержка была больше. К тому же придется разделить логику работы МТЗ на две или более ступеней, выставив для первой из них ток срабатывания, равный расчетному току КЗ в конце первой линии.
Есть еще один вид защит, который может помочь эффективно отключить именно линию с повреждением – дифференциальная защита. Но для ЛЭП большой протяженности ее выполнить очень непросто. При использовании же МТЗ и токовых отсечек устройства защиты получаются сложными, к тому же – недостаточно эффективными. Выход из ситуации – применение дистанционных защит. Принцип действия защитыДистанционная защита (ДЗ) – название, говорящее о том, что она реагирует на расстояние до точки короткого замыкания. А если говорить точнее: логика ее работы зависит от места расположения точки замыкания, которое и определяет защита. Делает она это с помощью устройств, называемых реле сопротивления. Их задача: косвенным образом измерить сопротивление от места расположения защиты до точки короткого замыкания. А для этого, по закону Ома, ей требуются не только ток, но и напряжение, получаемое от установленного на шинах подстанции трансформатора напряжения. Реле сопротивления срабатывает при условии:
Здесь Zуст – уставка сопротивления срабатывания реле. Измеряемая величина является фиктивной, так как в некоторых режимах работы (например, при качаниях) ее физический смысл, как сопротивления, теряется. Уставок срабатывания, а, следовательно, и реле сопротивления у ДЗ, как правило, не менее трех. Защищаемая область делится на участки, называемые зонами. Время срабатывания для каждой из зон свое. А уставка реле сопротивления равна сопротивлению до точки КЗ в конце соответствующей зоны. Для пояснения вспомним пример с подстанциями и линиями.
Уставка первой зоны ДЗРассчитывается так, чтобы она защищала только свою отходящую линию. Но не до самого конца, а с учетом погрешности измерения сопротивления – 0,7-0,85 ее длины. При срабатывании первой зоны ДЗ линия отключается с минимально возможной выдержкой времени, так как КЗ находится гарантированно на ней. Вторая зона ДЗРезервирует отказ защиты следующей подстанции. Для чего она реагирует на КЗ в конце линии №2. И первая зона ДЗ для выключателя второй линии от подстанции №2 выставлена на сопротивление до той же самой точки КЗ, но уже от шин этой подстанции. Но выдержка времени 2 зоны ДЗ подстанции №1 больше, чем 1 зоны ДЗ подстанции №2. Этим обеспечивается требуемая селективность: выключатель второй линии от подстанции №2 отключится раньше, чем отработает реле времени защиты на подстанции №1. Третья зона ДЗНеобходима для резервирования защиты следующей линии, если она есть в наличии. Дополнительного количества зон не предусматривается. Интересное видео о настройке дистанционной защиты смотрите ниже: Устройство и работа комплекта дистанционной защиты.Тем не менее, на одних реле сопротивления и реле времени такую защиту не выполнить. На практике она включает в себя несколько функциональных блоков. Пусковые органы ДЗЭто токовые реле или реле полного сопротивления. Их задача: определить наличие КЗ в защищаемой цепи и запустить работу остальных устройств защиты. Дистанционные органы.Набор реле сопротивления для определения зоны срабатывания и дистанции до места КЗ. Устройство, формирующее выдержки времени для зон защиты. Это – обычные реле времени. Реле направления мощностиНа самом деле он применяется редко, так как реле сопротивления конструктивно обладают собственной диаграммой направленности, не позволяющей срабатывать защите при КЗ «за спиной». В итоге исключается срабатывание защиты при замыканиях в направлении, противоположном защищаемой линии. Органы блокировокОдно из которых — защита от исчезновения напряжения. При неисправностях цепей ТН ДЗ выводится из действия. Следующая блокировка работает при качаниях в системе. При их возникновении обычно происходит снижение напряжения на шинах и увеличение тока в защищаемых линиях. Эти изменения воспринимаются дистанционными органами защиты как уменьшение сопротивления, из-за чего также не исключена ложная работа защиты.
