Поиск по сайту
Разделы сайта

>> Программы
>> Руководства по эксплуатации
>> ТО и инструкции по эксплуатации
>> Методические указания
>> Руководящие указания
>> Рекомендации по наладке
>> Инструкции
>> Паспорта
>> Положения
>> Прочее
>> Проектирование и расчеты
>> Автоматика
>> Учебные пособия
>> Уставки
>> Расценки, нормы времени и численность персонала

>> Дифференциальные защиты
>> ТО УРЗА
>> Другие
>> Защиты линий
>> Учебники
>> Автоматика
>> Расчеты
>> На иностранных языках

>> Нормы и правила
>> Линии электропередач (ЛЭП)
>> Отделители и короткозамыкатели
>> Блоки питания
>> Автоматические выключатели
>> Выключатели
>> Привода
>> Всякое
>> Схемы
>> Трансформаторы

>> Статьи Кузника Ю.С.

>> СРЗА ЦДУ ЕЭС России
>> СРЗА Тюменьэнерго
>> СРЗА Ленэнерго >> Главтехуправление
>> Ленэнерго
 
RSS / РСС
 
 
Реклама
 
Поиск по сайту Ретро-РЗиА и форуму Советы бывалого релейщикаот Google
В разделе размещены статьи на тему релейной защиты и автоматики которые публиковались в разных журналах прошлых лет
Введите слово для поиска :
Кузник Юрий Самойловия Возможности дальнейшего резервирования защит трансформаторов

Возможности дальнейшего резервирования защит трансформаторов
УДК 621.316.925.13.3
Автор: Кузник Ю.С., кандидат технических наук (Курскэнерго)

Наиболее эффективным средством обеспечения резервирования действия релейных защит и коммутационных аппаратов электротехнического оборудования и сетей является применение дальнего резервирования. Особенно остро необходимость достижения дальнего резервирования возникает для подстанций, подключенных ответвлениями к ВЛ, однако, когда это технически или экономически не может быть реализовано, то допускается отказ от его использования или возможно применение дальнего резервирования только для отдельных видов повреждений с учетом приемлемых условий его применения [1].

Рис. 1. Принципиальная схема дополнительной защиты тупиковой ВЛ с контролем скорости приращения тока и его направления

Рис. 1. Принципиальная схема дополнительной защиты тупиковой ВЛ с контролем скорости приращения тока и его направления

Для выбора оптимального варианта использования известных методов дальнего резервирования проведенный анализ показал, что однозначного технического решения нет и требуется в каждом конкретном случае выбирать устройство, обеспечивающее необходимую чувствительность дальнего резервирования [2].
Значительные трудности возникают для резервирования защит трансформаторов ответвлений транзитных ВЛ, но и для тупиковых линий возможность дальнего резервирования достаточно часто ограничивается из-за подключения большого числа отпаечных трансформаторов разной мощности. При отсутствии возможности согласования уставок токовых защит линии по отстройке от нагрузочного режима с требуемой чувствительностью к КЗ за трансформаторами ответвлений ВЛ предусматривается использование самонастраивающей защиты, которая меняет уставку в зависимости от тока нагрузки линии [3]. Многоступенчатая адаптивная токовая резервная защита получается достаточно сложной, поэтому целесообразно применение по возможности простой токовой направленной защиты линии на основе выявления нарастания тока для отличия режимов перегрузки и режима КЗ за ответвлением трансформатора [4].
Уставка реле тока КА при включенном резисторе Я от трансреактора TAV трансформатора тока ТА линии W настраивается по условию достаточной чувствительности к КЗ за трансформатором Г, а при зашунтированном резисторе — в 1,5 раза меньшая, но превышающая суммарный ток нормальной нагрузки всех ответвлений линии W, причем реле направления мощности KW имеет границу срабатывания 45°, что по отношению к направлению тока трехфазного КЗ (70°) дает запас в 25° при таком же запасе по несрабатыванию при угле тока нагрузки в 20° по отношению к напряжению трансформатора напряжения 7У (рис. 1).
При увеличении тока более нормальной величины от замыкания контактов реле КА срабатывает реле KB с дешунтированием резистора Я и увеличением уставки реле тока КА, которое при постепенном увеличении тока возвращается в исходное положение, а при КЗ остается сработанным, что при замкнутых контактах реле KW вызывает срабатывание реле времени КТ с уставкой больше времени, защит трансформатора Г на отключение выключателя Q линии W ввиду вероятного отказа защит трансформатора ответвления Т. При возврате реле тока КА отключения линии не происходит, реле KB отпадает с задержкой, превышающей ожидаемое время длительности возможных перегрузок и снова шунтируется резистор Я. Если перегрузка прекратилась, то схема возвращается в исходное состояние, а если перегрузка продолжается, то повторное срабатывание реле тока КА вызывает срабатывание указательного реле КН за счет замкнутого состояния контактов импульсного реле КНА с конденсатором С2 от предшествующего срабатывания реле KB и его несрабатывания вновь при использовании контура задержки R1—C1, превышающей время размыкания цепи контактами указательного реле КН, другие контакты которого дают сигнал о перегрузке линии и выводе ее дополнительной чувствительной защиты до ручного квитирования оперативным персоналом после восстановления нормального режима.

