ОМИКРОН ОМИКРОН ОМИКРОН
Система Orphus
Релейная защита воздушных линий 110-220 кВ типа ЭПЗ-1636 [25] Расчет уставок устройств релейной защиты [24] ДИСТАНЦИОННАЯ ЗАЩИТА [18] Максимальная токовая защита [14] Проверка релейной защиты [13] Дифференциальная защита линий [12] Защита синхронных генераторов [12] Измерительные трансформаторы [10] Принципы построения измерительных и логических органов релейной защиты на полупроводниковой и интегральной базе [10] Токовая направленная защита [9] Защита электродвигателей [9] Реле [9] Защита от однофазных замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью [8] Правила выполнения схем РЗА [8] Проверка защиты первичным током нагрузки и рабочим напряжением [8] Высокочастотные защиты [7] Защита воздушных и кабельных линий электропередачи [7] Защита трансформаторов и автотрансформаторов [7] Защита предохранителями и автоматическими выключателями [7] Защита от коротких замыканий на землю в сети с глухозаземленной нейтралью [6] Векторные диаграммы. Короткие замыкания в электрических системах [6] Действие релейной защиты при качаниях [6] Аппаратура для проверки релейной защиты [5] Защита шин [3] Особенности защиты линий и трансформаторов, подключенных к линиям без выключателей на стороне высшего напряжения [3] Оперативный ток [3] Общие сведения [3] Управление выключателями [2]

12-1. Защита трансформаторов, не имеющих выключателей на стороне высшего напряжения

В эксплуатации применяются упрощенные подстанции без выключателей на стороне высшего напряжения трансформаторов и автотрансформаторов (рис. 12-1). Подобные схемы, применяющиеся в электроустановках напряжением до 500 кВ, позволяют уменьшить стоимость подстанции и ее эксплуатации. Вместе с тем из-за отсутствия выключателей па стороне высшего напряжения трансформаторов необходимо предусматривать дополнительные мероприятия, обеспечивающие отключение линии с питающего конца в случае повреждения трансформатора.

Для отключения поврежденного трансформатора, не имеющего выключателя на . стороне высшего напряжения, применяются следующие способы: использование защит питающих линий для фиксации и отключения повреждений в трансформаторе; передача отключающего импульса от защит трансформатора на отключение линейных выключателей; установка специальных аппаратов — короткозамыкателей, которые при срабатывании защит трансформатора включаются и устраивают короткое замыкание на выводах высшего напряжения трансформатора. При возникновении этого короткого замыкания сработают защиты, установленные на питающих концах защищаемой линии, и подействуют на отключение выключателей.

а) Использование защит линии

Первый из перечисленных способов — использование защит линии — наиболее прост и экономичен. Если защиты линии могут быть выполнены достаточно чувствительными, чтобы обеспечить отключение повреждений в обмотках трансформатора и на его выводах низшего напряжения, на самом трансформаторе защиты со стороны высшего напряжения можно не устанавливать. Например, в схеме, приведенной на рис. 12-1, б, для защиты трансформатора может быть использована двухступенчатая максимальная токовая защита, установленная на питающем конце линии. Отсечка, ток срабатывания которой отстраивается от тока, проходящего но линии при трехфазном коротком замыкании на стороне низшего напряжения трансформатора (гл. 8), обеспечивает защиту при повреждениях на выводах высшего напряжения и в части обмотки трансформатора.

Короткие замыкания в трансформаторе и на стороне низшего напряжения будут отключаться второй ступенью максимальной токовой защиты. Ток срабатывания этой защиты должен быть отстроен от максимального тока нагрузки и согласован по чувствительности с защитой, установленной на стороне низшего напряжения трансформатора.

Газовая защита трансформатора в рассматриваемом случае включается с действием на сигнал. Так как при этом нe предусматривается установка защит со стороны высшего напряжения трансформатора, можно не устанавливать трансформаторы тока, что представляет дополнительную экономию.

На трансформаторах, не имеющих выключателей на стороне высшего напряжения, допускается не устанавливать защит от внутренних повреждений, действующих на отключение, если быстродействующая защита линий работает при коротких замыканиях на выводах высшего напряжения трансформатора с коэффициентом чувствительности 1,5—2.

Резервная защита линии должна действовать при коротких замыканиях на выводах низшего напряжения трансформатора с коэффициентом чувствительности не меньше 1,5. Для предотвращения повреждения обмоток трансформатора токами при внешнем коротком замыкании выдержка времени (с) резервной защиты линии должна быть не больше величины, определяемой следующим выражением [Л. 71]:

где — кратность установившегося тока короткого замыкания на стороне низшего напряжения трансформатора к его номинальному току.

