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]

16-7. Проверка правильности включения реле направления мощности

а) Общие положения

В гл. 8 было показано, как включить реле направления мощности, чтобы оно правильно действовало при повреждениях в первичной сети. Однако при монтаже защиты могут быть допущены ошибки, что приведет к ее неправильному действию при коротких замыканиях. Поэтому перед включением защиты в работу производится окончательная проверка током нагрузки и рабочим напряжением правильности включения реле направления мощности.

Проверка правильности включения реле направления мощности производится в такой последовательности:

проверяется исправность и правильность подключения цепей напряжения, подаваемых на защиту и используемых для снятия векторных диаграмм;

снимается векторная диаграмма токов, проверяется исправность токовых цепей и правильность подключения их к зажимам панели;

строится на векторной диаграмме линия изменения знака вращающего момента, определяются на диаграмме «зона работы» и «зона заклинивания», которые должно иметь проверяемое реле, для того чтобы правильно действовать при коротких замыканиях на защищаемом присоединении;

имитируются аварийные условия и производится наблюдение за поведением реле направления мощности;

анализируется правильность включения реле.

Наблюдение за поведением реле производится одновременно со снятием векторной диаграммы или сразу же после того, как диаграмма снята, так чтобы не успели измениться величина, а главное направление тока нагрузки.

Два первых этапа — проверка цепей напряжения и токовых цепей — уже были рассмотрены выше. Они выполняются для всех реле направления мощности. Остальные этапы проверки рассмотрены ниже для реле направления мощности трех типов.

б) Проверка реле направления мощности защиты от междуфазных коротких замыканий

В качестве примера рассмотрим проверку реле направления мощности типа РБМ-171 (или ИМБ-171), включенного по 90-градусной схеме на ток фазы А — IA и междуфазное напряжение двух других фаз UBC.

При анализе правильности включения реле будем рассматривать векторы первичных токов и напряжений, считая условно, что реле направления мощности включено прямо в первичную сеть, минуя измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Это допущение дает нам возможность, не считаясь с измерительными трансформаторами и полярностью обмоток реле, косвенным путем проверить правильность монтажа защиты, выполненного с учетом схемы соединения и полярностей обмоток трансформаторов тока и напряжения, а также с учетом полярности обмоток реле.

Следует помнить, что проверка правильности включения реле направления мощности током нагрузки и рабочим напряжением возможна только в том случае, если точно известно направление мощности в первичной сети.

После построения векторов первичных токов, положение которых определяется на основании известного направления активной и реактивной мощности в первичной сети и уточняется при снятии векторной диаграммы, приступают к третьему этапу проверки. На диаграмме строится линия изменения знака вращающего момента и определяется «зона работы», которую должно иметь проверяемое реле, для того чтобы правильно действовать при повреждениях в первичной сети.

Построить линию изменения знака момента и определить «зону работы» можно и предварительно перед началом проверки.

На рис. 16-15 построена линия изменения знака вращающего момента реле РБМ-171, включенного по 90-градусной схеме на ток IA и напряжение UBC и имеющего характеристику согласно которой линия изменения знака момента расположена под углом 45° относительно вектора напряжения как показано на рис. 16-15.

Построение производится в следующей последовательности:

строится вектор первичного напряжения (реле включено на фазы b и с);

относительно вектора строится линия изменения знака момента, для чего на известной угловой характеристике проверяемого реле наносятся углы, при которых величина вращающего момента становится равной нулю.

При трехфазном коротком замыкании на защищаемой линии первичный ток фазы А, на который реагирует реле направления мощности — будет направлен, как показано на рис. 16-15 штриховой линией. Ток отстает от фазного напряжения на угол , величина которого определяется соотношением активного и реактивного сопротивления защищаемой линии.

Так как при коротком замыкании на защищаемой линии реле должно сработать и дать возможность защите подействовать на отключение, зона, в которую попадает вектор тока и должна быть «зоной работы» реле.

Для того чтобы убедиться, что реле направления мощности, цепи тока и напряжения которого не переключаются, а постоянно подключены к обмоткам, будет правильно работать при любом коротком замыкании, достаточно проверить его действие при одном каком-либо виде повреждения. Обычно реле направления мощности защит от междуфазных коротких замыкании проверяют в условиях, аналогичных трехфазному к. з.

Поскольку векторная диаграмма токов при симметричном трехфазном к. з. принципиально не отличается от нормального нагрузочного режима, никаких переключений в цепях тока и напряжения при проверке производить не нужно. Подавая на реле направления мощности ток нагрузки и рабочее напряжение, наблюдают за его поведением.

Если при этом реле направления мощности срабатывает и переключает контакты, а вектор первичного тока нагрузки, подводимого к обмотке реле ( на рис. 16-15), попадает в «зону работы», значит, реле включено правильно. Реле направления мощности также включено правильно, если оно не срабатывает и не переключает контакты, когда вектор тока нагрузки попадает в «зону заклинивания».

