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]

4. Устройства блокировки при качаниях

4. Устройства блокировки при качаниях

4. Устройства блокировки при качаниях

В случае нарушения устойчивости параллельной работы электростанций по линиям электропередачи возникают качания, сопровождающиеся значительными колебаниями тока, напряжения и угла между ними. Поскольку PC может сработать при этих колебаниях, ДЗ дополняется блокировкой при качаниях. В описываемых блокировках используется тот факт, что при КЗ возникает несимметрия системы токов и напряжений (устойчивая, если КЗ несимметричное, и кратковременная, если КЗ трехфазное). При появлении несимметрии (КЗ) блокировка разрешает сработать защите в течение заданного времени; при отсутствии несимметрии (качания) защита остается заблокированной.

Блокировка при качаниях в панелях обеих модификаций выполняется в двух вариантах: типа КРБ-125, в которой выявителем несимметрии служит фильтр напряжений обратной последовательности (ФНОП), и типа КРБ-126, в которой таким выявителем является фильтр токов обратной последовательности (ФТОП). Блокировка типа КРБ-125 применяется относительно редко, в слаборазветвленных сетях с длинными ВЛ и маломощными источниками питания. Вблизи мощных источников питания блокировка становится нечувствительной. Блокировка типа КРБ-126 широко применяется в разветвленных сетях с мощными источниками питания, но может оказаться нечувствительной в конце длинной ВЛ, отходящей от маломощного источника питания. Кроме того, блокировку приходится загрублять для отстройки от токов обратной последовательности на ВЛ, примыкающих к тяговым ПС, что тоже снижает ее чувствительность.

Цепи постоянного напряжения обеих блокировок почти идентичны, и их удобнее рассмотреть при описании логической части схемы (см. § 9, 10). Здесь же будут даны только описания цепей переменного тока и напряжения, за исключением реле напряжения KV2 (рис. 10,а) и KV1 (рис. 11,а), смысл которых удобнее рассмотреть в § 9, 12.

Блокировка типа КРБ-125 (рис. 10,а) включает в себя ФНОП, состоящий из резисторов R7-R10 и конденсаторов С2, СЗ, понижающий трансформатор фильтра TL1, промежуточный трансформатор тока ТА1, выпрямительные мосты VS1, VS2, фильтр пятой гармоники L1-С4 и поляризованное реле KV1. При подаче на вход ФНОП несимметричной системы векторов напряжений напряжение на выходе ФНОП пропорционально составляющей обратной последовательности U2

Umn=KU2                                      (13)                                      

благодаря исключению составляющих прямой U1 и нулевой U0 последовательностей.  Напряжение U0 исключается тем, что на вход блокировки не подается нулевой провод цепей напряжения, напряжение U1 исключается выбором соотношений величин элементов ФНОП [9]. Соотношение сопротивлений (R9+R10)/XС3 выбирается так, чтобы ток IAB по этим элементам опережал приложенное к ним напряжение UAB на 30°, а соотношение (R7+R8)/XC2 - так, чтобы ток ICB опережал напряжение UCB на 60°. Тогда при подаче на вход системы напряжений U1 (рис. 10,б) вектор UBm падения напряжения на активном сопротивлении R9+R10, совпадающий по направлению с током IАВ, и вектор UBn падения напряжения на конденсаторе С2, отстающий на 90° от тока ICB, совпадают по направлению Соотношение величин R9+R10 и ХС2 выбираются так, чтобы выполнялось равенство

|UBm| = |UBn|,

тогда между точками m и n разность потенциалов обращается в нуль, что и требуется.

При подаче на вход системы напряжений U2 все соотношения фильтра сохраняются, а векторная диаграмма приобретает вид, показанный на рис. 10,в. Треугольник напряжений ВmА изменяет свое положение вместе с линейным напряжением UAB, а   треугольник ВnС - вместе с UCB. Между точками m и n появляется напряжение, пропорциональное напряжению U2 на входе ФНОП.