Рассматриваемый способ выполнения защиты, основным достоинством которого является простота, может применяться главным образом на линиях сравнительно небольшой длины при малых токах нагрузки. Недостатком этого способа защиты является замедление отключения линии максимальной токовой защитой при повреждении трансформатора с малым током короткого замыкания.

При наличии на питающем конце линии устройства АПВ допускается его действие в случае отключения линии любой защитой, в связи с чем возможна повторная подача напряжения на поврежденный трансформатор.

б) Передача отключающего импульса

Второй способ защиты — передача отключающего импульса — применяется, если защиты, установленные на питающем конце линии, не обеспечивают необходимой чувствительности при коротких замыканиях в трансформаторе. В этом случае на трансформаторе устанавливаются защиты согласно «Правилам устройств электроустановок» (газовая, дифференциальная или токовая отсечка и максимальная токовая защита). При наличии встроенных трансформаторов тока на стороне высшего напряжения трансформатора к ним подключаются токовые цепи защит. При отсутствии встроенных трансформаторов тока для подключения токовых цепей защит можно использовать накладные трансформаторы тока. При отсутствии трансформаторов тока на стороне высшего напряжения допускается максимальную токовую защиту подключать к трансформаторам тока, установленным на стороне низшего напряжения трансформатора, а вместо дифференциальной защиты использовать защиту от замыканий на корпус.

При повреждении трансформатора его защиты срабатывают и передают импульс на отключение выключателя, установленного на питающем конце линии (рис. 12-2). Для передачи отключающего импульса между подстанциями прокладываются специальные соединительные провода, в качестве которых могут быть использованы жилы контрольного или телефонного кабеля.

Повреждение соединительных проводов (обрыв жил и короткие замыкания между ними или на землю) может послужить причиной ложного срабатывания или отказа в отключении выключателя при повреждении трансформатора. Для предотвращения этого необходимо обеспечить высокую надежность соединительных проводов и контроль их исправности.

На рис. 12-3 показана схема передачи отключающего импульса и автоматического контроля исправности соединительных проводов, разработанная в Днепроэнерго [Л.67].

Отключающий сигнал передается от контактов выходного промежуточного реле защиты трансформатора, установленного на подстанции, подключенной к линии без выключателя. Реле 1РЗ, срабатывающее при действии защит трансформатора, переключает свои контакты, размыкая цепи контроля и замыкая цепь обмотки отключающего промежуточного реле 2РЗ, установленного на питающей подстанции.

Контроль жил соединительного кабеля осуществляется с помощью двухобмоточного поляризованного реле РП, установленного на питающей подстанции. В нормальном режиме, когда реле 1РЗ обесточено и его контакты в цепи контроля соединительных проводов замкнуты, по обмотке I реле РП с последовательно включенным сопротивлением R3 проходит выпрямленный ток от выпрямителя В2. Якорь реле РП при этом подтянут, а его сигнальные контакты разомкнуты.

В случае обрыва одной из жил соединительного кабеля прохождение тока по обмотке I реле РП прекращается, и его контакты замыкаются, подавая сигнал о неисправности соединительных проводов. Аналогично будет действовать реле РП и в случае снижения изоляции между соединительными проводами, так как при этом уменьшается ток, проходящий по обмотке I.

При нарушении изоляции одного из соединительных проводов относительно земли контакты реле РП также будут замыкать цепь сигнализации, так как якорь его отпадает под действием тока, проходящего от выпрямителя В1 через обмотку II, включенную встречно с обмоткой I.

Питание устройства контроля осуществляется от цепи переменного тока через промежуточный трансформатор ПТ. Схема применена в эксплуатации на соединительном кабеле длиной 1 км. На кабелях большей длины данная схема применяться не может, так как чувствительность ее резко снижается при увеличении емкости соединительного кабеля.

На длинных линиях электропередачи напряжением до 500 кВ передача отключающего импульса осуществляется с помощью специального устройства телеотключения. При срабатывании защит трансформатора они запускают высокочастотный передатчик, установленный на подстанции, где находится защищаемый трансформатор. Реле, включенное в цепи приемника, установленного на подстанции, где находится выключатель, срабатывает, когда принимает отключающий импульс, и отключает выключатель.

Достоинством рассматриваемого способа отключения поврежденного трансформатора передачей отключающего импульса с помощью соединительных проводов или специального устройства телеотключения является быстрота отключения. К недостаткам же следует отнести возможность отказа в отключении при нарушении соединительных проводов или высокочастотного канала. Поэтому в наиболее ответственных случаях необходимо предусматривать вторую, резервную цепочку соединительных проводов или второй канал высокочастотной связи для передачи отключающего импульса.

в) Установка короткозамыкателя

В тех случаях, когда защиты, установленные на питающих концах линии, не обеспечивают необходимой чувствительности при повреждениях за трансформатором, а передача отключающего импульса нецелесообразна по причине ненадежности, сложности или дороговизны, отключение повреждения обеспечивается с помощью специального аппарата — короткозамыкателя (рис. 12-4).

