Очень часто приходится сталкиваться с тем, что люди не совсем понимают, что такое основная и резервная защита присоединения. Что интересно, это не только новички, но и некоторые уже состоявшиеся специалисты.
Вот несколько мифов с которыми встречался лично я:
- Основная защита – это защита с абсолютной селективностью, обычно дифференциальная
- Основная защита есть только на напряжении 35 кВ и выше, т.е. на присоединениях 0,4-10 кВ есть только резервные защиты
- Есть присоединения, для которых нет резервных защит, только основные
- Основная защита только одна, а резервных может быть несколько
Все, что написано выше – неправда. Давайте сегодня поговорим о основных и резервных защитах для того, чтобы понимать некоторые определения и общаться с коллегами релейщиками корректно.
Основная защита присоединения
Согласно определению ПУЭ (п. 3.2.14) – “На каждом из элементов электроустановки должна быть предусмотрена основная защита, предназначенная для ее действия при повреждениях в пределах всего защищаемого элемента с временем, меньшим, чем у других установленных на этом элементе защит.”
Таким образом на любом присоединении всегда есть основная защита (см. Миф 2). Это любая защита, которая защищает весь участок и действует быстрее, чем другие защиты. Все просто и понятно. Теперь примеры.
Для линии 0,4, 6 или 10 кВ основная защита – это максимальная токовая защита (МТЗ). Защищает всю линию и работает быстрее остальных защит. Токовая отсечка срабатывает быстрее, чем МТЗ, но она защищает только часть линии, т.е. не может являться основной защитой. То же самое с защитой от перегрузки – хоть и реагирует на повреждения на всем участке, но срабатывает намного медленнее, чем МТЗ.
МТЗ вообще является основной защитой для большей части присоединений 0,4-6 кВ, за исключением генераторов и мощных двигателей, там основная защита – дифференциальная. Как это получается? МТЗ остается на присоединении, она реагирует на все виды КЗ, но появляется еще одна защита – дифференциальная. Дифференциальная защита двигателя или генератора также реагирует на КЗ на всем участке, но срабатывает быстрее, чем МТЗ. Звание основной защиты переходит ей, а МТЗ становится резервной.
Еще один пример с защитой силовых трансформаторов. Трансформаторы мощностью до 6,3 МВА имеют в качестве основной защиты МТЗ, а вот начиная с 6,3 МВА и выше добавляется дифференциальная. Она и становится основной вместо МТЗ, а МТЗ переходит в разряд резервных.
Таким образом не важно на каком принципе работает защита (см. Миф 1), главное, чтобы выполнялись условия п.3.2.14.
Может ли быть несколько основных защит на одном присоединении? (см. Миф 4) Да, может.
Например, для масляных силовых трансформаторов 6,3 МВА и больше обычно 2 основных зашиты – дифференциальная и газовая. Обе подходят под определение по п.3.2.14 потому, что работают без выдержки времени и на всем защищаемом участке. Иногда на присоединении ставят по 3 основных защиты, например, для АТ 220 кВ и выше большой мощности (две дифференциальные и газовая)
Защита силового трансформаторакратко об основном
Итак, трансформаторы мощностью менее 1 кВА защищаются чаще всего с помощью обычных предохранителей по высокой стороне и автоматических выключателей – по низкой, а это отдельная тема. Сейчас же поговорим об особенностях защиты мощных трансформаторов от 2,5 кВА и выше. Итак, для начала необходимо сказать, что защиты трансформатора бывают основными и резервными. К основным защитам относится дифференциальная защита и газовая защита трансформатора.
Дифференциальная защита работает без выдержки времени. Это защита с абсолютной селективностью, то есть она реагирует на все виды двухфазных и трехфазных КЗ в зоне действия. Зона работы дифзащиты ограничена трансформаторами тока по сторонам высокого и низкого напряжения.
Газовая защита трансформатора также относится к основным, то есть она работает без выдержки времени и защищает исключительно силовой трансформатор от внутрибаковых повреждений. Газовая защита имеет две ступени. Первая ступень срабатывает при плавном снижении уровня масла в банке трансформатора. При этом отключения силового оборудования не происходит, и срабатывает лишь соответствующее указательное реле. Вторая ступень срабатывает уже на отключение силового трансформатора. Работает эта защита при возникновении серьезного повреждения внутри бака силового трансформатора и выброса масла, а также в случае снижения уровня масла в оборудовании ниже уровня газового реле.
