2-3. Максимальная токовая защита с пуском по напряжению ( вольтметровой блокировкой)
Особенности выполнения и расчета. Применение пуска по напряжению позволяет при выборе тока срабатывания защиты по выражению (1-1) принимать ксзп = 1, поскольку отстройка от перегрузочных режимов обеспечивается пусковым органом напряжения. Исключение могут составлять максимальные токовые защиты трансформаторов 35 и 110 кВ с нагрузкой, состоящей из электродвигателей 6 (10) кВ. Для обеспечения бездействия защиты таких трансформаторов при близких двухфазных КЗ в питающей сети ток срабатывания максимальной защиты следует принимать не менее 21ном_ тр, чтобы отстроиться от возможного увеличения тока, потребляемого двигателями при снижении напряжения, вызванном этим двухфазным КЗ.
Типовой (комбинированный) пусковой орган напряжения ( вольтметровой блокировки) (рис. 2-11, а) состоит из фильтра-реле 2 напряжения обратной последовательности типа РНФ-1М и минимального реле напряжения 1, включенного на одно из междуфазных напряжений через размыкающий контакт фильтра-реле. В схеме рис. 2-11, а у реле 1 использован размыкающий контакт в предположении, что защита выполнена на постоянном оперативном токе. Для схем защиты на переменном оперативном токе у реле 1 используется замыкающий контакт.
Напряжение срабатывания фильтра-реле 2 обратной последовательности типа РНФ-1М выбирается из условия обеспечения отстройки от напряжения небаланса фильтра в нормальном режиме:
где U2c.з и UHOM — междуфазные напряжения.
Напряжение срабатывания минимального реле напряжения 1 определяется исходя из условия обеспечения возврата реле после отключения внешнего КЗ:
где UMИH — минимальное остаточное напряжение в месте установки трансформатора напряжения, от которого питается реле, в начале самозапуска двигателей нагрузки после отключения внешнего КЗ; kн — коэффициент надежности, может быть принят равным 1,1 -1,2; kв — коэффициент возврата реле, может быть принят равным 1,2 (для реле РН-50).
Напряжение UMИH может быть определено при приближенном расчете режима самозапуска. Обычно Uc.з = (0,5-0,65)UHOM, но в практике эксплуатации имеют место
случаи, когда приходится принимать Uc.з = (0,4-0,5)UHOM. Однако такое снижение чувствительности должно использоваться только при необходимости (например, для согласования по чувствительности с предыдущими защитами), так как при этом ухудшаются условия согласования для защит последующих (питающих) элементов: максимальных токовых, а также дистанционных, особенно с ненаправленными реле сопротивления. Ниже 0,4UHOM уставку выбирать опасно, поскольку защита может отказать при КЗ на защищаемых шинах через переходное сопротивление.
Питание пусковых органов напряжения защит понижающих трансформаторов осуществляется от трансформаторов напряжения, установленных на сторонах среднего и низшего напряжений. При этом, чувствительность реле 1 и 2 при выбранных по формулам (2 -20) и (2-21) уставках с большим запасом обеспечивается при всех видах КЗ на шинах соответственно среднего и низшего напряжений.
Коэффициент чувствительности при КЗ в зоне резервирования для реле 2:
где U2 — междуфазное напряжение обратной последовательности в месте установки трансформатора напряжения, от которого питается фильтр-реле, при металлическом КЗ между двумя фазами в расчетной точке в режиме, при котором указанное напряжение имеет наименьшее значение; U2c.з — напряжение срабатывания, берется из выражения (2-20).
Для минимального реле напряжения 1 (рис.2-11, а) коэффициент чувствительности:
где UOCT — междуфазное напряжение в месте установки трансформатора напряжения, от которого питаются реле, при металлическом трехфазном КЗ в расчетной точке, когда указанное напряжение имеет наибольшее значение; Uc.з — напряжение срабатывания, берется из выражения (2-21); kв >1 — коэффициент возврата реле (учитывается
благодаря тому, что в момент возникновения трехфазного КЗ кратковременно появляется напряжение обратной последовательности, срабатывает реле 2 и тогда реле 1 работает «на возврате»).
