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]

НОВАЯ НАПРАВЛЕННАЯ ЗАЩИТА С ВЧ-БЛОКИРОВКОЙ ПДЭ-2802 НА ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМАХ

Защита предназначена для ЛЭП 110-330 кВ, не имеющих ОАПВ, в качестве основной быстродействующей РЗ от всех видов КЗ.

Защита может применяться и на ЛЭП с ответвлениями с выполнением мероприятий, исключающих ее неселективное действие при КЗ за трансформаторами ответвлений. При маломощных ответвлениях ВЧЗ ЛЭП удается отстроить от таких КЗ с помощью дополнительного комплекта ПО, предусмотренного в ВЧЗ. При мощных присоединениях отстройка с помощью ПО невыполнима. В таких случаях для обеспечения селективности на ответвлении устанавливается дополнительно упрощенная ВЧЗ типа ПДЭ-2802. Она срабатывает при КЗ за трансформаторами и посылает токи ВЧ на оба конца основной ЛЭП, блокируя действие установленной на ней ВЧЗ ПДЭ-2802.

Принцип действия ВЧЗ ПДЭ-2802 основан на сравнении направления мощности по концам защищаемой ЛЭП (см. § 13.4). При несимметричных повреждениях сравниваются направления мощности обратной последовательности (ОП), а при симметричных - фазные мощности. В первом случае в качестве органа направления мощности и пускового органа используются РНМ, реле тока и напряжения ОП, во втором - направленные PC, включенные на разность токов двух фаз и междуфазное напряжение тех же фаз (IA - IB, IAB). Благодаря такому построению ВЧЗ повышается ее чувствительность при несимметричных КЗ и обеспечивается надежная работа OHM защиты при К3) (рис. 13.20).

Характеристики органа направления мощности приведены на рис. 13.21, а, а реле сопротивления Z, Zбл, Zдоп - на рис. 13.21,6.

Для организации канала связи используются приемопередатчики типа АВЗК-80, обеспечивающие передачу блокирующих ВЧ-сигналов по фазе ВЛ, и устройства автоматического контроля ВЧ-канала типа АК-80.

Измерительная часть РЗ реализована на операционных усилителях (ОУ) типа К553 УД2, а логическая - на микросхемах типа К176.

На рис. 13.22 приведена упрощенная структурная схема РЗ. Схема состоит из измерительных органов (ИО), логической чЛсти и ВЧ-части (приемопередатчика и ВЧ-канала связи).

В измерительной части имеется пять групп ИО и соответственно пять каналов логической части, обеспечивающих взаимодействие всех элементов защиты (рис. 13.22 и 13.23).

Релейная Защита - ВЧЗ

Рис. 13.20. Диаграммы изменения значения U2 и направления мощности S2:
а — при КЗ в зоне; б — при КЗ вне зоны

Подробно устройство защиты рассматривается по упрощенной принципиальной схеме на рис. 13.24.

Первая группа ИО и I канал логической части обеспечивают воздействие на выходные цепи РЗ (отключение выключателей, сигнал телеотключения). В состав первой группы ИО входят: реле тока I2от и напряжения U2от обратной последовательности, подготавливающие цепь отключения при несимметричных КЗ; реле направления мощности ОП М2от дающее сигнал на прекращение пуска ВЧ - передатчика и замыкающее цепь отключения при несимметричных КЗ; направленное реле сопротивления Z (его характеристика показана на рис. 13.21,6), дающее сигнал на прекращение пуска ВЧ - передатчика и замыкающее цепь отключения при симметричных КЗ.

Вторая группа ИО и II канал логической части обеспечивают пуск ВЧ-передатчика, что позволяет блокировать действие РЗ при внешних КЗ. В состав второй группы ИО входят: реле тока I2бл и напряжения U2бл обратной последовательности осуществляющие пуск ВЧ - передатчика при несимметричных КЗ; реле сопротивления Zбл, осуществляющее пуск ВЧ - передатчика при симметричных КЗ (характеристика этого реле показана на рис. 13.21, б).

Третья группа ИО и III канал логической части обеспечивают функциональный контроль основного канала отключения. В состав третьей группы ИО входят реле Z'бл, Z' и Iт2пуск Выходы основного I и дополнительного III каналов соединены по схеме И* Поэтому сигнал отключения поступает на выходное реле только при наличии их на обоих каналах.

Характеристики реле сопротивления в схеме ВЧЗ типа ПДЭ - 2802

Рис. 13.21. Характеристики реле сопротивления в схеме ВЧЗ типа ПДЭ - 2802

Четвертая группа ИО и IV канал логической части представляют собой блокировку при качаниях (БК), предотвращающую излишнее срабатывание ВЧЗ при качаниях, когда могут подействовать реле Z одновременно по обоим концам ЛЭП. Пусковыми органами БК являются элементы: АI, действующий при скачкообразном увеличении тока в случае возникновения трехфазного КЗ, и Iт2пуск реагирующий на начальную несимметрию.

