Černobrovská reléová ochrana pdf. Černobrovov N.V.

Název: Mikroprocesorová automatizace a reléová ochrana elektrických systémů, 2. vydání
Vydavatel: ID MPEI
Dyakov A.F., Ovcharenko N.I.
ISBN: 978-5-383-00467-8
Rok: 2010
Stránky: 336
Formát: pdf, djvu
Velikost: 69,2 MB
Jazyk: ruština

O knize:
V knize Mikroprocesorová automatizace a reléová ochrana elektrických systémů pojednává o elektroenergetických soustavách - způsoby provozu, principy provozu. Poskytuje strukturální a multifunkční schémata mikroprocesorových zařízení pro nouzovou automatizaci a reléovou ochranu nejmodernějšího ruského vývoje.

Předmluva
Úvod
Kapitola první. Měření převodu provozních parametrů na informační signály mikroprocesorové automatizace a reléové ochrany elektrických systémů
1.1. Účel a typy převodu měření
1.2. Softwarové měřicí převodníky informačních parametrů vstupních signálů
1.3. Softwarové měřicí převodníky činného a jalového výkonu
1.4. Softwarové filtry pro symetrické komponenty
Samotestovací otázky
Kapitola dvě. Mikroprocesorové automatické synchronizátory
2.1. Automatické synchronizátory pro synchronní generátory
2.2. Mikroprocesorový automatický synchronizátor typu AS-M
2.3. Mikroprocesorový automatický synchronizátor typu "Sprint-M".
Samotestovací otázky
Kapitola třetí. Mikroprocesorové automatické regulátory buzení pro synchronní generátory
3.1. Moderní buzení generátorů
3.2. Všeobecné funkční schéma automatická regulace buzení
3.3. Mikroprocesorové automatické regulátory buzení tyristorů synchronních generátorů
3.4. Softwarové měřicí prvky mikroprocesorových regulátorů
3.5. Vlastnosti mikroprocesorového automatického regulátoru buzení KOSUR-Ts
3.6. Vlastnosti digitálního řízení tyristorů budiče
3.7. Funkční algoritmus a strukturální schéma regulátory buzení mikroprocesorů
3.8. Adaptivní regulátory automatického buzení
Samotestovací otázky
Kapitola čtyři. Mikroprocesorové automatické řízení buzení asynchronních generátorů
4.1. Vlastnosti buzení a řízení buzení asynchronního generátoru
4.2. Algoritmus pro fungování automatického regulátoru
4.3. Mikroprocesor automatický systémřízení buzení a výkonu asynchronního generátoru
Samotestovací otázky
Kapitola pátá. Automatická regulace rychlosti otáčení a činného výkonu synchronních generátorů
5.1. Funkce automatického řízení frekvence a výkonu
5.2. Mikroprocesorové automatické regulátory otáček a činného výkonu
5.3. Mikroprocesorový automatický systém pro regulaci frekvence a výkonu turbogenerátorů
Samotestovací otázky
Kapitola šestá. Automatické regulátory napětí a jalového výkonu synchronních a statických kompenzátorů
6.l. Vlastnosti pracovních režimů synchronních a statických kompenzátorů
6.2. Buzení moderních synchronních kompenzátorů
6.3. Automatické regulátory jalového výkonu pro synchronní kompenzátory
6.4. Automatické regulátory jalového výkonu pro statické kompenzátory
6.5. Mikroprocesorové řízení střídavého buzení výkonných synchronních elektromotorů
Samotestovací otázky
Kapitola sedmá. Mikroprocesorová reléová ochrana a automatizace pomocných potřeb elektráren a elektrických sítí s napětím 6-35 kV
7.1. Typy mikroprocesorových zařízení
7.2. Reléové softwarové měřicí prvky
7.3. Mikroprocesorové komplexy STC "Mekhanotronika"
7.4. Mikroprocesorové terminály společnosti JSC RADIUS Avtomatika
7.5. Terminály "IC "BRESLER"
7.6. Vlastnosti distanční ochrany a automatického opětovného připojení vedení 35 kV
7.7. Automatické snížení frekvence a restart frekvence
7.8. Zrychlené automatické zapínání rezervy
Samotestovací otázky
Kapitola osmá. Integrovaná mikroprocesorová reléová ochrana a automatizace synchronních generátorů a transformátorů
8.1. Typy a vlastnosti
8.2. Mikroprocesorová ochrana a automatizace synchronních generátorů a transformátorů
8.3. Vlastnosti integrované ochrany mikroprocesoru
8.4. Vlastnosti mikroprocesorové automatizace integrované s ochranou
8.5. Mikroprocesorová ochrana a automatizace transformátorů
8.b. Vlastnosti ochrany mikroprocesoru a automatizace transformátorů STC "Mekhanotronika"
8.7. Mikroprocesorová ochrana transformátorů "IC "Bresler"
8.8. Mikroprocesorová ochrana a automatizace transformátorů typu Sirius
8.9. Vlastnosti mikroprocesorové ochrany a automatizace vysokonapěťových a ultravysokonapěťových autotransformátorů JE 000 "EKRA"
Samotestovací otázky
Kapitola devátá. Mikroprocesorová reléová ochrana vedení vysokého a velmi vysokého napětí
9.1. Typy a vlastnosti. Jednotné terminály
9.2. Směrová vysokofrekvenční ochrana mikroprocesorového filtru
9.3. Mikroprocesorová diferenční fázová vysokofrekvenční ochrana
9.4. Svorky fázové diferenciální ochrany mikroprocesoru
9.5. Mikroprocesorová distanční a proudově řízená nulová složka elektrického vedení
Samotestovací otázky
Kapitola desátá. Mikroprocesorová nouzová automatizace pro vedení vysokého a velmi vysokého napětí
10.1. Typy mikroprocesorové automatizace
10.2. Automatický restart mikroprocesoru
10.3. Softwarový automatický jednofázový restart
10.4. Mikroprocesorové zařízení pro sledování zhasnutí elektrického oblouku a úspěšné zařazení odpojená fáze na jedné straně
10.5. Akce automatického jednofázového restartu
10.6. Mikroprocesorová automatizace mezí nárůstu napětí
10.7. Mikroprocesorová automatická zařízení pro identifikaci míst závad v elektrických vedeních
10.8. Automatický záznamník elektromagnetických přechodových jevů
Samotestovací otázky
Kapitola jedenáctá. Mikroprocesorová automatizace pro prevenci nestability
11.1. Vlastnosti mikroprocesorové implementace automatického dávkování a ukládání akcí nouzového ovládání
11.2. Panel automatizace řízení stability na bázi mikroprocesoru
11.3. Mikroprocesorový softwarový a hardwarový komplex pro automatické dávkování a ukládání akcí nouzového ovládání
11.4. Mikroprocesorové nouzové ovládací zařízení SMART-PA
11.5. Fungování a vývoj mikroprocesorové automatizace pro prevenci nestability
Samotestovací otázky
Kapitola dvanáctá. Mikroprocesorová automatizace pro odstranění asynchronního režimu
12.1. Účel a typy automatických zařízení
12.2. Elektrické znaky asynchronního režimu
12.3. Možnosti pro automatizaci mikroprocesorů pro odstranění asynchronního režimu
12.4. Mikroprocesorová automatizace 000 "ABB Automation"
12.5. Mikroprocesorová automatizace Státní technické univerzity na Dálném východě
12.6. Mikroprocesorová automatizace JSC "Institut "Energosetproekt"
Samotestovací otázky
Kapitola třináctá. Automatizované řídicí systémy pro elektrárny a energetické systémy
13.1. Účel a zásady realizace automatizované ovládání elektrárny
13.2. Mikroprocesorový automatizovaný řídicí systém pro vodní elektrárny
13.3. Mikroprocesorový automatizovaný řídicí systém pro tepelné elektrárny
13.4. Technická realizace automatizovaný systém ovládání elektrické části tepelných elektráren
13.5. Digitální automatický systém pro řízení frekvence a činného výkonu elektrizační soustavy
Samotestovací otázky
Bibliografie

Příručka reléového operátora. Plná verze knihy slavného autora Černobrovova N.V.
Kniha zkoumá reléové ochrany elektrických sítí, zařízení elektrárny a rozvodných přípojnic.

Kniha je určena jako učební pomůcka pro studenty energetických technických škol a mohou jej využívat studenti elektrotechnických a energetických vysokých škol, dále inženýři a technici zabývající se provozem, montáží a projektováním reléových ochran elektráren a sítí. ...