Рис. 2. Оперативные цепи чувствительной резервной направленной токовой защиты с самоблокировкой при перегрузке от АВР

Рис. 2. Оперативные цепи чувствительной резервной направленной токовой защиты с самоблокировкой при перегрузке от АВР

Для линий с двухсторонним питанием в случае использования оптимального тупикового режима за счет отключения секционного выключателя с целью предотвращения лишних потерь на ней из-за отсутствия дополнительного перетока по ВЛ при срабатывании АВР секционного выключателя чувствительная защита резервирования защит трансформаторов ответвлений самоблокируется, чем обеспечивается взаимное резервирование опорных подстанций (заявка № 5043193/07 от 22.05.92).
При возникновении симметричной перегрузки ВЛ от замыкания контактов токового реле КА и реле направления мощности KW срабатывает реле блокировки KB, которым предотвращается срабатывание защиты на отключение выключателя и замыкается цепь сигнализации (рис. 2). При возникновении несимметричного КЗ от фильтрового реле тока обратной последовательности KAZ срабатывает выходное реле KL с действием через реле времени КТ на отключение выключателя линии. В случае перехода несимметричного КЗ в симметричное выходное реле KL самоудерживается с контролем величины и направления тока контактами КА и KW, которые при соответствующей настройке сохраняют работоспособность защиты.
Активно-емкостной контур RC выходного реле KL обеспечивает задержку его срабатывания с интервалом времени, превышающим время разновременности замыкания контактов секционного выключателя ВЛ и задержку отпадания на время переключения его питания. Задержка срабатывания реле тока КА за счет действия его через контур задержки RC выбирается больше времени работы выходного реле KL для предотвращения блокировки защиты до срабатывания ее выходного реле.
В результате чувствительная защита обеспечивается самоблокировкой для оптимального режима работы линии с двухсторонним питанием.

Рис. 3. Дополнительные оперативные цепи резервной защиты ВЛ с использованием высокочастотной блокировки основной защиты

Рис. 3. Дополнительные оперативные цепи резервной защиты ВЛ с использованием высокочастотной блокировки основной защиты

Для транзитных ВЛ выявление повреждений на ответвлениях возможно на основе сопоставления параметров по концам линии, для чего прежде всего используется высокочастотный канал основной защиты линии. В диффазных защитах используется не только ее канал, но и орган сравнения фаз основной защиты для самоподхвата действия резервной защиты линии после отсчета уставки по времени, отстроенной от времени работы защит трансформаторов ответвлений [5]. В результате основная защита линии при КЗ на линии срабатывает мгновенно, а при КЗ за трансформатором ответвления — с необходимой задержкой и самопроверкой исправности высокочастотных каналов в обоих направлениях [6]. Такие возможности ограничиваются чувствительностью пусковых органов ВЧ-защиты ВЛ.
На линиях с высокочастотной блокировкой (ПДЭ2802 и ЭП-1636 с ПВБ) необходимо сравнение потоков мощности по концам линии осуществлять дополнительными пусками высокочастотных передатчиков специальными реле направления мощности KW при пуске реле времени КТ от реле тока обратной последовательности KAZ и с самоподхватом по контролю приема высокочастотных сигналов реле KL в определенные интервалы времени (рис. 3). Дополнительный поочередный пуск передатчиков осуществляется после ожидаемого срабатывания защит трансформаторов ответвлений и при условии их приема с каждой стороны сохраняется самоподхват реле времени в случае перехода несимметричного КЗ в симметричное и отказе собственных защит трансформаторов ответвлений линии [7].
При отсутствии канала связи по концам транзитной ВЛ возможности выявления симметричного КЗ за трансформатором ответвления линии в значительной степени осложнены. Для реагирования на несимметричные КЗ возможно применение защит обратной последовательности [8], однако в большинстве случаев ввиду близкого расположения ошиновки фаз на стороне низкого напряжения продолжительные КЗ при отказе собственных защит трансформаторов ответвления переходят в симметричные трехфазные КЗ, когда возможность действия фильтровых защит исключается.

