Назначение устройств релейной защиты. Требования, предъявляемые к устройствам релейной защиты

Релейная защита.

Вопросы к экзамену.

1. Назначение устройств релейной защиты. Требования, предъявляемые к устройствам релейной защиты.

2. Электромагнитное реле. Принцип действия, ток срабатывания, регулирование тока срабатывания.

3. Максимальная токовая защита (МТЗ). Принцип действия, структурная схема. Выбор выдержек времени. Область применения, достоинства и недостатки.

4. Схема электроснабжения с использованием МТЗ.

5. Трансформаторы тока и напряжения в схеме релейной защиты.

6. Реле направления мощности.

7. Токовая отсечка.

8. Погрешности трансформаторов тока, пути их снижения.

9. Схема релейной защиты АД (Uном. АД=380 В.).

10. Газовая защита трансформаторов (принцип действия, на какие повреждения реагирует, достоинства и недостатки).

11. Виды повреждений в электроустановках.

12. Структурные части и основные элементы релейной защиты.

13. Индукционное реле.

14. Продольная дифференциальная защита линий.

15. Магнитоэлектрическое реле.

16. Схема продольной дифференциальной релейной защиты с установкой реле на обоих концах защищаемой ЛЭП.

17. Дистанционная защита (назначение, принцип действия).

18. Схема подключения цепей тока и напряжения реле сопротивления.

19. Токи небаланса.

20. Поляризованное реле.

21. Схема однорелейной токовой отсечки электродвигателя.

22. Схема дифференциальной защиты при КЗ на защищаемой ЛЭП.

23. Схема дифференциальной защиты при внешнем КЗ ЛЭП.

24. КЗ в сетях с глухозаземленной нейтралью.

25. КЗ в сетях с изолированной нейтралью.

26. Дифференциальное реле тока.

27. Структурная схема релейной защиты.

28. Виды устройств релейной защиты.

29. Реле сопротивления.

30. Источники оперативного тока.

Релейная защита – это часть электрической автоматики, предназначенная для выявления и автоматического отключения поврежденного электрооборудования.

Некоторые устройства релейной защиты предназначены для выявления не повреждении, а ненормальных режимов работы электрооборудования, (перегрузка трансформатора, замыкание на землю одной фазы в сети с изолированной нейтралью, выделение газов в результате разложение, трансформаторного масла в трансформаторе или понижения уровня масла в его расширителе).

Виды технологической электроавтоматики:

1. автоматическое повторное включение (АПВ)

2. автоматическое включение резервного питания (АВР - автоматический ввод резерва)

3. автоматическое регулирование возбуждения генераторов и синхронных двигателей (АРВ)

4. автоматическая регулировка батарей статических конденсаторов

5. автоматика охлаждения силовых трансформаторов

6. определения места повреждения линий электропередачи (ОМП)

Противоаварийная режимная автоматика

1. автоматическая частотная разгрузка (АЧР)

2. автоматическая регулирование частоты и активной мощности (АРЧМ)

3. дополнительная автоматическая разгрузка по напряжению (ДАРН)

4. дополнительная автоматическая разгрузка по току (ДАРТ)

Основные требования к релейной защите.

1. Быстродействие:

Современные устройства быстродействующей РЗ имеют время действия 0,02-0,1 сек.

Распредустройства 0,05-0,1,

2. Селективность:

Селективностью – называется способность РЗ выявлять место повреждения и отключать его только ближайшему к нему выключателю.

По способу обеспечения селективности все защиты разделяются на два вида:

а) защиты с абсолютной селективностью

б) и защиты с относительной селективностью

Защиты с абсолютной селективностью по принципу своего действия работают только при повреждении защищаемого элемента.

Защиты с относительной селективностью по принципу свого действия могут срабатывать при повреждениях, как защищаемого элемента, так и соседних элементов.

Защиты с относительной селективностью, как правило, выполняются с выдержкой времени, что является их недостатком.

Защиты с абсолютной селективностью выполняются без выдержки времени, что является их достоинством.