Kapitola první. Obecné pojmy o reléové ochraně
Účel ochrany relé
Poškození v elektroinstalaci
Abnormální režimy
Základní požadavky na ochranu relé
Ochranné prvky, relé a jejich varianty
Způsoby zobrazení relé a ochranných obvodů na výkresech
Způsoby sepnutí relé
Způsoby ovlivňování jištění na jističi
Provozní proudové zdroje

Kapitola dvě. Relé
Obecné principy realizace relé
Elektromechanická relé
Elektromagnetická relé
Elektromagnetická proudová a napěťová relé
Elektromagnetická mezilehlá relé
Relé indikátorů
Časové relé
Polarizační relé
Indukční relé
Indukční proudová a napěťová relé
Proudové indukční relé řady RT-80 a RT-90
Indukční výkonová směrová relé
Magnetoelektrická relé
Relé využívající polovodiče
Relé usměrněného proudu reagující na jednu elektrickou veličinu
Relé porovnávající absolutní hodnoty dvou napětí U1 a U2
Relé pro přímé porovnání fází dvou elektrických veličin U1 a U2

Kapitola třetí. Proudové transformátory a jejich schémata zapojení
Chyby proudového transformátoru
Parametry ovlivňující pokles magnetizačního proudu
Požadavky na přesnost proudových transformátorů a jejich výběr
Označení kolíku
Obrázek vektorů sekundárních proudů
Typická schémata zapojení proudových transformátorů
Zatížení proudového transformátoru
Filtry pro symetrické složky proudu

Kapitola čtyři. Nadproudová ochrana
Princip činnosti proudové ochrany
Ochrana vedení nadproudovou ochranou
Ochranné obvody
Chování maximální ochrany pro dvojité zemní spojení
Ochranný proud
Zpoždění ochranné doby
Nadproudová ochrana se spouštěním (blokováním) od relé minimálního napětí
Maximální ochrana proti střídavému provoznímu proudu
Maximální ochrana s přímo působícími relé
Obecné posouzení a rozsah nadproudové ochrany

Kapitola pátá. Současné přerušení
Princip činnosti proudových odpojovačů
Vypínací schémata
Okamžité odpojení na jednostranném přívodním potrubí
Neselektivní mezníky
Odřezky na linkách s oboustranným podáváním
Časovaná přerušení
Současná třístupňová ochrana
Odhad aktuálních odstávek

Kapitola šestá. Transformátory napětí a jejich schémata zapojení
Základní informace
Chyby napěťového transformátoru
Schémata zapojení transformátorů napětí
Poškození obvodů transformátorů napětí a sledování jejich provozuschopnosti
Kapacitní děliče napětí
Napěťový filtr záporné sekvence

Kapitola sedmá. Ochrana proti směrovému proudu
Potřeba směrové ochrany v sítích s obousměrným napájením
Schéma a princip činnosti proudové směrové ochrany
Schémata zapojení relé směru napájení
Chování výkonových relé připojených k proudu nepoškozené fáze
Blokování maximální směrové ochrany pro zemní spojení
Výběr nastavení ochrany
Mrtvá zóna
Současná směrová přerušení
Stručné posouzení směrové proudové ochrany

Kapitola osmá. Zemní ochrana v sítích s vysokým zemním poruchovým proudem
Obecná informace
Nulový sled nadproudové ochrany
Proudová směrová ochrana nulového sledu
Zero Sequence Cutoffs
Stupňovaná ochrana nulové sekvence
Napájení polarizačního vinutí výkonového relé nulové složky z proudových transformátorů
Posouzení a rozsah ochrany

Kapitola devátá. Ochrana proti zemním poruchám v sítích s nízkým proudem Kaniya dál přistát
Proudy a napětí při jednofázovém zemním spojení
Základní požadavky na ochranu
Principy zemní ochrany
Ochrany, které reagují na uměle vytvořené proudy s nulovou složkou
Ochrany reagující na reziduální proudy kompenzované sítě
Ochrany reagující na přechodové proudy

Kapitola desátá. Diferenciální ochrana vedení
Účel a druhy diferenciální ochrany
Princip fungování je podélný. diferenciální ochrany
Nesymetrické proudy v diferenciální ochraně
Obecné principy diferenciální ochrany vedení
Zařízení pro sledování stavu propojovacích vodičů
Podélná diferenciální ochrana vedení typu DZL
Podélná diferenciální ochrana
Princip činnosti a typy příčných diferenciálních ochran paralelních vedení
Proudová příčná diferenciální ochrana
Směrová příčná diferenciální ochrana....
Směrová příčná zbytková ochrana
Směrová příčná diferenciální ochrana se samostatnými sadami proti mezifázovému a jednofázovému zkratu.
Způsoby zvýšení citlivosti spouštěcích orgánů
příčná diferenciální ochrana
. Hodnocení směrových příčných diferenciálních ochran
Proudově vyvážená ochrana

Kapitola jedenáctá. Ochrana na dálku
Účel a princip činnosti
Charakteristika časového zpoždění distanční ochrany
Prvky distanční ochrany a jejich vzájemné působení....
Charakteristika činnosti distančních relé a jejich obraz na komplexní rovině
Principy odporových relé a základní požadavky na jejich konstrukci
Odporová relé na usměrněný proud, prováděná pomocí polovodičová zařízení
Elektromechanická odporová relé
Přesnost chodu relé.Odpor a proud přesného chodu
Dálkové ovládání ochrany
Zjednodušené obvody se sníženým počtem dálkových ovladačů
Důvody, které zkreslují práci vzdálených orgánů. . .
Startovací prvky distanční ochrany
Schémata distanční ochrany
Ochranné obvody polovodičů
Výběr nastavení ochrany na dálku
Krátké závěry -

Kapitola dvanáctá. Vysokofrekvenční ochrana
Účel a druhy vysokofrekvenční ochrany
Princip činnosti směrové ochrany s vysokofrekvenčním blokováním
Vysokofrekvenční ochranná část
Směrová ochrana s vysokofrekvenčním blokováním
Typy směrových vysokofrekvenčních ochran a jejich obvody
Diferenční fázová vysokofrekvenční ochrana
Diferenční fázová vysokofrekvenční ochrana typu DFZ-2
Výběr nastavení pro diferenciální fázovou vysokofrekvenční ochranu
Hodnocení vysokofrekvenční ochrany

Kapitola třináctá. Zabránění nesprávným akcím ochrany proti houpání
Charakter změny proudu, napětí a odporu na svorkách relé během výkyvů
Chování ochrany při houpání
Opatření k zamezení nesprávné činnosti ochrany při houpání
Blokovací zařízení s ochranou proti výkyvu snímající zápornou sekvenci proudu nebo napětí....
Zajišťovací zařízení kyvné houpačky, které reaguje na rychlost změny proudu, napětí nebo odporu

Kapitola čtrnáctá. Ochrana vedení velmi vysokého napětí a ochrana větví s odbočkami
Ochrana vedení velmi vysokého napětí
Ochrana odbočného vedení

Kapitola patnáctá. Ochrana generátoru
Poškození a abnormální provozní stavy generátorů, základní požadavky na ochranu generátorů
Ochrana proti mezifázovému zkratu ve vinutí statoru
Ochrana proti zkratu mezi závity jedné fáze
Ochrana proti zkratu vinutí statoru ke skříni (k zemi)
Nadproudová ochrana při vnějších zkratech a přetížení
Ochrana hydrogenerátorů před zvýšením napětí
Ochrana rotoru
Kompletní ochranný obvod generátoru
Ochrana synchronních kompenzátorů

Kapitola šestnáctá. Ochrana transformátorů a autotransformátorů
Poškození a abnormální provozní stavy transformátorů a autotransformátorů, druhy ochran a požadavky na ně
Nadproudová ochrana pro externí zkraty
Ochrana proti přetížení
Aktuální přerušení
Diferenciální ochrana
Nesymetrické proudy v diferenciální ochraně autotransformátorů
Magnetizační proudy výkonových transformátorů při napájení
Schémata diferenciální ochrany
Stručné posouzení diferenciální ochrany transformátoru
. Plynová ochrana transformátorů
Proudová ochrana proti zkratu do těla transformátoru (pouzdra)
Vlastnosti ochrany transformátorů bez jističů na straně vysokého napětí
Ochrana přídavných řídicích transformátorů

Kapitola sedmnáctá. Ochrana bloků vedení generátor-transformátor a generátor-transformátor
Funkce blokování ochrany
Ochrana agregátu generátor-transformátor
Vlastnosti ochrany jednotek generátor-transformátor

Kapitola osmnáctá. Ochrana motoru
Obecné požadavky k ochraně elektromotorů
Hlavní typy ochran používaných na elektromotorech
Některé vlastnosti asynchronních elektromotorů
Ochrana elektromotorů před zkratem mezi fázemi
Ochrana elektromotorů proti jednofázovým zemním poruchám
Ochrana motoru proti přetížení
Podpěťová ochrana motoru
Ochrana elektromotorů s napětím pod 1000 V
Výpočet samorozběhových proudů elektromotorů a zbytkového napětí na jejich svorkách
Ochrana synchronních elektromotorů

Kapitola devatenáctá. Ochrana přípojnic
Druhy ochrany pneumatik a požadavky na ně
Ochrana diferenciálu pneumatiky
Opatření ke zlepšení spolehlivosti diferenciální ochrany přípojnic
Aktivační proud diferenciální ochrany sběrnic s relé připojenými přes BIT
Typy schémat diferenciální ochrany sběrnic
Hodnocení diferenciální ochrany přípojnic a její aplikace
Neúplná diferenciální ochrana přípojnic
Ochrana přípojnic s odpojením proudu
Ochrana pneumatik na dálku
Ochrana přípojnic 110-500 kV s proudovými transformátory se zvýšenou chybou

Kapitola dvacátá. Redundance reléových ochran a spínačů
Nutnost a způsoby rezervace
Zásady implementace záložního zařízení při selhání vypínače (CBF)
Hodnocení redundantního zařízení
Aplikace. Nadproudová ochrana na polovodičových součástkách
Literatura

N. V. Černobrovov

OCHRANA RELÉ

PÁTÉ VYDÁNÍ, UPRAVENÉ

Schváleno Ministerstvem energetiky a elektrifikace SSSR

jako učební pomůcka pro studenty energetiky

a technické školy energetického stavitelství

"ENERGIE" MOSKVA 1974

UDC 621.316..925 (075)

Černobrovov N.V.