С основными защитами силового трансформатора мы разобрались – переходим к резервным. Наиболее важной (если можно так выразиться) резервной защитой является МТЗ. К преимуществам данной защиты можно отнести возможность дальнего резервировании при коротком замыкания. Это значит, что данная защита будет чувствительной не только при КЗ на силовом трансформаторе, но и в случае возникновении аварии на отходящем присоединении. Время срабатывания защиты выбирается, исходя из принципов селективности, и может составлять от 0,5 до 4 секунд.
Токовая резервная защита также воздействует на отключение силового трансформатора. Назначение данного устройства, построенного на блоках ПР 4700 или РЗТ, заключается в резервировании основных защит при их отказе или в случае потери опертока. Основным преимуществом данной защиты является полная независимость от оперативного тока на подстанции. Время срабатывания токовой резервной защиты обычно максимальное (от 3 до 6 секунд).
Защита минимального напряжения (ЗМН) работает в случае обесточения силового трансформатора и воздействует на до отключение выключателя низкой стороны перед действием АВР. Время работы ЗМН может различным – от 6 до 20 секунд, в зависимости от типа нагрузки и требований потребителя.
Из защит, действующих на сигнал, стоит выделить защиту от перегруза, которая работает в случае превышения номинальной мощности трансформатора в среднем на 25 процентов. Время срабатывания такой защиты составляет обычно девять секунд.
При повышении температуры масла в баке силового трансформатора будет работать защита от перегрева. При этом установка по температуре зависит от вида охлаждения силового трансформатора. Защита также работает на сигнал. Время срабатывания также эквивалентно времени срабатывания предупредительной сигнализации на подстанции.
Конечно, выше перечислены далеко не все защиты силового трансформатора. Но приведенной информации вполне достаточно, чтобы хотя бы частично усвоить данный вопрос.
- Наиболее популярные поломки электрических счетчиков
- Как подключать одно — и трехфазные электродвигателя?
- Силовые трансформаторы для усилителя мощности
- Сетевой фильтр и отсекатель постоянной составляющей
Основные защиты трансформатора на 110 кВ
Комплекс защит трансформатора 110(35)/10(6) кВ
В соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок на трансформаторах устанавливаются устройства релейной защиты от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы:
· многофазных замыканий в обмотках и на выводах;
· однофазных замыканий на землю в обмотке и на выводах, присоединенных к сети с глухозаземленной нейтралью;
· витковых замыканий в обмотках;
· токов в обмотках, обусловленных внешними КЗ;
· токов в обмотках, обусловленных перегрузкой (защита от перегруза);
· понижения уровня масла;
· однофазных замыканий на землю в сетях 3-10 кВ с изолированной нейтралью, если трансформатор питает сеть, в которой отключение однофазных замыканий на землю необходимо по требованиям безопасности.
Защиты трансформаторов делятся на основные и резервные.
К основным защитам относятся газовая защита и дифференциальная защита.
Газовая защита предназначена для защиты маслонаполненных трансформаторов от повреждений внутри бака трансформатора, сопровождающихся выделением газа (замыкания на корпус, витковые замыкания, «пожар» стали и т.п.), а также снижения уровня масла в трансформаторе.
Дифференциальная защита трансформатора предназначена для защиты от повреждений внутри бака, на выводах трансформатора или на участке ошиновки между трансформаторами тока, к которым подключена защита.
На трансформаторах малой мощности вместо дифференциальной токовой защиты может устанавливаться токовая отсечка.
Основные защиты действуют на отключение трансформатора без выдержки времени.
Резервные защиты защищают трансформатор от токов в обмотках, вызванных внешними КЗ, а также резервируют действие основных защит.
164. Что такое коэффициент чувствительности
термином «чувствительность» принято обозначать свойство релейной защиты, позволяющее выявлять расчётные виды повреждений и ненормальных режимов энергосистемы в зоне действия релейной защиты.
В ПУЭ [1] понятие, обозначаемое термином «чувствительность» [2] используют для характеристики любых защит, независимо от напряжения электроустановки, но определение понятия, обозначаемого этим термином в данном документе нет.