Реле включено неправильно, если поведение его при подаче тока нагрузки и рабочего напряжения не соответствует положению на диаграмме вектора первичного тока, на который реагирует реле.

Нагрузка на линии, защита которой проверяется, может оказаться такой, что вектор тока подводимого к реле, расположится вблизи линии нулевых моментов, в пределах 20° от нее, как показано на рис. 16-16. Момент на реле при такой нагрузке очень мал, и его подвижная система находится в безразличном состоянии.

Для того чтобы и в этих условиях проверить реле, достаточно подать в него ток другой фазы, как показано на рис. 16-16, б. По диаграмме, приведенной на рис. 16-16, а, видно, что при подведении к реле тока оно должно четко сработать. Очевидно, что аналогичные результаты можно получить, если, не изменяя фазы тока, подводимого к токовой обмотке реле, подать на его обмотку другое напряжение, например вместо

При проверке трехфазного реле направления мощности, которое имеет три элемента, воздействующие на общую подвижную систему, необходимо убедиться, что реле правильно действует при подаче тока и напряжения к обмоткам каждого элемента поочередно.

Если при проверке реле направления мощности будет установлено, что оно включено неправильно, то для правильного действия реле достаточно в любом месте изменить полярность тока или напряжения, подводимого к реле, например поменять местами два конца, подходящих к обмотке тока или к обмотке напряжения. Однако для того чтобы включение реле полностью соответствовало монтажной схеме, нужно найти место, где была допущена ошибка (полярность включения трансформаторов тока, трансформаторов напряжения, обмоток реле и т. д.), и устранить ее.

После изменений, произведенных в схеме, необходимо вторично проверить правильность включения реле.

в) Проверка реле направления мощности защиты от замыканий на землю

Как известно, реле направления мощности защиты от к. з. на землю включается на ток и напряжение нулевой последовательности.

Так как в нормальном симметричном режиме сумма токов и напряжений трех фаз равна нулю, в обмотках реле будут проходить лишь небольшие токи небаланса. Поэтому, для того чтобы проверить правильность включения реле направления мощности нулевой последовательности, нужно искусственно создать условия, аналогичные однофазному короткому замыканию.

Векторная диаграмма токов и напряжений при однофазном к. з. на фазе А приведена на рис. 16-17, a. Из этой диаграммы видно, что при однофазном к. з. на реле направления мощности защиты от замыканий на землю будут поданы ток поврежденной фазы IA = 3I0 и сумма напряжений двух неповрежденных фаз

Значит, при проверке правильности включения реле направления мощности нулевой последовательности в его обмотки следует подать ток одной фазы, на которой имитируется повреждение, и сумму напряжений двух неповрежденных фаз. Для осуществления этого требования во вторичных токовых цепях закорачивают и отсоединяют две фазы, а третью оставляют подключенной на зажимах панели или на испытательном блоке, как показано на рис. 16-17, б—г.

В цепях напряжения согласно условиям однофазного к. з. необходимо исключить напряжение фазы, которая условно принята поврежденной, так чтобы на обмотку напряжения реле была подана сумма фазных напряжений неповрежденных фаз. На рис. 16-18, а показано, как это осуществляется в случае, когда реле направления мощности включено через специальный промежуточный трансформатор. Фаза А отсоединена с первичной стороны и соединена с нулевым проводом, т. е. созданы условия, которые имеют место при однофазном к. з. на этой фазе. На реле при этом подана сумма напряжений двух неповрежденных фаз. Очевидно, что точно так же можно имитировать однофазное к. з. по цепям напряжения, если реле включено на обмотки трансформаторов напряжения, соединенные в разомкнутый треугольник. Для этого необходимо отключить со стороны высшего напряжения фазу трансформатора напряжения, на которой имитируется однофазное к. з., и закоротить отключенную обмотку, как показано на рис. 16-18, а. Такой способ имитации однофазного к. з. является наиболее полноценным, так как позволяет точно восстановить условия, которые будут существовать в первичной цепи при повреждении в первичной сети вблизи места установки защиты.

Однако этот метод имеет существенные недостатки.

Первый недостаток состоит в необходимости при проверке защиты производить операции в установках высокого напряжения, что может быть нежелательным, а в ряде случаев и недопустимым.

Второй недостаток заключается в том, что напряжение нулевой последовательности при проверке одной из защит будет подано одновременно на защиты всех присоединений подстанции, цепи напряжения которых подключены к данному трансформатору напряжения. Вследствие этого при проверке одной из защит придется вывести из действия защиты от замыканий на землю, установленные на других присоединениях, или хотя бы зашунтировать на этих защитах контакты реле направления мощности, что также нежелательно, так как может нарушить селективность их действия.