(учебник - Чернобров "РЗ Эн.систем")

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К УСТРОЙСТВАМ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

Требования к РЗ от повреждений и к РЗ, реагирующей на ненормальные режимы, имеют некоторые различия, поэтому они рассматриваются раздельно.

Требования к защите от повреждений. Защита от поврежде­ний должна удовлетворять четырем основным требованиям: действовать селективно, быстро, обладать необходимой чув­ствительностью к повреждениям и надежно выполнять свои функции.

Селективность. Селективностью, или избиратель­ностью, РЗ называется ее способность отключать только по­врежденный участок сети. Так, при КЗ в точке К1 (рис. 1.11) РЗ должна отключать поврежденную ЛЭП выключателем Q2, ближайшим к месту повреждения. При таком действии РЗ электроснабжение всех потребителей, кроме питавшихся от поврежденной ЛЭП, сохраняется. В случае КЗ в точке К2 при селективном действии РЗ должна отключаться повреж­денная ЛЭП W1, а ЛЭП W2 оставаться в работе. При этом все потребители сохраняют питание. Селективность РЗ является обязательным требованием, отступление от него допускает­ся только для обеспечения быстродействия, когда неселек­тивное отключение не влечет за собой опасных последствий.

Быстрота действия. Отключение КЗ должно произво­диться с возможно большей быстротой для ограничения разме­ров разрушения в месте повреждения, обеспечения термиче­ской стойкости оборудования, кабельных и воздушных ЛЭП, повышения эффективности АПВ ЛЭП и сборных шин, умень­шения влияния снижения напряжения на работу потребите­лей и сохранения устойчивости параллельной работы генера­торов электростанций.

Допустимое время отключения КЗ по условию сохранения устойчивости зависит от длительности и глубины снижения напряжения, характеризуемой значением остаточного напря­жения на шинах ЭС и узловых ПС, связывающих электростан­ции с ЭЭС. Чем меньше остаточное напряжение, тем вероят­нее нарушение устойчивости и, следовательно, тем быстрее нужно отключать КЗ. Наиболее тяжелыми по условиям устойчивости являются трехфазные КЗ и двухфазные КЗ на землю в сети с глухозаземленной нейтралью (см. рис. 1.2, а иг).

Для сохранения устойчивости энергосистем требуется весь­ма малое время отключения КЗ. На ЛЭП 750-1150 кВ между­фазные КЗ необходимо отключать через 0,06-0,08 с после их возникновения, на ЛЭП 330-500 кВ - за 0,1-0,12 с, на ЛЭП 110-220 кВ - за 0,15-0,3 с.

В качестве приближенного критерия необходимости приме­нения быстродействующих РЗ Правила устройства электро­установок (ПУЭ) [1] рекомендуют определять остаточное на­пряжение на шинах ЭС и узловых ПС при трехфазных КЗ в конце защищаемого участка. Если остаточное напряжение получается ниже 60% номинального, то для сохранения устой­чивости следует обеспечить быстрое отключение поврежде­ний, т. е. применять быстродействующую РЗ.

Приведенное выше полное время отключения КЗ t_0K скла­дывается из времени действия РЗ t₃ и выключателя t_B, разры­вающего ток КЗ t_0K = (t₃ + t_B).

Для уменьшения времени отключения КЗ необходимо уско­рять действие как РЗ, так и выключателей. Выключатели 220-750 кВ действуют с Г_в = 0,04 * 0,06 с. Наиболее быстродей­ствующие РЗ, применяемые в отечественных энергосистемах, действуют с t, = 0,02 ÷ 0,04 с.

В распределительных сетях 6-35 кВ, удаленных от основных ЭС, допускается отключение КЗ с временем 1,5-3 с. Однако и в этих сетях следует стремиться к уменьшению времени действия РЗ.

Селективные быстродействующие РЗ сложны и дороги. В целях упрощения допускают применение простых быстро­действующих РЗ, не обеспечивая необходимой селективно­сти. При этом для исправления неселективности использу­ют АПВ, быстро включающее обратно неселективно отключив­шийся участок при КЗ за его пределами.

