Дифференциально фазная защита шин

В тех случаях, когда погрешность трансформаторов тока не удается ограничить и она выходит за пределы 10%, рассмотрен­ная выше простая дифференциальная защита шин (§ 19-2) оказы­вается недостаточно чувствительной и надежной. В этих случаях могут применяться дифференциальные защиты с торможением или дифференциально-фазные защиты. Разработке и освоению этих защит за последнее время уделяется значительное внимание.

Дифференциальная защита шин с торможением. Защита рабо­тает так же, как и аналогичная защита трансформаторов (см. § 16-4). Реагирующий орган защиты выполняется с помощью дифференциального реле с торможением, у которого рабочий ток срабатывания (I_р._с.р) зависит от величины тормозного тока (I_Т), т. е. I_р._с.р = f (I_Т) (рис. 19-13, б). Наличие торможения позволяет допускать значительно большие (чем при простых реле) токи небаланса, возникающие в тех случаях, когда погрешность транс­форматоров тока не превышает 10%.

Токовые цепи защиты соединяются, как правило, по дифферен­циальной схеме, при этом токи плеч используются в качестве тормозных токов I_Т, а дифференциальный ток, равный геометрической сумме токов всех присоединений , является рабочим током I_р защиты.

Если в качестве реагирующего органа применяются электроме­ханические реле, питающиеся переменным током трансформаторов тока, то число тормозных обмоток реле в общем случае должно быть равно числу присоединений, отходящих от защищаемых шин. Такие защиты получаются сложными и применяются редко.

Защита значительно упрощается при выполнении ее на выпрям­ленном токе. В этом случае реагирующий орган может осущест­вляться с помощью поляризованных и магнитоэлектрических реле или на полупроводниках.

Простейшая схема с поляризованным реле, наиболее наглядно поясняющая принцип выполнения диф­ференциальной защиты с торможением, показана на рис. 19-13, а.

Видео:[15] Дифференциально-фазная защита линии. ВЧ-блокировка защит.Скачать

Тормозная обмотка реле Т включена на сумму выпрямленных токов присоединений: I_Т = . В этом случае тормозной ток равен арифметической сумме токов всех присоединений (Л₁, Л₂, . Л_п).

Рабочая обмотка питается выпрям­ленным дифференциальным током I_д. Принцип действия такой защиты не требует пояснений. Описание подобной защиты дано в [Л. 104].

Дифференциально-фазная защита шин. Принцип действия защиты осно­ван на сравнении фаз токов присоеди­нений при внешнем к. з. и при к. з. на шинах (рис. 19-14).

Пренебрегая фазными сдвигами пер­вичных токов, можно считать, что в первом случае (при внешнем к. з., рис. 19-14, а) токи, притекающие к ши­нам и утекающие от них, имеют про­тивоположные фазы (т. е, сдвинуты на 180°), а во втором (рис. 19-14, б) — токи всех присоединений совпадают по фазе.

В соответствии со сказанным реагирующий орган дифферен­циально-фазной защиты должен сравнивать между собой углы сдвига фаз токов всех присоединений. При совпадении фаз токов всех присоединений реагирующий орган должен работать, а при наличии тока хотя бы одного присоединения, сдвинутого на 180°, — не действовать. Такое сравнение можно осуществить с помощью схемы, показанной на рис. 19-15, а, характеризующей общий принцип выполнения подобного фазного органа.

Вторичные обмотки вспомогательных трансформаторов ВТ, установленных на каждом присоединении, соединяются одно­именными зажимами на параллельную работу через однополупе-риодные выпрямители В, пропускающие только положительные полуволны питающего их тока.

Видео:РЗ #51 Дифференциальная защита шин (часть 1)Скачать

К выходу этого контура подключен фазный орган Ф, реаги­рующий на сдвиг фаз между первичными токами присоединений I₁, I₂, . I_n.

Читайте также: Направляющая шина metabo 1500мм для новых plus пил 631213000

Поскольку выпрямители В всех присоединений соединены параллельно, из всех токов присоединений (совпадающих по фазе) через выпрямители будет проходить только один ток, поло­жительная полуволна которого имеет наибольшее значение I_макс. Выпрямители В на остальных присоединениях (с меньшими то­ками) будут закрыты обратным напряжением, создаваемым выпря­мителем, пропускающим ток I_макс.