Если чувствительность некоторых изделий можно определить непосредственно , то в релейной защите эту характеристику оценивают косвенно, причем способ оценки зависит от напряжения электроустановки .
Согласно ПУЭ для оценки чувствительности защит в электроустановках напряжением свыше 1000 В применяют коэффициент.
Значение коэффициента чувствительности для защит, реагирующих на возрастание контролируемой величины, находят как отношение их расчетных значений в пределах защищаемой зоны к уставке срабатывания.
Для токовых защит линии коэффициент чувствительности в общем случае находят по формуле:
Принято считать, что в общем случае такая защита будет работать правильно, если выполняется соотношение:
<
165. Компенсация емкостных токов замыкания на землю. Что это и когда применяется?
Электрические сети напряжением 6 — 10 кВ работают в зависимости от силы тока замыкания на землю с изолированной или заземленной через дугогасящие катушки нейтралью.
При токах замыкания на землю в сетях 6 кВ более 30 А и в сетях 10 кВ более 20 А согласно ПУЭ нейтраль должна быть заземлена через дугогасящие катушки для компенсации этих токов. Преимуществом такой системы работы является то, что в случае возникновения однофазного замыкания на землю электроприемники продолжают нормально работать и, следовательно, электроснабжение потребителей не нарушается.
Городские кабельные сети, имеющие значительную протяженность, обладают большой емкостью, так как сам кабель представляет собой в некотором роде конденсатор. Поэтому при появлении в такой сети однофазного замыкания ток замыкания на землю в месте повреждения может достигнуть десятков и даже сотен ампер.
При таких токах изоляция кабеля в месте повреждения быстро разрушается и однофазное замыкание на землю переходит в двух- и трехфазное короткое замыкание, что вызывает отключение участка сети выключателем, т. е. перерыв в электроснабжении потребителей. Устойчивое замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью возникает не сразу, а сначала в виде «перемежающейся» дуги. В момент перехода тока через нулевое значение дуга прекращается, а затем возникает вновь. Это явление сопровождается опасным повышением напряжения относительно земли на неповрежденных фазах и может вызвать нарушение изоляции на других участках сети.
Чтобы возникающая в месте повреждения дуга погасла, необходимо компенсировать емкостный ток замыкания на землю, для чего в нулевую точку сети включают индуктивную заземляющую дугогасящую катушку.
Катушка представляет собой обмотку с железным магнитопроводом, помещенную в кожух, заполненный маслом. Главная обмотка дугогасящей катушки имеет ответвления для пяти значений тока, чтобы можно было регулировать индуктивный ток. Кроме главной обмотки, катушка имеет сигнальную обмотку напряжения, к которой подключают регистрирующий вольтметр, по показаниям которого можно определить напряжение нулевой последовательности во время работы катушки. Один из выводов главной обмотки дугогасящей катушки включают в нулевую точку обмотки высшего напряжения трансформатора, имеющего схему соединения обмоток звезда с нулем — треугольник, либо с помощью специального заземляющего трансформатора, а другой вывод главной обмотки присоединяют к земле.
Защита трансформаторов от сверхтоков в обмотках, обусловленных внешними короткими замыканиями
Для защиты понижающих трансформаторов от токов, обусловленных внешними короткими замыканиями, предусматривается максимальная токовая защита без пуска или с пуском от реле минимального напряжения, действующая на отключение выключателя. Вследствие низкой чувствительности максимальная токовая защита без пуска от реле минимального напряжения применяется только на трансформаторах мощностью до 1000 кВА.
Для защиты повышающих трансформаторов от внешних коротких замыканий. применяется максимальная токовая защита с пуском от реле минимального напряжения или токовая защита нулевой последовательности.
Максимальная токовая защита с пуском от реле минимального напряжения для повышающих многообмоточных трансформаторов получается довольно сложной (из-за наличия нескольких комплектов реле минимального напряжения) и недостаточно чувствительной по току. В этом случае применяется токовая защита нулевой последовательности. Последняя рекомендуется на повышающих трансформаторах мощностью 1000 кВА и более с глухозаземленной нейтралью.
