Релейная защита и автоматика

План.

ТЕМА (6 час)

1.1. Схемы распределительных устройств (РУ) высокого напряжения. Требования к схемам.

1.2. Схемы РУ блочного типа, мостики, кольцевые.

Схема должна удовлетворять следующим основным положениям: обеспечивать необходимую надежность питания потребителей, быть простой и удобной в эксплуатации за счет применения конструкций без сбор­ных шин и выключателей на первичном напряжении и с преимущественной установкой трансформаторов вблизи ЭП; все элементы схемы должны находиться в работе и иметь такие параметры, чтобы при аварийном выходе из строя какого-либо основного элемента (линия, трансформатор) оставшиеся в работе могли принять на себя полностью или частично нагрузку отключившегося эле­мента с учетом допустимой перегрузки в послеаварийном режиме; учитывать перспективы развития предприятия для обеспечения возможности подключения дополнительных мощностей без коренной реконструкции сети, возможность замены трансформаторов на более мощные в пределах одной ТП, а также за счет строительства дополнительных линий и ТП. Одновременно схема должна обеспечивать надежную защиту и автоматическое восстановление пита­ния потребителей с помощью средств автоматики, позво­ляющих быстро осуществлять резервирование отдельных элементов, обеспечивать возможность свободного проведе­ния ремонтных и противоаварийных работ; иметь склад­ской (централизованный) резервный трансформатор для его использования на нескольких ТП при условии быстрой его замены; обеспечивать наименьшие потери мощности и электроэнергии в сети путем максимального приближе­ния ИП высокого напряжения к установкам потребителей, благодаря чему сводится к минимуму число ступеней промежуточной трансформации.

При построении схемы должно проводиться глубокое секционирование шин на всех ступенях трансформации, включая цеховые РП, раздельное питание нагрузок, позволяющее снизить токи КЗ, выбрать облегченные конструкции электрических аппаратов и упростить схемы релейной защиты. Учитывая эти требования, схему электроснабже­ния промышленного предприятия можно выполнить в не­скольких вариантах, из которых следует выбрать оптимальный с наименьшими затратами (§ 1.6). Основным условием сравнения вариантов схемы является их одинаковая надежность электроснабжения потребителей промышленного предприятия

Наимено- вание схемы	Условное изображение схемы	Область применения
В РУ напряже-нием	Другие условия
1-Блок (линия- трансфор-матор) с разъе-динителем		35-220 кВ	Тупиковые однотрансформа-торные ПС при их питании короткой линией не имеющей ответвлений.
3Н-Блок (линия- трансфор-матор) с выключа-телем		20-500 кВ	Тупиковые или ответвительные однотрансформа-торные ПС при необходимости автоматического отключения поврежденного Т от ВЛ, питающей несколько ПС. В схеме пускового этапа РУ (с переходом при дальнейшем развитии к более сложной схеме).
4Н-Два блока с выключа-телями и неавтома-тической перемыч-кой со стороны линий		35-220 кВ	Тупиковые или ответвительные двух-трансформаторные ПС питаемые по 2-м ВЛ.
5Н-Мостик с выключа-телями в цепях линий и ремонтной перемыч-кой со стороны линий		35-220 кВ	Проходные двух- трансформаторные ПС с двухсторонним питанием при необходимости сохранения в работе двух трансформаторов при КЗ (повреждении) на ВЛ в нормальном режиме работы ПС (при равномерном графике нагрузок).

5АН-Мос-тик с выключате-лями в цепях трансфор-маторов и ремонтной перемыч-кой со стороны трансфор-маторов		35-220 кВ	Проходные двух- трансформаторные ПС с двусторонним питанием при необходимости сохранения транзита при к.з. (повреждении) в трансформаторе, при необходимости отключения одного из трансформаторов в течение суток (неравномерный график нагрузок).
6-Заход-выход		110-220 кВ	Проходные или ответвительные однотрансформа-торные ПС с двусторонним питанием, начальный этап более сложной схемы.
6Н-Треуго-льник		110-750 кВ	Для РУ 110-220 кВ однотрансформа-торных ПС. Данная схема является альтернативой схеме 6 (заход-выход). Для РУ 330-750 кВ используется как начальный этап более сложных схем.
7-Четырех-угольник		110-750 кВ	Для двух-трансформаторных ПС питаемых по 2-м ВЛ, при необходимости секционирования транзитной ВЛ. Может применять-ся в качестве начального этапа схемы «трансфор-маторы-шины». Схема является альтернативой схемам «мостиков» и по многим показателям является предпочтительной.
8-Шести-угольник		110-330 кВ	Для двух- трансформаторных узловых ПС с 4-я ВЛ или с другим соотношением из 6 присоединений.
9-Одна рабочая секциони-рованная выключате-лем систе-ма шин		20-220 кВ	Для ПС с наличием парных ВЛ и ВЛ, резервируемых от других ПС, нерезервируемых ВЛ, но не более одной на секцию, при отсутствии требований сохранения в работе всех присоединений при выводе в ревизию секции шин.

