Дуговая защита. виды и работа. применение и особенности

Контроль мощности

Таковы ЛЭП и магистрали поддержания их работоспособности по всей стране. Они передают напряжение с током в одну часть линии, а потом реверсировать в другую по переключению направлений персоналом в результате предпосылки аварийной ситуации.

РЗА с помощью своих реле определяет расстояние до места короткого замыкания, отмечая ненужные колебания и готовится к отключению, не доводя ситуацию с напряжением до критической точки. Реле мощности (РМ) учитывают колебания ее направлений и настраиваются на срабатывание при достижении критической величины.

Для устранения таких случаев включаются блокировочные установки, запрещающие вывод из системы силового выключателя по качаниям в системе.

Файл-архив ›› Защита трансформаторов распределительных сетей. Шабад М. А

В книге изложены вопросы защиты понижающих трансформаторов распределительных сетей с высшим напряжением от 6 до 110 кВ, выполняемой с помощью плавких предохранителей и современных устройств релейной защиты. Рассмотрены принципы действия, типовые схемы и условия расчета основных типов релейной защиты, а также устройство и выбор плавких предохранителей для защиты трансформаторов.Книга предназначена для инженеров, техников и мастеров, занимающихся эксплуатацией распределительных электрических сетей энергосистем, промышленных предприятий и сельскохозяйственных комплексов, а также может быть полезна работникам проектных и наладочных организаций и студентам электроэнергетических специальностей.

Виды повреждений и ненормальных режимов работы трансформаторов . Расчеты токов короткого замыкания за трансформаторами Защита трансформаторов плавкими предохранителями Принципы выполнения релейной защиты понижающих трансформаторов Токовая отсечка от междуфазных к. з Дифференциальная токовая защита Газовая защита Максимальная токовая защита. Специальная токовая защита нулевой последовательности от однофазных к. з. на землю на стороне НН (0,4 кВ)Схемы защиты трансформаторов .

Поперечная дифференциальная защита

Поперечная защита, работает также по принципу сравнивания токовых значений. Однако в отличие от продольной системы, установка трансформаторов тока выполняется не на концах защищаемого участка, а на отдельных линиях, подключенных к одному источнику питания. Это могут быть, например, параллельные кабельные линии, отходящие от общего выключателя.

При внешнем коротком замыкании поперечная дифференциальная защита его не сможет определить, поскольку разница значений силы тока на этих линиях будет нулевой. Если же короткое замыкание произойдет на одной из защищаемых линий, в этом случае разница токов будет иметь определенное значение, необходимое для срабатывания защиты. С помощью данной системы в основном выполняется дифференциальная защита линии электропередачи, проложенной по воздуху. В случае аварии выбирается и отключается только поврежденная линия.

В конструкцию системы входит токовое реле, выполняющее пусковую функцию, и включающееся также, как и в продольной защите с участков направления мощности. Оно включается на разницу токов в защищаемых линиях и в соответствии с напряжением шин на подстанции. Подача оперативного тока осуществляется на реле защиты путем последовательного соединения вспомогательных контактов, установленных на защищаемых линиях. За счет этого защита автоматически выводится из действия, когда отключается хотя-бы одна из линий. Таким образом, исключается не селективное действие защиты в случае внешнего короткого замыкания.

Принципы работы

Устройство защитного отключения и дифавтоматы имеют общий элемент — орган сравнения, реагирующий на появление токов утечек в схеме через поврежденную изоляцию.

УЗО

Монтаж устройства защитного отключения (УЗО) выполняется после вводных автоматов в квартиру или защищаемую группу потребителей.

Фазный и нулевой провода пропускаются внутри встроенного трансформатора тока. В его магнитопроводе складываются магнитные потоки от входящего и выходящего тока, создается результирующий поток ФΣ. При хорошей изоляции электрооборудования отсутствуют токи утечки, через нулевой провод возвращается та же величина нагрузки, что и в фазе, ФΣ=0.

При ухудшении изоляции провода или бытового прибора часть фазного тока стекает на землю через место повреждения, минуя нейтраль. В трансформаторе появляется превышение величины тока фазы над током в нейтрали, возникает дисбаланс, появляется магнитный поток ФΣ>0.

Вокруг магнитопровода смонтирована обмотка измерительного реле. В ней создается ток небаланса ΔI, прямо пропорциональный величине потока ФΣ.

Ток небаланса измеряется логической схемой, выполненной на твердотельных элементах у статических реле, либо преобразуется в магнитную силу у электромагнитных. При достижении значений уставок происходит срабатывание реле KL, которое своими исполнительными силовыми контактами снимает напряжение со схемы.

Для правильной, точной работы УЗО обязательна эксплуатация надежного контура заземления с системами уравнивания потенциалов, обычно выполняемых включением в электросхему PE-проводника.