Если защита повышающих трансформаторов не обеспечивает требуемой чувствительности, то для защиты трансформаторов допускается использовать токовые реле соответствующей защиты генераторов.
В ряде случаев для защиты мощных трансформаторов применяется токовая защита обратной последовательности, которая легко согласуется с аналогичной защитой генераторов.
На многообмоточных трансформаторах с питанием с нескольких сторон для обеспечения избирательности действия защита выполняется направленной.
Для защиты от перегрузки параллельно работающих нескольких трансформаторов мощностью по 400 кВА и более, а также при раздельной работе и наличии АВР предусматривается однофазная максимальная токовая защита, действующая на сигнал.
На необслуживаемых подстанциях защита может выполняться с действием на автоматическую разгрузку или отключение трансформатора.
Источник: Школа Электрика
2554
Закладки
Комментировать 2
Последние публикации
Эксперты НИУ «МЭИ» обсудили будущее инженерного образования на проектной сессия «Росатома»
30 июля в 13:35 28
IPPON на отраслевом мероприятии по видеонаблюдению Layta Connect в Казани
29 июля в 17:27 28
Rockwell Automation представила эпизод фильма о цифровой трансформации с Technologies Added и Sustainder
28 июля в 23:42 38
Корпорация МСП в августе запустит новый «зонтичный» механизм поручительств для малого бизнеса
28 июля в 23:40 34
«IT Академия Samsung» начинает работу в Московском энергетическом институте
28 июля в 23:32 40
Schneider Electric получила награду «Лучший проект года» за инициативу в области работы с цепочками поставок
28 июля в 23:29 28
Производитель специализированных труб инвестировал в развитие предприятия 200 млн рублей при поддержке ПСБ и Корпорации МСП
27 июля в 18:18 44
Поздравляем Башкирскую генерирующую компанию с 15-летним юбилеем
27 июля в 16:01 38
Уникальная экспериментальная электростанция НИУ «МЭИ» получила положительное заключение государственной экспертизы
27 июля в 14:44 71
Новая точка на карте дальневосточных проектов ЗАО «ЗЭТО» – центр питания для морского порта Суходол
26 июля в 15:54 42
Комментарии 2
Анонимный пользователь
У Чернобровова в прошлом тысячелетии было написано об этом и еще о многом другом. В чем новость?
16 января 2012 в 16:33
Закладки
Защита трансформаторов от перегрузки
Защита от перегрузки трансформатора — на трансформаторах, находящихся под наблюдением оперативного персонала, РЗ от перегрузки выполняется действующей на сигнал посредством одного токового реле. Чтобы избежать излишних сигналов при КЗ и кратковременных перегрузках, в схеме РЗ предусматривается реле времени, обмотка которого должна быть рассчитана на длительное прохождение тока.
Ток срабатывания РЗ от перегрузки выбирается из условия возврата токового реле при номинальном токе трансформатора:
Iс.з = koтс Iном / kв
— где kотс = 1,05.
Время действия РЗ выбирается на ступень больше времени защиты трансформатора от внешних КЗ: tп = tрз + At.
На подстанциях без дежурного персонала РЗ от перегрузок выполняется трехступенчатой. Первая ступень работает при малых перегрузках и действует на сигнал, передаваемый с помощью телемеханики на пункт управления, с выдержкой времени tп = tрз + At. Вторая ступень при больших перегрузках, когда требуется быстрая разгрузка, действует на отключение части потребителей, разгружая трансформатор до допустимого значения. Выдержка времени второй ступени t2 < tдоп, где tдоп — допустимое время перегрузки, определяемое перегрузочной характеристикой трансформатора. Вторую ступень желательно выполнять с зависимой от тока характеристикой, соответствующей перегрузочной характеристике трансформатора. Третья ступень действует на отключение трансформатора, если вторая ступень не осуществляет разгрузки. Выдержка времени третьей ступени t3 = (t2 + At) < tдоп
Pис. 16.16. Размещение защит и токораспределение в обмотках автотрансформатора при перегрузках:
a — в трехфазной схеме при одностороннем питании; б — при одностороннем питании; в — при двустороннем питании
На трехобмоточных трансформаторах с одинаковой мощностью обмоток и односторонним питанием РЗ от перегрузки устанавливаются только на питающей обмотке. При неравной мощности обмоток или при двух- и трехстороннем питании трансформаторов следует устанавливать РЗ от перегрузки на всех обмотках.
