Релейная защита силовых трансформаторов

Содержание

Категория: М.А. Шабад «Релейная защита трансформаторов»

	ПРЕДИСЛОВИЕ
	1. ПАРАМЕТРЫ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ВЫБОРА ЕГО ЗАЩИТЫ
	2. ВИДЫ ПОВРЕЖДЕНИЙ И НЕНОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ
	3. РАСЧЕТЫ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ЗА ТРАНСФОРМАТОРАМИ
	4. ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРОВ ПЛАВКИМИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯМИ
	5. ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРОВ НА СТОРОНЕ 0,4 кВ АВТОМАТИЧЕСКИМИ ВОЗДУШНЫМИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ
	6. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРОВ
	7. ТОКОВАЯ ОТСЕЧКА НА ТРАНСФОРМАТОРАХ
	8. МАКСИМАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА
	9. СПЕЦИАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ОТ ОДНОФАЗНЫХ КЗ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ НН 0,4 кВ
	10. ГАЗОВАЯ ЗАЩИТА
	11. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА
	12. СИГНАЛИЗАЦИЯ ПРИ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ НА СТОРОНЕ 10 кВ ТРАНСФОРМАТОРА
	ПРИЛОЖЕНИЕ 1 — СВЕДЕНИЯ НОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ (ЭЛЕКТРОННЫХ) РЕЛЕ ВРЕМЕНИ И ПРОМЕЖУТОЧНЫХ
	ПРИЛОЖЕНИЕ 2 — БУКВЕННЫЕ КОРЫ РЕЛЕ
	СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Принципы действия релейной защиты

Основные принципы действия релейной защиты:

Максимальная токовая защита (МТЗ). Критерием срабатывания является достижение током определённого значения (уставки).
Направленная максимальная токовая защита. Работа направленной МТЗ предусматривает также и контроль направления мощности.
Газовая защита (ГЗ). Предназначена для отключения трансформаторов при возникновении внутренних неисправностей, которым сопутствует газовыделение.
Дифференциальная защита. Применяется в основном для защиты генераторов, трансформаторов и сборных шин, при этом производится сравнение токов на входе в защищаемый элемент и на его выходе, при отличии этих параметров на величину равную или большую уставки, происходит срабатывание защиты.
Дистанционная защита (ДЗ). Срабатывает при уменьшении сопротивления линии, что происходит при возникновении КЗ.
Дистанционная защита с ВЧ-блокировкой. Обычно дистанционная защита с ВЧ-блокировкой выполняется в комплексе с защитой от замыканий на землю. ВЧ-блокировка защит предназначена для ускорения отключения КЗ. Если на защищаемой ВЛ с двух сторон установлены ДЗ и ЗЗ, то КЗ на этой ВЛ обычно отключается 1-3 ступенями этих защит с выдержкой времени примерно от 0 до нескольких секунд. Использование ВЧ-блокировки ДЗ и ЗЗ обеспечивает двухстороннее отключение ВЛ без выдержки времени при любом виде КЗ в любой точке защищаемой ВЛ.
Дистанционная защита с блокировкой по оптическому каналу. Также в настоящее время получили широкое распространение защиты с блокировкой по оптическому кабелю. Они являются достойной альтернативой защитам с ВЧ- блокировкой, т.к. в случае их применения отпадает необходимость обслуживать оборудование ВЧ-присоединения, а также возрастает надёжность работы защит по причине более стабильной работы оптического канала, т.к. оптический канал менее подвержен воздействию электрических помех.
Логическая защита шин (ЛЗШ). Принцип действия логической защиты шин основан на сравнении поведения защит питающих элементов и отходящих фидеров: защита одного из отходящих фидеров запустилась – КЗ на отходящем фидере, не запустилась ни одна из защит отходящих фидеров – КЗ на шинах. При коротком замыкании на отходящем фидере пускаются зашиты (срабатывают токовые реле) на этом фидере и на питающих элементах секции (ввод трансформатора или секционный выключатель). При КЗ на отходящем фидере по факту пуска его защиты блокируется отключение питающих элементов без выдержки времени. При КЗ на шинах распредустройства защиты отходящих фидеров не пускаются, и при пуске защиты питающего элемента разрешается ее работа без выдержки времени на отключение.
Дуговая защита. Дуговая защита применяется в основном для защиты от возгорания КРУ и КТП 6,3 и 10,5. Она устанавливается в ячейках присоединений и реагирует на повышенную освещённость с помощью оптических датчиков или на избыточное давление с помощью датчиков давления (клапанов). Дополнительным входным параметром дуговой защиты является срабатывание токовой защиты (контроль по току), он применяется для исключения возможности ложных срабатываний.
Дифференциально-фазная (высокочастотная) защита (ДФЗ) Принцип работы основан на контроле фаз тока на обоих концах линии, в случае, когда фазы тока отличаются на величину равную или большую уставки, происходит срабатывание защиты.