Ch-49 Ochrana relé. Učebnice pro technické školy. Ed. 5., revidovaný a doplňkové M., „Energie“, 1974. 680 s. S nemocnými.

Kniha zkoumá reléové ochrany elektrických sítí, zařízení elektrárny a rozvodných přípojnic. Čtvrté vydání knihy vyšlo v r

Kniha je určena jako učebnice pro studenty energetických vysokých škol a mohou ji využívat jak studenti elektrotechnických a energetických vysokých škol, tak i inženýři a technici zabývající se provozem, instalací a projektováním reléových ochran elektráren a sítí. .

30311-601 051(01)-74

Nakladatelství "Energy", 1974

PŘEDMLUVA K PÁTÉMU VYDÁNÍ

Reléová ochrana automaticky eliminuje poškození a abnormální stavy v elektrické části energetických systémů a je nejdůležitější automatizací zajišťující jejich spolehlivý a stabilní provoz.

V V moderních energetických systémech roste význam reléových ochran zejména v důsledku rychlého růstu výkonu energetických systémů, jejich sjednocování do jednotlivých elektricky propojených systémů v rámci několika regionů, celé republiky a dokonce i několika států.

Charakteristickým znakem moderních energetických systémů je rozvoj sítí vysokého a ultravysokého napětí, pomocí kterých se energetické systémy propojují a velké toky elektrické energie jsou přenášeny z výkonných elektráren do velkých center spotřeby.

V V Sovětském svazu se na základě sítí 500 kV vytváří Jednotný energetický systém země (UES), budují se výkonná a dlouhá přenosová vedení. 500-750 kV a v blízké budoucnosti se plánuje vytvoření ještě výkonnějších přenosů 1150 kV střídavě a 1500 kV stejnosměrný proud, staví se největší tepelné, hydraulické a jaderné elektrárny, zvyšuje se kapacita energetických bloků. V souladu s tím se zvyšuje výkon elektrických rozvoden, konfigurace elektrických sítí se stává složitější a jejich zatížení se zvyšuje.

Rostoucí zátěže, zvětšující se délky silových přenosových vedení a zpřísňující se požadavky na stabilitu energetických soustav komplikují provozní podmínky reléové ochrany a zvyšují požadavky na její rychlost, citlivost a spolehlivost. V tomto ohledu probíhá nepřetržitý proces vývoje a zdokonalování technologie ochrany relé, jehož cílem je vytvářet stále pokročilejší ochranu splňující požadavky moderní energetiky.

Vznikají a zprovozňují se nové ochrany pro dálkový přenos výkonu ultravysokého napětí, pro velké generátory, transformátory a energetické jednotky. Vyvíjejí se distanční ochrany s komplexní charakteristikou, které umožňují získat optimální řešení velmi složitého problému - spolehlivé rozladění ochrany proti zatížení a výkyvům při zachování dostatečné citlivosti při zkratech. Hledají se způsoby, jak zlepšit blokování proti výkyvům a poškození v napěťových obvodech. Zlepšují se metody rezervování selhání ochran a spínačů. Trend směřující k opouštění elektromechanických relé a přechodu na statické, bezkontaktní systémy je stále zřetelnější.

V tomto ohledu je široce používán v reléových ochranných zařízeních pro polovodičová zařízení (diody, tranzistory, tyristory). Vyvíjejí se konstrukce relé založené na magnetických prvcích. Provádějí se pokusy použít kontaktní relé, která jsou spolehlivější než konvenční elektromechanické konstrukce. Mezi taková relé patří utěsněné magneticky ovládané kontakty (jazýčkové spínače), což jsou relé bez kotvení (používaná ve výpočetní technice). Vyznačují se vysokou rychlostí, spolehlivostí a malými rozměry. Zvažuje se možnost použití digitálního počítače k provádění funkcí ochrany relé.

Je stále více nutné používat digitální počítač pro výpočet nastavení ochrany, protože takové výpočty v moderních energetických systémech jsou velmi pracné a časově náročné.

Kvůli nárůstu proudů zkrat V důsledku zvýšení výrobní kapacity energetických soustav se stávají aktuální otázky přesnosti transformace primárních proudů napájejících měřicí prvky reléové ochrany. K vyřešení tohoto problému se provádějí studie chování proudových transformátorů, studují se možnosti zvýšení jejich přesnosti, vyvíjejí se praktické metody pro výpočet chyb proudových transformátorů a vyvíjejí se nové, přesnější metody transformace primárních proudů. hledal.

Při přípravě na znovuvydání knihy se autor snažil reflektovat nový vývoj domácí techniky ve výše uvedených oblastech jejího vývoje. Kniha zahrnuje nové ochrany a technická řešení, která již našla uplatnění v praxi nebo mají reálnou perspektivu uplatnění. S ohledem na to byly provedeny změny a doplňky ve třetí kapitole věnované proudovým transformátorům, v kapitole patnácté, která stanoví zásady ochrany generátorů, a v kapitole sedmnácté, týkající se ochrany bloků. Ve zbývajících kapitolách byly provedeny změny a upřesnění, zaměřené především na zlepšení prezentace.

Autor děkuje recenzentce knihy T. N. Dorodnové za řadu užitečných připomínek. Autor žádá, aby všechna přání a připomínky byly zasílány na adresu: 113114, Moskva, nábřeží Shlyuzovaya, 10, nakladatelství "Energia".

KAPITOLA PRVNÍ

OBECNÉ KONCEPCE TÝKAJÍCÍ SE OCHRANY RELÉ

1-1.ÚČEL OCHRANY RELÉ

V energetických soustavách může docházet k poškození a abnormálním provozním stavům elektrických zařízení elektráren a rozvoden, jejich rozvaděčů, elektrických vedení a elektroinstalací spotřebitelů elektrické energie.

Poškození je ve většině případů doprovázeno výrazným zvýšením proudu a hlubokým poklesem napětí v prvcích energetického systému.

Zvýšené proudové ztráty velký počet teplo, způsobující destrukci v místě poruchy a nebezpečné zahřívání nepoškozených vedení a zařízení, kterými tento proud prochází.

Pokles napětí narušuje normální provoz spotřebitelů elektřiny a stabilitu paralelního provozu generátorů a energetického systému jako celku.

Abnormální podmínky obvykle vedou k odchylkám hodnot napětí, proudu a frekvence od přípustných hodnot. Při snížení frekvence a napětí hrozí rušení normální operace spotřebitelů a stability energetického systému a zvýšené napětí a proud ohrožuje poškození zařízení a elektrického vedení.

Poškození tedy narušuje provoz elektrizační soustavy a spotřebitelů elektřiny a abnormální podmínky vytvářejí možnost poškození nebo narušení elektrizační soustavy.

Pro zajištění běžného provozu energetické soustavy a odběratelů elektřiny je nutné co nejrychleji identifikovat a oddělit místo poškození od nepoškozené sítě, a tím obnovit normální provozní stavy a zastavit destrukci v místě poškození.

Nebezpečným následkům abnormálních režimů lze také předejít, pokud je včas zjištěna odchylka od normálního režimu a jsou přijata opatření k jejímu odstranění (například snížení proudu při jeho zvýšení, snížení napětí při jeho zvýšení atd.). ).

V tomto ohledu je potřeba vytvořit a používat automatická zařízení, která tyto operace provádějí a chrání systém a jeho prvky před nebezpečnými následky poškození a abnormálních stavů.

Zpočátku se jako taková ochrana používaly pojistky. Jak však rostl výkon a napětí elektrických instalací a jejich spínací obvody se stávaly složitějšími, tento způsob ochrany se stal nedostatečným, a proto byla vytvořena ochranná zařízení pomocí speciálních automatů - relé, nazývaných reléová ochrana.

Ochrana relé je hlavním typem elektrické automatizace, bez které není normální a spolehlivý provoz moderních energetických systémů nemožný.

Průběžně monitoruje stav a provozní režim všech prvků elektrizační soustavy a reaguje na vznik škod a abnormálních stavů.

Když dojde k poškození, ochrana identifikuje a odpojí poškozenou oblast od systému působením na speciální výkonové spínače určené k přerušení poruchových proudů.

Když nastanou abnormální podmínky, ochrana je identifikuje a v závislosti na povaze narušení provede operace nezbytné k obnovení normálních podmínek nebo vyšle signál služebnímu personálu.

V moderních elektrických systémech je ochrana relé úzce spjata s elektrickou automatizací, navrženou pro rychlé automatické obnovení normální režim a výživa spotřebitelů.

Mezi hlavní zařízení takové automatizace patří: automatické opětovné zapnutí (AR), automatické spínače pro záložní zdroje a zařízení (AVR) a automatické snižování frekvence (AFS).

Podívejme se podrobněji na hlavní typy poškození a abnormální stavy, které se vyskytují v elektrických instalacích, a jejich důsledky.

1-2. POŠKOZENÍ V ELEKTRICKÝCH INSTALACÍCH

Většina poruch v elektrických systémech vede ke zkratům mezi fázemi nebo k zemi (obrázek 1-1). Ve vinutích elektrických strojů a transformátorů dochází kromě zkratů ke zkratům mezi závity jedné fáze.

Hlavní příčiny poškození jsou:

1) porušení izolace živých částí způsobené jejím stárnutím, nevyhovujícím stavem, přepětím, mechanickým poškozením;

2) poškození drátů a podpěr elektrického vedení způsobené jejich nevyhovujícím stavem, ledem, hurikánovými větry, tančícími dráty a dalšími důvody;

3) chyby personálu při provozu (vypínání odpojovačů pod zátěží, jejich zapínání na chybně levé uzemnění atd.).

Veškerá poškození jsou důsledkem konstrukčních vad nebo nedokonalostí zařízení, nekvalitní výroby, instalačních vad, konstrukčních chyb, nevyhovující nebo nesprávné péče o zařízení, abnormálních provozních režimů zařízení, provozu zařízení v podmínkách, kdy

žito to se nepočítá. Škodu tedy nelze považovat za nevyhnutelnou, ale zároveň nelze ignorovat možnost jejího vzniku.

Zkraty(k.z.) jsou nejnebezpečnějším a nejtěžším typem poškození. Se zkratem E. d.s. E zdroje (generátoru) je zkratován přes relativně malý odpor generátorů, transformátorů a vedení (viz obr. 1-

1, a-d a f).

Proto ve zkratovaném obvodu. d.s. vzniká velký proud Ic, nazývaný zkratový proud.

Zkraty se v závislosti na počtu uzavřených fází dělí na třífázové, dvoufázové a jednofázové; pro zkraty se zemí a bez země; zkraty v jednom nebo dvou bodech sítě (obr. 1-1).

Se zkratem v důsledku zvýšení proudu se zvyšuje pokles napětí v prvcích systému, což vede ke snížení napětí ve všech bodech sítě, protože napětí v

libovolný bod M (obr. 1-2, a) UM - E-Ik zm, kde E - e. d.s. zdroj energie a zM je odpor mezi zdrojem energie a bodem M.

K největšímu snížení napětí dochází při zkratu. (bod K) a v jeho bezprostřední blízkosti (obr. 1-2, a). Na síťových bodech vzdálených od místa poškození,

napětí v menší míře klesá.

Vzniká v důsledku zkratu. Zvýšení proudu a snížení napětí vede k řadě nebezpečných důsledků:

a) Zkratový proud Ik podle Joule-Lenzova zákona uvolňuje teplo Q = kIk 2 rt v činném odporu r obvodu, kterým za dobu t prochází.

V místě poškození toto teplo a plamen elektrického oblouku produkují velkou destrukci, jejíž velikost je tím větší, čím větší je proud Ik a čas t.

Průchod nepoškozeným zařízením a elektrickým vedením, zkratový proud. Ik je zahřívá nad přípustnou mez, což může způsobit poškození izolace a živých částí.

b) Snížení napětí při zkratu. narušuje práci spotřebitelů.

Hlavním spotřebitelem elektrické energie jsou asynchronní elektromotory.

Proto při hlubokém poklesu napětí může být rotační moment elektromotorů menší než odporový moment mechanismů, což vede k jejich zastavení.

Při poklesu napětí je také narušen běžný provoz osvětlovacích zařízení, která tvoří druhou významnou část spotřebitelů elektřiny.

Výpočetní a řídicí stroje, které byly v poslední době široce zaváděny, jsou obzvláště citlivé na poklesy napětí.

c) Druhým, nejzávažnějším důsledkem poklesu napětí je porušení stability paralelního provozu generátorů. To může vést ke kolapsu systému a ztrátě napájení všech jeho spotřebitelů.

Důvody tohoto rozpadu lze vysvětlit pomocí příkladu systému znázorněného na Obr. 1-2, b. V normálním režimu je mechanický točivý moment turbín vyvažován protipůsobícím točivým momentem vytvářeným elektrickým zatížením generátorů, v důsledku čehož jsou otáčky všech turbogenerátorů konstantní a synchronní. Pokud dojde ke zkratu v bodě K na přípojnicích elektrárny A se napětí na nich rovná nule, v důsledku toho se elektrické zatížení, a tím i protipůsobící moment generátorů, také rovná nule. Do turbíny přitom vstupuje stejné množství páry (nebo vody) a její točivý moment zůstává nezměněn. V důsledku toho se rychlost otáčení turbogenerátoru začne rychle zvyšovat, protože regulátor otáček turbíny působí pomalu a nebude schopen zabránit zrychlení otáčení turbogenerátorů stanice A.

V jiných podmínkách jsou generátory na stanici B. Jsou daleko od bodu K, takže napětí na jejich sběrnicích se může blížit normálu. Vzhledem k tomu, že generátory elektrárny A jsou nezatížené, celé zatížení systému dopadne na generátory stanice B, které mohou přetížit a snížit rychlost otáčení. Tedy v důsledku zkratu. rychlost otáčení generátorů elektráren A a B se liší, což vede k narušení jejich synchronního provozu.

S dlouhým zkratem. může dojít i k narušení stability asynchronního el

motory. Při poklesu napětí se rychlost otáčení asynchronních elektromotorů snižuje.

Pokud skluz překročí kritickou hodnotu, motor přejde do oblasti nestabilního provozu, převrátí se a zcela zabrzdí.

S rostoucím skluzem se zvyšuje jalový výkon spotřebovaný asynchronními motory, což může vést ke zkratu po vypnutí. k nedostatku jalového výkonu a v důsledku toho k lavinovitému poklesu napětí v celém systému a zastavení jeho provozu.

Havárie s narušením stability systému jsou nejzávažnější z hlediska výše škod způsobených na napájecím zdroji.

Uvažované důsledky zkratu. potvrdit výše učiněný závěr, že se jedná o závažný a nebezpečný typ poškození, který vyžaduje rychlé odstavení (viz § 1-4).

Zemní spojení jedné fáze v síti s izolovaným neutrálem nebo uzemněním

připojeno přes vysoký odpor zhášecí cívky (AGC). Na Obr. 1-1, d je vidět, že zemní spojení nezpůsobí zkrat, protože např. d.s. Ea poškozené fáze A není posunuto spojením se zemí, které se objevuje v bodě K. Výsledný proud 1A v místě poškození je uzavřen přes kapacitu C vodičů vůči zemi, a proto má zpravidla malou hodnotu, například několik desítek ampér. Lineární napětí u tohoto typu poškození zůstávají nezměněna (viz kapitola 9).

1-3. ABNORMÁLNÍ REŽIMY

Abnormální režimy zahrnují režimy spojené s odchylkami od přípustných hodnot proudu, napětí a frekvence, které jsou nebezpečné pro zařízení nebo stabilní provoz energetického systému.

Podívejme se na nejtypičtější abnormální režimy.

a) Přetížení zařízení způsobené zvýšením proudu nad jmenovitou hodnotu. Jmenovitý proud je maximální proud povolený pro daný obvod.

těžba po neomezenou dobu.

