Релейная защита

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Введение

Релейная защита - комплекс автоматических устройств, предназначенных для быстрого (при повреждениях) выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов этой электроэнергетической системы в аварийных ситуациях с целью обеспечения нормальной работы ее исправной части. Действия средств релейной защиты организованы по принципу непрерывной оценки технического состояния отдельных контролируемых элементов электроэнергетических систем.

Релейная защита осуществляет непрерывный контроль состояния всех элементов электроэнергетической системы и реагирует на возникновение повреждений и ненормальных режимов.

При возникновении повреждений РЗ должна выявить повреждённый участок и отключить его от ЭЭС, воздействуя на специальные силовые выключатели, предназначенные для размыкания токов повреждения. Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна нормальная работа энергосистем.

Современные устройства защиты могут строиться на схеме, включающей в себя программируемый (микро)контроллер.

Схема 1 - блок-схема обобщенного устройства РЗ.

ИЧ - измерительная часть; ЛЧ - логическая часть;

ИО - исполнительный орган; СО - сигнализирующий орган;

ИП - источник питания.

1. Электрический цех ТЭЦ-11

Важнейшими элементами электростанции являются распределительные устройства (РУ). ОРУ-220 кВ, ОРУ-110 кВ, ЗРУ-35 кВ, ОРУ-35 кВ, ГРУ-6 кВ № 1, № 2 - являются элементами главной схемы электрических соединений; связь с системой осуществляется по Вл-215, 216 и четырём Вл-110 кВ; электроснабжение потребителей осуществляется по напряжениям 110, 35, 6 кВ.

РУСН-6 кВ, РУСН-0,4 кВ осуществляется через понизительные трансформаторы 6/0,4 кВ питающиеся с секцией РУСН-6 кВ, автоматическое резервирование секцией с. н. 6 кВ и 0,4 кВ осуществляется от резервных ЛСН, резервных трансформаторов и посредством взаиморезервирования.

Генерация электрической энергии осуществляется турбоагрегатами ст. № 1ч8 посредством преобразования механической энергии вращения турбины в электрическую в генераторе.

Трансформаторы связи и автотрансформаторы осуществляют преобразование электрической энергии одного напряжения в электрическую энергию повышенного (пониженного) напряжения, служат для связи распределительных устройств и регулирования напряжения.

Охлаждающая среда генераторов - воздух, азот, водород. Водород вырабатывается в электролизерах СЭУ-4м - 2 установки путем разложения воды действием электрического тока на водород и кислород.

Источниками оперативного постоянного тока являются аккумуляторные батареи и подзярадные агрегаты.

С шин щита постоянного тока питаются устройства релейной защиты, автоматики, сигнализации; цепи управления оборудования РУ и основных механизмов с.н.; аварийные маслонасосы и маслонасосы уплотнения генераторов, резервное питание пылепитателей котлов ст. № 1ч4, сеть аварийного освещения.

Электрокотельная (э.к.) служит для нагрева сетевой воды в электродных котлах.

От Вл-220 кВ через понижающий трансформатор на напряжении 6 кВ от секций КГУ-6 кВ питаются электродные котлы, перекачивающие насосы сетевой воды и собственные нужды электрокотельной.



2. Релейная защита и электроавтоматика

Силовое электрооборудование электростанций, подстанций и электрических сетей должно быть защищено от коротких замыканий и нарушений нормальных режимов устройствами релейной защиты, автоматическими выключателями или предохранителями и оснащено устройствами электроавтоматики, в том числе устройствами противоаварийной автоматики и устройствами автоматического регулирования.

Устройства релейной защиты и электроавтоматики (РЗА), в том числе противоаварийной автоматики, по принципам действия, уставкам, настройке и выходным воздействиям должны соответствовать схемам и режимам работы энергосистем и постоянно находиться в работе, кроме устройств, которые должны выводиться из работы в соответствии с назначением и принципом действия, режимом работы энергосистемы и условиями селективности.

Рис 1 - панели релейной защиты.



В эксплуатации должны быть обеспечены условия нормальной работы аппаратуры РЗА и вторичных цепей (допустимые температура, влажность, вибрация, отклонения рабочих параметров от номинальных, уровень помех и др.).

Все случаи срабатывания и отказа срабатывания устройств РЗА, а также выявляемые в процессе их эксплуатации дефекты должны тщательно анализироваться и учитываться в установленном порядке службами РЗА. Выявленные дефекты должны быть устранены.

О каждом случае неправильного срабатывания или отказа срабатывания устройств РЗА, а также о выявленных дефектах схем и аппаратуры вышестоящая организация, в управлении или ведении которой находится устройство, должна быть проинформирована.

На панелях РЗА и шкафах двустороннего обслуживания, а также на панелях и пультах управления на лицевой и оборотной сторонах должны быть надписи, указывающие их назначение в соответствии с диспетчерскими наименованиями.

Установленная на панелях, пультах и в шкафах с поворотными панелями аппаратура должна иметь с обеих сторон надписи или маркировку согласно схемам. Расположение надписей или маркировки должно однозначно определять соответствующий аппарат.

На панели с аппаратурой, относящейся к разным присоединениям или разным устройствам РЗА одного присоединения, которые могут проверяться раздельно, должны быть нанесены четкие разграничительные линии и должна быть обеспечена возможность установки ограждения при проверке отдельныхустройств РЗА.

Надписи у устройств, которыми управляет оперативный персонал, должны четко указывать назначение этих устройств.

Силовое электрооборудование и линии электропередачи могут находиться под напряжением только с включенной релейной защитой от всех видов повреждений. При выводе из работы или неисправности отдельных видов защит оставшиеся в работе устройства релейной защиты должны обеспечить полноценную защиту электрооборудования и линий электропередачи от всех видов повреждений. Если это условие не выполняется, должна быть осуществлена временная быстродействующая защита или введено ускорение резервной защиты, или присоединение должно быть отключено.

При наличии быстродействующих релейных защит и устройств резервирования в случае отказа выключателей (УРОВ) все операции по включению линий, шин и оборудования после ремонта или нахождения без напряжения, а также операции по переключению разъединителями и воздушными выключателями должны осуществляться при введенных в работу этих защитах; если на время проведения операций какие-либо из этих защит не могут быть введены в работу или должны быть выведены из работы по принципу действия, следует ввести ускорение на резервных защитах либо выполнить временную защиту, хотя бы неселективную, но с таким же временем действия, как и постоянная защита.

Сопротивление изоляции электрически связанных вторичных цепей напряжением выше 60 В относительно земли, а также между цепями различного назначения, электрически не связанными (измерительные цепи, цепи оперативного тока, сигнализации), должно поддерживаться в пределах каждого присоединения не ниже 1 МОм.

Сопротивление изоляции вторичных цепей, рассчитанных на рабочее напряжение 60 В и ниже, питающихся от отдельного источника или через разделительный трансформатор, должно поддерживаться не ниже 0,5 МОм.

Сопротивление изоляции измеряется мегомметром в первом случае на напряжение 1000-2500 В; а во втором случае 500 В.

Измерение сопротивления изоляции цепей 24 В и ниже устройств РЗА на микроэлектронной базе производится в соответствии с указаниями завода-изготовителя. Если таких указаний нет, проверяется отсутствие замыкания этих цепей на землю омметром на напряжение до 15 В.

При проверке изоляции вторичных цепей должны быть приняты предусмотренные соответствующими инструкциями меры для предотвращения повреждения этих устройств.

При включении после монтажа и первом профилактическом контроле изоляция относительно земли электрически связанных цепей РЗА и всех других вторичных цепей каждого присоединения, а также между электрически не связанными цепями, находящимися в пределах одной панели, за исключением цепей элементов, рассчитанных на рабочее напряжение 60 В и ниже, должна быть испытана напряжением 1000 В переменного тока в течение 1 мин.

Кроме того, напряжением 1000 В в течение 1 мин должна быть испытана изоляция между жилами контрольного кабеля тех цепей, где имеется повышенная вероятность замыкания между жилами с серьезными последствиями (цепи газовой защиты, цепи конденсаторов, используемых как источник оперативного тока, вторичные цепи трансформаторов тока с номинальным значением тока 1 А и т.п.).

В последующей эксплуатации изоляция цепей РЗА (за исключением цепей напряжением 60 В и ниже) должна испьпъваться при профилактических восстановлениях напряжением 1000 В переменного тока в течение 1 мин или выпрямленным напряжением 2500 В с использованием мегомметра или специальной установки.

Испытание изоляции цепей РЗА напряжением 60 В и ниже производится в процессе ее измерения по п. 5.9.7 настоящих Правил.

Вновь смонтированные устройства РЗА и вторичные цепи перед вводом в работу должны быть подвергнуты наладке и приемочным испытаниям.

Разрешение на ввод новых устройств и их включение в работу выдается в установленном порядке с записью в журнале релейной защиты и электроавтоматики.

В службе РЗА на устройства РЗА, находящиеся в эксплуатации, должна быть следующая техническая документация:

- паспорта-протоколы;

- инструкции или методические указания по наладке и проверке;

- технические данные об устройствах в виде карт установок и характеристик;

Исполнительные рабочие схемы: принципиальные, монтажные или принципиально-монтажные;

Рабочие программы вывода в проверку (ввода в работу) сложных устройств РЗА с указанием последовательности, способа и места отсоединения их цепей от остающихся в работе устройств РЗА, цепей управления оборудованием и цепей тока и напряжения; перечень устройств, на которые рабочие программы не составляются, утверждается техническим руководителем АО-энерго или энергообъекта.

Результаты технического обслуживания должны быть занесены в паспорт-протокол (подробные записи по сложным устройствам РЗА при необходимости должны быть сделаны в рабочем журнале).