Можно показать, что соотношение сопротивлений плеч фильтра должно быть

                          (14)

и оно подбирается при наладке переменными резисторами R7, R10.

Напряжение на выходе фильтра, пропорциональное напряжению U2 на шинах ПС, где установлена защита, через трансформатор ТL1 и диодный мост VS2 подается на обмотку поляризованного реле KV1. Напряжение срабатывания блокировки регулируется плавно, в небольших пределах, изменением положения якоря и контактов реле KV1 и ступенчато переключением отводов ТL1 (2, 3, 4, 6, 8 В фазного вторичного напряжения U2).

Известно [9], что ФНОП является также и фильтром пятой гармоники напряжения сети (250 Гц). Для того чтобы напряжение этой гармоники не прикладывалось к обмотке реле KV1, предусмотрен фильтр-пробка L1-C4, настроенный в резонанс на частоте 250 Гц, так что все напряжение пятой гармоники со вторичной обмотки ТL1 оказывается приложенным к этому фильтру.

Поскольку коэффициент возврата поляризованных реле невелик, для повышения общего коэффициента возврата блокировки последовательно с обмоткой KV1 введен резистор R11. В состоянии готовности блокировки к действию контакт KL3.5 промежуточного реле блокировки замкнут, резистор R11 зашунтирован. После срабатывания реле (при пуске блокировки) указанный контакт размыкается, ток через реле KV1 уменьшается, оно возвращается при напряжении на входе блокировки большем, чем если бы R11 был зашунтирован.

Для надежного действия защиты блокировка должна уверенно срабатывать от напряжений U2, появляющихся на шинах ПС при КЗ в конце зоны действия II или III ступени ДЗ. Это не всегда получается, поэтому для повышения чувствительности блокировки при КЗ на землю вводится орган, реагирующий на появление тока нулевой последовательности. В нулевой провод токовых цепей, собранных по схеме полной звезды, врезается трансформатор тока ТА1, со вторичной обмотки которого через выпрямительный мост VS1 подается ток в ту же обмотку KV1. Чувствительность блокировки по этому параметру регулируется плавно, как указано выше, и ступенчато переключением отводов ТА1: I-1,5-2 А для панели с Iном = 5А и 0,2-0,3-0,4 А для панели с Iном=1 А.

Блокировка типа КРБ-126 (рис.11,а) включает в себя прежде всего ФТОП, в том числе трансформаторы тока ТА2, ТАЗ, резисторы R7-R10, конденсаторы С2, СЗ. На выходе, т. е. в первичную обмотку трансформатора ТL1 ФТОП выдает ток, пропорциональный только составляющей I2 в несимметричной системе фазных токов по защищаемой ВЛ:

Imn=KI2.                                       (15)

Для этого на выходе фильтра исключаются составляющие токов прямой I1 и  нулевой I0 последовательностей.

Составляющая I0 исключается специальным исполнением трансформаторов ТА2, ТАЗ. Их обмотки, включенные в нулевой провод токовых цепей, имеют в 3 раза меньше витков, чем обмотки, включенные в фазные провода. Если подать на вход токовых цепей систему токов IA=IВ=IС=I0, то в нулевом проводе потечет ток 3I0, а во вторичных обмотках ТА2, ТАЗ тока не будет.

Составляющая I1, исключается выбором соотношения плеч ФТОП. Заметим, что при подаче на вход системы токов I1, во вторичной обмотке ТА2 потечет ток I'А, во вторичной обмотке ТАЗ - ток I'B, в общем проводе (через зажим 39) - ток I' А +I'В= -I'C, т. е. ток I'C, если принять его направление от трансформаторов тока к RC-цепи. Токи I'А, I'В, I'С образуют симметричную систему (рис. 11,б). Ток I'А разветвляется на две составляющие: через резисторы R7, R8-I'R, через конденсатор С2 - І'X. Соотношение сопротивлений R и ХC выбирается таким образом, чтобы ток I'R отставал от I'А на 30°. Ток I'С также разветвляется на две составляющие: через резисторы R9, R10- I''R, через конденсатор СЗ- І''X. Соотношение сопротивлений R и ХC выбирается так, чтобы I''R отставал от I'С на 60С° и совпадал с І'X. В сумме I''R+ І'X = I'В. Токи I'R и І''X оказываются равными по модулю и противоположными по направлению, следовательно, через трансформатор ТL1 ток не проходит, напряжение на вторичной обмотке отсутствует. Можно показать, что соотношение плеч должно определяться по (14).