Рис. 4. Подключение ответвления трансформатора к транзитной ВЛ через трехсекционный реактор с управляемой вторичной обмоткой

Рис. 4. Подключение ответвления трансформатора к транзитной ВЛ через трехсекционный реактор с управляемой вторичной обмоткой

Для сохранения обеспечения дальнего резервирования с учетом изложенного возникает необходимость ввести искусственную несимметрию за счет включения дополнительного сопротивления в одну из фаз на высокой стороне трансформатора ответвления, причем для того, чтобы добавочное сопротивление не вносило асимметрию в нормальном режиме работы трансформатора, требуется выполнить его нелинейным в зависимости от тока в цепи подстанции и питающей линии [9]. Увеличение сопротивления реактора L происходит при размыкании вторичной обмотки при срабатывании реле КА от тока трансформатора тока ТА при КЗ за трансформатором Г ответвления линии W, на которой с двух сторон установлены фильтровые защиты АК1 и АК2 отключения выключателей Q1 и Q2 (рис. 4). Для простоты исполнения аппаратура управления совместно с реактором скомпонована на общей изоляционной основе на одной фазе. Минимально необходимая величина сопротивления искусственной несимметрии должна быть достаточной для срабатывания защит, реагирующих на ток обратной последовательности при трехфазном КЗ за трансформатором ответвления, при этом снижение чувствительности при двухфазном КЗ за трансформатором с учетом сопротивления искусственной несимметрии не должно быть ниже допустимой величины, т.е. рамки использования изложенного метода весьма ограничены и требуют применения защит с зависимой характеристикой.
Для повышения чувствительности защит линий к любым видам КЗ за трансформатором относительно небольшой мощности возможно от токов КЗ осуществлять дополнительное подмагничивание магнитопровода одной из фаз трансформатора, от чего создается разница составляющих высших гармоник между фазой с подмагничиванием и любой другой фазой питающей линии, за счет чего происходит срабатывание дополнительной защиты питающей линии при продолжительном токе КЗ за трансформатором ответвления [10].
Ток каждой фазы от встроенного трансформатора тока выпрямляется и суммируется для подмагничивания одной из фаз защищаемого трансформатора. В нормальном режиме незначительная величина тока подмагничивания не вызывает насыщения магнитопровода, а при КЗ ток подмагничивания существенно возрастает, что вызывает насыщение подмагничиваемой фазы магнитопровода трансформатора с соответствующей разницей составляющей тока третьей гармоники.
Для выявления этой разницы токов третьей гармоники на питающей линии в дополнение к обычным защитам вводится нуль-индикатор, реагирующий на разность токов третьей гармоники подмагничиваемой и другой фазы с отстройкой от режима нормальной работы, когда при симметричном повышении напряжения в сети и возникновении гармоник во всех фазах от насыщения магнитопроводов разность токов третьей гармоники как токов нулевой последовательности равняется нулю.
Изложенный метод резервирования обладает тем недостатком, что связан с необходимостью специального исполнения трансформаторов, поэтому разработан другой способ искажения формы тока для реагирования на него. Вместо дополнительной третьей гармоники одной из фаз создается разница токов полупериодов синусоиды основной частоты между положительным и отрицательным направлением тока одной из фаз ответвления ВЛ. Для этой цели достаточно включить в цепи ответвления насыщающийся реактор с разнополярной шунтировкой его диодом и тиристором, при запирании которого от тока КЗ создается разница токов положительного и отрицательного полупериода, от которого срабатывает балансная защита линии с временем, превышающим время уставки защиты трансформатора ответвления [11].
Управление открытием тиристора VS осуществляется на основе разницы напряжений насыщающегося реактора L и пропорционального трансреактора TAV в этой же цепи таким образом, что при номинальном токе тиристор VS открывается, обеспечивая равенство токов обоих полупериодов с диодом VD1, а при токе КЗ закрывается обратным потенциалом управляющего электрода от выпрямителя запиранием диода VD2 (рис. 5). Конденсаторами С1 и С2 балансного реле ЕА стабилизируются токи в его обмотках для возможности их сравнения при разнице по времени протекания в разные половины периода переменного тока, которая создается искусственно в режиме короткого замыкания за трансформатором Т ответвления линии W для отключения ее выключателя Q после отсчета уставки реле времени КТ.
В результате создается возможность осуществить резервную защиту трансформаторов ответвлений линии с требуемой чувствительностью как при подключении к линии трансформаторов разной мощности, так и при значительной кратности перетока по линии по отношению к мощности подключенных трансформаторов. Указанный метод требует использования дополнительного оборудования в первичной цепи ответвления линии, поэтому реализация его вызывает значительные затруднения. Проще применить дополнительные защиты питающей линии, реагирующие на приращение реактивной составляющей тока в линии, соответствующей дополнительному току от КЗ за отпаечным трансформатором линии [12].

