Лекция - 1

РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТЧЕСКИХ СИСТЕМ

Содержание лекции: развитие техники релейной защиты за 100 лет, назначение релейной защиты и автоматики, системные аварии и меры по их предупреждению

Цель лекции: знакомство с этапами развития техники релейной защиты и её задач, анализ причин системных аварий.

1.1 История развития РЗА

В 1888г. выдающийся русский электротехник М.О. Доливо-Добровольский, которому принадлежит много работ и изобретений в разных областях электротехники, изобрел систему трехфазного тока. Вскоре под его руководством впервые в мире была осуществлена передача электрической энергии токами достаточно высокого напряжения (15 кВ) на большое расстояние. На гидроэлектростанции около города Лауфена (Германия) был смонтирован трехфазный генератор 300 л.с., повысительный трансформатор, линия электропередачи напряжением 15 кВ/ междуфазных, понизительный трансформатор и приемник - в виде трехфазного двигателя. Налицо были все основные элементы современных систем электроснабжения. В их числе были смонтированы и устройства защиты трехфазной линии электропередачи. История первого срабатывания первого защитного устройства трехфазной системы такова. Еще при проектировании линии электропередачи общественность высказала опасение относительно безопасности линии при каких либо ее повреждениях. Поэтому вместо предложенного М.О. Доливо-Добровольским напряжения 28 - 30 кВ было дано добро только на напряжение 15 кВ. Несмотря на это, после окончания строительства власти городов, вблизи которых проходила эта линия, запретили ее включение, потребовав дополнительных доказательств ее безопасности. И тогда автор пошел на рискованный эксперимент. После подачи напряжения, в месте пересечения этой линии с железной дорогой был искусственно оборван провод. Сразу после касания рельса проводом М.О, Доливо-Добровольский подошел к нему и на глазах многочисленных официальных представителей коснулся его голой рукой. Можно с нынешних позиций техники безопасности осуждать действия Доливо-Добровольского, но нельзя не восхищаться его смелостью и уверенностью в том, что защита, сконструированная им, отключит поврежденную линию! Трудно представить более наглядную демонстрацию необходимости защитных устройств и эффективности их действия.

Техника релейной защиты совершенствовалась с развитием энергосистемы и ростом уровня напряжений линий электропередач.

В 1922 году вошла в эксплуатацию первая линия 110 кВ Кашира-Москва. В 1932году введена в эксплуатацию первая ВЛ 154кВ (это напряжение в дальнейшем имело ограниченное примерение). В 1933 году была построена первая линия 220 кВ Нижнесвирская ГЭС - Ленинград. Первая межсистемная связь 220 кВ Днепр - Донбасс была сооружена в 1940 году. В 1959- 1968г.г. вводятся в эксплуатацию линии электропередач 330-500. Внедрение напряжения 750кВ началось свода в эксплуатацию в 1967г. опытно-промышленной электропередачи Конаковская ГРЭС-Москва. В области релейной защиты особенно сложными были вопросы осуществления полноценных защит электропередач напряжением 400-500 кВ в начале 50-х годов. Многие из передач 400-500 кВ, имея большую длину и работая с небольшими запасами устойчивости, предъявляли к релейной защите ряд жестких требований, особенно в части быстроты действия, чувствительности и неподверженности воздействиям весьма интенсивных переходных процессов, появляющихся при КЗ, включениях и отключениях таких передач. В 1984-1988г.г. впервые включены линии электропередач напряжением 1150 кВ. Начато освоение устройств релейной защиты и автоматики этих линий.

Новым направлением, зародившемся в конце 50-х годов, было производство панелей РЗА. Толчком к этому послужил запрет правительства США отгрузки панелей защит, закупленных у фирмы «Весстингауз». Чтобы недопустить срыва пуска высоковольтных линий электропередачи Чебоксарский электроаппаратный завод освоил производство необходимых панелей.

В заключение исторического обзора о развитии релейной защиты и автоматики приведем выдержку из современного учебника по релейной защите господина Элмора (США 1994г), в котором автор столь проникновенно пишет о релейной защите, что трудно оставить этот текст без внимания: «Релейная защита - постоянно изменяющаяся и расширяющаяся наука, что восхищает даже тех, кто глубоко и всеобъемлюще вовлечен в эту науку, и в первую очередь, автора этой книги». Не случайно релейщиков называют "белой костью и голубой кровью энергетики", т. e. причисляют к аристократическому сословию. Это потому, что в релейных службах задерживаются только хорошо теоретически подготовленные инженеры, способные творчески относиться к сложнейшим задачам, от правильною решения которых зависит успешная деятельность энергетических систем

1.2 Назначение релейной защиты и автоматики

При эксплуатации энергетического оборудования и электрических сетей неизбежны их повреждения и не нормальные режимы. Наиболее опасными являются короткие замыкания, повреждения изоляции и перегрузки.

Короткие замыкания возникают из-за пробоя или перекрытия изоляции, обрывов проводов, ошибочных действий персонала (включения под напряжение заземленного оборудования, отключения разъединителей под нагрузкой) и других причин.

В большинстве случаев в месте КЗ возникает электрическая дуга, термическое действие которой приводит к разрушениям токоведущих частей, изоляторов и электрических аппаратов. При КЗ к месту повреждения подходят большие токи (токи КЗ), измеряемые тысячами ампер, которые перегревают неповрежденные токоведущие части и могут вызвать дополнительные повреждения, т. е. развитие аварии. Одновременно в сети, электрически связанной с местом повреждения, происходит глубокое понижение напряжения, что может привести к остановке электродвигателей и нарушению параллельной работы генераторов.

В большинстве случаев развитие аварий может быть предотвращено быстрым отключением поврежденного участка электрической установки или сети при помощи специальных автоматических устройств, действующих на отключение выключателей, и. получивших название релейная защита.

При отключении выключателей поврежденного элемента гаснет электрическая дуга в месте КЗ, прекращается прохождение тока КЗ и восстанавливается нормальное напряжение на неповрежденной части электрической установки или сети. Благодаря этому минимизируются, или даже совсем предотвращаются повреждения оборудования, на котором возникло КЗ, а также восстанавливается нормальная работа неповрежденного оборудования.

Дата добавления: 2014-01-07