Pokud proud procházející zařízením překročí jmenovitou hodnotu, pak v důsledku dodatečného tepla, které vytváří, teplota živých částí a izolace po určité době překročí přípustnou hodnotu, což vede k urychlenému opotřebení izolace a jejímu poškození. Doba potřebná pro průchod zvýšených proudů závisí na jejich velikosti. Charakter této závislosti je znázorněn na Obr. 1-3 a je určena konstrukcí zařízení a typem izolačních materiálů. Pro varování

poškození zařízení při jeho přetížení je nutné provést opatření k vyložení nebo vypnutí zařízení.

b) K oscilacím v systémech dochází, když generátory (nebo elektrárny) A a B pracující paralelně nejsou synchronizovány (obr. 1-2, b). Při kývání dochází v každém bodě systému k periodické změně („houpání“) proudu a napětí. Proud ve všech síťových prvcích spojujících generátory A a B, které jsou mimo synchronizaci, se pohybuje od nuly do maximální hodnota, mnohonásobně vyšší než normální hmotnost

přestrojení Napětí klesne z normálu na určitou minimální hodnotu, která má v každém bodě sítě jinou hodnotu. V bodě C, nazývaném elektrický střed kývání, klesá na nulu, v ostatních bodech sítě napětí klesá, ale zůstává nad nulou, roste od středu kývání C ke zdrojům A a B. Povaha změny kývání proud a napětí je podobné zkratu . Zvýšení proudu způsobuje zahřívání zařízení a snížení napětí narušuje provoz všech spotřebitelů systému. Houpání je velmi nebezpečný abnormální režim, který ovlivňuje chod celého energetického systému.

c) Zvýšení napětí přípustná hodnota se obvykle vyskytuje na hydrogenerátorech při náhlém vypnutí jejich zátěže. Nezatížený hydrogenerátor zvyšuje rychlost otáčení, což způsobuje zvýšení e. d.s. statoru na hodnoty nebezpečné pro jeho izolaci. Ochrana by v takových případech měla snížit budicí proud generátoru nebo jej vypnout.

Ke zvýšení napětí nebezpečnému pro izolaci zařízení může dojít i při jednostranném vypínání nebo zapínání. dlouhé línie přenos energie s vysokou kapacitou.

Kromě uvedených abnormálních režimů existují další, jejichž odstranění je možné pomocí ochrany relé.

1-4. ZÁKLADNÍ POŽADAVKY NA OCHRANU RELÉ

/. POŽADAVKY NA OCHRANU PŘED K. 3.

a) Selektivita

Selektivita neboli selektivita ochrany je schopnost ochrany vypnout se při zkratu. pouze poškozenou část sítě.

Na Obr. 1-4 znázorňují příklady selektivního vypínání poruchy. Takže se zkratem v bodě K 1 musí ochrana odpojit poškozené vedení se spínačem B, tj. spínačem nejblíže místu poškození. V tomto případě zůstávají v provozu všechny spotřebiče kromě těch, které jsou napájeny z poškozeného vedení.

V případě zkratu v bodě K2 by se při selektivním působení ochrany mělo poškozené vedení I vypnout, vedení II zůstává v provozu. Během takového vypnutí si všichni spotřebitelé sítě zachovají energii. Tento příklad ukazuje, že pokud je rozvodna připojena k síti několika vedeními, dojde k selektivnímu vypnutí zkratu. na jednom z vedení umožňuje zachovat spojení této rozvodny se sítí, čímž je zajištěno nepřerušitelný zdroj energie spotřebitelů.

Selektivní vypínání poruch je tedy hlavní podmínkou pro zajištění spolehlivého napájení spotřebitelů. Neselektivní působení ochrany vede k rozvoji havárií. Jak bude ukázáno níže, neselektivní odstavení mohou být povolena, ale pouze v případech, kdy je to diktováno nutností a neovlivňuje to napájení spotřebitelů.

b) Rychlost jednání

Vypnutí zkratu by mělo být provedeno co nejrychleji, aby se omezil rozsah destrukce zařízení, zvýšila se účinnost automatického přepojování vedení a přípojnic, zkrátila se doba snižování napětí pro spotřebitele a udržela se stabilita paralelního provozu generátorů, elektráren a energetický systém jako celek. Poslední z uvedených podmínek je hlavní.

Přípustná doba zkratového odpojení (1-2, b) podle podmínky udržení stability závisí na řadě faktorů. Nejdůležitější z nich je velikost zbytkového napětí na sběrnicích elektráren a uzlových rozvoden spojujících elektrárny s elektrizační soustavou. Čím nižší je zbytkové napětí, tím pravděpodobnější je nestabilita, a proto je potřeba zkrat vypnout. Nejzávažnější z hlediska podmínek stability jsou třífázové zkraty. a dvoufázové zkraty k zemi online s neslyšící osobou

zemní neutrál (obr. 1-2, a a d), protože při těchto poškozeních dochází k největším poklesům všech sdružených napětí.

V Moderní energetické systémy vyžadují k udržení stability velmi krátkou dobu zkratového odpojení. Například na elektrickém vedení 300-500 kV je nutné odpojit poruchu do 0,1-0,12 s po jejím vzniku a v sítích 110-220 kV - do 0,15-0,3 s. V distribučních sítích 6 a 10 kV, oddělených od zdrojů energie vysokým odporem, zkrat. lze vypnout po dobu přibližně 1,5-3 s, protože nezpůsobují nebezpečný pokles napětí na generátorech, a tudíž neovlivňují stabilitu systému. Přesné posouzení přípustné doby odstávky se provádí pomocí speciálních stabilitních výpočtů provedených za tímto účelem.

V jako přibližné kritérium (míru) nutnosti použití vysokorychlostní ochrany Pravidla pro výstavbu elektrických instalací (PUE) [L. 1] doporučují stanovení zbytkového napětí na sběrnicích elektráren a centrálních rozvoden při třífázových zkratech. v místě sítě, které nás zajímá.Pokud zbytkové napětí obdrží -

je menší než 60 % jmenovité hodnoty, pak pro udržení stability je třeba použít rychlé vypnutí poškození, tj. použijte rychle působící ochranu.

Celková doba vypnutí při poruše t open je součtem provozní doby ochrany

you t 3 a provozní dobu spínače t in, přerušení zkratového proudu, tj. t off = t a + t in. Pro urychlení vypnutí je tedy nutné urychlit působení ochrany i vypnutí.

tel. Nejběžnější spínače pracují s časem 0,15-0,06 s. Aby byl zajištěn výše uvedený požadavek na odpojení u takových spínačů,

zkrat, např. s t = 0,2 s, ochrana by měla pracovat s časem 0,05-0,12 s, a pokud je nutné vypnout s t = 0,12 s a spínač pracuje s dobou sepnutí ochrany 0,08 s by neměla přesáhnout 0,04 s.

Ochrany působící po dobu 0,1-0,2 s jsou považovány za rychle působící. Moderní vysokorychlostní ochrana může pracovat s časem 0,02-0,04 s.

Požadavek na rychlost je v některých případech určující podmínkou, která zajišťuje stabilitu paralelního provozu elektráren a energetických soustav.

Vytvoření selektivní vysokorychlostní ochrany je důležitým a obtížným úkolem v technologii ochrany relé. Tyto ochrany jsou poměrně složité a drahé, proto by se měly používat pouze v případech, kdy jednodušší ochrany s časovým zpožděním neposkytují požadovanou rychlost působení.

c) Citlivost

(Dokument)

Nikitin K.I. Reléová ochrana napájecích systémů. Poznámky k výuce (Dokument)

Yakimchuk N.N. Reléová ochrana a nouzová automatizace v sítích 220-110 kV (Dokument)

Detailní návrh venkovního vedení 10 kV (příklad) (Dokument)

Andreev V.A. Reléová ochrana a automatizace napájecích systémů (Dokument)

Shabad M.A. Reléová ochrana a automatizace elektrických rozvoden napájejících synchronní elektromotory (Dokument)

Standard společnosti JSC SO UES. Ochrana relé a automatizace. Interakce mezi subjekty elektroenergetiky (Standard)

Gelfand Ya.S. Reléová ochrana distribučních sítí (Dokument)

n1.doc

N. V. Černobrovov

R E L E Y N A Y

OCHRANA

PÁTÉ VYDÁNÍ,

RECYKLOVANÉ

Schváleno ministerstvem

Energetika a elektrifikace SSSR

Jako učební pomůcka

Pro studenty energetiky

A technické školy energetického stavebnictví
"ENERGIE" MOSKVA 1974
6P2.11

UDC 621.316..925 (075)

Černobrovov N.V.

Ch-49 Ochrana relé. Učebnice pro technické školy.

Ed. 5., revidovaný a doplňkové M., „Energie“, 1974. 680 s. S nemocnými.
Kniha zkoumá reléové ochrany elektrických sítí, zařízení elektrárny a rozvodných přípojnic. Čtvrté vydání knihy vyšlo v roce 1971.

051(01)-74

75-74 6P2.11

Nakladatelství "Energy", 1974.

PŘEDMLUVA K PÁTÉMU VYDÁNÍ
Reléová ochrana automaticky eliminuje poškození a abnormální stavy v elektrické části energetických systémů a je nejdůležitější automatizací zajišťující jejich spolehlivý a stabilní provoz.