Таким образом, к органу сравнения фаз Ф подводится напря­жение U_ф =k I_максR.

При к. з. на защищаемых шинах (в К₁ на рис. 19-16, а) токи по всем присоединениям, имеющим источники питания, направлены к месту к. з., т. е. к шинам, и совпадают по фазе, если не учитывать различие в углах сопротивлений при­соединений и фаз э. д. с. источников питания. В этих условиях положительные полуволны первичного тока всех присоединений совпадают. Ток присоединения, по которому проходит наиболь­ший ток к. з., пропускается соответствующим выпрямителем, проходит по сопротивлению R и воздействует на реагирующий ор­ган Ф (рис. 19-15).

В отрицательные полупериоды тока присоединений диоды выпрямителей В заперты и ток в фазном контуре отсутствует. В результате этого напряжение U_ф на входе фазного органа имеет прерывистый характер, как показано на рис. 19-16, а.

Видео:РЗ #59 Дифференциально-фазная защита ДФЗ (часть 1)Скачать

Фазный орган устроен так, что при наличии разрыва («скваж­ности») в кривой входного напряжения он срабатывает.

При внешнем к. з. токи, идущие к шинам и уходящие от них к месту к. з., сдвинуты на 180°.

В результате этого ток в фазном контуре течет непрерывно, соответственно этому кривая U_ф имеет также непрерывный харак­тер (рис. 19-16, б). При наличии сплош­ного импульса на входе фазный орган Ф не работает.

Фазная характеристика реле Ф, оп­ределяющая зависимость его I_с.р = f(φ) приведена на рис. 19-17. С учетом угло­вых погрешностей, возникающих из-за различия в фазах э. д. с. источников питания, углов сопротивлений присое­динений и угловой погрешности транс­форматоров тока ширина зоны действия фазного органа принимается приблизи­тельно равной 140°.

В ряде защит [Л. 77, 79] орган сравнения фаз Ф выполняется с по­мощью транзистора Т, управляющего работой электромагнит­ного реле Р, как показано на рис. 19-15, б. При наличии напря­жения U_ф триод открыт и шунтирует реле Р, не позволяя ему работать. При отсутствии U_ф триод Т закрывается и реле может работать.

Специальные испытания показывают, что дифференциально-фазные защиты, обладая достаточной чувствительностью при к. з. на шинах, могут быть надежно отстроены от небалансов при вы­полнении защиты на трансформаторах тока с погрешностью, дости­гающей в установившемся режиме 20—30%.

Видео:[11] Дифференциальные защиты №1Скачать

Дифференциально-фазная защита может выполняться односистемной, для этого необходимо, чтобы вспомогательные транс­форматоры ВТ были выполнены в виде сумматоров или комбини­рованных фильтров.

В СССР применяются дифференциально-фазные защиты, разра­ботанные Грузэнерго [Л. 78], Белорусэнерго, использовавшими опыт применения подобных защит в Чехословакии [Л. 77] и Институтом автоматики Министерства приборостроения.

Оценка защит. Оба варианта дифференциальной защиты (с тор­можением и фазным органом) чувствительнее простой дифференци­альной защиты шин, более надежно отстраиваются от внеш­них к. з., позволяют снизить требования к точности трансформато­ров тока и уменьшить сечение контрольного кабеля в токовой цепи защиты.

Читайте также: Цепь застревает в шине бензопилы

Общим недостатком обеих защит является отсутствие мер по отстройке от повышенных погрешностей трансформаторов тока в переходных режимах, обусловленных апериодической состав­ляющей тока к. з.

Дальнейшие разработки и опыт эксплуатации этих защит позволят полнее оценить оба варианта новых защит и целесообраз­ность их широкого применения. Завод ЧЭАЗ начинает выпуск защиты с торможением.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Защита шин электростанций и подстанций — Дифференциально-фазные защиты шин

Видео:РЗ #53 Дифференциальная защита шин (часть 3)Скачать

Глава пятая
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНЫЕ ