Недостатки защиты:

1) Недостаточная чувствительность при КЗ внутри бака и вне его;

2) Отключение некоторых внутренних КЗ;

3) Неполная селективность при параллельной работе трансформаторов.

Поэтому в качестве единственной защиты применяется только на трансформаторах малой мощности. На трансформаторах большей мощности, имеющих маслорасширители, защита сочетается с газовой от всех повреждений внутри бака. Если понижающие трансформаторы, собственные нейтрали которых изолированы, работают с сетях с глухо заземлёнными нейтралями, защита дополняется токовой защитой нулевой последовательности без выдержки времени. Для мощных трансформаторов защита выполняется с третьей ступенью, для работы при внешних КЗ, если проходит по чувствительности. При выполнении в этом случае АПВ шин питаемой стороны третья ступень выполняется с двумя выдержками времени, с меньшей из которых отключается только выключатель с этой стороны. [7, с. 419-421]

Газовая защита

Практически все повреждения внутри бака маслонаполненного трансформатора сопровождается выделением газов. Газы появляются в результате разложения масла и других изолирующих материалов под действием электрической дуги.

Выполнение защит, реагирующих на выделение газа, существенно зависит от выполнения трансформаторов с масло расширителем или без него. Защита реагирует на объем выделяющегося газа и быстроту образования.

Газовое реле устанавливается в трубопроводе между баком и расширителем. Конструкции газовых реле имеют три основных выполнения, различающихся принципом работы их реагирующих элементов. Последние выполняются в виде поплавков -герметизированных полых цилиндров, лопастей и открытых чашек. Реле имеет два реагирующих элемента, действующих на сигнал и отключение; иногда имеет три реагирующих элемента, два из них действуют на отключение. Контакты реле укрепляются на реагирующих элементах; оперативный ток к ним подводится с наружной стороны реле гибкими изолированными проводами.

Недостатки защиты:

1) При повреждении самих реле -нарушение герметичности самих поплавков, они опускаются и замыкают реле;

2) При вибрации конструкции реле может сработать;

3) Не реагирует на повреждения, возникающие вне бака, но в зоне между выключателями, поэтому она не может быть единственной защитой от повреждений;

4) Время срабатывания увеличивается при медленном газообразовании, поэтому защита не быстродействующая. [7, с. 421-427]

Дифференциальные токовые защиты

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, линий электропередачи и сборных шин.

Различают продольную и поперечную дифференциальные защиты.

1) Продольная дифференциальная защита. Принцип действия основан

на сравнении токов, протекающих через участки между защищаемым участком линии (или защищаемом 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 значения величины силы тока вычитаются друг из друга, и в идеальном случае ток в цепи обмотки токового реле будет равен нулю. В случае возникновения КЗ 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.

В реальном случае через обмотку токового реле всегда будет протекать ток отличный от нуля, называемый током небаланса. Наличие тока небаланса объясняется так: трансформаторы тока имеют недостаточно идентичные друг другу характеристики. Чтобы снизить влияние этого фактора, трансформаторы тока, предназначенные для дифференциальной защиты, изготавливают и поставляют попарно, подгоняя их друг к другу еще на стадии производства. Кроме того у измерительных трансформаторов тока изменяют число витков, в соответствии с коэффициентом трансформации защищаемого трансформатора.

Дифференциальную защиту применяют для защиты одиночно работающих трансформаторов и автотрансформаторов мощностью 6300 кВА и выше, параллельно работающих трансформаторов и автотрансформаторов мощностью 4000 кВА и выше и на трансформаторах мощностью 1000 кВА и выше, если токовая отсечка не позволяет добиться необходимой чувствительности при коротком замыкании на выводах высокого напряжения, а максимальная токовая защита имеет выдержку времени более, чем 0,5 с.

2) Поперечная дифференциальная защита. Принцип действия 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 КЗ, то данная защита его не почувствует, так как разность значений силы тока, измеряемых на этих линиях, будет практически равна нулю. В случае же КЗ непосредственно на одном из защищаемых кабелей разница токов не будет равняться нулю, что даст основание для срабатывания защиты. Данная защита устанавливается только как дополнительная. [8, с. 293-325]

Дистанционные защиты

Дистанционными называются защиты с относительной селективностью, выполняемые с использованием измерительных органов сопротивления -органов, характеристической величиной для которых по ГОСТ является заданная функция выраженных в комплексной форме отношений воздействующих напряжений к воздействующим токам.

Основным органом всякой дистанционной защиты является реле сопротивления (РС), которое, измеряя сопротивление линии до места к. з., определяет, на каком участке произошло повреждение и совместно с другими органами защиты обеспечивает ее действие с необходимой выдержкой времени. Реле сопротивления могут выполняться реагирующими на полное сопротивление линии или на ее индуктивное (реактивное) сопротивление.

Дистанционной защитой определяется сопротивление (или расстояние - дистанция) до места КЗ, и в зависимости от этого защита срабатывает с меньшей или большей выдержкой времени. Следует уточнить, что современные дистанционные защиты, обладающие ступенчатыми характеристиками времени, не измеряют каждый раз при КЗ значение указанного выше сопротивления на зажимах измерительного органа и не устанавливают в зависимости от этого большую или меньшую выдержку времени, а всего лишь контролируют зону, в которой произошло повреждение. Время срабатывания защиты при КЗ в любой точке рассматриваемой зоны остается неизменным. Каждая защита выполняется многоступенчатой, причем при КЗ в первой зоне, охватывающей 80-85% длины защищаемой линии, время срабатывания защиты не более 0,15 с. Для второй зоны, выходящей за пределы защищаемой линии, выдержка времени на ступень выше и колеблется в пределах 0,4-0,6 с. При КЗ в третьей зоне выдержка времени еще более увеличивается и выбирается так же, как и для направленных токовых защит.

Преимуществом дистанционных защит по сравнению с токовыми, является более четко фиксированная зона, защищаемая 1 ступенью, лучшая защита конца участка 2 ступенью, а при многофазных к. з. -значительно большая чувствительность последней ступени (3), используемой для дальнего резервирования. Дистанционные защиты применяются как основные ( при Uном ?110ч220 кВ) или резервные (при Uном ?220ч330 кВ) защиты от многофазных к. з.. [8, с. 232-258, 273]

Защита линий

1. Защита линий 10 кВ

По линиям 10 кВ может осуществляться питание городских потребителей. Для обеспечения бесперебойного питания потребителя предусматривается ряд мероприятий:

1) Резервное питание по другой линии, питаемой от той же подстанции или другого синхронно работающего источника;

2) Применение АПВ поврежденной линии, которое эффективно в воздушных сетях и малоэффективно в кабелях;

3) Выполнение защит с малым временем срабатывания или без выдержки времени;

На линиях обычно используется единственная защита. Это может быть продольная дифференциальная защита, тогда токовые защиты устанавливаются в качестве резервных. Защита от КЗ должна учитывать только многофазные повреждения. Целесообразно использование защит с реле прямого действия, реле тока.[8, с. 342-344]

Защита линий 35 кВ

Защиты от КЗ выполняются двухфазными. Для одиночных линий с односторонним питанием стремятся применять простые токовые ступенчатые защиты. Допускается выполнять первые ступени защит неселективными, исправляя их излишние срабатывания устройствами поочередного АПВ. При наличии двух источников питания используют дистанционные защиты. На параллельных цепях предусматриваются поперечные дифференциальные токовые направленные защиты. [8, с. 344-345]

10.3 Применение ЧРЭП на подстанции

Частотно-регулируемый электропривод позволяет плавно регулировать производительность перекачки и уменьшить расход электроэнергии на перекачку по магистральным насосам.

Частотные преобразователи снижают токи короткого замыкания за счет исключения токов подпитки от электродвигателей по элементам электрической сети. При КЗ в электрической сети двигатели переходят в генераторный режим и «посылают» в точку КЗ ток подпитки, равный примерно пусковому току. Так как мощность СД равна 6300-8000 кВт, то ток КЗ достигает 3-4 кА. Установка ЧП позволяет снизить ток КЗ на 9012 кА. Это дает упрощение электрических и технологических схем.

ЧП дают возможность использовать ЭД в оптимальном режиме. Это уменьшает вероятность возникновения провала напряжения.

Преобразователь частоты выполняет функции защиты электродвигателей. ПЧ позволяет отслеживать изменение в работе исполнительных механизмов в течение всего срока эксплуатации. Это позволяет увеличить ресурс работы ЭД. [9]

Патентный обзор

Список использованной литературы

1. Шабанов В.А. Проектирование электроснабжения установок и предприятий нефтяной отрасли: учеб. Пособие. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2009.-224с.

2. Шабанов В.А., Лопатин В.П. Курсовое проектирование по электрическим сетям и электроснабжению. Учебное пособие. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 1997.-182 с.

3. Правила устройства электроустановок. - 6-е изд. - М.: Главэнергонадзор, 1998.

4. Шабанов В.А. Проектирование электроснабжения промышленных предприятий: Учеб. пособие - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004. -176с.

5. Справочник по проектированию электроснабжения / по ред. Ю.Г. Барыбина. -М.: Энергоатомиздат, 1990.-576с.

6. Рожкова Л.Д.. Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций/под ред. В.А. Семенова. -М.: Энергоатомиздат,1987.-644с.

7. Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем. Учебник для вузов. М., «Энергия», 1976 г. -стр.419-427.

8. Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем. Учеб. для вузов. -2-е изд. перераб. и доп. -М.: Энергоатомиздат, 1992. -ил., стр. 232-258, 273, 293-325.

9. В.А. Шабанов, О.В. Кабаргина. Перспективы используемого частотно-регулируемого электропривода магистральных насосов на НПС: монография. -Уфа: Изд-во УГНТУ, 2010.-53-56с.

Список сокращений

ЭД - электродвигатель

КЗ - короткое замыкание

ВЛ - воздушная линия

КЛ - кабельная линия

ХЛ - умеренный холодный климат

ТСН - трансформатор собственных нужд

КТП - комплектная трансформаторная подстанция

ТТ - трансформатор тока

АПВ - автоматическое повторное включение

УРОВ - устройство резервирования при отказе выключателей

РПН - регулирование под нагрузкой

РПН - переключатель регулирования напряжения

АВР - автоматическое включение резерва

ЧАПВ - частотное автоматическое повторное включение

РЗ - релейная защита

Размещено на Allbest.ru