Применение дистанционной защитыДистанционная защита используется в сетях с питанием от двух и более источников. Это линии связи напряжением 35, 110 кВ и выше, по которым осуществляется транзит электроэнергии. Особенно эффективна и незаменима ДЗ в кольцевых схемах энергоснабжения, применение которых очень часто для единой энергетической системы страны. Для всех сетей, где установлена ДЗ, она является основной защитой. Конструкция ДЗ на электромеханической базе предполагает наличие большого количества элементов: обычных реле, трансформаторов. Для ее размещения выделяется целая панель. Современные же варианты микропроцессорных защит умещаются в одном терминале, соседствуя с другими их видами, а также – возможностью фиксирования срабатываний защит, работы блокировок, запись осциллограмм аварийных процессов. Совмещением нескольких устройств в одном терминале обеспечивается не только компактность, но и удобство в эксплуатации релейной защиты линии. Ещё одно интересное короткое видео об анализе работы дистанционной защиты: pue8.ru Дифференциальная защита шин - краткое описание и принцип работы
ДЗШ позволяет также снизить негативный эффект при:
Если в защищаемых объектах отсутствует КЗ, то дифференциальный ток в идеальных условиях должен быть равен нулю. В реальных условиях протекает ток небаланса, который может быть вызван разными коэффициентами трансформации ТТ, устройствами защиты и др. факторами. При возникновении КЗ ток в цепи ДЗШ увеличивается, в результате чего отключаются присоединения, питающие КЗ. Главные достоинства такой системы защиты — это большая скорость срабатывания и селективность отключения. Кроме того, ДЗШ проста в реализации и срабатывают при любых видах КЗ. Среди недостатков дифференциальной защиты находится возможность срабатывания, если происходит обрыв соединительных проводов. Чтобы избежать ложного срабатывания, ток срабатывания устанавливается немного превышающим рабочий ток наиболее мощного присоединения. Чаще всего ДЗШ используется для обеспечения безопасности на подстанциях с двойной системой шин, которые у нас наиболее распространены, причём используется одна ДЗШ для обоих систем, также как и в одиночной системе шин. В ДЗШ входят следующие исполняющие элементы:
Дифференциальная защита является основной для шин. Для повышения надёжности защиты используются следующие методы:
pue8.ru Лекция 10. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА СБОРНЫХ ШИНПлан 10.1Защита шин 10.2Дифференциальная защита шин 10.3Мероприятия по повышению надежности ДЗШ 10.1 Защита шинПовреждения на шинах подстанций электрических сетей и электростанций высокого и сверхвысокого напряжений могут быть отключены резервными РЗ, установленными на противоположной стороне элементов, подключенных к этим шинам (рис. 2.36). Однако резервные РЗ в подобных случаях работают со значительными выдержками времени tрез.з и не всегда обеспечивают селективное отключение поврежденных шин. В то же время КЗ на шинах по условиям устойчивости энергосистемы и работы потребителей требуют быстрого отключения. Характерным примером неселективного действия резервных РЗ ЛЭП может служить подстанция с двумя выключателями на каждом присоединении (рис. 2.36). При КЗ, например, на первой (7) системе шин (СШ) РЗ 1 и 2 отключают соответствено выключатели Q1 и Q2, лишая питания обе СШ (I и II), хотя при данной схеме соединений имеется возможность сохранить в работе всю подстанцию, отключив только выключатели Q3 и Q4. Такая л иквидация повреждения может быть обеспечена только с помощью специальной РЗ шин. Для прекращения КЗ на шинах их РЗ должна действовать на отключение всех присоединений, питающих шины. В связи с этим специальные РЗ шин приобретают особую ответственность, так как их неправильное действие приводит к отключению целой электростанции или подстанции либо их секций. Поэтому принцип действия РЗ шин и их практическое выполнение (монтаж) должны отличаться повышенной надежностью, исключающей возможность их ложного срабатывания. Рисунок 10.1 – Схема подстанции с двумя выключателями на каждом присоединении. Выключатели, отключаемые защитой при КЗ на первой (I) системе шин заштрихованы В качестве быстродействующей и селективной РЗ шин получила распространение защита, основанная на дифференциальном принципе. 