🗊Презентация Защита и автоматика ЛЭП

Защита и автоматика ЛЭП Работу выполнил Игнатьев р.п.

Совместное действие токовых защит и устройств автоматики На линия АБ установлено АПВ (обозначение – АКS). А’1 – токовая отсечка (ТО) без выдержки времени. А1, А2, А3 – максимальная токовая защита (МТЗ). ТО А'1 без выдержки времени защищает только часть линии. КЗ в конце линии АБ отключает МТЗ. При этом время отключения недопустимо велико. Наличие АПВ позволяет расширить защищаемую зону токовой отсечки.

Допускается неселективное действие токовой отсечки. ТО срабатывает при КЗ со стороны высшего напряжения на всех защищаемых линиях. Ее ток срабатывания отстраивают только от коротких замыканий за трансформаторами подстанций Б—Г в точках K1-K3. Трансформаторы имеют свои быстродействующие защиты.

Пример. Произошло КЗ в т. К4 на п/ст. Г со стороны ВН трансформатора. Сработает ТО А’1 и защита трансформатора. Отключатся выключатели Q1 и Q4. На выключатель Q1 подается команда на его включение устройством АПВ. При КЗ в других точках линия остается в работе, если КЗ самоустраняется или поврежденным оказывается трансформатор, который отключается одновременно с линией АБ своей собственной защитой. Если КЗ устойчивое, то отсечка будет действовать вторично. Это недопустимо. Для исключения этого она после первого же срабатывания перед действием АПВ выводится из работы, а устойчивые КЗ отключаются соответст­вующими МТЗ. Сочетание неселективно действующей токовой отсечки без выдержки времени, работающей до АПВ, с максимальной токовой защитой называется токовой защитой с ускорением до АПВ.

Достоинства и недостатки Достоинства

Более просто можно выполнить защиту, если на линиях БВ, ВГ устанавливать не максимальные токовые защиты, а токовые отсечки А'2.1,А'2.3. При коротких замыканиях на одном из этих участков срабатывает не только отсечка А'1 на линии АБ, но и отсечка А'2 поврежденного участка. При этом отпадает необходимость выводить из действия ' отсечку А'1. Неустранившиеся КЗ на линии АБ отключаются с минимальным временем . Токовая отсечка на линии АБ в данном случае будет основной защитой.

Токовая защита с поочередным и нарастающим АПВ При КЗ в зоне совместного действия КЗ (III) работают обе отсечки, АПВ1, АПВ2, работает только 2-я отсечка. АПВ1 - от КЗ К1; АПВ2 - от КЗ К2; АПВ3 - от КЗ К3 С нарастающим АПВ: АПВ1 – трехкратное; АПВ2 – двукратное; АПВ3 - однократное tапв - одинаковые К5: отсечка, АПВ2, отсечка, АПВ2, отсечка окончательно отключает линию. В зоне совместного действия: обе отсечки, АПВ1, АПВ2, обе отсечки, оба АПВ, обе отсечки, АПВ1. К8: защита трансформатора и отсечка 2, АПВ2, включит линию W2 в работу.

Достоинства и недостатки Достоинства: Минимальное время отключения КЗ Недостатки: Схема сложнее, чем предыдущая и выключатели находятся в более тяжелых условиях.

Совместное действие отсечки и АПВ При К1: Q4 не может отключить линию, т.к. Iкз проходит 2 тока (ему не хватает коммутирующей мощности). Отсечка отключает Q2 → отключается линия W2 от ИП2, Q4 отключается МТЗ, АПВ включает 2ИП в работу и РП питается 2 источниками и КЗ локализовано. Отсечка отстраивается от КЗ на обмотке ВН трансформатора (К2), тогда отсечка работает на протяжении W2.

Схемы токовых защит Схемы токовых защит с вторичными реле различаются количеством трансформаторов тока, включенных в фазы защищаемого элемента (трехфазная или двухфазная), схемой соединения вторичных обмоток этих трансформаторов тока, схемой включения и количеством макси­мальных реле тока.