В службах РЗА энергосистем, в службах РЗА ОДУ (ЦДУ ЕЭС России) должны быть 'технические данные об устройствах, находящихся в управлении и ведении этой службы, в виде карт (таблиц) или журналов (характеристик), принципиальных или структурных схем (технологических алгоритмов функционирования).

Вывод из работы, изменение параметров настройки или изменение действия устройств Р3А должны быть оформлены в соответствии с пп. 6.4.2; 6.4.5; 6.4.6 и 6.4.10 настоящих Правил.

При угрозе неправильного срабатывания устройство РЗА должно быть выведено из работы с учетом требования п. 5.9.5 настоящих Правил без разрешения вышестоящего оперативно-диспетчерского персонала, но с последующим сообщением ему (в соответствии с местной инструкцией) и последующим оформлением заявки в соответствии с п. 6.4.6 настоящих Правил.

Реле, аппараты и вспомогательные устройства РЗА, за исключением тех, установки которых изменяет оперативный персонал, разрешается вскрывать только работникам служб РЗА, электротехнической лаборатории электроцехов электростанций (ЭТЛ), эксплуатирующим эти устройства, или в исключительных случаях по их указанию оперативному персоналу.

Работы в устройствах РЗА должен выполнять персонал, обученный и допущенный к самостоятельной проверке соответствующих устройств.

На сборках (рядах) зажимов пультов управления, шкафов и панелей не должны находиться в непосредственной близости зажимы, случайное соединение которых может вызвать включение или отключение присоединения, короткое замыкание в цепях оперативного тока или в цепях возбуждения генератора (синхронного компенсатора).

При работе на панелях, пультах, в шкафах и в цепях управления и РЗА должны быть приняты меры против ошибочного отключения оборудования. Работы должны выполняться только изолированным инструментом.

Выполнение этих работ без исполнительных схем, заданных объемов и последовательности работ (типовая или специальная программа) запрещается.

Операции во вторичных цепях трансформаторов тока и напряжения (в том числе с испытательными блоками) должны производиться с выводом из действия устройств РЗА (или отдельных их ступеней), которые по принципу действия и параметрам настройки (уставкам) могут срабатывать ложно в процессе выполнения указанных операций.

По окончании работ должны быть проверены исправность и правильность присоединения цепей тока, напряжения и оперативных цепей. Оперативные цепи РЗА и цепи управления должны быть проверены, как правило, путем опробования в действии.

Работы в устройствах РЗА, которые могут вызвать неправильное отключение защищаемого или других присоединений, а также иные не предусмотренные воздействия на оборудование, действующие устройства РЗА, должны производиться по разрешенной заявке, учитывающей эти возможности.

Контроль правильности положения переключающих устройств на панелях и шкафах РЗА, крышек испытательных блоков; контроль исправности предохранителей или автоматических выключателей в цепях управления и защит; контроль работы устройств РЗА по показаниям имеющихся на аппаратах и панелях (шкафах) устройств внешней сигнализации и приборов; опробование выключателей и прочих аппаратов; обмен сигналами высокочастотных защит; измерения контролируемых параметров устройств высокочастотного теле отключения, низкочастотной аппаратуры каналов автоматики, высокочастотной аппаратуры противоаварийной автоматики; измерение тока небаланса в защите шин и устройства контроля изоляции вводов; измерение напряжения небалансов в разомкнутом треугольнике трансформатора напряжения; опробование устройств автоматического повторного включения, автоматического включения резерва и фиксирующих приборов; завод часов автоматических осциллографов и т.п. должен осуществлять оперативный персоны.

Периодичность контроля и опробования, перечень аппаратов и устройств, подлежащих опробованию, порядок операций при опробовании, а также порядок действий персонала при выявлении отклонений от норм должны быть установлены местными инструкциями.

Персонал служб РЗА организаций, эксплуатирующих электрические сети, и электротехнических лабораторий электростанций должен периодически осматривать все панели и пульты управления, панели релейной защиты, электроавтоматики, сигнализации, обращая особое внимание на правильность положения переключающих устройств (рубильников, ключей управления, накладок и пр.) и крышек испытательных блоков и соответствие их положения схемам и режимам работы электрооборудования. Периодичность осмотров должна быть установлена руководством энергообъекта. Независимо от периодических осмотров персоналом службы РЗА оперативно-диспетчерский персонал должен нести ответственность за правильное положение тех элементов РЗА, с которыми ему разрешено выполнять операции.

Устройства РЗА и вторичные цепи должны быть проверены и опробованы в объеме и в сроки, указанные в действующих правилах и инструкциях.

После неправильного срабатывания или отказа срабатывания этих устройств должны быть проведены дополнительные (послеаварийные) проверки.

Провода, присоединенные к сборкам (рядам) зажимов, должны иметь маркировку, соответствующую схемам. Контрольные кабели должны иметь маркировку на концах, в местах разветвления и пересечения потоков кабелей, при проходе их через стены, потолки и пр. Концы свободных жил контрольных кабелей должны быть изолированы.