Рис. 5. Схема создания разницы токов полупериодов с ее выявлением балансным реле защиты питающей линии

Рис. 5. Схема создания разницы токов полупериодов с ее выявлением балансным реле защиты питающей линии

Для выявления расчетной величины приращения тока в линии используется преобразователь активной UP и реактивной UQ составляющей тока в линии, выходы от которых поступают в схемы сравнению DP и DQ непосредственно измеряемых величин и их составляющих в предшествующем режиме за счет включения блоков задержки, представляющих собою активно-емкостный контур с постоянной времени, превышающей время работы резервируемой защиты (рис. 6). Активная или реактивная составляющие тока получаются за счет использования фазочувствительных схем, напряжение выхода сравнивается с напряжением предшествующего режима, вызывая срабатывание реле КР или KQ с учетом величины возникшей разницы.
При КЗ за трансформатором 7 ответвления линии W происходит срабатывание пускового органа защиты обратной последовательности KAZ с замыканием цепи питания реле времени КТ, которое при сохранении несимметричного КЗ отключает выключатель Q. Если же КЗ из несимметричного переходит в симметричное трехфазное, то пусковые органы KAZ возвращаются в исходное состояние, а реле времени КТ самоудерживается через резистор R с последующим шунтированием его катушки раньше его максимальной уставки, но позже замыкания контактов в цепи реле приращения реактивной и отсутствия роста активной составляющей тока в линии.
Учитывая сложности исполнения измерительных органов защиты, их можно установить с одной стороны транзитной ВЛ, а на противоположной стороне достаточно включить только фильтровую защиту и реле выявления роста тока в линии для каскадного срабатывания при снятии подпитки КЗ за трансформатором от первого источника питания [13].
При срабатывании защиты с одной стороны линии за счет выявления приращения реактивной составляющей тока КЗ за трансформатором Т ответвления на другой стороне линии в момент возникновения КЗ срабатывает пусковой орган обратной последовательности KAZ, от которого пускается и самоудерживается реле времени КТ, которое замыкает цепь отключения выключателя Q

Рис. 6. Структурная схема включения измерительных органов и оперативные цепи резервной защиты ВЛ, реагирующей на приращение тока КЗ за трансформатором ответвления

Рис. 6. Структурная схема включения измерительных органов и оперативные цепи резервной защиты ВЛ, реагирующей на приращение тока КЗ за трансформатором ответвления

линии W одновременно с отключением выключателя противоположной стороны с выявлением этого процесса от реле приращения тока КАН, катушка которого подключена с дифференцирующим конденсатором С к одной из фаз через трансреактора TAV и выпрямитель VC со сглаживающим конденсатором С2 (рис. 7). При несимметричном КЗ цепь отключения сохраняется контактами фильтрового реле KAZ, возврат реле времени происходит шунтированием его катушки своими контактами с уставкой, превышающей время работы защиты.
Возможен также самоподхват реле времени от его пуска токовым органом обратной последовательности за счет контроля приращения тока прямой последовательности при переходе несимметричного КЗ в симметричное. Выявление соответствующих токов и их изменений осуществляется аналогично с включением в цепь самоудерживания с учетом возможных предшествующих режимов: совпадение с приращением тока прямой последовательности, при противоположном направлении и при возможном изменении направления тока прямой последовательности в линии [14].