Релейная защита трансформатора – это система, состоящая из измерительных и коммутационных устройств, отключающая трансформатор при ненормальных режимах работы и в случае ситуаций приводящих к повреждению.

К ненормальным и опасным режимам работы силового трансформатора относятся:

перегрузка по одной или трем фазам, приводящим к повышению тока, проходящего через обмотки,
замыкание на землю или на нейтраль одного или всех выводов трансформатора с высокой или низкой стороны,
межфазные замыкания внутри обмоток и со стороны выводящих шин,
замыкания внутри обмоток трансформатора.

Во всех этих случаях сигналом возникновения опасной ситуации служат повышение проходящего через короткозамкнутый участок тока и понижение напряжения.

Релейная защита должна надежно зафиксировать отклонение тока или напряжения и отключить трансформатор или поврежденный участок.

Защита по максимальному току (МТЗ)

– срабатывает при превышении тока, проходящего через трансформатор (Рис. 1). Реле автоматики А и А₁ срабатывают при токе, превышающем ток короткого замыкания для данной обмотки. Измерение тока осуществляется через трансформатор тока, включенного на две шины А и С.

При наличии межфазного замыкания на шине В через другие шины все равно протекает большой ток. Одно или два реле автоматики запускают цепь запуска реле времени Т.

Задержка реле времени требуется для лучшей селективности защиты – чем ближе трансформатор по линии к источнику энергии, тем меньшее должно быть время срабатывания. Реле времени через определенный промежуток времени запускает промежуточное реле

Рис.1

L, управляющей цепью реле отключения YAT. Реле отключения после срабатывания отключает входы и выходы трансформатора от источника и потребителя энергии и блокируется по цепям либо реле времени, либо промежуточного реле.

Разновидностью МТЗ является защита по току отсечки.

При удалении трансформатора по линии от источника энергии ток короткого замыкания становится меньшим из-за потерь на сопротивление.

Вместе с тем задержка по времени для МТЗ не позволяет быстро отключить трансформатор при внутренних межфазных замыканиях, приводящих к выходу трансформатора из строя. Конструктивно защита по токовой отсечке (Рис. 2) отличается от МТЗ отсутствием реле времени. Селективность реле достигается подбором тока срабатывания реле автоматики. Данный ток должен быть равным току КЗ на защищаемом участке.

Релейная защита силовых трансформаторов

Рис. 2

Срабатывание МТЗ по току обладает недостаточной чувствительностью в некоторых случаях, например при защите повышающего трансформатора. В данном случае защита запускается по напряжению (Рис. 3). Трансформаторы напряжения включенные между фазовых шин управляют работой реле автоматики А и А₁. Срабатывание этих реле происходит при понижении порога напряжения короткого замыкания. Алгоритм работы аналогичен МТЗ, но сторона подключения – всегда источник энергии.