При подаче на вход  настроенного таким образом ФТОП системы токов I2 (рис. 11, в) меняется направление тока I'C и, следовательно, токов І''X и I''R. Но так как І''X по-прежнему опережает ток I'С на 30°, то сумма токов, протекающих в первичной обмотке ТL1, равна Imn=I'R+ І''X. Вектор Imn, очевидно, направлен противоположно вектору I'В, и модуль его равен



Ток срабатывания блокировки регулируется ступенчато переключением отводов первичной обмотки ТL1: 0,5-0,75-1,0-1,5 А (вторичных) обратной последовательности для панели с Iном=5 А и соответственно 0,1 - 0,15-0,2-0,3 А для панели с Iном=1 А. Ток вторичной обмотки ТL1 через выпрямительный мост VS2 попадает в рабочую обмотку поляризованного реле КА1, настройкой которого можно регулировать ток срабатывания блокировки в небольших пределах. Для устранения влияния сетевых токов пятой гармоники параллельно вторичной обмотке ТL1 включен фильтр-шунт L1-С4, настроенный на частоту 250 Гц и имеющий для этой частоты сопротивление много меньшее, чем сопротивление нагрузки TL1.

На ту же обмотку реле КА1 подключен через выпрямительный мост VS3 и трансформатор тока ТА4 ток 3I0 для тех случаев, когда не обеспечивается чувствительность по I2 при КЗ на землю. Чувствительность блокировки к току ЗI0 регулируется отводами ТА4: 1,5-3-6 А вторичного тока нулевой последовательности для панели с Iном=5 А или 0,3-0,6-1,2 А для панели с Iном=1 А. Сглаживание выпрямленного тока после VS2, VS3 осуществляется фильтром-шунтом второй гармоники L2-С6. Для повышения коэффициента возврата блокировки вводится резистор R12, отсасывающий на себя часть тока после пуска блокировки.

Следует заметить, что отличие реальных характеристик ТТ, питающих защиту, и всех элементов ФТОП от идеальных приводит к существованию в обмотке КА1 некоторого тока небаланса при подаче системы токов I1 (нагрузки, качаний). Если кратность тока качаний велика по отношению к номинальному току панели, то велик и небаланс, и существует угроза излишнего срабатывания блокировки, а следовательно, и защиты. Чтобы избежать этого, достаточно загрубить реле КА1 током одной фазы так, чтобы при КЗ это загрубление не мешало нормальной работе блокировки, а при качаниях надежно запрещало ее срабатывание. Загрубление достигается подключением тормозной обмотки КА1 встречно к основной через мост VS1 и трансформатор ТА1 в фазу А токовых цепей. При этом

                         (16)

где I2с.р - ток срабатывания КА1 по току I2 при наличии торможения, А; I2с,р0 - то же при отсутствии торможения, А; Iт - тормозной ток, А; Кт - коэффициент торможения,  регулируемый  вторичными отводами ТА1 (4-7-11%).

Для сглаживания пульсаций напряжения после VS1 предусмотрен конденсатор С5, а для предотвращения ложного возврата реле КА1 вследствие уменьшения тока через его рабочую обмотку после замыкания цепи через R12 предусмотрена аналогичная цепь через R11, уменьшающая пропорционально и ток через тормозную обмотку. Введение торможения имеет недостаток: загрубляет блокировку при трехфазных КЗ и двухфазных КЗ фаз АВ и СА.

18 Октябрь, 2014              3728              ]]>Печать]]>
0 / 0 ( Нет оценки )

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Dвa pлюs тpi ? (цифрой)

Вверх страницы