Номенклатура устройств релейной защиты

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 28Следующая ⇒

В настоящее время защита электрических сетей напряжением 6–750 кВ выполняется с помощью комплексов релейной защиты линий, выполненных как на базе традиционных электромеханических устройств, так и с применением микроэлектронной базы (интегральных микросхем, микропроцессорной техники).

Электротехническая промышленность серийно выпускает в течение последних десятилетий следующие панели защиты на электромеханической базе:

- панель защиты типа ЭПЗ 1636-67 – для защиты линий напряжением 110-220 кВ, содержащая трехступенчатую дистанционную защиту с блокировкой при качаниях и неисправностях цепей напряжения, четырехступенчатую токовую защиту нулевой последовательности, междуфазную токовую отсечку, реле УРОВ;

- панель защитная типа ДФЗ-201 – дифференциально-фазная высокочастотная защита, предназначена для применения в качестве основной защиты линий напряжением 110-220 кВ; это быстродействующая защита, действующая при всех видах КЗ в системе;

- панель защитная типа ДФЗ-503 – дифференциально-фазная высокочастотная защита для линий 330-500 кВ;

- панель защиты типа ЭПЗ 1637-91 – применяется для выполнения поперечной дифференциальной токовой направленной защиты параллельных линий 110-220 кВ при замыканиях между фазами (комплект КЗ-6) и на землю (комплект КЗ-7);

- панель защиты типов ЭПЗ 1638-91 и ЭПЗ 1639-91 – применяется для выполнения продольной дифференциальной токовой защиты линий 110-220 кВ; это быстродействующая защита с проводными каналами связи, действующая при всех видах КЗ в системе;

- панель типа ЭПЗ 1643 высокочастотной блокировки дистанционной защиты и направленной защиты нулевой последовательности линий 110-330 кВ; она применяется для исключения выдержки времени защит при замыканиях на защищаемой линии; панель предназначена для совместной работы с панелью типа ЭПЗ 1636-67 или с любой другой, на которой установлены аналогичные защиты;

- панель типа ЭПЗ 1651-91 защиты и автоматики, применяется для защиты двух линий электропередачи напряжением 35 кВ при многофазных замыканиях; обеспечивает трехступенчатую токовую защиту с помощью токовой отсечки без выдержки времени и максимальной токовой защиты с пуском по напряжению, а также токовой отсечки с выдержкой времени; имеются устройства двухкратного АПВ (реле типа РПВ-02);

- панель типа ПА 115-91 УРОВ, применяется для выполнения устройства резервирования отказа выключателей (УРОВ) присоединений 110-220 кВ подстанций 110-500 кВ;

- панель дистанционной защиты типа ПЗ-4, применяется для защиты линий напряжением 35 кВ при всех видах многофазных КЗ; включает в себя трехступенчатую дистанционного защиту и токовую отсечку (комплект защиты типа КЗ-11);

- панель аварийного осциллографа типа ПДЭ 0301 – предназначена для размещения аварийного осциллографа типа Н 13 и управления его работой совместно с магнитографом при возникновении аварийного режима в энергосистеме;

Кроме панелей защиты выпускаются также комплекты защиты серии КЗ на электромеханических реле. которые предназначены для применения в схемах релейной защиты. Комплекты типов КЗ 9, КЗ 10, КЗ 12¸ КЗ 15, КЗ 17 применяются для работы на оперативном постоянном токе, а комплекты типов КЗ 35¸ КЗ 38 –для работы на оперативном переменном токе. Все элементы каждого комплекта защиты смонтированы в одном общем корпусе. Назначение комплектов:

- типа КЗ 9, КЗ 9 /2 – токовая отсечка при междуфазных КЗ в двухфазном двухрелейном исполнении;

- типа КЗ10 – трехступенчатая токовая направленная защита нулевой последовательности, применяемая в составе панели типа ЭПЗ 1636-67;

- типа КЗ 12 – максимальная токовая защита при междуфазных КЗ в двухфазном двухрелейном исполнении с независимой выдержкой времени;

- типа КЗ 13 – быстродействующая токовая отсечка в двухфазном двухрелейном исполнении и максимальная токовая защита с независимой выдержкой времени в двухфазном трехрелейном исполнении;

- типа КЗ 14 – максимальная токовая направленная защита с выдержкой времени в двухфазном двухрелейном исполнении;

- типа КЗ 17 – максимальная токовая защита с независимой выдержкой времени в двухфазном трехрелейном исполнении;

- типа КЗ 35 – максимальная токовая защита в двухфазном однорелейном исполнении;

- типа КЗ 36 – максимальная токовая защита в двухфазном двухрелейном исполнении;

- типа КЗ 37 – токовая быстродействующая отсечка и максимальная токовая защита с выдержкой времени в двухфазном трехрелейном исполнении;

- типа КЗ 38 – максимальная токовая направленная защита с выдержкой времени в двухфазном двухрелейном исполнении.

С середины 80-х годов серийно выпускается комплекс релейной защиты линий 110-330 кВ на микроэлектронной элементной базе в следующем составе:

- шкаф ШДЭ 2801 /15/, содержащий ступенчатые защиты для реализации функций резервных защит при наличии основной быстродействующей (взамен панели ЭПЗ 1636-67); также имеет в своем составе трехступенчатую дистанционную защиту с блокировками при качаниях и неисправностях цепей напряжения, токовую отсечку, четырехступенчатую токовую направленную защиту нулевой последовательности, реле УРОВ;

- шкаф ШДЭ 2802, содержащий два отдельных комплекта (основной и резервный) ступенчатых защит и предназначенный для использования в виде единственной защиты (вместо панели ЭПЗ 1636-67); основной комплект – это шкаф ШДЭ 2801, а резервный комплект содержит двухступенчатые дистанционную и токовую защиты нулевой последовательности;

- панель ПДЭ 2802 направленной высокочастотной защиты, используемой в качестве основной, вместо панели ДФЗ-201.

Надежность функционирования этих устройств достигается, в частности, применением постоянного функционального автоматического контроля, охватывающего значительную часть элементов, с сигнализацией возникающих неисправностей. Для снижения трудозатрат на профилактическое обслуживание предусмотрен автоматизированный тестовый контроль.

Для линий 500 кВ и выше с 1983 г. выпускается комплекс устройств релейной защиты и автоматики на интегральных микросхемах серии ПДЭ 2000 в составе:

- панель ПДЭ 2001 – дистанционная трехступенчатая защита, применяется в качестве резервной от всех междуфазных КЗ, содержит устройства блокировки при качаниях и неисправностях в цепях переменного напряжения;

- панель ПДЭ 2002 – токовая направленная четырехступенчатая защита нулевой последовательности, также имеет в своем составе токовую отсечку от междуфазных КЗ и защиту от неполнофазного режима; применяется в качестве резервной защиты от КЗ на землю, дополнительной защиты от междуфазных КЗ вблизи шин подстанции и для ликвидации длительных неполнофазных режимов;

- панель ПДЭ 2003 – направленная и дифференциально-фазная высокочастотная защита, применяется в качестве основной быстродействующей защиты линий от всех видов КЗ как в полнофазном режиме, так и при работе линии двумя фазами в цикле однофазного АПВ; при полнофазной работе линии панель используется в режиме направленной фильтровой защиты с высокочастотной блокировкой и только на время цикла ОАПВ она переводится в режим сравнения фаз токов;

- панель ПДЭ-2004.01 – устройство одно-и трехфазного АПВ;

- панель ПДЭ-2004.02 – устройство трехфазного АПВ на три присоединения;

- панель ПДЭ-2005 – УРОВ;

- панель ПДЭ-2006 – защита шин.

С 1991 г. происходит выпуск модернизированного комплекса защит линий 500 кВ и выше в составе:

- шкаф дистанционной защиты типа ШЭ 2703 взамен ПДЭ 2001;

- шкаф токовой защиты типа ШЭ 2704 – аналог ПДЭ 2002;

- шкаф высокочастотной защиты типа ШЭ 2705 – аналог ПДЭ 2003;

- шкаф устройства трехфазного АПВ типа ШЭ 2706 взамен ПДЭ 2004.02;

- шкаф устройства однофазного АПВ типа ШЭ 2702 взамен ПДЭ 2004.01;

- шкаф УРОВ типа ШЭ 2001 взамен ПДЭ 2005;

- шкаф защиты сборных шин типа ШЭ 2303 взамен ПДЭ 2006.

Комплексы защиты типа ПДЭ 2000 и ШЭ 2700 могут эксплуатироваться и на линиях 330 кВ.

Вопросы проектирования релейной защиты и автоматики электрических сетей регламентированы Правилами устройства электроустановок / 1 /, Руководящими указаниями по релейной защите / 6-11 / и директивными материалами Главтехуправления РАО ЕЭС России. Принципы выбора уставок защит, в основном, мало зависят от элементной базы, на которой выполнена защита, и определяются традиционными методиками, изложенными в Руководящих указаниях. Некоторые особенности расчета уставок, связанные с различием элементной базы отдельных измерительных органов, изложены в / 12-15 /.

Исходные данные сети

Исходная схема сети представляет собой однолинейную электрическую схему проектируемого района, на которой указывают:

1. Схему с номинальными напряжениями, длинами линий, марками проводов, наличием заземляющих тросов и их материала. Обязательно учитывают параллельность линий, частичную или полную, а также указывают расстояние между параллельными линиями.

2. Схему электрических соединений электростанций и подстанций с параметрами трансформаторов, автотрансформаторов (мощность, напряжение КЗ, группы соединения обмоток, пределы регулировки напряжения), генераторов (мощность, номинальное напряжение, сверхпереходное реактивное сопротивление) / 4 /; кроме того, места установки и типы коммутационной аппаратуры.

3. Приведенные к шинам подстанций защищаемой сети величины сопротивлений прямой (обратной) и нулевой последовательностей других частей системы, соответствующие максимальному и минимальному режимам работы.

4. Места установки, типы и коэффициенты трансформации датчиков информации. Трансформаторы тока (ТТ) – либо встроенные в выключатели, либо отдельно стоящие. Трансформаторы напряжения (ТН) устанавливаются на каждой системе шин подстанций, емкостные отборы напряжения – на входе линий, до выключателей.

Кроме того в исходных данных необходимо отразить ряд особенностей, влияющих на выбор принципов и расчет уставок релейной защиты.

1. Применение подстанций без выключателей на стороне высокого напряжения с установкой короткозамыкателей и отделителей. Здесь возникает необходимость отключения линии с питающего конца при коротком замыкании (КЗ) на приемной подстанции, например, в трансформаторе.

2. Присоединение потребителей к линии электропередачи глухими отпайками. При этом усложняется выбор уставок защит, особенно для параллельных линий.

3. Рост несимметричной нагрузки: электрическая тяга на переменном токе, электродуговые печи и т.д., – вследствие чего при нормальном режиме работы в сети появляются токи и напряжения обратной и нулевой последовательностей.

4. Широкое применение на одиночных линиях неполнофазных режимов работы по схеме две фазы и земля. Здесь также в нормальном режиме появляются токи и напряжения обратной и нулевой последовательностей.

5. Применение переменного оперативного тока, параметры которого зависят от вида и места КЗ.

Основные режимы сети

Основные режимы сети касаются уровня загрузки системы и режима заземления нейтрали.

1. По уровню загрузки системы режимы разделяют на максимальный или нормально-эксплуатационный, когда в работе находятся все элементы энергосистемы, и минимальный, когда часть генераторов и линий отключены при минимальном режиме работы смежной системы. Режим работы для выбора уставок и оценки чувствительности защит рассматриваются конкретно для каждой защиты элемента сети и для каждого вида КЗ. Кроме того, для выбора уставок последних ступеней защит учитываются аварийные (диспетчерские) режимы работы, для которых указывают уровни напряжений на подстанциях и величины токов по линиям и трансформаторам.

2. Режимы заземления нейтралей трансформаторов и автотрансформаторов принимают на основании следующих основных положений:

а) нейтрали всех автотрансформаторов заземляются наглухо;

б) заземление нулевых точек трансформаторов электростанций весьма желательно, так как при этом исключается возможность работы участка сети в режиме изолированной нейтрали с появлением перемежающейся дуги; в тех случаях, когда по условиям снижения токов замыкания на землю приходится разземлять нейтрали у части трансформаторов, необходимо предусматривать автоматику первоочередного отключения этих трансформаторов при устойчивом замыкании на землю в защищаемой сети (рис.4);

Рис.4. Пример первоочередного отключения блока генератор- трансформатор, работающего с изолированной нейтралью, при устойчивых замыканиях на землю в сети с эффективно- заземленной нейтралью

в) режим заземления нейтралей нулевых точек понизительных трансформаторов в основном определяется условиями работы релейной защиты (обычно заземляют только часть трансформаторов для того, чтобы при всех переключениях число заземленных трансформаторов не менялось); при работе сети с частичным заземлением нейтралей должны учитываться конструктивные особенности выполнения трансформаторов (некоторые типы трансформаторов с высшим напряжением 110 кВ и регулировкой напряжения под нагрузкой имеют изоляцию нулевого вывода, рассчитанную на напряжение не более 40 кВ и недостаточную для случая перехода в режим с изолированной нейтралью);

г) силовые трансформаторы с резко-выраженной несимметричной нагрузкой (например, подстанций электротяги, работающей на однофазном переменном токе) требуют заземления нейтралей обмоток высокого напряжения, соединенных в звезду и присоединенных к сети 110–220 кВ.

При оценке категории потребителя учитывают существование параллельных связей, наличие резерва мощности, допустимость и длительность перерывов в энергоснабжении.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