3.2.25

Наименьшие коэффициенты чувствительности для
резервных защит при КЗ в конце смежного элемента или наиболее удаленного из
нескольких последовательных элементов, входящих в зону резервирования, должны
быть (см. также 3.2.17):

для органов тока, напряжения, сопротивления — 1,2;

для органов направления мощности обратной и нулевой
последовательностей — 1,4 по мощности и 1,2 по току и напряжению;

для органа направления мощности, включенного на полные ток
и напряжение, не нормируется по мощности и 1,2 по току.

При оценке чувствительности ступеней резервных защит,
осуществляющих ближнее резервирование (см. 3.2.15), следует исходить из
коэффициентов чувствительности, приведенных в 3.2.21 для соответствующих защит.

Релейная защита кабельных, воздушных линий

В электросетях, работающих с заземленными нулевыми точками трансформаторов, защита должна действовать на отключения при междуфазных и однофазных коротких замыканиях. В сети, работающей с изолированными нулевыми точками трансформатора, замыкание на землю не вызывает нарушения работы потребителей электроэнергии. Поэтому в таких сетях защита от замыканий на землю действует на сигнал. Защиты линий отличаются большим многообразием и их выбор зависит от схемы и напряжения сети, а также от категорий потребителей. Для электроснабжения промышленных предприятий применяют линии с односторонним питанием, где используется максимально токовая защита, токовая отсечка, токовая поперечная дифференциальная защита параллельных линий, а также защиты от замыканий на землю.

Общие сведения.

Релейной защитой называют устройство, состоящее из одного или нескольких реле, реагирующих на ненормальные режимы работы в системе. Защита воздействует на выключатели, и они отключают те элементы электрической цепи, которые опасно оставлять в работе. Она также сигнализирует о начале ненормального режима работы (о перегрузке, утечке масла из трансформатора и т. п.). Помимо этого, релейную защиту совместно с устройствами автоматики используют для автоматического повторного включения (АПВ) линий, агрегатов и автоматического ввода резерва в работу (АВР).
Релейная защита должна обладать селективностью, быстродействием, чувствительностью и надежностью в работе. Селективность защиты заключается в том, что при срабатывании ее отключается только поврежденный участок, а неповрежденные элементы остаются в работе. Быстродействие защиты крайне необходимо, так как при снижении времени отключения поврежденного элемента уменьшаются размеры его разрушения при к. з. и повышается устойчивость работы системы. Под чувствительностью понимается способность защиты реагировать на все виды повреждений и ненормальных режимов в самом начале их возникновения. Защита должна быть надежной, т. е. не должно быть случаев неправильного действия и отказов ее при ненормальных режимах работы в системе.
Реле — это прибор, реагирующий на изменение определенного параметра, характеризующего режим работы установки. Различают реле электрические и неэлектрические. К последним относятся газовые, термические и др. По способу воздействия на выключатель реле бывают прямого и косвенного действия. Первые воздействуют непосредственно на запирающий механизм выключателя, они громоздки и недостаточно чувствительны. Реле косвенного действия имеют малые размеры и на привод выключателя воздействуют через вспомогательную цепь. Реле могут иметь замыкающие и размыкающие контакты.
Для питания катушек реле косвенного действия необходим независимый источник постоянного или переменного тока. На подстанциях и электростанциях в качестве источника оперативного тока чаще всего применяют аккумуляторную батарею. Источниками переменного оперативного тока являются измерительные трансформаторы тока и напряжения, промежуточные трансформаторы (насыщающиеся) и трансформаторы собственных нужд. Наибольшее применение получили электромагнитные реле (рис. 51). Их используют в качестве токовых реле, напряжения, времени, промежуточных и сигнальных. Работа индукционных реле основана на взаимодействии двух магнитных потоков, они срабатывают в результате поворота медного или алюминиевого диска. Их применяют в качестве реле токовых, направления мощности и дифференциальных токовых.

Рис. 51. Электромагнитные реле клапанного (а), соленоидного (б) типов и с вращающимся якорем (в):
1— стальной сердечник; 2 — якорь; 3 — контакты

Реле характеризуется номинальным током и напряжением, током или напряжением трогания (срабатывания) и возврата, коэффициентом возврата, видом автоматических характеристик (независимая и ограниченно зависимая), потребляемой мощностью. При независимой характеристике тока (рис. 52) реле имеет постоянное время срабатывания, не зависящее от тока, а время срабатывания реле с ограниченно зависимой характеристикой 2 зависит от тока в обмотке реле (реле индукционные) .
Для указания типа реле в схемах защиты применяют соответствующие буквы: РТ — реле тока, PH — напряжения, РМ — мощности, PC — сопротивления, РУ— указательное, РВ — времени, РП — промежуточное. РГ — газовое, ТС — температурное и т. п. Применяют защиты, построенные на полупроводниковых приборах (диодах, транзисторах, тиристорах). Такие реле не имеют контактов и подвижных элементов. По сравнению с электромеханическими реле у них меньше размеры, ниже потребляемая мощность, выше чувствительность, лучше характеристики. Рис. 52. Характеристики реле
Релейные защиты предназначены для зашиты электрических сетей, генераторов, трансформаторов и других элементов электрических установок. Существует большое количество различных видов релейных защит. Выбор защиты определяется конструкцией сети (воздушная, кабельная), конфигурацией, напряжением сети, режимом работы, способом заземления нейтрали и другими факторами.

Схемы распределения для первой категории приемников

Что касается распределения энергии для питания приемников первой категории, то в данном случае необходимо подключение от двух независимых центров питания одновременно. Кроме того, в таких схемах часто используется не один распределительный пункт, а два, а также всегда предусмотрена система автоматического включения резервного питания.

Для электрических приемников, которые принадлежат к первой категории, автоматика переключения на резервное питание устанавливается на вводно-распределительных устройствах. При такой системе подключения распределение электрического тока осуществляется при помощи двух силовых линий, каждая из которых характеризуется напряжением до 1 кВ, а также подключаются к независимым трансформаторам.

3.2.20

Оценка чувствительности основных типов релейных
защит должна производиться при помощи коэффициента чувствительности,
определяемого:

для защит, реагирующих на величины, возрастающие в условиях
повреждений, — как отношение расчетных значений этих величин (например, тока,
или напряжения) при металлическом КЗ в пределах защищаемой зоны к параметрам
срабатывания защит;

для защит, реагирующих на величины, уменьшающиеся в
условиях повреждений, — как отношение параметров срабатывания к расчетным
значениям этих величин (например, напряжения или сопротивления) при
металлическом КЗ в пределах защищаемой зоны.

Расчетные значения величин должны устанавливаться, исходя
из наиболее неблагоприятных видов повреждения, но для реально возможного режима
работы электрической системы.

3.2.23

Для генераторов, работающих на сборные шины,
чувствительность токовой защиты от замыканий на землю в обмотке статора,
действующей на отключение, определяется ее током срабатывания, который должен
быть не более 5 А. Допускается как исключение увеличение тока срабатывания до
5,5 А.

Для генераторов, работающих в блоке с трансформатором,
коэффициент чувствительности защиты от однофазных замыканий на землю,
охватывающей всю обмотку статора, должен быть не менее 2,0; для защиты
напряжения нулевой последовательности, охватывающей не всю обмотку статора,
напряжение срабатывания должно быть не более 15 В.

Глоссарий

АБ — аккумуляторная батарея

АВР — автоматический ввод резерва

АСУ ТП — автоматизированная система управления технологического процесса

ГП — гарантированное питание

ДГУ — дизель-генераторная установка

ЕЭС — единая энергосистема

ИБП — источник бесперебойного питания

ИБП АББМ — источник бесперебойного питания с аккумуляторными батареями большой мощности