Для резервных защит требуется kч >== 1,2 [1]. Для другого варианта выполнения пускового органа (рис.2-11, б) в выражении (2-23) коэффициент возврата не учитывается:
Сравнивая варианты пусковых органов (рис. 2-11, а и б) , легко убедиться, что типовой пусковой орган обеспечивает большую чувствительность защиты при симметричных КЗ, еще значительно большую чувствительность при несимметричных КЗ и, кроме того, состоит из меньшего числа реле. Недостатком схемы рис. 2-11, а является возможность срабатывания при кратковременном появлении несимметрии напряжения, например при включении выключателя от схемы АВР. Для устранения этого недостатка работа защиты по цепи ускорения после АВР должна происходить с временем 0,5 С или больше.
Кроме того, применение комбинированного пускового органа напряжения не освобождает от необходимости согласования по току максимальных защит трансформатора и защит отходящих линий, не имеющих пуска по напряжению. Это объясняется тем, что при несимметричных КЗ в питаемой сети комбинированный пусковой орган из-за своей высокой чувствительности по напряжению обратной последовательности имеет, как правило, значительно большую зону действия, чем максимальные (и дистанционные) защиты отходящих линий. В то же время меньшая чувствительность пускового органа из трех реле напряжения (рис. 2-11,6) может быть при необходимости использована для совместного — по току и по напряжению — согласования чувствительности максимальной токовой защиты трансформатора с предыдущими максимальными токовыми защитами сильно нагруженных линий, с которыми согласование лишь по току невозможно [8]. Один из таких случаев рассмотрен в примерах 6 и 7.
Наряду с этим пусковой орган из трех реле напряжения (рис. 2-11, 6) позволяет весьма просто и во всех случаях обеспечить согласование чувствительности (по напряжению) максимальной токовой защиты трансформатора с предыдущими дистанционными защитами, в то время как согласование по току этих защит, выполняемое с учетом электрической дуги, является приближенным и не всегда осуществимым [8]. Согласование по напряжению, очевидно, является вполне достаточным, поскольку при бездействии пускового органа напряжения максимальная токовая защита в целом не срабатывает. Согласование по напряжению может выполняться при металлическом КЗ, поскольку наличие переходного активного сопротивления в месте КЗ приводит к сокращению зоны действия органа минимального напряжения (рис. 2-11, 6) еще в большей степени, чем дистанционной защиты (с направленными и тем более с ненаправленными реле), и тем самым улучшает условия согласования.
По условию согласования при металлическом трехфазном КЗ в конце зоны действия предыдущей дистанционной защиты линии пусковой орган минимального напряжения последующей максимальной токовой защиты трансформатора должен бездействовать, поэтому его напряжение срабатывания выбирается по выражению:
где zc.з — сопротивление срабатывания той ступени предыдущей дистанционной защиты, с которой производится согласование; zс.э — наибольшее сопротивление системы и защищаемого трансформатора до места установки трансформатора напряжения, от которого питаются пусковой орган напряжения защиты этого трансформатора и предыдущая дистанционная защита; kн.с — коэффициент надежности согласования, который может приниматься равным 1,1 -1,2 по следующим соображениям. В выражении (2-24) при арифметическом сложении модулей сопротивлений zc.з и zc.з = zK не учитывается активная составляющая сопротивления до места КЗ на линии (принимается φ э = 90°), поскольку возможен наиболее тяжелый расчетный случай КЗ в трансформаторе, подключенном к линии вблизи места включения пускового органа напряжения максимальной токовой защиты. При повреждениях на отходящей линии по мере удаления точки КЗ увеличивается активная
составляющая в сопротивлении zK (φ э III c.з > zc.э и U*c.з может быть выбрано более высоким, но не выше 0,65U HOM .
Источник
Максимальная токовая защита с пуском по напряжению
В ряде случаев не удается выполнить достаточно чувствительную защиту только по току, особенно на подстанциях, питающих двигательную нагрузку. Для повышения чувствительности можно применить защиту с блокировкой по напряжению.