Учитывая эти недостатки, метод имитации однофазного к. з. по цепям напряжения путем отключения одной из фаз трансформатора напряжения со стороны высшего напряжения следует применять только в крайних случаях, когда другие более простые способы проверки не могут быть использованы, например при новом включении подстанции.

Однофазное короткое замыкание можно имитировать, производя соответствующие переключения

тоько во вторичных цепях трансформаторов напряжения. Для этого необходимо из напряжения, подаваемого на реле от разомкнутого треугольника, исключить напряжение фазы, на которой имитируется к. з. Так, например, для имитации повреждения на фазе А необходимо вместо вывода О1 разомкнутого треугольника подать на реле вывод Oд (дополнительный или испытательный), как показано на рис. 16-18, б. При этом на реле будет подана сумма напряжений фаз В и С, т. е. будут осуществлены условия, имеющие место при однофазном к. з. фазы А.

Для того чтобы проверку одной защиты можно было бы производить, не затрагивая других, вывод Од необходимо предварительно подвести к зажимам панелей всех защит, имеющих реле направления мощности нулевой последовательности. Подключение вывода Од вместо O1будет производиться на зажимах панели проверяемой защиты.

Рассмотренный способ имитации короткого замыкания в цепях напряжения прост и удобен в эксплуатации. Однако при испытаниях можно допустить ошибку, в результате которой реле будет включено неправильно. Такая ошибка, в частности, будет иметь место, если дополнительный вывод Од будет подан на реле вместо вывода О2.

Для того чтобы избежать подобной ошибки, необходимо при новом включении тщательной прозвонкой с зажимов трансформатора напряжения установить, к какому зажиму панели подключен заземленный вывод О2, и замаркировать его. В случае, если цепи напряжения защиты переключаются с одного трансформатора напряжения на другой рубильником или контактами реле-повторителей, вывод O2 должен быть подведен к реле жестко, минуя переключающие контакты.

Чтобы не ошибиться при подаче на реле напряжения от дополнительного вывода, применяются специальные схемы подключения выводов разомкнутого треугольника на зажимах панели. Так, например, в схеме, приведенной на рис. 16-18, б, при проверке защиты снимается мостик на зажиме, соединяющем нормально обмотку реле с выводом O1 и устанавливается на зажим, связанный с выводом Од. Аналогично можно выполнять переключения с помощью испытательного блока. После окончания проверки восстанавливается нормальная схема цепей напряжения.

Проверяя реле направления мощности нулевой последовательности, необходимо быть уверенным, что при подключении дополнительного вывода к реле имитируется короткое замыкание на определенной фазе, например А. Поэтому при новом включении, а также после работ, связанных с пересоединением в первичных или вторичных цепях трансформатора напряжения, необходимо убедиться, что дополнительный вывод сделан правильно, т. е. из вершины, соединяющей фазы А и В (если имитируется к. з. на фазе А).

Выше было показано, что для имитации однофазного к. з. на фазе А к реле должна быть подана сумма напряжений Следовательно, нужно определить, какое напряжение будет подано на реле при подключении к нему дополнительного вывода Од. Это может быть выполнено фазировкой дополнительного вывода с вторичными обмотками трансформаторов напряжения, соединенными в звезду, как показано на рис. .16-2. Для этой цели можно также воспользоваться фазометром и определить с его помощью вектор испытательного напряжения, измеряя угол между ним и одним из токов (рис. 16-19).

Вектор испытательного напряжения который в рассматриваемом случае равен сумме напряжений или расположен противоположно вектору фазного напряжения что подтверждает правильность выполнения дополнительного вывода.

Дальнейшие этапы проверки реле, т. е. определение «зоны работы» и анализ правильности его включения, выполняются точно так же, как и для реле направления мощности защиты от междуфазных коротких замыканий.

После снятия векторной диаграммы и построения векторов первичных токов на диаграмме строится линия изменения знака вращающего момента и определяется «зона работы», которую должно иметь проверяемое реле, для того чтобы правильно действовать при повреждениях в защищаемой сети.

На рис. 16-20 построена линия изменения знака вращающего момента для реле типа РБМ-178, имеющего характеристику

Угловая характеристика реле построена относительно напряжения подаваемого на реле при имитации к. з. на фазе A,

При однофазном к. з. на фазе А защищаемой линии ток фазы А, на который будет реагировать реле направления мощности, IA(к.з)будет расположен, как показано пунктирной линией на рис. 16-20.

Зона, в которую попадает вектор тока IA(к.з), и должна быть «зоной работы» данного реле.

Подавая на реле направления мощности напряжение по схеме на рис. 16-18 и ток по схеме на рис. 16-17, б—г, наблюдают за его поведением.