ЗВУ — зарядно-выпрямительное устройство

ЗКА — защитно-коммутационный аппарат

КЗ — короткое замыкание

КРУ — комплектное распределительное устройство

МТ — микропроцессорный терминал

МРСК — Межрегиональная и региональная сетевая компания

ПА — противоаварийная автоматика

ПС — подстанция

ОБ — оперативные блокировки

ОРУ — открытое распределительное устройство

РЗА — релейная защитная автоматика

РС — распределительные сети

СГП — система гарантированного питания

СОПТ — система оперативного постоянного тока

СН — собственные нужды

ТЗ — техническое задание

ТСН — трансформатор собственных нужд

ФСК — Федеральная сетевая компания

ШАО — шкаф аварийного освещения

ШП — шина питания

ШРОТ — шкаф распределения оперативного постоянного тока

ШУ — шина управления

ЩПТ — щит постоянного тока

ЩСН — щит собственных нужд

Однолинейная схема СОПТ ПС Восточная 330кВ

3.2.7

Надежность функционирования релейной защиты
(срабатывание при появлении условий на срабатывание и несрабатывание при их
отсутствии) должна быть обеспечена применением устройств, которые по своим
параметрам и исполнению соответствуют назначению, а также надлежащим обслуживанием
этих устройств.

При необходимости следует использовать специальные меры
повышения надежности функционирования, в частности схемное резервирование,
непрерывный или периодический контроль состояния и др. Должна также учитываться
вероятность ошибочных действий обслуживающего персонала при выполнении
необходимых операций с релейной защитой.

Разновидности панелей РЗА

Тип панели по классификации института «Энергосетьпроект»	Функциональное назначение панели
ЭПЗ 1032-89	Резервная защита двухобмоточных трансформаторов (ПС 110-220 кВ)
ЭПЗ 1033-90, ЭПЗ 1034-90	Основная защита трехобмоточных трансформаторов (ПС 110-220 кВ)
ЭПЗ 1035-90	Резервная защита трехобмоточных трансформаторов (ПС 110-220 кВ)
ЭПЗ 1036-90	Основная защита двухобмоточных трансформаторов (ПС 110-220 кВ)
ЭПЗ 1297-89	Дифференциальная защита секций шин 110-220 кВ
ЭПЗ 1644-91	Дистанционная и токовая защита ЛЭП 110-220 кВ
ЭПЗ 1638-91, ЭПЗ 1639-91	Продольная дифференциальная токовая защита ЛЭП 110-220 кВ
ЭПЗ 1637-91	Поперечная дифференциальная токовая защита ЛЭП 110-220 кВ
ЭПЗ 1132-88	АЧРдля ПС 110-220 кВ
ЭПО 1191-88	УРОВ для ПС 110-500 кВ
ПВУ 10-74	Питание оперативной блокировки разъединителей для ПС 110-500 кВ
ЭПА 1012-88	УРОВ для ПС 110-220 кВ
ЭПА 1008-88	Охлаждение трансформаторов, автотрансформаторов для ПС 220-500 кВ
ЭПА 1125-88	Центральная сигнализация и синхронизация для ПС 110-220 кВ
ЭПА 1162-88	Центральная сигнализация и синхронизация для ПС 330-500 кВ
ЭПА 1163-88	Центральная сигнализация для ПС 330-500 кВ
ЭПО 1197-90	Центральная сигнализация и синхронизация для ПС 110-220 кВ

Принцип действия

Непрерывный мониторинг всех элементов энергетической системы с реакцией на появление повреждений и аварийные режимы есть главные функции релейной защиты. В электрических цепях энергосистемы устанавливаются специальные выключатели. Они выполняют отключение токов, которые появляются в результате повреждений и аварий. Защита должна определить участок с повреждением и воздействием на ближайший выключатель, который способен отключить участок от энергосистемы выполнить отключение. Пример показан на изображении ниже:

Однако отключения это не единственное назначение релейной защиты. Защитные устройства должны различать свойства нарушения и по возможности либо автоматически выполнять действия для того чтобы нормальный режим в энергосистеме был восстановлен, либо сигнализировать соответствующим службам, которые смогут принять необходимые меры по этому нарушению.

В современных электросетях используются и другие группы устройств автоматики:

автоматическое повторное включение;
автоматическое включение резервного питания;
автоматическая частотная разгрузка.