Рис. 7. Схема полукомплекта резервной защиты линии выявлением приращения тока от снятия подпитки КЗ с противоположной стороны ВЛ

Рис. 7. Схема полукомплекта резервной защиты линии выявлением приращения тока от снятия подпитки КЗ с противоположной стороны ВЛ

Дополнительная защита отстраивается по времени от уставок срабатывания защит трансформаторов ответвлений и после нормального их отключения собственными защитами возвращается в исходное состояние, а при сохранении приращения тока-прямой последовательности вызывает отключение питающей линии при любом режиме ее работы.
Выводы
Обеспечение дальнего резервирования защит отпаечных подстанций защитами питающей линии основывается на разных методах в зависимости от конкретных условий их использования:
В тупиковых режимах работы ВЛ — на скорости роста тока по величине или от его перехода из несимметричного в симметричный для самоблокировки дополнительной защиты при перегрузке линии.
Для транзитных линий электропередачи: использованием высокочастотного канала связи основной защиты для избирательной работы резервной защиты; принудительным искажением первичного тока питающей ВЛ от симметричного КЗ за трансформатором ответвления; выявлением приращений реактивной составляющей или прямой последовательности вторичного тока ВЛ.

Список литературы

1. Правила устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 1985, §3.2.17.
2. Клецель М.Я., Никитин К.И. Анализ чувствительности резервных защит распределительных сетей энергосистем. — Электричество, 1992, № 2.
3. Богдан А.В., Клецель М.Я., Никитин К.И. Адаптивная резервная токовая защита тупиковых линий с ответвлениями. — Электричество, 1991, № 2.
4. А.с. 1737610 (СССР) Устройство для токовой направленной защиты линии/Кузник Ю.С. Опубл. в Б.И., 1992, № 20.
5. А.с. 943965 (СССР). Устройство для дифференциально-фазной высокочастотной защиты линии электропередачи с ответвлениями/Ю.С.Кузник. Опубл в Б.И., 1982, № 26.
6. Кузник Ю.С. Резервирование действия защит подстанций на ответвлениях. — Электрические станции, 1984, № 49.
7. А.с. 1814137 (СССР). Устройство для защиты линий электропередач/Ю.С.Кузник. Опубл. в Б.И., 1993, № 17.
8. Кузник Ю.С. Использование фильтровых реле. — Электрические станции, 1975, № 7.
9. А.с. 955348 (СССР). Устройство для резервирования релейной защиты линии электропередачи/ Даки Н.В., Кузник Ю.С. Опубл. в Б.И., 1983, №32.
10. А.с. 982136 (СССР). Способ резервной защиты трансформатора/Кузник Ю.С. Опубл. в Б.И., 1982, № 46.
11. А.с. 1319144 (СССР). Устройство для резервной защиты отпаечного трансформатора/Кузник Ю.С. Опубл. в Б.И., 1987, № 23.
12. А.с. 1134082 (СССР). Устройство для резервной защиты линии с отпаечными трансформаторами/Кузник Ю.С. Опубл. В Б.И., 1992, №3.
13. А.с. 1798854 (СССР). Устройство для резервной защиты линии с отпаечными трансформаторами/Кузник Ю.С. Опубл. в Б.И., 1993, № 8.
14. А.с. 1737611 (СССР). Устройство для резервной защиты линии с отпаечными трансформаторами/Кузник Ю.С. Опубл. в Б.И., 1992, № 20.

Источник: Журнал Электрические станции, 1994, №10


TEXT +   TEXT -   Печать Опубликовано : 14.10.12 | Просмотров : 4776

Рекомендуем
Доступно только пользователям
Данная страница доступна только зарегистрированным пользователям !
С уважением администрация сайта Ретро РЗиА.
Быстрый переход
Реклама
Реклама
 
Имя:
Пароль:
 
  • Выслать пароль ?
  • Регистрация
  •  
    Ваш IP: 54.81.56.254
     
    На сайте присутствуют
     Админов: 0
     Пользователей: 0
    Гостей: 56
    Ботов: 2
     
    Пользователи отсутствуют
    Статистика сайта




     

    INFOBOX - хостинг php, mysql + бесплатный домен! Rambler's Top100