Для максимальной токовой защиты и токовой отсечки могут ис­пользоваться следующие схемы: неполная звезда — двухфазная двух- или трехрелейная схема, главным образом, применяется для защиты электри­ческих сетей напряжением до 35 кВ включительно, которые в нашей стране работают с изолированной или компенсированной нейтралью и малыми токами замыкания на землю; полная звезда — трехфазная двух-, трех- или четырехрелейная схема, применяется для защиты электрических сетей напряжением 110 кВ и выше, работающих с глухозаземленной нейтралью и с боль­шими токами КЗ на землю; треугольник — трехфазная схема с двумя или тремя реле, включен­ными на разность фазных токов защищаемого элемента, главным образом, трансформатора или автотрансформатора с высшим напря­жением 35 кВ и более со схемой соединения обмоток звезда — треуголь­ник. Значительно реже применяется двухфазная однорелейная схема, в которой реле включено на разность двух фазных токов.

Виды коротких замыканий и векторные диаграммы токов КЗ: а — трех­фазное; б — двухфазное фаз В и С; в — однофазное КЗ на землю фазы А в сети с глухозаземленной нейтралью 110 кВ и выше, а также в сети 0,4—0,23 кВ; г — двойное замыкание на землю фаз А и В разных точках сети, работающей с изоли­рованной или компенсированной нейтралью; д — двухфазное фаз В и С за транс­форматором со схемой соединения обмоток звезда — треугольник-11 и векторная диаграмма токов фаз А, В и С на стороне высшего напряжения (ВН) ; е — одно­фазное КЗ на землю фазы А в сети 0,4-0,23 кВ и векторная диаграмма токов фаз А, В, С на стороне ВН трансформатора со схемой соединения звезда — звезда-0.

Неполная звезда. На рис. а, в приведена схема двухступенчатой токовой защиты, состоящей из максимальной токовой защиты с двумя или тремя реле тока и токовой отсечки с двумя реле тока. Два трансформатора тока ТТЛ и ТТС включены в фазы А и С. Их вторичные обмотки соединены по схеме неполной звезды. Измерительные органы защиты — максималь­ные реле тока мгновенного действия включены в фазные провода вто­ричных цепей ТТЛ и ТТС (реле РТ1, РТ4 и РТ2, РТ5) и в обратный провод схемы (реле РТЗ). В нормальном режиме в реле РТ1 и РТ4 (рис. а) проходит вто­ричный ток фазы А (I2А), в реле РТ2, РТ5 — ток фазы С (/2 с). а в реле РТЗ — геометрическая сумма этих токов: /2в = I2A+l2c(рис. б). При угловом сдвиге между векторами фазных токов в стандартной трехфазной сети, равном 120°, значение тока фазы В равно значению токов в фазах А и С. В схеме неполной звезды (рис. а) этот ток про­ходит в обратном проводе, куда включено реле РТЗ. Таким образом, коэффициент схемы здесь K(3)cх= 1.

Принципиальная схема двухступенчатой токовой защиты на постоянном оперативном токе для сетей 3—35 кВ (схема "неполная звезда") : а — цепи пере­менного тока; б — векторная диаграмма вторичных токов /2,‘ в — цепи постоян-ного оперативного тока

Принципиальная схема максимальной токовой защиты с обратнозависимой времятоковой характеристикой на постоянном оперативном токе: а — цепи пере­менного тока; б — цепи постоянного оперативного тока; в — времятоковая харак­теристика t = f (I) реле типа РТ-80

По схеме неполной звезды выполняются двухступенчатые токовые защиты не только с мгновенными реле максимального тока, но и с реле, имеющими обратнозависимую от тока характеристику, чаще всего с реле типа РТ-80 (рис. а, б). В реле этого типа входит индукционный элемент, обеспечивающий обратнозависимую от тока времятоковую характеристику максимальной токовой защиты, и элек­тромагнитный элемент, выполняющий функции токовой отсечки мгновенного действия. На рис. в показана времятоковая характе­ристика реле РТ-80. Индукционный элемент срабатывает при токе /с,3, но при этом время действия защиты очень велико (несколько секунд). Чем ближе место КЗ и чем больше значение тока /к, тем меньше время срабатывания защиты Г. При КЗ в зоне действия отсечки, когда значение тока /к превышает ее ток срабатывания /с.0, действует элек­тромагнитный элемент и защита срабатывает без выдержки времени на отключение выключателя В поврежденной линии.

Полная звезда.

Цепи переменного тока двухступен­чатой максимальной токовой защиты и то­ковой защиты нулевой последовательности для сетей с глухозаземленной нейтралью напряжением 110 кВ и выше (схема «полная звезда).

Однако это не считается недо­статком, так как в сетях 110 кВ и выше, где в основном и применяется схема полной звезды, наряду с защитой от междуфазных КЗ обязательно устанавливается специальная ступенчатая токовая защита нулевой после­довательности от КЗ на землю (ТЗНП на рис.). Измерительные органы ТЗНП включены в нулевой провод схемы полной звезды. В нор­мальном симметричном режиме ток в нулевом проводе практически отсутствует, поскольку геометрическая сумма трех фазных токов при угловом сдвиге между ними в 120°, равна нулю. При междуфазных КЗ ток в нулевом проводе также близок к нулю. Но при КЗ на землю здесь проходят большие токи, обеспечивающие срабатывание ТЗНП. Совместное применение защит от междуфазных КЗ и защит от КЗ на землю ("земляных") обеспечивает надежное отклю­чение всех видов КЗ в защищаемой сети 110 кВ и выше. Однако область применения трехфазной трехрелейной максималь­ной токовой защиты ограничена. Для защиты сетей 3—35 кВ она не применяется, поскольку в этих сетях устанавливаются, как правило, только по два трансформатора тока. Если бы устанавливались три трансформатора тока, то нецелесообразно выполнять трехрелейную максимальную токовую защиту, которая при двойных замыканиях на землю могла бы вызывать отключение обеих поврежден­ных линий. Что касается сетей напряжением 110 кВ и выше, то для защиты линий этих классов напряжения чаще всего вместо макси­мальной токовой защиты используется дистанционная защита.

Треугольник. В этой схеме трансформаторы тока устанавливаются во всех трех фазах защищаемого элемента — как правило, трансформатора с высшим напряжением, начиная от 35 кВ. Вторичные обмотки трансформаторов тока собираются таким образом, что начало одной обмотки соединяется с концом другой. Реле РТ1—РТЗ включены на разность токов двух фаз.

В нормальном симметричном режиме по вторичным обмоткам трансформаторов тока ТТ фаз А, В и С проходят токи /2= /I/ПT, ГДЕ П-, - КОЭФФИЦИЕНТ ТРАНСФОРМАЦИИ. ВЕКТОРЫ ЭТИХ ТОКОВ СДВИНУТЫ НА 120° (РИС. 9, Б). В РЕЛЕ РТ1 ПРОХОДИТ ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ РАЗНОСТЬ ТОКОВ /2AИ /2В, В РЕЛЕ РТ2 — /2В И /2С В РЕЛЕ РТЗ - /2С И /2А 9, В). ЧИСЛЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ ТОКА В ЭТИХ РЕЛЕ В 1,73 РАЗА ВЫШЕ ТОКА ВО ВТОРИЧНЫХ ОБМОТКАХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА. СЛЕДОВАТЕЛЬНО, КОЭФФИЦИЕНТ СХЕМЫ, ПРЕДСТАВЛЯЮЩИЙ СОБОЙ ОТНОШЕНИЕ ТОКА В РЕЛЕ /Р К ТОКУ ВО ВТОРИЧНОЙ ОБМОТКЕ ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА /2, ЗДЕСЬ РАВЕН 1,73.

Цепи переменного тока   (а)   и векторные диаграммы вторичных токов (б) и токов в реле (в) максимальной токовой защиты при соединении трансформато­ров тока по схеме треугольника

Однорелейная двухфазная схема. В этой схеме одно измерительное реле тока включается на разность токов двух фаз, обычно А и С (рис. 10). В нормальном симметричном режиме ток в этом реле по аналогии с предыдущей схемой равен геомет­рической разности фазных токов: /р = I2A- I2A- Численное значение тока в реле в 1,73 раза выше тока во вторичных обмотках трансформа­торов тока А и С, и, следовательно, коэффициент схемы К(3)сх= 1,73. Схема реагирует на все виды междуфазных КЗ. При двухфазных КЗ (рис. б) в зависимости от наименования поврежденных фаз чув­ствительность защиты оказывается различной. При двухфазных КЗ между фазами А и В или В и С в реле /р = /2 к(2)= 0,865/2 к(2) При КЗ между фазами А и С ток в реле будет в 2 раза выше. Единственным преимуществом этой схемы защиты по сравнению с рассмотренными ранее является ее экономичность, т. е. Использование меньшая в 1,73 раза чувствительность при двухфазных КЗ по срав­нению со схемами неполной и полной звезды.  Цепи переменного тока   (а)   и векторная диаграмма токов   (б) однорелейной схемы   максимальной токовой   защиты   (отсечки)   при соединении двух трансформаторов тока по схеме "на разность токов двух фаз"