10.2 Дифференциальная защита шинДифференциальная РЗ шин (ДЗШ) основывается на том же принципе, что и рассмотренные ранее дифференциальные РЗ ЛЭП, трансформаторов и генераторов, т. е. на сравнении значений и фаз токов, приходящих к защищаемому элементу (в данном случае к шинам ПС) и уходящих от него. Для питания ДЗШ на всех присоединениях устанавливаются ТТ с одинаковым коэффициентом трансформации Ki (независимо от мощности присоединения). Дифференциальное реле 1 подключается к ТТ всех присоединений, так чтобы при первичных токах, направленных к шинам, в нем проходил ток, равный сумме токов всех присоединений, т. е. Iр = E Iпр. Тогда при внешних КЗ E Iпр = 0 и реле не будет действовать, а при КЗ в зоне (на шинах) EIпр равна сумме токов КЗ, притекающих к месту повреждения, и ДЗШ работает. Первичные обмотки всех ТТ подключаются к шинам одноименными зажимами; все вторичные обмотки ТТ 64 соединяются параллельно одноименной полярностью, и к ним подключается реле 1. При внешнем КЗ ток КЗ I 4, идущий от шин к месту КЗ по поврежденной ЛЭП W4, равен сумме токов, притекающих к шинам от источников питания (по линиям W1, W2, W3): (10.1) Из токораспределения, показанного на рис. 10.1, видно, что вторичные токи I1в, I2ви I3в, соответствующие первичным токам, притекающим к шинам, направлены в обмотке реле противоположно вторичному току I4в (первичный ток которого утекает от шин). Защита не будет действовать при условии, что ток срабатывания реле будет больше максимального тока небаланса, возникающего при Iк.max во время внешнего КЗ: Ic.p> Iнб мах. При КЗ на шинах по всем присоединениям, имеющим источники питания (генераторы), ток КЗ направляется к месту повреждения, т.е. к шинам подстанции. Вторичные токи направлены в обмотке реле одинаково, поэтому ток в реле равен их сумме: При КЗ на шинах ДЗШ реагирует на полный ток IК в месте КЗ. Защита будет действовать, если Iк > Iс.з. В нормальном режиме сумма токов, приходящих к шинам, всегда равна сумме токов, отходящих от шин, поэтому ток в реле равен нулю: /р = 0.Из-запогрешности ТТ в реле появляется ток небаланса, который невелик в нормальном режиме и увеличивается при внешнем КЗ. 10.3 Мероприятия по повышению надежности и чувствительности ДЗШОграничение тока небаланса. Ток небаланса может вызвать неправильную работу РЗ, поэтому принимаются меры к ограничению его значения. Для уменьшения тока небаланса необходимо уменьшить разность между намагничивающим током I4нам ТТ на поврежденном присоединении, по которому проходит наибольший ток КЗ, и суммой намагничивающих токов I1нам + I2нам + I3нам остальных присоединений (W1, W2, W3). I нам ТТ зависит от значения его вторичной ЭДС Е2 (рис. 2.37). Чем больше ток КЗ, проходящий через ТТ, тем больше Е2, а следовательно, и ток Iнам. При внешнем КЗ наибольший ток проходит через ТТ поврежденного присоединения, поэтому его Iнам и погрешность максимальны. По ТТ остальных присоединений проходит лишь часть этого тока, благодаря чему их токи намагничивания значительно меньше. Особенно неблагоприятным является такое соотношение вторичных ЭДС, при котором ТТ поврежденного присоединения работают в насыщенной части (точка 4 на рис. 2.37), а все остальные – в прямолинейной части характеристики намагничивания (точки 1, 2 и 3). При этих условиях разница токов намагничивания имеет наибольшее значение. Поэтому для уменьшения небаланса нужно обеспечить условия, при которых все ТТ работают при внешних КЗ в ненасыщенной части характеристики. Рисунок 10.2 – Характеристика намагничивания трансформатора тока дифференциальной защиты С этой целью необходимо: а) применять однотипные ТТ, у которых насыщение происходит при возможно больших токах Iк; наилучшими с этой точки зрения являются ТТ класса Р(Д), которые и рекомендуется применять для ДЗШ; б) уменьшать кратность тока Iк к номинальному току ТТ, увеличивая их коэффициент трансформации К1;в) уменьшать нагрузку на ТТ, уменьшая ZH и вторичный ток Iв; первое достигается за счет увеличения сечения и сокращения длины соединительных проводов, а второе – применением одноамперных ТТ или вспомогательных трансформаторов, понижающих ток в соединительных проводах. Выбор ТТ и определение допустимой нагрузки Zн на них производится по кривым предельной кратности токов при 10%-нойпогрешности. Отстройка дифференциальных реле от тока небаланса. Для улучшения отстройки от повышенных токов небаланса в неустановившемся режиме, когда они могут достигать больших значений за счет влияния апериодической составляющей тока КЗ, сильно намагничивающей сердечник ТТ, в ДЗШ, так же как и в других дифференциальных РЗ, применяются реле с насыщающимися ТТ. Последние не пропускают в реле апериодическую составляющую Iнб. Защита выполняется с помощью реле типа РНТ-565 – при одинаковых коэффициентах трансформации ТТ или типаРНТ-567– в схемах с ТТ, имеющими разные коэффициенты трансформации. Реле РНТ567 имеет две независимые рабочие обмотки W1 и W2 и выполняется в двух модификациях – на 5 и 1 А вторичного тока. Разработана схема более совершенной ДЗШ с торможением типа ДЗШТ, которая обеспечивает лучшую отстройку от 1нб при внешних КЗ и может применяться, когда простая ДЗШ не удовлетворяет требованиям чувствительности. Контроль исправности токовых цепей. В случае обрыва или шунтирования фазы вторичной цепи ТТ одного из присоединений ток от оборванной или зашунтированной фазы не поступает в дифференциальные реле, в результате чего ДЗШ может неправильно сработать и отключить всю подстанцию или электростанцию.