Эти три основные группы лишь часть перечня. Релейная защита имеет с ними наиболее тесное и первостепенное взаимодействие.

Наиболее часто защитные системы устраняют различные виды короткого замыкания, показанные на изображении ниже:

Причинами таких повреждений могут стать:

межвитковые короткие замыкания в электрических двигателях и трансформаторах;
разрушение изоляционного материала в токоведущих частях со временем и под воздействием неблагоприятных факторов окружающей среды;
механические повреждения;
перенапряжения;
состояние проводов линий электропередачи при сильном ветре и гололёде;
оставленные подключенными и забытые после ремонта заземления.

В дополнение к перечисленным причинам повреждений в электрической сети могут возникать режимы с параметрами, выходящими за установленные значения для работающего оборудования, так называемые «ненормальные режимы»:

сверхток, который превосходит номинальный ток и дополнительно нагревает токоведущие части, а также их изоляцию сокращая срок их нормальной работоспособности;
перенапряжения, вызванные отключениями электрогенераторов и протяжённых высоковольтных линий электропередачи;
нарушение правильной фазировки роторов электрогенераторов, работающих параллельно, что приводит к качаниям и понижению напряжения у потребителей электроэнергии;
возникновение асинхронного режима в синхронном генераторе, что приводит к уменьшению напряжения у потребителей и вызывает риск потери устойчивости энергосистем с параллельно работающими электрогенераторами.

В зависимости от своего назначения системы защиты соответствуют:

требованиям для ситуаций связанных с повреждениями;
то же самое, но для ненормальных режимов.

В ситуациях с повреждениями релейная защита должна обладать

избирательностью, иначе – «селективностью», чтобы максимально точно выбирать электрические цепи, связанные с местом повреждения и выполнять оптимальные отключения;
быстродействием, поскольку большая электрическая мощность, расходуемая в месте повреждения, и тепло, связанное с ней, приводят к более разрушительным последствиям при увеличении времени отключения;
чувствительностью, чтобы фиксировать повреждение на необходимом удалении от места его возникновения;
надёжностью, чтобы срабатывание происходило только при возникновении повреждения в заданной области и не происходило по ошибке при его отсутствии.

При ненормальных режимах в целом требования такие же, как и для повреждений. Отличие заключается только в менее жёстких требованиях к быстродействию систем защиты. В некоторых случаях отключение может быть сделано ручном режиме и от защиты необходимо получить лишь сигнал для этого.

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ

Типы УРЗА можно классифицировать по параметрам режима работы сети, на которые они реагируют.

Токовые защиты.

Наибольшее распространение получили токовые защиты, поскольку именно повышенное значение тока является критерием такого частого вида нарушения режима работы как короткое замыкание. В основе токовой релейной защиты находится реле тока.

Традиционно используемыми являются реле электромеханического типа, состоящие из токовой катушки и подвижной электромагнитной системы, замыкающей контакты. На смену этим приборам пришли полупроводниковые устройства, а с развитием цифровых технологий и микропроцессорные системы релейной защиты.

Независимо от элементной базы, логика работы защит остаётся в принципе той же. Конечно, микропроцессорные системы способны реализовать более сложный и разветвлённый алгоритм действий.

В простейшем случае, на реле выставляется требуемая уставка – значение тока, при котором реле должно сработать. Первичными преобразователями тока являются измерительные трансформаторы или датчики тока.

Защиты по напряжению.

Среди самых распространённых представителей этого класса групповая секционная защита минимального напряжения.

Логика работы этой автоматики увязана с технологическим процессом, электропривод оборудования которого питается от одной секции подстанции. Автоматика минимального напряжения имеет двухступенчатое исполнение. Типовая последовательность работы выглядит следующим образом.

Секция, к которой подключены электродвигатели приводов механизмов технологического процесса (например, это могут быть механизмы котла тепловой электростанции), имеет два питания – от рабочего и резервного трансформаторов.