V moderních energetických systémech roste význam reléových ochran zejména v důsledku rychlého růstu výkonu energetických systémů, jejich sjednocování do jednotlivých elektricky propojených systémů v rámci několika regionů, celé republiky a dokonce i několika států.

V Sovětském svazu na základě sítí 500 kV vzniká Jednotný energetický systém země (UES), budují se výkonné a rozšířené přenosy 500-750 kV a v blízké budoucnosti se plánuje vytvoření ještě výkonnější přenosy 1150 kV střídavý proud a 1500 kV stejnosměrný proud, největší tepelné, hydraulické a jaderné elektrárny, výkon energetických bloků se zvyšuje. V souladu s tím se zvyšuje výkon elektrických rozvoden, konfigurace elektrických sítí se stává složitější a jejich zatížení se zvyšuje.

Je stále více nutné používat digitální počítač pro výpočet nastavení ochrany, protože takové výpočty v moderních energetických systémech jsou velmi pracné a časově náročné.

V souvislosti s nárůstem zkratových proudů způsobeným zvýšením výrobní kapacity energetických soustav nabývají na významu otázky přesnosti transformace primárních proudů napájejících měřicí prvky reléové ochrany. K vyřešení tohoto problému se provádějí studie chování proudových transformátorů, studují se možnosti zvýšení jejich přesnosti, vyvíjejí se praktické metody pro výpočet chyb proudových transformátorů a vyvíjejí se nové, přesnější metody transformace primárních proudů. hledal.

ÚČEL OCHRANY RELÉ

Poškození je ve většině případů doprovázeno výrazným zvýšením proudu a hlubokým poklesem napětí v prvcích energetického systému.

Při zvýšeném proudu vzniká velké množství tepla, které způsobuje destrukci v místě poruchy a nebezpečné zahřívání nepoškozených vedení a zařízení, kterými tento proud prochází.

Pokles napětí narušuje normální provoz spotřebitelů elektřiny a stabilitu paralelního provozu generátorů a energetického systému jako celku.

Abnormální podmínky obvykle vedou k odchylkám hodnot napětí, proudu a frekvence od přípustných hodnot. Při poklesu frekvence a napětí existuje riziko narušení normálního provozu spotřebičů a stability energetického systému, zatímco zvýšení napětí a proudu hrozí poškozením zařízení a elektrického vedení.

Tím pádem, poškození narušuje provoz elektrizační soustavy a spotřebitelů elektřiny a abnormální podmínky vytvářejí možnost poškození nebo narušení elektrizační soustavy.

Ochrana relé je hlavním typem elektrické automatizace, bez které není normální a spolehlivý provoz moderních energetických systémů nemožný. Průběžně monitoruje stav a provozní režim všech prvků elektrizační soustavy a reaguje na vznik škod a abnormálních stavů.

Když dojde k poškození, ochrana identifikuje a odpojí poškozenou oblast od systému působením na speciální výkonové spínače určené k přerušení poruchových proudů.

V moderních elektrických systémech je ochrana relé úzce spojena s elektrickou automatizací, která je navržena tak, aby rychle automaticky obnovila normální provoz a dodávala energii spotřebitelům.

Podívejme se podrobněji na hlavní typy poškození a abnormální stavy, které se vyskytují v elektrických instalacích, a jejich důsledky.
1-2. POŠKOZENÍ V ELEKTRICKÝCH INSTALACÍCH

Hlavní příčiny poškození jsou:

1) porušení izolace živých částí způsobené jejím stárnutím, nevyhovujícím stavem, přepětím, mechanickým poškozením;

2) poškození drátů a podpěr elektrického vedení v důsledku jejich nevyhovujícího stavu, ledu, hurikánových větrů, tančících drátů a dalších důvodů;

3) chyby personálu během provozu (vypnutí odpojovačů pod zátěží, jejich zapnutí na chybně levé uzemnění atd.).

Veškeré poškození je důsledkem konstrukčních nedostatků nebo nedokonalostí zařízení, špatné kvality jeho výroby, montážních vad, konstrukčních chyb, nevyhovující nebo nesprávné péče o zařízení, abnormálních provozních režimů zařízení, provozu zařízení v podmínkách, pro které nebyl navržen. Škodu tedy nelze považovat za nevyhnutelnou, ale zároveň nelze ignorovat možnost jejího vzniku.
Zkraty(k.z.) jsou nejnebezpečnějším a nejtěžším typem poškození. Se zkratem E. d.s. E zdroj energie (generátor) je zkratován přes relativně malý odpor generátorů, transformátorů a vedení (viz obr. 1-1, a - G A E).

Proto ve zkratovaném obvodu. d.s. vzniká velký proud já Na, nazývaný zkratový proud.

Zkraty se v závislosti na počtu uzavřených fází dělí na třífázové, dvoufázové a jednofázové; pro zkraty se zemí a bez země; zkraty v jednom nebo dvou bodech sítě (obr. 1-1).

Se zkratem v důsledku zvýšení proudu se zvyšuje úbytek napětí v prvcích systému, což vede ke snížení napětí ve všech bodech sítě, protože napětí v libovolném bodě M (obr. 1-2, a) U M - E-I k z m , kde E - e. d.s. zdroj energie a z M je odpor zdroje energie k bodu M.

K největšímu snížení napětí dochází při zkratu. (bod K) a v jeho bezprostřední blízkosti (obr. 1-2, a). V bodech sítě vzdálených od místa poruchy napětí klesá v menší míře.

Vzniká v důsledku zkratu. Zvýšení proudu a snížení napětí vede k řadě nebezpečných důsledků:

A) Zkratový proud I k podle Joule-Lenzova zákona uvolňuje teplo Q = kI k 2 rt v činném odporu r obvodu, kterým za dobu t prochází.

V místě poškození toto teplo a plamen elektrického oblouku způsobují velkou destrukci, jejíž velikost je tím větší, čím větší je proud Ik a doba t.

Průchod nepoškozeným zařízením a elektrickým vedením, zkratový proud. I k je zahřívá nad přípustnou mez, což může způsobit poškození izolace a živých částí.

B) Snížení napětí při zkratu. narušuje práci spotřebitelů.

Hlavním spotřebitelem elektrické energie jsou asynchronní elektromotory. Točivý moment motorů MD je úměrný druhé mocnině napětí U na jejich svorkách: M d = kU 2.

Proto při hlubokém poklesu napětí může být rotační moment elektromotorů menší než odporový moment mechanismů, což vede k jejich zastavení.

Při poklesu napětí je také narušen běžný provoz osvětlovacích zařízení, která tvoří druhou významnou část spotřebitelů elektřiny.

Výpočetní a řídicí stroje, které byly v poslední době široce zaváděny, jsou obzvláště citlivé na poklesy napětí.

C) Druhým, nejzávažnějším důsledkem poklesu napětí je porušení stability paralelního provozu generátorů. To může vést ke kolapsu systému a ztrátě napájení všech jeho spotřebitelů.

Důvody tohoto rozpadu lze vysvětlit pomocí příkladu systému znázorněného na Obr. 1-2, b. V normálním režimu je mechanický točivý moment turbín vyvažován protipůsobícím točivým momentem vytvářeným elektrickým zatížením generátorů, v důsledku čehož jsou otáčky všech turbogenerátorů konstantní a synchronní. Pokud dojde ke zkratu v bodě K poblíž autobusů elektrárny A napětí na nich bude nulové, v důsledku čehož se elektrické zatížení, a tím i protipůsobící moment generátorů, také vynuluje. Do turbíny přitom vstupuje stejné množství páry (nebo vody) a její točivý moment zůstává nezměněn. V důsledku toho se rychlost otáčení turbogenerátoru začne rychle zvyšovat, protože regulátor otáček turbíny působí pomalu a nebude schopen zabránit zrychlení otáčení turbogenerátorů stanice. A.

Staniční generátory jsou v různých podmínkách V. Jsou daleko od bodu K, takže napětí na jejich sběrnicích se může blížit normálu. Vzhledem k tomu, že generátory elektrárny A nezatížené, celé zatížení systému dopadne na generátory stanice B, které mohou přetížit a snížit rychlost otáčení. Tedy v důsledku zkratu. rychlost otáčení generátorů elektrárny A A V se stává odlišným, což vede k narušení jejich synchronního chodu.

S dlouhým zkratem. Může být narušena i stabilita provozu asynchronních elektromotorů. Při poklesu napětí se rychlost otáčení asynchronních elektromotorů snižuje.

Pokud skluz překročí kritickou hodnotu, motor přejde do oblasti nestabilního provozu, převrátí se a zcela zabrzdí.

Havárie s narušením stability systému jsou nejzávažnější z hlediska výše škod způsobených na napájecím zdroji.

Uvažované důsledky zkratu. potvrdit výše učiněný závěr, že se jedná o závažný a nebezpečný typ poškození, který vyžaduje rychlé odstavení (viz § 1-4).