При устранении повреждений контрольных кабелей с металлической оболочкой или их наращивании соединение жил должно осуществляться с установкой герметичных муфт или с помощью предназначенных для этого коробок. Указанные муфты и коробки должны быть зарегистрированы.

Кабели с поливинилхлоридной и резиновой оболочкой должны соединяться, как правило, с помощью эпоксидных соединительных муфт или на переходных рядах зажимов.

На каждые 50 м одного кабеля в среднем должно быть не более одного из указанных выше соединений.

При применении контрольных кабелей с изоляцией жил, подверженной разрушению под воздействием воздуха, света и масла, на участках жил от зажимов до концевых разделок должно быть дополнительное покрытие, препятствующее этому разрушению.

Вторичные обмотки трансформаторов тока должны быть всегда замкнуты на реле и приборы или закорочены.

Вторичные цепи трансформаторов тока, напряжения и вторичные обмотки фильтров присоединения ВЧ каналов должны быть заземлены.

Установленные на электростанциях и подстанциях самопишущие приборы с автоматическим ускорением записи в аварийных режимах, автоматические осциллографы, в том числе их устройства пуска, фиксирующие приборы (амперметры, вольтметры и омметры) и другие устройства, используемые для анализа работы устройства РЗА и определения места повреждения на линиях электропередачи, должны быть всегда готовы к действию. Ввод и вывод из работы указанных устройств должны осуществляться по заявке.

В цепях оперативного тока должна быть обеспечена селективность действия аппаратов защиты (предохранителей и автоматических выключателей).

Автоматические выключатели, колодки предохранителей должны иметь маркировку с указанием назначения и тока.

Для выполнения оперативным персоналом на панелях в шкафах устройств РЗА переключений с помощью ключей, накладок, испытательных блоков и других приспособлений должны применяться таблицы положения указанных переключающих устройств для используемых режимов или другие наглядные методы контроля, а также программы для сложных переключений.

Об операциях по этим переключениям должна быть сделана запись в оперативный журнал.



3. Основные органы релейной защиты

3.1 Пусковые органы

Пусковые органы непрерывно контролируют состояние и режим работы защищаемого участка цепи и реагируют на возникновение коротких замыканий и нарушения нормального режима работы. Выполняются обычно с помощью реле тока, напряжения, мощности и др.

3.2 Измерительные органы

Измерительные органы определяют место и характер повреждения и принимают решения о необходимости действия защиты. Измерительные органы также выполняются с помощью реле тока, напряжения, мощности и др. Функции пускового и измерительного органа могут быть объединены в одном органе.

3.3 Логическая часть

Логическая часть -- это схема, которая запускается пусковыми органами и, анализируя действия измерительных органов, производит предусмотренные действия (отключение выключателей, запуск других устройств, подача сигналов и пр.). Логическая часть состоит, в основном, из элементов времени (таймеров), логических элементов, промежуточных и указательных реле, дискретных входов и аналоговых выходов микропроцессорных устройств защиты.



Схема 2-Пример логической части релейной защиты.

Катушка реле тока K1 (контакты А1 и А2) включена последовательно со вторичной обмоткой трансформатора тока ТА. При коротком замыкании, на участке цепи, в котором установлен трансформатор тока, возрастает сила тока, и пропорционально ей возрастает сила тока во вторичной цепи трансформатора тока. При достижении силой тока значения установки реле K1, оно сработает и замкнёт рабочие контакты (11 и 12). Цепь между шинами +EC и -EC замкнётся, и запитает сигнальную лампу HLW.

Данная схема приведена как простой пример. В эксплуатации используются более сложные логические схемы.



4. Основные виды релейной защиты

4.1 Токовая защита

Токовая защита - это защита, принцип действия которой основан на контроле тока. Токовая защита максимального типа срабатывает при превышении контролируемым током определенного уровня (тока срабатывания). Токовая защита минимального типа срабатывает при уменьшении тока до определенного уровня (тока срабатывания). В зависимости от того, каким образом обеспечивается селективность действия с последующей (от источника питания) защитой, различают максимальную токовую защиту (МТЗ) и токовую отсечку (ТО). В радиальных (разомкнутых) сетях на ВЛ класса напряжения 6-10 кВ и выше наиболее распространённым вариантом организации защит от трёхфазных и междуфазных коротких замыканий является применение двухступенчатой защиты, включающей МТЗ и ТО. Для реализации МТЗ в ряде случаев применяются реле с зависимой от времени защитной характеристикой, а для ТО - всегда с независимой. При этом защита может выполняться на двух отдельных реле, или на одном реле, совмещающем обе ступени (например, РТ-80 и РТ-90), а также на базе цифровых многоступенчатых реле (SPAC и др.).