Упрощенная структурная схема ВЧЗ типа ПДЭ - 2802

Рис. 13.22. Упрощенная структурная схема ВЧЗ типа ПДЭ - 2802

Пятая группа ИО и V канал логической части имеют два функциональных назначения - отстройку РЗ, установленной на многоконцевой ЛЭП, при КЗ за трансформатором ответвления (подробно этот вопрос рассмотрен в гл. 15) и защиту ЛЭП при опробовании ее напряжением. В состав этой группы ИО входят: два дополнительных PC, включенные на фазы ВС и СА (ZBCд и ZCАд) и токовое репе нулевой последовательности I0.

Рассмотрим, как будет действовать ВЧЗ при различных видах КЗ вне зоны и в зоне действия защиты (см. рис. 13.24).

Упрощенная функциональная схема измерительной и логической частей зашиты

Рис. 13.23. Упрощенная функциональная схема измерительной и логической частей зашиты

При несимметричном КЗ вне зоны ВЧЗ. Реле ПO2бл (I2бл и U2бл) и ПO2от (I2от и U2от) приходят в действие на обоих концах защищаемой ЛЭП, а на одном из ее концов (удаленном от места повреждения) сработает реле М2от Реле I2бл и U2бл пускового органа ПO2бл и подают сигнал, который по логическим элементам канала II поступает на вход передатчика ВЧ и приводит его в действие. Дальнейшее поведение ВЧЗ определяется поведением OHM М2от На ближнем к месту КЗ реле М2от не действует, так как мощность ОП направлена от шин в защищаемую ЛЭП, поэтому передатчик ВЧ на этой стороне работает непрерывно, посылая блокирующий ВЧ-сигнал на противоположный конец ЛЭП. Сигнал отключения отсутствует (так как М2от не работает). На удаленном от КЗ конце ЛЭП мощность S2 направлена к шинам, OHM М2от срабатывает и останавливает свой передатчик, подав сигнал запрещения на логический элемент И (DX3) канала II (рис. 13.24). Поскольку реле ПO2от и М2от пришли в действие, на выходе элемента ИЛИ DW5 появляется сигнал отключения, но он не может пройти по элементам канала I, поскольку приемник ВЧ, получивший ВЧ - сигнал от передатчика ближнего конца, подает сигнал запрета на логический элемент И (DX7) канала I. Таким образом, ВЧЗ на обоих концах не действует - на ближнем конце из-за недействия М2от,на дальнем - вследствие запрета от блокирующего сигнала, поступившего по каналу ВЧ с противоположной стороны.

Принципиальная схема логической части ВЧЗ ПДЭ - 2802

Рис. 13.24. Принципиальная схема логической части ВЧЗ ПДЭ - 2802

При несимметричном КЗ в зоне. На обоих концах ЛЭП срабатывают ПO2бл пускающие ВЧ-передатчик и, и ПO2от готовящие схему отключения, а также OHM - реле М2от. Последний останавливает работу передатчиков ВЧ-подачей сигнала запрета на логический элемент И DX3 канала II и подает на вход канала отключения сигнал, который проходит беспрепятственно по всем элементам канала. Под действием реле Iт2пуск блокировки при качаниях в канале III, контролирующем правильность работы канала I, возникает сигнал отключения. Сигналы отключения каналов I и III приходят на вход логического элемента И DX13. Элемент переключается, на его выходе появляется сигнал, который приводит в действие выходные цепи РЗ.

Особенности выполнения защиты, связанные с симметричными повреждениями. При трехфазных КЗ ИО РЗ являются два направленных ИО сопротивления Z и Zбл (рис. 13.24). Они включены на линейное напряжение АВ и соответствующую разность фазных токов. Орган сопротивления Z вводится в действие логической схемой блокировки при качаниях на время t1 (0,2-0,4 с - элемент DT1) после возникновения КЗ с последующим выводом на заданное время t2 (до 12 с ступенями по 3 с - элемент DS1) или до окончания несимметричного КЗ. Органами блокировки при качаниях, как указано выше, являются ИО тока Iт2пуск с торможением от трех разностей фазных выпрямленных токов и более грубый ИО АI реагирующий на производную модуля разностей фазных токов.

При возникновении симметричных КЗ под влиянием кратковременной предшествующей несимметрии срабатывают ИО I2бл, U2бл, I2от, U2от и Iт2от и, как и при несимметричных КЗ, пускают передатчики и подготавливают цепи отключения. Одновременно, за счет срабатывания ИО Iт2пуск или АI, обеспечивается пуск схемы блокировки при качаниях на элементе DW1.

Блокировка при качаниях вводит ИО сопротивления Z на элементе И UX8 и далее DW5 (I канал). Ввод БК осуществляется на элементе "Запрет" DX5 до срабатывания элемента времени DT1. После срабатывания DT1 появляется запрещающий сигнал на элементе DX5, и блокировка выводится из действия на время, определяемое элементом DS1 в цепи обратной связи с выхода DS1 на вход DW1. После перехода несимметричного КЗ в симметричное ИО, реагирующие на составляющие ОП, возвращаются, и срабатывают ИО сопротивления (ИО Z могут сработать и до исчезновения несимметрии).