Чувствительность. РЗ должна обладать достаточной чувствительностью при возникновении КЗ в пределах зоны ее действия. Так, например, Р31 (рис. 1.12) должна отключать по­вреждения на участке АВ (первом - основном), защищаемом Р31, и, кроме того, иметь достаточную чувствительность для действия при КЗ на следующем (втором - резервируемом) участке ВС, защищаемом Р32. Последняя функция Р31 назы­вается дальним резервированием. Такое резервирова­ние необходимо для отключения КЗ в том случае, если РЗ второго участка (Р32) или выключатель Q2 не подействуют из-за неисправности. Таким образом, РЗ, предназначенные для дальнего резервирования, должны быть чувствительны и к КЗ в конце следующего участка (ВС, рис. 1.12).

Чувствительность РЗ должна быть достаточной во всех, в том числе и в минимальных, режимах ЭЭС. Подобным режи-

мом электростанции А (рис. 1.12) будет вывод из работы одно­го или нескольких генераторов.

Таким образом, чувствительность РЗ должна быть достаточ­ной для надежного действия ее при КЗ в конце установленной для нее зоны в минимальном режиме энергосистемы и при замыканиях через переходное сопротивление R_n. Требования к чувствительности РЗ для разных защищаемых объектов при­ведены в ПУЭ.

Надежность. Требование надежности состоит в том, что РЗ должна безотказно работать при повреждении в пределах установленной для нее зоны и не должна работать неправиль­но, когда работа ее не предусматривается. Отказ в работе или неправильное действие РЗ приводят к дополнительному на­рушению электропитания потребителей, а иногда к авариям системного значения. Например, при КЗ в точке К1 (рис. 1.13) и отказе Р31 сработает РЗЗ, в результате чего дополнительно отключатся подстанции II и III, а при неправильной работе Р34 в нормальном режиме отключится ЛЭП W4, и потребители подстанций I-IV потеряют питание.

Надежность устройств РЗ обеспечивается простотой их схем, уменьшением в них количества элементов, реле, контактных соединений, простотой и надежностью применяемых конструк­ций и схем, реле, полупроводниковых элементов, качеством изготовления вспомогательной аппаратуры и монтажных ма­териалов, качеством самого монтажа и контактных соедине­ний, а также периодической проверкой исправности РЗ в про­цессе эксплуатации. Важное значение для надежности РЗ имеет автоматический и тестовый контроль за ее исправностью. Общие принципы выполнения РЗ элементов энергосистемы регламентируются ПУЭ, Руководящими указаниями по релейной защите.

Требования к РЗ от ненормальных режимов. Эти РЗ также должны обладать селективностью, чувствительностью и надеж­ностью. Быстроты действия от них, как правило, не требуется. Отключение оборудования при ненормальном режиме должно производиться только тогда, когда создается опасность его повреждения. Если устранение ненормальных режимов может произвести дежурный персонал с соблюдением t_non, РЗ от не­нормальных режимов может выполняться с действием только на сигнал.

Требования предъявляемые к реле. (курс лекций "Электрические аппараты")

Требования определяются в значительной мере назначением реле.

К реле защиты энергосистем предъявляются требования:

1.Селективность;

2.Быстродействие;

3.Чувствительность;

4.Надёжность.

Под селективностью понимается способность реле отключать только повреждённый участок энергосистемы.

Достаточно высокое быстродействие позволяет снизить последствия аварии, сохранить устойчивость энергосистемы при аварийных режимах и обеспечить высокое качество электроэнергии.

Чувствительность - это минимальное значение входного (сигнала) параметра при котором реле срабатывает.

Увеличение чувствительности позволяет улучшить качество электротехнических устройств.

Реле для защиты энергосистемы должны иметь высокую надёжность, иначе возможно развитие тяжёлых аварий и недоотпуск большого количества электроэнергии.

Дата добавления: 2015-04-24