При срабатывании защиты пов'режденного трансформатора подается импульс на включение короткозамыкателя КЗ, управление которым осуществляется с помощью специального привода (типа ШПК). Короткозамыкатель включается и создает на выводах высшего напряжения трансформатора искусственное короткое замыкание. Вследствие этого защиты, установленные по концам питающей линии, срабатывают и отключают выключатели.

В сетях напряжением 110 кВ и выше, работающих с заземленной нулевой точкой, обычно применяются однополюсные короткозамыкатели, замыкающие одну из фаз на землю. В сетях, работающих с незаземленной нейтралью, применяются двухфазные или трехфазные короткозамыкатели, с помощью которых устраивается междуфазное короткое замыкание. Короткозамыкатели выпускаются для наружной установки в однополюсном исполнении для напряжения 35—220 кВ. Время включения короткозамыкателей 0,4— 0,5 с.

В схеме электрических соединений, приведенной на рис. 12-4, от одной линии питаются два трансформатора, не имеющих выключателей на стороне высшего напряжения. Если не осуществить дополнительных мероприятии, то после включения короткозамыкателя, установленного на поврежденном трансформаторе, и отключения линии будет разомкнут транзит, и потеряет питание второй трансформатор. Для предотвращения этого в рассматриваемой схеме на каждом трансформаторе установлены специальные аппараты отделители — ОД.

Отделители представляют собой трехполюсные разъединители для наружной установки с автоматическим управлением. Каждый полюс отделителя имеет собственную отключающую пружину. Нормально отделитель включен, его отключающие пружины заведены и удерживаются в таком положении приводом (типа ШПО).

После отключения линии выключателями, установленными на ее питающих концах, отделитель поврежденного трансформатора отключается, отсоединяя его от линии. Вслед за этим линия может быть включена вновь устройством АПВ, благодаря чему будет восстановлен транзит и подано питание неповрежденному трансформатору. Время отключения отделителей составляет 0,5—1 с.

Взаимодействие короткозамыкателя и отделителя, обеспечивающее селективное отключение поврежденного трансформатора, осуществляется с помощью специальных схем автоматики, рассмотренных ниже.

В заключение отметим некоторые требования, которым должны удовлетворять устройства релейной защиты и автоматики, установленные на ответвлении и питающих подстанциях, чтобы обеспечить правильную ликвидацию повреждений трансформаторов, подключенных к линиям без выключателей на стороне высшего напряжения.

а) Защита трансформатора, действующая на включение короткозамыкателя, должна быть чувствительнее, чем защита, установленная на питающих подстанциях.

б) Суммарное время действия защиты и отключения выключателя питающей подстанции должно превышать время срабатывания защиты трансформатора и механизма привода короткозамыкателя. Выполнение этого требования необходимо, чтобы обеспечить включение короткозамыкателя и последующее отключение отделителя в бестоковую паузу при повреждении на стороне высшего напряжения трансформатора в зоне действия быстродействующей защиты линии.

Поскольку время действия привода и включения короткозамыкателя сравнительно велико и, как правило, превышает время отключения выключателя питающей подстанции при срабатывании быстродействующей защиты линии, предусматриваются специальные мероприятия, обеспечивающие надежное включение короткозамыкателя в этом случае.

В Мосэнерго, в частности, с этой целью в качестве выходного реле защиты трансформатора, действующего на включение короткозамыкателя, используется промежуточное реле типа РП-341 специальной конструкции с механической защелкой. В этом реле механически фиксируется положение срабатывания до тех пор, пока оно не будет деблокировано вручную. Деблокирование реле осуществляется оперативным персоналом одновременно с отключением короткозамыкателя.

в) Время отключения отделителя должно быть меньше времени действия АПВ на питающих подстанциях.

Достоинством рассмотренного способа отключения поврежденного трансформатора с помощью короткозамыкателя и отделителя является его универсальность, так как он может применяться на линиях любой длины и не требует специальных каналов связи.

Основной недостаток применения короткозамыкателей состоит в замедлении отключения поврежденного трансформатора на время, необходимое для включения короткозамыкателя (0,4—0,5 с).

В некоторых случаях применение короткозамыкателей может оказаться недопустимым по причине значительного понижения напряжения и нарушения работы потребителей при искусственном коротком замыкании на выводах высшего напряжения трансформатора. Нецелесообразно также подключать трансформаторы с короткозамыкателями вблизи мощных узловых подстанций (на расстоянии меньше 10—15 км), если учитывать особо тяжелые условия работы выключателей при близких коротких замыканиях.

12 Июнь, 2009              12261              ]]>Печать]]>
2 / 10 ( Отлично )

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Dвa pлюs тpi ? (цифрой)

Вверх страницы