Защита от перегрузки автотрансформатора (AT) выполняется на основе требований к РЗ трансформаторов с учетом особенностей токораспределе- ния в обмотках AT и различия номинальных мощностей обмоток. Защита от перегрузки должна реагировать на перегрузку последовательной (П), общей (О) и дополнительной (Д) обмоток AT (рис. 16.16, а).
Номинальный (допустимый) ток в последовательной обмотке (относящейся к ВН) определяется по проходной мощности Sпрох, а для общей части обмотки НН (соединенной в треугольник) — по расчетной (или типовой) мощности Spасч (см. рис. 16.2).
Для контроля за перегрузкой обмотки СН (общей) реле РЗ от перегрузки должно устанавливаться в нулевых выводах AT, по которым протекает Iобщ Перегрузка последовательной обмотки (ВН) и обмотки НН контролируется по токам в выводах ВН и НН соответственно. Места установки реле КА РЗ от перегрузки показаны на рис. 16.16, а. Необходимость установки РЗ от перегрузки той или иной обмотки AT определяется на основе анализа токораспределения при различных режимах его работы. Так, например, при перегрузке обмотки НН в режиме, когда сторона СН отключена, ток на стороне ВН может быть меньше номинального, так как мощность обмотки НН равна Spасч и меньше Sпрох, по которой определяется Iном на стороне ВН. Отсюда следует, что на обмотке НН всех AT необходимо устанавливать РЗ от перегрузки.
Рассматривая токораспределение на понижающем AT, имеющем питание со стороны ВН (рис. 16.16,6), можно сделать вывод, что при перегрузке обмотки ВН токи в обмотках СН и НН могут быть ниже Iном Следовательно, на AT, имеющих питание на стороне ВН, необходимо устанавливать РЗ, реагирующую на перегрузку этой стороны. Указанная РЗ будет также защищать и общую обмотку AT, так как перегрузка этой обмотки будет сопровождаться перегрузкой обмотки ВН. При работе AT в режиме передачи электроэнергии со сторон ВН и СН на сторону НН в общей обмотке проходит ток Iобщ = IB + IC (рис. 16.16, в). В этих условиях общая обмотка может перегружаться при отсутствии перегрузки в двух обмотках AT.
На AT, работающих в указанном режиме, необходимо устанавливать РЗ от перегрузки на нулевые вышодах общей обмотки. Такая же РЗ должна предусматриваться на AT, в которых электроэнергия передается со стороны СН одновременно на ВН и НН. На понижающих AT при питании со стороны ВН РЗ от перегрузки должна устанавливаться на сторонах ВН и НН. На тех же AT, имеющих питание и со стороны СН, РЗ устанавливается и на нулевых выводах. На повышающих AT РЗ устанавливается на всех трех обмотках.
Защита силовых трансформаторов от внутренних повреждений
Для защиты от внутренних повреждений (витковых замыканий в обмотках, сопровождающихся выделением газа) и от понижения уровня масла на трансформаторах мощностью 6300 кВА и выше, а также на трансформаторах мощностью 1000 — 4000 кВА, не имеющих дифзащиты или отсечки, и если максимальная токовая защита имеет выдержку времени 1 с и более, применяется газовая защита с действием на сигнал при слабых и на отключение при интенсивных газообразованиях. Применение газовой защиты является обязательным на внутрицеховых трансформаторах мощностью 630 кВА и выше независимо от наличия других быстродействующих защит.
Газовая защита устанавливается на трансформаторах, автотрансформаторах и реакторах с масляным охлаждением, имеющих расширители, и осуществляется с помощью поплавковых, лопастных и чашечных газовых реле. Газовая защита является единственной защитой трансформаторов от «пожара стали» магнитопровода, возникающего при нарушении изоляции между листами стали.
Допускается действие газовой защиты па сигнал как при слабом, так и при сильном газообразовании на трансформаторах, имеющих дифзащиту или отсечку, не имеющих выключателей, а также на внутрицеховых мощностью 1600 кВА и меньше при наличии защиты от коротких замыканий со стороны источника питания.