Функциональная схема МТЗ с дополнительным органом напряжения показана на рис. 5.11. Измерительный орган напряжения выполняется при помощи реле минимального напряжения KV и действует совместно с реле KA измерительного органа тока по логической схеме «И» на пуск реле времени КТ.
Рис. 5.11. Функциональная схема МТЗ с пуском по напряжению.
Во время КЗ, когда возрастает ток и уменьшается напряжение, срабатывают оба измерительных органа (и тока, и напряжения) и с заданной выдержкой времени МТЗ действует на электромагнит отключения YAT через указательное реле КН и блок-контакт выключателя SQ. Если же в результате перегрузки защищаемого элемента токовое реле КА срабатывает, исполнительный орган напряжения блокирует действие МТЗ, поскольку реле напряжения KV не срабатывает. Недействие реле напряжения при перегрузке обеспечивается выбором такой уставки, чтобы оно не срабатывало при минимальном рабочем напряжении.
Измерительный орган напряжения может быть выполнен с тремя реле, включенными на междуфазные напряжения (рис. 5.12.а). Такая схема обеспечивает надежное срабатывание органа напряжения при любом виде междуфазных КЗ, поскольку при этом снижается хотя бы одно из междуфазных напряжений.
 |  |
| а) | б) |
Рис. 5.12. Схемы цепей напряжения пускового органа.
Во втором варианте (рис. 5.12.б) измерительный орган выполняется комбинированным из двух реле напряжения KV 1, KV 2. Реле максимального напряжения KV 2, включенное через фильтр напряжения обратной последовательности ZV 2, служит для пуска МТЗ при несимметричных КЗ. Реле минимального напряжения KV 1, включенное через размыкающий контакт KV 2, предназначено для действия при трехфазных КЗ. Такая схема измерительного органа напряжения по сравнению с первым вариантом (рис. 5.12.а) обеспечивает более высокую чувствительность как при несимметричных, так и при симметричных КЗ.
Первичный ток срабатывания МТЗ с пуском по напряжению определяется по условию отстройки от номинального тока I ном трансформатора:
.
Уставка срабатывания реле минимального напряжения выбирается исходя из следующих условий:
возврата после отключения внешнего КЗ
отстройки от остаточного напряжения самозапуска после действия АПВ или АВР
, где:
– междуфазное напряжение в месте установки МТЗ в условиях самозапуска после отключения внешнего КЗ, может быть принято равным 
;
– междуфазное напряжение в месте установки МТЗ в условиях самозапуска после действия АПВ или АВР заторможенных электродвигателей, может быть принято равным 
;
– коэффициент отстройки, равный 1,2;
– коэффициент возврата, равный 1,1.
Напряжение обратной последовательности срабатывания реле KV 2 комбинированного исполнительного органа напряжения (рис. 5.12.б) отстраивается от напряжения небаланса 
фильтра ZV 2:
.
Чувствительность для токового реле определяется по вышеуказанной формуле; для реле минимального напряжения по формуле:
, где:
– первичное значение междуфазного напряжения в месте установки МТЗ при металлическом трехфазном КЗ между фазами в расчетной точке в режиме, обусловливающем максимальное значение этого напряжения.
Для выполнения защиты двухобмоточного трансформатора вполне достаточно установки на обеих сторонах двухэлементной токовой защиты. При этом для защиты трансформатора со схемой соединения Y/∆, реле на стороне ВН должны быть включены на три ТТ собранные по схеме треугольника. Отсечка стороны НН может использоваться в качестве логической защиты шин. Максимальная защита используется в качестве максимальной защиты ввода, а дополнительный токовый орган блокирует логическую дифзащиту трансформатора стороны ВН.
Дата добавления: 2019-07-15 ; просмотров: 2955 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник
Максимальная токовая защита с пуском от реле напряжения
6.1. Максимальная токовая защита с пуском от реле напряжения
6.2. Общая оценка и область применения МТЗ
Для повышения чувствительности МТЗ дополняется измерительным органом (блокировкой) напряжения (ОН), который, разрешая РЗ действовать при КЗ, запрещает ей срабатывать (блокирует) в режиме максимальной нагрузки и при самозапуске электродвигателей.