Дифференциальные автоматы

Принцип работы дифавтоматов повторяет и расширяет методы, заложенные для УЗО. Постоянное сравнение изменений токов (дифференциалов) между входящим фазным и выходящим нулевым проводом осуществляется встроенным УЗО, которое работает аналогично автономным конструкциям. Однако дифференциальные реле более сложны, имеют:

индивидуальный автоматический выключатель для каждой фазы;
рычаг ручного управления;
тепловой расцепитель, выполняемый биметаллическими пластинами, которые при нагреве изгибаются, создают усилие на защелку, удерживающую автомат в положении “включено” и выбивают ее.

Тепловой расцепитель реагирует с выдержкой времени на превышение тока нагрузки, вызывающее излишний нагрев проводов.

Электродинамический магнитный расцепитель из катушки с подвижным сердечником, который при токах уставок быстро втягивается и отключает без выдержки времени дифференциальный автомат от токов коротких замыканий, возникающих в схеме.

Для чего она нужна?

Первым делом расскажем о том, зачем нужно использовать РЗА. Дело в том, что существует такая опасность, как возникновение тока КЗ в цепи. В результате КЗ очень быстро разрушаются токопроводящие части, изоляторы и само оборудование, что влечет за собой не только возникновение аварии, но и несчастного случая на производстве.

Помимо короткого замыкания может возникнуть перенапряжение, утечка тока, выделение газа при разложении масла внутри трансформатора и т.д. Для того чтобы своевременно обнаружить опасность и предотвратить ее, используются специальные реле, которые сигнализируют (если сбой в работе оборудования не представляет угрозы) либо мгновенно отключают питание на неисправном участке. В этом и заключается основное назначение релейной защиты и автоматики.

Основные требования к защитным устройствам

Итак, по отношению к РЗА предъявляются следующие требования:

Селективность. При возникновении аварийной ситуации должен быть отключен только тот участок, на котором обнаружен ненормальный режим работы. Все остальное электрооборудование должно работать.
Чувствительность. Релейная защита должна реагировать даже на самые минимальные значения аварийных параметров (заданы уставкой срабатывания).
Быстродействие

Не менее важное требование к РЗА, т.к. чем быстрее реле сработает, тем меньше шанс повреждения электрооборудования, а также возникновения опасности.
Надежность

Само собой аппараты должны выполнять свои защитные функции в заданных условиях эксплуатации.

Простыми словами назначение релейной защиты и требования, предъявляемые к ней, заключаются в том, что устройства должны контролировать работу электрооборудования, своевременно реагировать на изменения рабочего режима, мгновенно отключать поврежденный участок сети и сигнализировать персонал об аварии.

Повышение эффективности дифзащиты

Несмотря на огромный ряд преимуществ перед другими видами защит, дифзащита требует повышения эффективности ее срабатывания в аварийной ситуации при эксплуатации генераторов. Для этого необходимо соблюдать следующие правила:

Включение добавочных резисторов к измерительным токовым реле.
Минимизация апериодических величин и настройка отсечек для переходных токов небаланса.
Применение реле с задержкой времени срабатывания.

Таким образом, дифзащита широко применяется для обеспечения стабильной работы электрооборудования и ЛЭП, защиты от пожаров и возгораний, непредвиденных финансовых затрат, а также для сохранения жизни и здоровья человека.

Дифференциальная защита генератора

В электрической сети иногда могут возникнуть межфазные короткие замыкания на участке от оборудования до трансформатора тока. Для предупреждения подобных ситуаций применяется дифференциальная токовая защита устройств, в том числе и генераторов. В основном используются продольные системы, отличающиеся абсолютной селективностью. Они наиболее эффективны для генераторов, обладающих средней и высокой мощностью. В состав защиты входят дифференциальные реле в количестве трех единиц.

При наличии заземления нейтрали генератора обеспечивается дифференциальная защита от коротких замыканий на землю. Однофазные короткие замыкания предупреждаются с помощью чувствительной защитной системы, при которой выполняется сравнение токов нулевой последовательности. Данные токи протекают с обеих сторон обмоток статора.

Для того чтобы исключить неправильное действие защиты при внешнем коротком замыкании, выполняется блокировка дифференциальной защитной системы. В первую очередь это касается больших токов, при которых возникает насыщение трансформаторов тока. Блокировка производится, когда один из максимальных токов фаз превышает свое установленное заданное значение. Защитные устройства срабатывают в тех случаях, когда появляется напряжение с нулевой последовательностью и определенной величиной. Дополнительно происходит контроль над величиной угла между токами нулевой последовательности сторон в обмотках статора. За счет этого значительно повышается селективность в случае внешнего однофазного короткого замыкания.

В некоторых случаях допускается применение поперечной дифференциальной защиты генератора. Таким образом, предупреждаются витковые замыкания в обмотке статора, когда имеются параллельные ветви статорных обмоток и существует возможность для сравнения токов в ветвях всех фаз. Дифференциальная защита генератора устанавливается отдельно для каждой фазы, поэтому реакция на межвитковые замыкания касается только своей фазы.