9Н-Одна рабочая секциони-рованная по числу трансформаторов система шин с подключе-нием трансфор-маторов к секциям шин через развилку из выключате-лей

  110-220 кВ

Тоже, что и для схемы 9 и при повышенных требованиях к сохранению в работе силовых трансформаторов.

9АН-Одна рабочая секциони-рованная система шин с подключе-нием ответствен-ных присое-динений через «полутор-ную» цепочку

 

  110-220 кВ

Тоже, что и для схем 9 и 9Н и при повышенных требованиях к сохранению в работе особо ответственных ВЛ и трансформаторов.

12-Одна рабочая секциони-рованная выключа-телем и обходная системы шин

  110-220 кВ

В РУ с 5-ю и более присоединениями, не допускающими даже кратковременную потерю напряжения на присоединении при плановом выводе выключателей из работы. В РУ с устройствами для плавки гололеда. При наличии других обоснований.

12Н-Одна рабочая секциони-рованная выключате-лями и обходная системы шин с подключе-нием трансфор-маторов к секциям шин через развилку из выключате-лей

   

  110-220 кВ

Тоже, что и для схем 12, но при повышенных требованиях к сохранению в работе силовых трансформаторов. При наличии других обоснований.

13-Две рабочие системы шин		110-220 кВ	При 5 и более присоединениях, повышенных требованиях к сохранению в работе присоединений, но допускающих потерю напряжения при повреждении в зоне сборных шин на время оперативных переключений по переводу присоединений на другую систему шин; при необходимости деления сети.
13Н-Две рабочие и обходная системы шин		110-220 кВ	Тоже, что и для схем 13, но при наличии присоединений, не допускающих даже кратковременную потерю напряжения при планов выводе выключателей из работы. В РУ с устройст-вом для плавки гололеда. При реконструкции и наличии других обоснований.

14-Две рабочие секциони-рованные выключате-лями и обходная системы шин с двумя обходными и двумя шиносое-динитель-ными выключате-лями		110-220 кВ	Тоже, что и для схем 13Н мощных узловых ПС с 3-4-я трансформаторами и числом присоединений более 15. При реконструкции и наличии других обоснований.
15-Трансфор-маторы-шины с присоеди-нением линий через 2 выключа-теля		330-750 кВ	Для обеспечения 100% резервирования подключения ВЛ (через 2 выключателя). При реконструкции и наличии других обоснований.

Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна надежная работа современных энергетических систем.

Она осуществляет непрерывный контроль за состоянием и режимом работы всех элементов энергосистемы и реагирует на возникновение повреждений и ненормальных режимов. При возникновении повреждений защита выявляет и отключает от системы поврежденный участок. При возникновении ненормальных режимов защита выявляет зависимости от характера нарушения, производит операции, необходимые для восстановления нормального режима, или подает сигнал дежурному персоналу.

В современных электрических системах релейная защита тесно связана с электрической автоматикой, предназначенной для быстрого автоматического восстановления нормального режима и питания потребителей.

Основные требования, предъявляемые к релейной защите:

§ селективность;

§ быстрота действия;

§ чувствительность;

§ надежность.

Перечень защит линии с двухсторонним питанием с напряжением 220 кВ и длиной 120 км.

1. Основная – дифференциально-фазная защита от коротких междуфазных замыканий и коротких замыканий на землю типа ДФЗ-201.

2. Резервные – дистанционная от коротких междуфазных замыканий. Токовая защита нулевой последовательности типа КЗ-15.

3. Токовая отсечка.

4. Автоматика АПВ.

Блок микропроцессорной релейной защиты предназначен для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений от 0,4 до 110 кВ: воздушных и кабельных линий электропередачи, секционных и вводных выключателей распределительных подстанций, шкафов секционирования, трансформаторов, синхронных и асинхронных двигателей любой мощности.

Их устанавливают в релейных отсеках КРУ и КРУН, на панелях и шкафах в релейных залах и пультах управления электростанций, в том числе атомных, распределительных подстанций.

Функции цифровой релейной защиты:

1. Направленная или ненаправленная трехступенчатая максимальная токовая защита с комбинированным пуском по напряжению. Ускорение МТЗ.

2. Направленная или ненаправленная защита от однофазных замыканий на землю.

Рис. 5.1. Блок микропроцессорной релейной защиты

3. Защита от несимметрии и от обрыва фазы питающего фидера.

4. Индивидуальная защита минимального напряжения.

5. Логическая защита шин.

6. Дальнее резервирование отказов защит и выключателей.

7. Двукратное автоматическое повторное включение.

8. Резервирование отказов выключателя.

9. Автоматическое включение резерва с восстановлением схемы нормального режима.

10. Определение места повреждения.

11. Выполнение команд от внешних защит.

12. Выполнение команд АЧР/ЧАПВ.

13. Память аварийных событий.

14. Автоматическое осциллографирование аварий.

Дата добавления: 2015-05-08