При проверке реле направления мощности нулевой последовательности к реле обычно подают поочередно токи всех фаз и наблюдают, как ведет себя реле с каждым из них. Это позволяет оценить правильность включения реле при любой нагрузке в первичной сети, так как всегда хотя бы один из токов будет создавать большой момент на подвижной системе реле.

Анализ правильности включения реле направления мощности производится по векторам первичных токов и напряжений точно так же, как это делается при проверке реле направления мощности защиты от междуфазных к. з.

Так, реле направления мощности, характеристика которого изображена на рис. 16-20, будучи правильно включено, при подведении поочередно тока замкнет свои контакты, тока — разомкнет, а от тока будет иметь слабый момент на замыкание контактов.

Устранение ошибок, выявленных при проверке, производится аналогично тому, как это выполняется на реле направления мощности защиты от междуфазных к. з.

г) Проверка реле направления мощности двустороннего действия

В схемах направленных поперечных дифференциальных защит параллельных линий применяются реле направления мощности двустороннего действия. Проверка правильности включения этого реле производится аналогично реле одностороннего действия, но имеет некоторые особенности. В качестве примера рассмотрим проверку реле направления мощности двустороннего действия типа РБМ-271, которое используется в схемах направленных поперечных дифференциальных защит параллельных линий. Это реле имеет угловую характеристику, которая определяется следующим выражением:

Проверка цепей напряжения реле направления мощности двустороннего действия ничем не отличается от рассмотренной выше.

Второй этап проверки — снятие векторной диаграммы и проверка исправности токовых цепей —также выполняется аналогично. Но, так как реле направления мощности в схеме направленной поперечной дифференциальной защиты включено на разность токов двух параллельных линий, снимается векторная диаграмма токов в каждой из линий и измеряется ток небаланса, проходящий в реле в нормальном режиме. На векторной диаграмме строятся векторы первичных и вторичных токов, проходящих в трансформаторах тока каждой линии.

На рис. 16-21, а построена векторная диаграмма токов нагрузки. Для упрощения на диаграмме показан ток только одной фазы А. По этой диаграмме видно, что на первой линии трансформаторы тока соединены с «прямой» полярностью, а на второй — с «обратной».

Линия нулевых моментов построена на рис. 16-21 б для реле, включенного на междуфазное напряжение и разность токов фаз А обеих параллельных линий. После того как построена линия нулевых моментов, необходимо определить «зону работы» реле. У реле направления мощности двустороннего действия в схемах направленной поперечной дифференциальной защиты рабочие зоны обычно обозначают: «отключение I линии» и «отключение II линии».

Для определения зон работы реле на рис. 16-21, б построен штриховой линией вектор первичного тока который будет проходить в первичной сети при трехфазном к. з. на одной из параллельных линий.

Вторичный ток IaI(к.з), который будет проходить в реле при коротком замыкании на линии I, совпадает с вектором первичного тока так как совпадают токи нагрузки

Вторичный ток IaII(к.з), который будет проходить в реле при к. з. на линии II, расположится в противофазе с вектором IA(к.з).

Поскольку при возникновении короткого замыкания на линии I защита должна отключать именно эту линию, то зона на диаграмме, в которой расположен вектор тока IaI(к.з), и должна быть зоной работы на отключение линии I.

Противоположная зона, в которую попадает вектор тока IaII(к.з) , должна быть зоной работы на отключение линии II.

Аварийные условия имитируются поочередной подачей в реле тока фазы А каждой из параллельных линий. Для этого закорачивают и отсоединяют токовые цепи линии II, так что в реле поступает ток линии I. Затем аналогичная операция выполняется с токовыми цепями линии I, и в реле проходит ток линии II.

Одновременно с подачей тока в реле производится наблюдение за его поведением. Это наблюдение целесообразно вести за выходными промежуточными реле защиты при поданном оперативном токе или за сигнальными лампами, установленными на выходе защиты. При такой проверке исключается возможность ошибки выполнения промежуточных связей от реле направления мощности до отключающих цепей обеих линий.

В примере, приведенном на рис. 16-21, вектор тока нагрузки линии расположен в зоне действия защиты «на отключение I линии». Следовательно, при подведении в реле тока нагрузки линии I реле направления мощности должно замкнуть цепь на отключение линии I, если оно включено правильно.

При подведении к реле тока нагрузки линии II оно должно замкнуть цепь на отключение линии II, так как вектор тока расположен в зоне действия на отключение линии II.

Если вектор тока нагрузки, подаваемого в реле, попадает в зону действия реле на отключение одной из линий и реле отклоняется, замыкая цепь на отключение той же линии, значит, оно включено правильно.

14 Июнь, 2009              13774              ]]>Печать]]>
3 / 15 ( Отлично )

Последние комментарии : 1

Ingener             Добавлен: 13 Апрель, 2011 17:51       Ответить
Спасибо!

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Дva plus trи ? (цифрой)

Вверх страницы