Максимальные токовые защиты (МТЗ) - это токовые защиты максимального типа, селективность действия которых обеспечивается за счет разных выдержек времени срабатывания. Выбор тока срабатывания МТЗ осуществляется таким образом, чтобы его значение превышало максимальный рабочий ток в месте установки защиты на величину, которая зависит от коэффициентов надёжности и возврата реле, а также от коэффициента самозапуска (обычно не менее, чем в 1,2 - 2,0 раза). Это исключает возможность ложного действия защиты в нормальном режиме работы сети. При протекании тока КЗ срабатывание реле, как было отмечено ранее, происходит с определённой задержкой. Время срабатывания предыдущей (от источника питания) защиты должно быть больше, чем время срабатывания последующей, на величину так называемой ступени селективности Дt (порядка 0,2 - 1,0 с - в зависимости от типа реле, на базе которых выполнены защиты). Таким образом, в радиальных секционированных сетях при коротком замыкании в конце линии первой должна сработать ближайшая к месту возникновения КЗ защита, а в случае её отказа (через промежуток времени, равный ступени селективности) - предыдущая защита. Очевидно, что недостатком МТЗ является "накопление" задержек по времени, т.е. увеличение времени срабатывания защиты при переходе от конца линии к источнику. Следует учитывать, что токи короткого замыкания тем выше, чем ближе место возникновения КЗ к источнику питания. Таким образом, в радиальных секционированных сетях время отключения повреждённой линии посредством сигнала МТЗ при наиболее тяжёлых КЗ вблизи питающих шин может оказаться неприемлемым с точки зрения термической стойкости оборудования. Считается нормальным, если максимальная установка по времени срабатывания не превышает 2,0 - 2,5 с. Коэффициент чувствительности МТЗ определяется как отношение тока междуфазного КЗ в конце защищаемой зоны к фактическому току срабатывания защиты, и в соответствии с требованиями ПУЭ (см. п.3.2.1. - 4.1.) должен составлять не менее 1,5 (для зоны дальнего резервирования в пределах действия последующей защиты - около 1,2).

Токовые отсечки (ТО) - это токовые защиты максимального типа, селективность действия которых обеспечивается за счет ограничения зоны действия (отсекания) за счет выбора тока срабатывания больше, чем максимальный возможный ток короткого замыкания при повреждении в конце зоны действия. ТО представляет собой защиту, которая может срабатывать без задержки по времени, и отключать поврежденные элементы ЭЭС. Коэффициент чувствительности ТО, исходя из п.3.2.26. ПУЭ, может быть рассчитан как отношение тока трёхфазного КЗ в месте установки защиты к фактическому току срабатывания отсечки, и должен составлять не менее 1,2. Иначе говоря, зона действия токовой отсечки должна покрывать около 20% от длины линии. Недостатком токовой отсечки является ограниченность зоны действия, поэтому она применяется только совместно с МТЗ в качестве второй ступени.

4.2 Дифференциальная защита

Дифференциальная защита -- один из видов релейной защиты, отличающийся абсолютной селективностью и выполняющейся быстродействующей (без искусственной выдержки времени). Применяется для защиты трансформаторов, автотрансформаторов, генераторов, генераторных блоков, двигателей, воздушных линий электропередачи и сборных шин (ошиновок). Различают продольную и поперечную дифференциальные защиты.

4.3 Продольная дифференциальная защита

Принцип действия продольной дифференциальной защиты основан на сравнении токов, протекающих через участки между защищаемым участком линии (или защищаемым аппаратом). Для измерения значения силы тока на концах защищаемого участка используются трансформаторы тока (TA1, TA2). Вторичные цепи этих трансформаторов соединяются с токовым реле(KA) таким образом, чтобы на обмотку реле попадала разница токов от первого и второго трансформаторов. В нормальном режиме (1) значения величины силы тока вычитаются друг из друга, и в идеальном случае ток в цепи обмотки токового реле будет равен нулю. В случае возникновения короткого замыкания (2) на защищаемом участке, на обмотку токового реле поступит уже не разность, а сумма токов, что заставит реле замкнуть свои контакты, выдав команду на отключение поврежденного участка.

Схема 5 - обобщенная схема продольной дифференциальной защиты линии.

4.4 Поперечная дифференциальная защита

Принцип действия поперечной дифференциальной защиты так же заключается в сравнении значений токов, но в отличие от продольной, трансформаторы тока устанавливаются не на разных концах защищаемого участка, а на разных линиях, отходящих от одного источника (например, на параллельных кабелях, отходящих от одного выключателя). Если произошло внешнее короткое замыкание, то данная защита его не почувствует, так как разность значений силы тока, измеряемых на этих линиях, будет практически равна нулю. В случае же короткого замыкания непосредственно на одном из защищаемых кабелей разница токов не будет равняться нулю, что даст основание для срабатывания защиты.