При отключении рабочего трансформатора срабатывает автоматика включения резерва (АВР). Через небольшой промежуток времени к секции подключается резервный трансформатор.

За время бестоковой паузы нагруженные механизмы успевают затормозиться. После подключения резервного трансформатора начинается самозапуск электродвигателей механизмов.

Повышенный ток, обусловленный групповым запуском двигателей, вызывает посадку напряжения на секции. При снижении напряжения до уставки первой ступени автоматики, происходит отключение наименее значимых для технологического процесса механизмов.

Делается это для того, чтобы облегчить запуск более важного оборудования и удержать станционный котёл (или другой агрегат) в работе. Если это не помогает и напряжение, продолжая снижаться, достигает уставки второй ступени, отключается вторая группа оборудования

В этой ситуации в работе остаются только механизмы, обеспечивающие безаварийный останов всего технологического процесса (котла)

Если это не помогает и напряжение, продолжая снижаться, достигает уставки второй ступени, отключается вторая группа оборудования. В этой ситуации в работе остаются только механизмы, обеспечивающие безаварийный останов всего технологического процесса (котла).

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

3.2.20

3.2.11

Защиты в электрических сетях 110 кВ и выше должны
иметь устройства, блокирующие их действие при качаниях или асинхронном ходе,
если в указанных сетях возможны такие качания или асинхронный ход, при которых
защиты могут срабатывать излишне.

Допускается применение аналогичных устройств и для линий
ниже 110 кВ, связывающих между собой источники питания (исходя из вероятности
возникновения качаний или асинхронного хода и возможных последствий излишних
отключений).

Допускается выполнение защиты без блокировки при качаниях,
если защита отстроена от качаний по времени (выдержка времени защиты — около
1,5-2 с).

Повреждения, ненормальные режимы работы

В обмотках трансформаторов и автотрансформаторов могут возникать следующие виды повреждений: междуфазные к.з.; замыкания одной или 2-х фаз на землю; замыкания между витками одной фазы (витковые замыкания); замыкания между обмотками разных напряжений; утечка масла из бака. На вводах трансформаторов и автотрансформаторов, на ошиновке также могут возникать к.з. между фазами и на землю.

Кроме повреждений могут происходить нарушения нормальных режимов работы трансформаторов и автотрансформаторов, к которым относятся: сверхтоки внешних к.з. на смежных элементах сети; перегрузка, выделение из масла горючих газов; понижение уровня масла; повышение температуры, повышение напряжения.

В соответствии с «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ) для трансформаторов (автотрансформаторов) должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от следующих видов повреждений:

Междуфазных к.з. в обмотках и на выводах.
Однофазных к.з. в обмотке и на выводах, присоединенных к сети с глухозаземленной нейтралью.
Витковых замыканий в обмотках.
Сверхтоков внешних к.з.
Перегрузки.
Понижения уровня масла.
Пробоя изоляции вводов (для трансформаторов с вводами 500 кВ).
Однофазных замыканий на землю на стороне сети с напряжением 6-35 кВ с изолированной нейтралью.

Защиты трансформаторов и автотрансформаторов должны выполнять следующие функции:

отключать трансформатор (автотрансформатор) от источников питания при его повреждении;
отключать трансформатор (автотрансформатор) от поврежденной части сети при прохождении через него сверхтоков внешних к.з.;
подавать сигнал дежурному персоналу при ненормальных режимах работы трансформатора (автотрансформатора) – при перегрузках, выделении из масла газа, понижении уровня масла, повышениях температуры.

В соответствии с назначением для защиты трансформаторов и автотрансформаторов при их повреждениях и ненормальных режимах работы применяются следующие виды защит:

Дифференциальная защита для защиты от повреждений обмоток, вводов и ошиновок.
Токовая отсечка мгновенного действия для защиты от повреждений ошиновок, вводов и части обмотки со стороны источника питания.
Газовая защита для защиты от повреждений внутри бака трансформатора (автотрансформатора), сопровождающихся выделением из масла газа.
Максимальная токовая защита для защиты от сверхтоков проходящих через трансформатор (автотрансформатор) при повреждениях как самого трансформатора, так и смежных элементов сети, связанных с ним.
Защита от замыканий на корпус.
Защита от перегрузки.
Защита от повышения напряжения.