Zemní spojení jedné fáze v síti s izolovaným nulovým vodičem nebo oblouková zhášecí cívka (AEC) uzemněná přes vysoký odpor. Na Obr. 1-1, d je vidět, že zemní spojení nezpůsobí zkrat, protože např. d.s. Ea poškozené fáze A není posunuto spojením se zemí, které se objevuje v bodě K. Výsledný proud 1 A v místě poškození je uzavřen přes kapacitu C vodičů vůči zemi a má tedy zpravidla malou hodnotu, např. několik desítek ampér. Lineární napětí u tohoto typu poškození zůstávají nezměněna (viz kapitola 9).

Z tohoto důvodu se jednofázový zemní zkrat v sítích s izolovaným neutrálem nebo uzemněným přes DGK výrazně liší od zkratu. Neovlivňuje provoz spotřebičů a nenarušuje synchronní chod generátorů. Tento typ poškození však vytváří abnormální režim, způsobující přepětí, což je nebezpečné z hlediska možnosti porušení izolace vůči zemi dvou nepoškozených fází a přechodu jednofázového zemního spojení na fázi. -fázový zkrat. (obr. 1, f).
1-3. ABNORMÁLNÍ REŽIMY
Abnormální režimy zahrnují režimy spojené s odchylkami od přípustných hodnot proudu, napětí a frekvence, které jsou nebezpečné pro zařízení nebo stabilní provoz energetického systému.

Podívejme se na nejtypičtější abnormální režimy.

A) Přetížení zařízení způsobené zvýšením proudu nad jmenovitou hodnotu. Jmenovitý je maximální povolený proud tohoto zařízení na neomezenou dobu.

Pokud proud procházející zařízením překročí jmenovitou hodnotu, pak v důsledku dodatečného tepla, které vytváří, teplota živých částí a izolace po určité době překročí přípustnou hodnotu, což vede k urychlenému opotřebení izolace a jejímu poškození. Čas povolený pro průchod zvýšených proudů závisí

z jejich velikosti. Charakter této závislosti je znázorněn na Obr. 1-3 a je určena konstrukcí zařízení a typem izolačních materiálů. Aby nedošlo k poškození zařízení při jeho přetížení, je třeba provést opatření k vyložení nebo vypnutí zařízení.

B) K oscilacím v systémech dochází, když paralelně běžící generátory (nebo elektrárny) nejsou synchronizovány. A A V(Obr. 1-2, b). Při kývání dochází v každém bodě systému k periodické změně („houpání“) proudu a napětí. Nesynchronizovaný proud ve všech prvcích sítě spojujících generátory A A V, kolísá od nuly do maximální hodnoty mnohonásobně vyšší, než je normální hodnota. Napětí klesne z normálu na určitou minimální hodnotu, která má v každém bodě sítě jinou hodnotu. Na místě S, nazývané elektrické centrum výkyvu, klesá na nulu, v jiných bodech sítě napětí klesá, ale zůstává nad nulou a zvyšuje se od středu výkyvu S k napájecím zdrojům A A V. Z hlediska charakteru změny proudu a napětí je rozkmit podobný zkratu. Zvýšení proudu způsobuje zahřívání zařízení a snížení napětí narušuje provoz všech spotřebitelů systému. Houpání je velmi nebezpečný abnormální režim, který ovlivňuje chod celého energetického systému.

C) Ke zvýšení napětí nad přípustnou hodnotu dochází na hydrogenerátorech obvykle při náhlém vypnutí jejich zátěže. Nezatížený hydrogenerátor zvyšuje rychlost otáčení, což způsobuje zvýšení e. d.s. statoru na hodnoty nebezpečné pro jeho izolaci. Ochrana by v takových případech měla snížit budicí proud generátoru nebo jej vypnout.

Ke zvýšení napětí, které je nebezpečné pro izolaci zařízení, může dojít také při jednostranném vypnutí nebo zapnutí dlouhých silových vedení s vysokou kapacitou.

Kromě uvedených abnormálních režimů existují další, jejichž odstranění je možné pomocí ochrany relé.
1-4. ZÁKLADNÍ POŽADAVKY NA OCHRANU RELÉ
/. POŽADAVKY NA OCHRANU PŘED K. 3.
a) Selektivita

Selektivita neboli selektivita ochrany je schopnost ochrany vypnout se při zkratu. pouze poškozenou část sítě.

Na Obr. 1-4 znázorňují příklady selektivního vypínání poruchy. Takže se zkratem na místě NA 1 ochrana musí poškozené vedení odpojit vypínačem V PROTI , tj. spínač nejblíže místu poškození. V tomto případě zůstávají v provozu všechny spotřebiče kromě těch, které jsou napájeny z poškozeného vedení.

V případě zkratu v bodě K 2 by se selektivním působením ochrany mělo poškozené vedení odpojit já, řádek II zůstává v práci. Během takového vypnutí si všichni spotřebitelé sítě zachovají energii. Tento příklad ukazuje, že pokud je rozvodna připojena k síti několika vedeními, dojde k selektivnímu vypnutí zkratu. na jednom z vedení umožňuje zachovat spojení této rozvodny se sítí, čímž je zajištěno nepřerušené napájení spotřebitelů.

Selektivní vypínání poruch je tedy hlavní podmínkou pro zajištění spolehlivého napájení spotřebitelů. Neselektivní působení ochrany vede k rozvoji havárií. Jak bude ukázáno níže, neselektivní odstavení mohou být povolena, ale pouze v případech, kdy je to diktováno nutností a neovlivňuje to napájení spotřebitelů.
b) Rychlost jednání

Přípustná doba zkratového odpojení (1–2, b) podle podmínky udržení stability závisí na řadě faktorů. Nejdůležitější z nich je velikost zbytkového napětí na sběrnicích elektráren a uzlových rozvoden spojujících elektrárny s elektrizační soustavou. Čím nižší je zbytkové napětí, tím pravděpodobnější je nestabilita, a proto je potřeba zkrat vypnout. Nejzávažnější z hlediska podmínek stability jsou třífázové zkraty. a dvoufázové zkraty k zemi v síti s pevně uzemněným neutrálem (obr. 1-2, a a d), protože při těchto poškozeních dochází k největším poklesům všech sdružených napětí.

V moderních energetických systémech je pro udržení stability vyžadována velmi krátká doba zkratového odpojení. Takže například na vedení 300-500 kV je nutné odpojit poruchu do 0,1-0,12 s poté, co k ní dojde, a v sítích 110-220 kV - do 0,15-0,3 s. V distribučních sítích 6 a 10 kV, oddělených od zdrojů energie vysokým odporem, zkrat. lze vypnout po dobu přibližně 1,5-3 s, protože nezpůsobují nebezpečný pokles napětí na generátorech, a tudíž neovlivňují stabilitu systému. Přesné posouzení přípustné doby odstávky se provádí pomocí speciálních stabilitních výpočtů provedených za tímto účelem.

Jako přibližné kritérium (míru) nutnosti použití vysokorychlostní ochrany jsou uvedena Pravidla elektrické instalace (PUE) [L. 1] doporučují stanovení zbytkového napětí na sběrnicích elektráren a centrálních rozvoden při třífázových zkratech. v místě sítě, které nás zajímá. Pokud je zbytkové napětí menší než 60 % jmenovitého napětí, pak by se mělo pro udržení stability použít rychlé vypnutí. poškození, tj. použijte rychle působící ochranu.

Doba úplného vypnutí t OTEVŘENO sestává z doby provozu ochrany t 3 a provozní dobu spínače t PROTI , přerušení zkratového proudu, tzn. t vypnuto = t A + t PROTI. Pro urychlení vypnutí je tedy nutné urychlit činnost jak ochrany, tak i jističů. Nejběžnější spínače pracují s časem 0,15-0,06 s.

Aby byl u takových spínačů zajištěn výše uvedený požadavek na odpojení zkratu, např. s t =0,2 s, ochrana by měla fungovat s časem 0,05-0,12 s a v případě potřeby vypnout pomocí t = 0,12 s a sepnutí od 0,08 s, doba provozu ochrany by neměla překročit 0,04 s.

Ochrany působící po dobu 0,1-0,2 s jsou považovány za rychle působící. Moderní vysokorychlostní ochrana může pracovat s časem 0,02-0,04 s.

Požadavek na rychlost je v některých případech určující podmínkou, která zajišťuje stabilitu paralelního provozu elektráren a energetických soustav.