4.5 Дистанционная защита

Дистанционная защита - одна из видов релейной защиты с относительной селективностью и при необходимости состоящая из нескольких ступеней. Применяется для резервирования основных защит трансформаторов, автотрансформаторов, генераторов, генераторных блоков, воздушных линий электропередачи и сборных шин (ошиновок) от междуфазных коротких замыканий и выполняет ближнее и дальнее резервирование смежных (примыкающих) защищаемых энергообъектов.

Принцип действия дистанционной защиты основан на контроле сопротивления защищаемого объекта. При снижении этого сопротивления ниже заданной установки происходит срабатывание реагирующих органов сопротивления и выдаётся сигнал на отключения защищаемого объекта от электрической сети. Контроль сопротивления защищаемого объекта защита осуществляет, оценивая отношение напряжения (U) приложенного к защищаемому объекту к току (I) протекающему по этому объекту.

Исходя из принципа действия дистанционной защиты следует, что она может ложно срабатывать при качаниях (Качания - явления, возникающие в электрических системах при нарушениях синхронной работы генераторов электростанций. Качания сопровождаются периодическими понижениями напряжения и возрастаниями тока в сети) в электрических системах и при неисправности цепей напряжения. Для этого в защите применяют блокировку от качаний и контроль источника напряжения (КИН), которые блокируют защиту и не дают ей сработать.

4.6 Высокочастотная защита

В качестве основных быстродействующих защит линий электропередач (ЛЭП) применяются высокочастотные (ВЧ) защиты:

· Направленные высокочастотные защиты с передачей разрешающего сигнала (НВЧЗ);

· Направленная высокочастотная защита с передачей блокирующего сигнала (НВЧЗ-Б);

· Направленная высокочастотная защита с передачей блокирующего сигнала в нормальном режиме работы и автоматически переключающаяся в режим сравнения фаз токов в цикле ОАПВ (НДЗ);

· Дифференциально-фазные высокочастотные защиты (ДФЗ).

К НВЧЗ-Б относятся защиты выполненные:

· на электромеханических реле;

· с применением панелей типа ЭПЗ-1643а (самостоятельная защита, включающая в свой состав измерительные и отключающие органы);

· с применением типовой панели ВЧ блокировки (не включает в себя измерительные и отключающие органы и служит для ускорения действия дистанционных и земляных защит панели ЭПЗ-1636)

· на интегральных микросхемах с применением панели типа ПДЭ-2802 (самостоятельная защита, включающая в свой состав измерительные и отключающие органы). ПДЭ-2802 предназначена для защиты линий электропередач 110-330 кВ.

К ДФЗ относятся:

дифференциально_фазные ВЧ защиты, выполненные с применением панелей типа ДФЗ-201 (на электромеханических реле); ШЭ2607 081 (083) (с применением микропроцессорной техники) имеющие собственные измерительные и отключающие органы и не включающая в свой состав блокировку от качаний.

Любая из ВЧ защит включает в себя релейную часть, приемопередатчики и ВЧ тракт.

В качестве приемопередатчиков используются:

· ПВЗУ-Е (работают с панелями ЭПЗ 1643а, ШЭ2607 081(083));

· АВЗК-80 (работают с панелями ПДЭ 2802).

ВЧ тракт включает в себя:

· одну или две фазы защищаемой ЛЭП;

· высокочастотные заградители;

· конденсаторы связи;

· фильтры присоединения;

· высокочастотные кабели.



4.7 Принцип действия

ВЧ защиты обеспечивают отключение без выдержки времени повреждения на защищаемой линии. Принцип действия ВЧ защит независимо от реализации основан на сравнении информации со всех сторон защищаемой линии. Для передачи информации на противоположный конец линии используется ВЧ канал.

При неисправности ВЧ канала НВЧЗ-Б и ДФЗ возможно излишнее отключение линии с одной или двух сторон при внешнем коротком замыкании (КЗ).

4.7.1 Принцип действия НВЧЗ-Б

НВЧЗ-Б фиксирует направление мощности КЗ органами направления мощности и останавливает пущенный при КЗ высокочастотный передатчик на той подстанции, где мощность КЗ направлена от шин в линию.

При внешнем КЗ высокочастотный блокирующий сигнал передается с того конца линии, где мощность направлена к шинам и принимается обоими приемниками, что препятствует отключению неповрежденной ЛЭП.

При КЗ на защищаемой линии мощность КЗ на обоих концах ЛЭП направлена от шин в линию, оба ВЧ передатчика остановлены, и блокирующие сигналы не передаются. Линия отключается с обеих сторон релейными комплектами независимо друг от друга.

Останов передатчиков осуществляется реле направления мощности или направленным реле сопротивления.

В качестве измерительных органов НВЧЗ-Б выполненной на электромеханических реле используются реле направления мощности нулевой последовательности (работает при КЗ на землю) и направленное реле сопротивления (работает при междуфазных КЗ). В ВЧ блокировке с ЭПЗ-1636 останов передатчика осуществляет реле направления мощности нулевой последовательности или направленное реле сопротивления панели.