Для предупреждения неправильной работы ДЗШ под влиянием тока нагрузки оборванной фазы дифференциальные реле отстраиваются от тока нагрузки наиболее загруженного присоединения. Кроме того, в нулевом проводе дифференциальных реле устанавливается чувствительное токовое реле КАО, которое, срабатывая, при обрыве или шунтировании фазы вторичной цепи с выдержкой времени выводит ДЗШ из действия и подает предупредительный сигнал. Реле КАО дополняется миллиамперметром Ртп А, при помощи которого можно обнаружить не только обрыв, но и ухудшение контакта в цепикакой-нибудьфазы или витковое замыкание в ТТ, вызывающее увеличение тока небаланса в нулевом проводе. Контрольные вопросы 1.Виды защит сборных шин и требования к ним. 2.Дифференциальная защита сборных шин. Выбор тока срабатывания. 3.Мероприятия по повышению надежности дифференциальной защиты шин. 4.Схемы дифференциальных защит шин. 5.Защита сборных шин с помощью отсечки и дистанционной защиты. 6.Защита сборных шин с трансформаторами тока, имеющими повышенную погрешность. studfiles.net |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
Логическая защита шин в настоящее время входит в состав практически любого микропроцессорного терминала РЗА. Ее задача – отключить короткое замыкание на шинах РУ за минимально возможное время, ограничивающееся только собственным временем срабатывания электронной части терминала. Обычно это от 0,1 до 0,15 с.
Отходящие линии при запуске собственных защит (обычно – МТЗ), формируют сигнал блокировки ЛЗШ. Для этого на каждом из них выделяется по одному дискретному выходу. Сигналы от всех отходящих линий секции поступают на дискретные входы терминалов фидеров питания. Для передачи используется система шин питания и управления, входящая в состав любого современного распределительного устройства. На этом, собственно, вся конструктивная часть и заканчивается. Остается выставить правильные настройки ЛЗШ на всех терминалах, задать назначение дискретных входов и выходов.
В данной статье поговорим о принципах действия ЛЗШ, вариантах организации ее цепей, а также обсудим применяемые при проектировании схемы и их преимущества и недостатки
Релейная защита позволяет обеспечить нормальное функционирование электрической сетиПервые эксперименты с электричеством и обустройством цепей для прохождения постоянного тока сопровождались неисправностями и короткими замыканиями. В результате этого приобретались знания и опыт, определялась закономерность протекающих процессов. В основу работы защиты был положен принцип реле. Это устройство постоянно отслеживают определенный электрический параметр сети, а при достижении критических значений срабатывают.
Релейная защита и автоматика регулирует многие сложные процессы
Релейная защита – огромная управляющая система, при воздействии которой происходит оперативная блокировка и действие целенаправленных элементов между собой
Дистанционная защита имеет функцию выдержки времени
Логическая защита шин отличается высокой надежностью и хорошим качеством
Одно из обязательных требований к релейной защите – возможность резервирования отдельных защит в случае их отказа. Для этого, в случае невыполнения отключения аварийного режима собственной защитой присоединения должна сработать другая. Эта другая защита обычно отключает участок шин подстанции, к которому подключен неисправный фидер.
Для защиты тупиковых кабельных или воздушных линий с односторонним питанием достаточно максимально-токовой защиты или токовой отсечки. Но, если эти линии подключены последовательно друг за другом или соединяют между собой несколько источников питания, невозможно выполнить такие защиты селективными.
А теперь предположим, что с противоположной стороны линию №2 питает еще один источник энергии, не зависимый от первого. Теперь задача усложняется: токи короткого замыкания изменяются. К тому же МТЗ линий потребуется выполнить направленными.
Для того чтобы снизить негативные последствия влияния КЗ на потребителей тока необходимо обеспечить выключение участка, где произошло КЗ, за минимально возможное время. Для защиты шин обычно применяется дифференциальная защита, принцип работы которой основан на сравнении фаз и величин токов в присоединениях шин. В цепи защиты при нормальном режиме работы системы шин протекает только ток небаланса. В случае возникновения КЗ по цепи ДЗШ начинает протекать ток КЗ, при этом защита срабатывает на выключение реле шин, питающих КЗ.