Pro jednoduchost je povoleno používat jednoduché vysokorychlostní ochrany, které neposkytují potřebnou selektivitu. V tomto případě se pro nápravu neselektivity používá automatické opětovné uzavření, které rychle zapne neselektivně odpojenou část systému.
c) Citlivost
Aby ochrana reagovala na odchylky od normálního režimu, ke kterým dochází při zkratu. (zvýšení proudu, snížení napětí atd.), musí mít určitou citlivost v rámci stanovené zóny svého působení. Každá ochrana (např. já na Obr. 1-5) by měla deaktivovat poškození v této oblasti AB, pro jejíž ochranu je instalován (první část ochrany já), a navíc musí jednat v případě zkratu. na další, druhý oddíl slunce, chráněna ochranou II. Působení ochrany ve druhé sekci se nazývá redundance dlouhého dosahu. Je nutné odpojit zkrat. v případě, že ochrana II nebo jistič slunce nebude fungovat kvůli poruše. Rezervace dalšího místa je důležitým požadavkem. Pokud není splněno, tak zkratem. Umístění zapnuto slunce a selhání jeho ochrany nebo spínače, poškození zůstane neodpojeno, což povede k narušení provozu spotřebitelů v celé síti.

Ochranná akce já při zkratu ve třetí sekci se nevyžaduje, protože pokud ochrana třetí sekce nebo její spínač selže, ochrana musí fungovat II. Současné selhání ochrany ve dvou sekcích (třetí a druhé) je nepravděpodobné, a proto se na takový případ nepřihlíží.

Některé typy ochrany z důvodu principu svého působení nefungují nad rámec prvního oddílu. Citlivost takových ochran by měla zajistit jejich spolehlivý provoz v rámci prvního úseku. Aby byla v tomto případě zajištěna redundance druhé sekce, je nainstalována další ochrana, nazývaná záloha.

Každá ochrana musí pracovat nejen s kovovým zkratem, ale také se zkraty přes přechodový odpor způsobený elektrickým obloukem.

Citlivost ochrany musí být taková, aby mohla působit v případě zkratu. v minimálních režimech systému, tedy v takových režimech, kdy změna hodnoty, na kterou ochrana reaguje (proud, napětí atd.), bude nejmenší. Pokud je například na stanici A (obr. 1-5) vypnut jeden nebo více generátorů, pak zkratový proud. se sníží, ale citlivost ochrany by měla být dostatečná pro provoz v tomto minimálním režimu.

Citlivost ochrany tedy musí být taková, aby fungovala při zkratu. na konci pro něj zřízené zóny v režimu minimálního systému a při zkratech elektrickým obloukem.

Citlivost ochrany je obvykle charakterizována koeficientem citlivosti Na h : Pro ochrany, které reagují na zkratový proud,

d) Spolehlivost

Požadavek spolehlivosti je takový ochrana musífungují spolehlivě při zkratu. v mezích pro to stanovenýchzóny a neměly by fungovat nesprávně v režimech, ve kterýchs její prací se nepočítá.

Velmi důležitý je požadavek spolehlivosti. Nefunkčnost nebo nesprávná činnost jakékoli ochrany vždy vede k dodatečné odstávky a někdy k nehodám systémového významu.

Například při zkratu na místě NA(obr. 1-6) a selhání ochrany V 1 ochrana bude fungovat VZ, v důsledku toho jsou rozvodny // a /// dodatečně vypnuty a v případě nesprávného provozu v normálním ochranném režimu AT 4 v důsledku odpojení vedení L4 spotřebitelů rozvoden /, //, /// a IV. Zdrojem nehod se tak stává sama nespolehlivá ochrana.

Spolehlivost ochrany je zajištěna jednoduchostí obvodu, snížením počtu relé a kontaktů v něm, jednoduchostí konstrukce a kvalitou výroby relé a dalších zařízení, kvalitou instalačních materiálů, samotnou instalací a kontaktní připojení, stejně jako péče o něj během provozu.

Nedávno byly vyvinuty metody pro hodnocení a analýzu spolehlivosti reléových ochranných zařízení pomocí teorie pravděpodobnosti [L. 33],

V SSSR jsou obecné principy ochrany relé upraveny PUE [L. 1, typická schémata ochrany relé a jejich výpočet - „Směrnice pro ochranu relé“ [L. 2-61.

II. POŽADAVKY NA OCHRANU PŘED ABNORMÁLNÍMI ALPAMIXREŽIMY

Tyto ochrany, stejně jako ochrana proti zkratu, musí mít selektivitu, dostatečnou citlivost a spolehlivost. Rychlost působení těchto ochran však zpravidla není vyžadována.

Doba trvání ochrany proti abnormálním podmínkám závisí na povaze režimu a jeho důsledcích. Abnormální stavy jsou často krátkodobého charakteru a jsou eliminovány samy o sobě, například krátkodobé přetížení při spouštění asynchronního elektromotoru. V takových případech je rychlé odstavení nejen zbytečné, ale může poškodit spotřebitele. Odstavení zařízení v abnormálním režimu by proto mělo být prováděno pouze v případě reálného nebezpečí pro chráněné zařízení, tedy ve většině případů s časovým zpožděním.

V případech, kdy odstranění abnormálních stavů může provést personál ve službě, lze ochranu proti abnormálním podmínkám provést pouze s dopadem na signál.

1-5. OCHRANNÉ PRVKY, RELÉ A JEJICH ODRUHY

Reléová ochranná zařízení se obvykle skládají z několika relé spojených navzájem podle specifického obvodu.

Relé je automatické zařízení, který vstupuje do činnosti (spouští) při určité hodnotě vstupní veličiny na něj působící.

V reléové technice se používají relé s kontakty - elektromechanická, bezkontaktní - na polovodičích nebo na feromagnetických prvcích. První z nich při spuštění zapnou nebo rozepnou kontakty. Za druhé - na určitou hodnotu vstupní množství X výstupní hodnota se náhle změní y, například napětí (obr. 1-7, A).

Každá ochranná sada a její obvod jsou rozděleny na dvě části: reaktivní a logickou.

Reakční (neboli měřící) část je hlavní, tvoří ji hlavní relé, která nepřetržitě přijímají informace o stavu chráněného prvku a reagují na poškození nebo abnormální stavy vysíláním příslušných příkazů do logické části ochrany.

Logická část (resp. operační) je pomocná, vnímá povely reagující části a pokud jejich hodnota, sekvence a kombinace odpovídají danému programu, provede předprogramované operace a vydá řídicí impuls k vypnutí jističů. Logická část může být realizována pomocí elektromechanických relé nebo obvodů pomocí elektronických zařízení - elektronkových nebo polovodičových.

V souladu s tímto rozdělením ochranných zařízení se také relé dělí na dvě skupiny: hlavní, která reagují na poškození, a pomocná, která působí na povel prvního a používají se v logické části obvodu.

Známka vzhledu zkratu. může sloužit jako zvýšení proudu já, pokles napětí U a snížení odporu chráněné oblasti, charakterizované poměrem napětí k proudu v daném bodě sítě: z= U/ já.

V souladu s tím se jako citlivá relé používají: proudová relé, která reagují na aktuální hodnotu; napěťová relé, která reagují na úrovně napětí, a odporová relé, která reagují na změny odporu.

V kombinaci s uvedenými relé se často používají výkonová relé, která reagují na velikost a směr (znaménko) zkratového výkonu procházejícího místem instalace ochrany.

Relé, která pracují, když se hodnota, na kterou reagují, zvyšuje, se nazývají maximální a relé, která pracují, když se tato hodnota snižuje, se nazývají min.

Pro ochranu proti abnormálním podmínkám a také pro ochranu proti zkratu se používají proudová a napěťová relé. První slouží jako relé, která reagují na přetížení, a druhá - na nebezpečné zvýšení nebo snížení napětí v síti. Kromě toho se používá řada speciálních relé, například frekvenční relé, která pracují v případě nepřijatelného snížení nebo zvýšení frekvence; tepelná relé, reagující na zvýšení tepla generovaného proudem při přetížení a některé další.

Mezi pomocná relé patří: časová relé, která slouží ke zpomalení ochrany; indikační relé - pro signalizaci a záznam ochranné akce; mezilehlá relé, přenášející činnost hlavních relé na vypnuté jističe a sloužící pro vzájemnou komunikaci mezi ochrannými prvky.

Každé relé lze rozdělit na dvě části: snímací a spouštěcí. Snímací prvek v elektromechanických konstrukcích má vinutí, které je napájeno proudem nebo napětím chráněného prvku v závislosti na typu relé (proudové nebo napěťové).

Výkonová relé a odporová relé mají dvě vinutí (proudové a napěťové). Prostřednictvím vinutí relé vnímá změnu v elektrické množství, na které reaguje.

Ovládací prvek elektromechanického relé je pohyblivý systém, který se pohybuje pod vlivem sil vytvářených snímacím prvkem, působí na kontakty relé a způsobuje jejich sepnutí nebo otevření.

Existují také relé, ve kterých pohyblivý systém působí přímo mechanicky na rozepnutí spínače, taková relé nemají kontakty.

Černobrovská reléová ochrana pdf. Černobrovov N.V.

n1.doc

Jsme na sociálních sítích

Kategorie