В качестве измерительных органов ПДЭ 2802 используются реле направления мощности обратной последовательности (работает при несимметричных КЗ) и реле сопротивления (работает при междуфазных КЗ).

4.7.2 Принцип действия ДФЗ

Релейная часть каждого полукомплекта ДФЗ содержит:

· орган пуска и остановки ВЧ передатчика;

· орган отключения;

· орган управления ВЧ передатчиком (манипуляции);

· орган сравнения фаз токов;

Принцип действия ДФЗ основан на косвенном сравнении фаз токов обоих концов ЛЭП.

При КЗ каждый ВЧ передатчик, управляемый своим органом манипуляции, работает с интервалами около половины периода промышленной частоты, посылая в линию прерывистый ВЧ сигнал. Орган сравнения фаз, включаемый в работу при КЗ, срабатывает только при наличии прерывистого сигнала. Непрерывный ВЧ сигнал срабатывания органа сравнения фаз не вызывает.

При внешнем КЗ происходит пуск ВЧ передатчиков и подготавливаются цепи отключения. При этом выпадает блинкер “Пуск”. ВЧ сигналы передатчиков обоих полукомплектов защиты при внешнем КЗ находятся в противофазе и суммируются в непрерывный ВЧ сигнал. Органы сравнения фаз токов обоих полукомплектов при этом не работают и отключения линии не происходит.

При внутреннем КЗ происходит пуск ВЧ передатчиков и подготавливаются цепи отключения. При этом выпадает блинкер “Пуск”. В этом случае ВЧ сигналы полукомплектов защиты совпадают по фазе и суммируются в прерывистый ВЧ сигнал. Органы сравнения фаз токов обоих полукомплектов срабатывают, разрешая отключение.



4.8 Газовая защита

Газовая защита -- вид релейной защиты, предназначенный для защиты от повреждений электрических аппаратов, располагающихся в заполненном маслом резервуаре. Более детально газовая защита рассмотрена в разделе "Газовая защита"

4.8.1 Эксплуатация РЗА

Для обеспечения надежной и экономичной работы энергосистем и энергетического оборудования, а также бесперебойного электроснабжения потребителей в электросетевых организациях проводится комплекс организационно-технических мероприятий по оснащению, эксплуатации и поддержанию на высоком техническом уровне устройств релейной защиты, электроавтоматики, дистанционного управления и сигнализации, сокращенно именуемых устройствами РЗА.

4.9 Правила устройства электроустановок (ПУЭ)

релейный защита электроустановка силовой электрооборудование

РД 153-34.0-04.418-98 «Типовое положение о службах релейной защиты и электроавтоматики»

Для осуществления указанного комплекса мероприятий на всех уровнях управления электроэнергетики России в соответствующих организациях создаются службы релейной защиты, автоматики и измерений (служба РЗА -- СРЗА, служба РЗАИ -- СРЗАИ), в подразделениях нижнего уровня (производственные отделения, предприятия электрических сетей (ПЭС)) -- местные службы РЗАИ (МС РЗАИ), на электростанциях и каскадах ГЭС -- службы РЗАИ или электротехнические лаборатории (ЭТЛ).



5. Пожарная безопасность

В целях обеспечения пожарной безопасности при эксплуатации электроустановок необходимо:

Все электроустановки должны быть защищены аппаратами защиты от токов КЗ и других ненормальных режимов, могущих привести к пожарам и загораниям;

Электрические сети и оборудование, используемые на комбинате, должны отвечать требованиям ПУЭ, ПТЭ и ПТБ;

При эксплуатации электроустановки запрещается:

использовать электродвигатели и другое оборудование, поверхностный нагрев которого при работе превышает температуру окружающего воздуха более чем на 40 С;

использовать кабели и провода с поврежденной изоляцией;

Для обеспечения пожарной безопасности:

Помещения обеспечивается средствами тушения пожара и связи для немедленного вызова пожарной команды;

Первичные средства пожаротушения в производственных помещениях и на территории устанавливаются на специальные пожарные щиты (оборудуются 2-мя огнетушителями ОХП, лопатой, багром, топором, ведром, ящиком с песком).

Пожарные краны внутреннего противопожарного водовода оборудуются рукавами и стволами, заключенными в шкафы;

Местоположение пожарных кранов должно быть указано на схеме пожарного водовода;

Во всех помещениях электроустановок оборудуются посты с первичными средствами пожаротушения:

углекислотные огнетушители (ОУ-2, ОУ-5);

ящики с песком;

Места оборудования постов с первичными средствами пожаротушения согласуются с органами пожарной охраны;

Использование пожарных средств для производственных и хозяйственных нужд запрещается.

В помещении вывешиваются плакаты на противопожарную тематику, у всех телефонов вывешена информация с номерами телефонов пожарной части.

5.1 Основные виды средств защиты рабочих

Средства защиты работающих для предотвращения или уменьшения воздействия опасных и вредных производственных факторов подразделяются на средства коллективной и индивидуальной защиты.