Кроме того, в отдельных случаях, на трансформаторах и автотрансформаторах могут устанавливаться и другие виды защит.

Защиты от повреждений выполняются с действием на отключение, а защиты от ненормальных режимов работы – на сигнал для оповещения дежурного персонала или на отключение на подстанциях без постоянного дежурного персонала.

Выводы:

При эксплуатации трансформаторов и автотрансформаторов в них могут возникать повреждения (междуфазные к.з., замыкания на землю одной и 2-х фаз, витковые замыкания, утечка масла из бака, замыкания между обмотками разных напряжений), а также нарушения нормальных режимов работы (сверхтоки внешних к.з., перегрузка, понижение уровня масла, повышение температуры масла, повышение напряжения).
Защиты трансформаторов (автотрансформаторов) от повреждений выполняются с действием на отключение.

Защиты от ненормальных режимов выполняются с действием на сигнал, а на подстанциях без постоянного дежурного персонала – на отключение.

3.2.3

С целью удешевления электроустановок вместо
автоматических выключателей и релейной защиты следует применять предохранители
или открытые плавкие вставки, если они:

могут быть выбраны с требуемыми параметрами (номинальные
напряжение и ток, номинальный ток отключения и др.);

обеспечивают требуемые селективность и чувствительность;

не препятствуют применению автоматики (автоматическое
повторное включение — АПВ, автоматическое включение резерва — АВР и т. п.),
необходимой по условиям работы электроустановки.

При использовании предохранителей или открытых плавких
вставок в зависимости от уровня несимметрии в неполнофазном режиме и характера
питаемой нагрузки следует рассматривать необходимость установки на приемной
подстанции защиты от неполнофазного режима.

Существующие стандарты:

Стандарт организации ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007-29.120.40.041-2010 Системы оперативного постоянного тока подстанций. Технические требования
Типовой перечень сигналов, поступающих от РЗА, ПА, АИИС КУЭ и инженерных систем подстанции в АСУ ТП, Москва 2010г.
Руководство по проектированию систем оперативного постоянного тока (СОПТ) ПС ЕНЭС Типовые проектные решения , 2011
Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ (НТП ПС) Стандарт организации
Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций напряжением 35-750кВ. Типовые решения, Энергосетьпроект, 2006г.
Общие технические требования к микропроцессорным устройствам защиты и автоматики энергосистем РД 34.35.310-97
Методические указания по инженерным расчетам в системах оперативного постоянного тока для предотвращения неправильной работы дискретных входов микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики, при замыканиях на землю в цепях оперативного постоянного тока подстанций ЕНЭС

Устройство

Рассмотрим устройство в процессе описания действия РЗиА:

Название	Функция
Блок мониторинга	Отслеживание электропроцессов. Параметры измеряются ТН/ТТ и узлами с подобными функциями. Выходные импульсы могут поступать напрямую на логическую часть для сравнения с прописанными пользователем величинами отклонений от уставок (нормальных значений). А также импульсы может предварительно создаваться сообщения в цифровой форме.
Логическая часть	Сравнивает поступившие импульсы с уставками. Определяется несовпадение, принимается решение о командах на активацию защиты.
Исполнительная схема	Постоянно в состоянии готовности для принятия команды от логической части. Производит переключение цепей ЭУ по прописанному алгоритму для недопущения поломок оснащения и ударов тока.
Сигнальный узел	Сам пользователь органами чувств не может адекватно отслеживать чрезвычайно быстрые процессы в ЭУ. Для сохранения данных происходящих процессов используют сигнальные приборы оповещения (изображением, звуком, светом), которые также записывают в память историю. После сработки таких устройств они выставляются в исходную позицию вручную. Система позволяет сберечь данные о всех действиях.