При симметричных КЗ в защищаемой зоне срабатывают ИО Z на всех концах и через элементы И DX8, ИЛИ DW4 и "Запрет" DX6 останавливают пуск ВЧ-передатчиков на всех концах ВЛ (даже если сработал ИО Zбл рис. 13.24) и через элементы ИЛИ DW5 воздействуют на основной канал отключения.

Если симметричное КЗ внешнее, то на конце ВЛ, ближайшем к месту КЗ, срабатывает ИО Zбл и через элементы ИЛИ DW3 "Запрет" DX6, ИЛИ DWP, "Запрет" DX12, ИЛИ DW11, "Запрет" DX14 и усилитель DU5 пускает ВЧ-передатчик. На другом конце ВЛ может сработать ИО Z, однако отключения не произойдет в связи с наличием блокирующего сигнала на входе элемента "Запрет" DX7.

Особенности выполнения защиты, связанные с ее использованием на ВЛ с ответвлениями. Для обеспечения отстройки РЗ питающего конца ВЛ от междуфазных КЗ за трансформатором ответвления предусматривается установка двух дополнительных ИО сопротивления ZBCд и ZСАд (блок V). Для обеспечения срабатывания РЗ при КЗ на землю на защищаемой ВЛ, когда ИО сопротивления могут не сработать, предусмотрена установка ИО тока НП I0. Орган тока отстраивается от бросков тока намагничивания трансформаторов аналогично ИО дифференциальной РЗ трансформатора.

Указанные два ИО сопротивления Zдоп, ИО тока I0 и реле Z включены на вход элемента ИЛИ DW2 (канал V). Сигнал с выхода последнего контролирует цепь отключения на элементе И DX10, что обеспечивает срабатывание РЗ при КЗ на BЛ и отстройку от КЗ за трансформаторами ответвления.

Особенности выполнения защиты, связанные с режимами включения защищаемой ВЛ (рис. 13.24). Рассматриваемая Рз предназначена для использования на ВЛ 110-220 кВ, где ТН установлены на шинах со стороны питающих концов.

Из-за разновременности включения фаз выключателя ИО M2от может излишне сработать при замыкании ВЛ 110-220 кВ в транзит. В целях исключения ложного срабатывания РЗ при замыкании ВЛ в транзит (ТН на шинах) любая операция с выключателями сопровождается пуском блокирующего ВЧ-сиг- нала по цепи: контакт реле KL1, элемент выдержки времени на возврат DS2, элементы ИЛИ DW9, "Запрет" DX12, ИЛИ DWH, "Запрет" DX14 и усилитель DU5.

При опробовании ВЛ или в цикле АПВ предусматривается возможность работы РЗ независимо от наличия блокирующего ВЧ-сигнала в течение 0,75 или 1,5 с после включения ВЛ. Защита в отдельных случаях может применяться на ВЛ 330 кВ, где ТН, как правило, устанавливается на ВЛ. При этом возможен возврат ИО M2от при отказе фазы выключателя при отключении КЗ на ВЛ 330 кВ. Для обеспечения действия РЗ на УРОВ фиксация первого срабатывания РЗ полезна и в этом случае.

Контроль функционирования защиты. Для обеспечения высокой надежности функционирования панели РЗ типа ПДЭ-2802 предусмотрен ряд мер.

1. Для снижения вероятности ложной работы РЗ выход основного канала I контролируется дополнительным каналом III на схеме И DX13. Дополнительный канал III образован, как указано выше, тремя ИО: Z'бл,Z' и ИО IТ2пуск, включенными по схеме ИЛИ (элемент DW8).

Неисправность каждого из каналов выявляется по факту длительного несоответствия сигналов на их выходах (более 10 с) с помощью элементов "Запрет" DX15 и DX16 (на рис. 13.24 не показаны).

2. В схеме панели предусмотрен непрерывный контроль исправности ИО с сигнализацией о возникновении неисправности в случае длительного (более 10 с) срабатывания любого ИО.

Оценка высокочастотных защит

Принцип действия ВЧЗ направленных и дифференциально-фазных надежен и прост. Эти РЗ являются единственными защитами, обеспечивающими мгновенное и двустороннее отключение КЗ в пределах всей ЛЭП. Общим недостатком всех ВЧЗ являются более высокая стоимость и сложность по сравнению с другими видами РЗ.

Высокочастотные защиты получили широкое распространение как основные РЗ в сетях 110-1150 кВ. Они позволяют обеспечить быстрое и селективное отключение КЗ при любой конфигурации сети и являются наиболее чувствительными.

Направленная ВЧ защита предъявляет к ВЧ каналу меньшие требования, чем ДФЗ. Время нарастания сигнала на выходе приемника может быть выбрано в 2-4 раза большим, а, следовательно, можно в 2-4 раза уменьшить полосу пропускания канала. Кроме того, при КЗ в зоне действия РЗ по каналу направленной ВЧ защиты не передается ВЧ сигнал, что обеспечивает повышение помехоустойчивости по сравнению с ДФЗ и дает возможность в той же полосе частот передавать и отключающие (разрешающие) сигналы.

3 Октябрь, 2011              8263              ]]>Печать]]>
1 / 5 ( Отлично )

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Дva plus trи ? (цифрой)

Вверх страницы