Средства индивидуальной защиты рассматриваются в таблице 1

Кроме средств индивидуальной защиты имеются и предохранительные приспособления. К ним относятся: предохранительные пояса, диэлектрические перчатки, коврики, ручные захваты, манипуляторы.

За обеспечение пожарной безопасности ответственность несет директор станции. Все рабочие и служащие проходят подготовку, состоящую из противопожарного инструктажа (первичного и вторичного) и занятий по пожарно-техническому минимуму по специальной программе.

На предприятии имеется пожарная часть и пожарно-техническая комиссия.

Таблица 1 - Назначение и виды средств индивидуальной защиты.

Назначение средств защиты	Средства защиты
Защита органов слуха	Противошумные шлемы, наушники
Защита глаз	Защитные очки, маски
Защита рук	Перчатки, рукавицы
Защита лица	Защитные маски, защитные очки
Защита органов дыхания	Противогазы, респираторы, пневмошлемы, пневмомаски
Специальная одежда	Комбинезоны, полукомбинезоны, куртки, брюки, костюмы, халаты, плащи, полушубки
Специальная обувь	Сапоги, ботинки, боты, галоши
Защита головы	Каски, шлемы, шапки



Заключение

В настоящее время в разных областях начинает получать широкое применение микропроцессорная техника, в основе которой находятся микропроцессоры. Это перспективное направление начинает применяться и для осуществления релейной защиты, которая реализуется уже не с помощью реле, а в виде программ, закладываемых в память микропроцессорных систем.

Развернуты начатые много раньше перспективные работы по созданию и введению в опытную эксплуатацию программных защит с использованием микропроцессорной техники во многих организациях.

Большие и сложные задачи перед релейниками были поставлены при проектировании, сооружении и введении в эксплуатацию линий электропередачи сверхвысокого и ультравысокого напряжений. Эти задачи были успешно решены.

Необходимо отметить, что техника релейной защиты за последние десятилетия интенсивно развивалась и за рубежом, особенно в США, Швеции, Финляндии, Японии, Франции, Англии и ФРГ, опубликовано большое число научно-технических трудов, преимущественно в периодических изданиях, в частности фирменных. Принципиально представлялось бы весьма целесообразным такое выполнение защит от повреждений, при котором они могли бы не только фиксировать происшедшее повреждение, но и выявлять намечающееся. Практически в большинстве случаев выполнять такие защиты затруднительно или даже невозможно (например, защиту от КЗ, происшедшего вследствие грозового разряда). К этому, однако, необходимо стремиться.

В этом практическом отчёте сведена информация об истории развития релейной защиты и автоматики электроэнергосистем, также представлены перспективы дальнейшего развития.

В выводе, возможно, стоит обратить внимание на все возрастающую значимость системы релейной защиты и автоматики. Действительно, если в начале века в плане ГОЭЛРО говорилось о 1,5 ГВт мощностей на весь Советский Союз, то сейчас речь идет уже о сотнях и тысячах гигаватт. Кроме того, все больше растет интеграция сетей друг в друга, новые магистральные линии связывают независимые энергосистемы, кроме того, в будущем возможно и объединение энергосистем различных государств.

В этих условиях предъявляются новые требования к защите, например магистральные линии больших мощностей и на большие расстояния имеет смысл делать не только сверхвысокого напряжения, но и постоянного тока, а для обеспечения защиты таких линий требуются совершенно особенные системы защиты.

Наступивший новый век и третье тысячелетие ставят новые грандиозные задачи перед энергетиками и, в общем комплексе решения этих задач, роль специалистов по противоаварийному управлению будет возрастать.

Для того чтобы не отстать от общего прогресса этой области необходимо сейчас всячески поддерживать работу опытно-конструкторских предприятий и внедрять их наработки.



Список литературы

1. Сто лет релейной защите. Сборник материалов. / Сост. М.А. Шабад - СПб: ПЭИпк, 2006. - 60 с.

2. В.Л. Иванов Реле и релейная защита. - Л.: 1932.

3. Гендин Г.С. Все о радиолампах. - М.: Горячая линия-Телеком, 2002. - 296 с.: ил. - (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1258).

4. Из истории электротехники. М.О. Доливо-Добровольский. / - М.: Электричество, 1962.

5. История развития техники СССР. / - М.: 1985.

6. Кессельринг Ф. Селективная защита. / М-Л.: Энергоиздат 1932.

7. Байли Р. Т., Лонг Р. В., Болдуин С. Я., Кинг С. В. Расчеты коротких замыканий в сетях электрических систем с помощью цифровых вычислительных машин. / Из книги Применение счетно-решающих устройств в электрических системах. / - М.Л.: ГЭИ. 1960.

8. Кирилин В.А. Энергетика. Главные проблемы: (В вопросах и ответах). - М.: Знание, 1990, - 128 с. - (Трибуна академика).

Размещено на Allbest.ru

...