Структурная схема МТЗ с дополнительным органом напряжения показана на рис.4.13. Измерительный орган напряжения (ИОН) выполняется с помощью реле минимального напряжения KV и действует совместно с реле КА измерительного органа тока (ИОТ) по логической схеме И на пуск реле времени.
 |
Во время КЗ, когда возрастает ток и уменьшается напряжение, срабатывают оба измерительных органа ИОН и ИОТ и с заданной выдержкой времени МТЗ действует на отключение. Если же в результате перегрузки защищаемого элемента токовые реле КА приходят в действие, ИОН блокирует РЗ, так как реле напряжения не действуют. Недействие ИОН при перегрузке обеспечивается выбором уставки срабатывания реле KV такой, чтобы оно не срабатывало при минимальном рабочем напряжении Up min.Благодаря этому ток срабатывания КА отстраивается не от Iн mах, а от тока нагрузки нормального режима Ip.норм:
(4.13)
Сравнив выражения (4.2) и (4.13), можно убедиться, что чувствительность токовых реле МТЗ с пуском по напряжению выше чувствительности реле без пуска по напряжению.
Пусковой орган по напряжению в схеме на рис.4.14 выполнен с тремя реле, включенными на междуфазные напряжения (рис.4.14, б). Такая схема обеспечивает надежное срабатывание ИОН при любом виде междуфазных КЗ, поскольку при этом значительно снижается хотя бы одно из междуфазных напряжений.
Поскольку в случае обрыва цепи напряжения одно из реле KV сработает и МТЗ может подействовать ложно, если токовые реле КА придут в действие от тока перегрузки, в схеме РЗ предусмотрена сигнализация при замыкании контактов реле KL.
Уставка срабатывания ИОН определяется по выражению
(4.14)
так, чтобы обеспечить восстановление нормального положения реле напряжения (например, размыкание контактов реле минимального напряжения) при восстановлении минимального рабочего напряжения в сети после отключения внешнего КЗ.
Напряжение срабатывания реле напряжения при этом будет равно:
(4.14а)
где kв = 1,1 ÷ 1,25; kOTC = 1,1 ÷ 1,2; Up min – остаточное напряжение при самозапуске электродвигателей; KU – коэффициент трансформации ТН.
Чувствительность ИОН при КЗ определяется коэффициентом kч = Uс.з/UK max, где UK max –максимальное значение остаточного напряжения при КЗ в конце второго (резервируемого) участка МТЗ; при этом допустимо kч≥ 1,2.
 |
Во втором варианте (рис.4.15) ИОН выполняется в виде комбинированного устройства из двух реле напряжения KV, KV2. Реле максимального напряжения KV2, включенное через фильтр напряжения обратной последовательности, реагирует на появление составляющей ОП U2и служит для пуска МТЗ при несимметричных КЗ. Реле минимального напряжения KV, включенное через размыкающий контакт KV1, предназначено для действия ИОН при трехфазных КЗ. Такая схема ИОН по сравнению с первым вариантом (рис.4.14) обеспечивает более высокую чувствительность как при несимметричных, так и при симметричных КЗ. При несимметричных КЗ появляется напряжение ОП, реле KV2 срабатывает, приводя в действие KV, последнее замыкает контакт KV1, разрешая действовать МТЗ.
Уставка срабатывания реле KV2 отстраивается от напряжения небаланса Uнбфильтра ZV2:
(4.15)
При трехфазном КЗ в первый момент его возникновения кратковременно (в течение 0,02-0,05 с) появляется несимметрия напряжений, сопровождающаяся появлением U2. В результате этого в первый момент КЗ срабатывает реле KV2 и затем после размыкания контакта KV2.1 реле KV. После исчезновения несимметрии контакт KV2.1 снова замыкается и на реле KV подается напряжение 
,равное остаточному напряжению в месте установки МТЗ. Реле KV останется в сработанном состоянии, если Uвоз (3) определяется не Uc.p, a Uвоз,которое на 10-15% больше напряжения срабатывания, что и обеспечивает большую чувствительность данного типа ИОН при трехфазных КЗ.
Источник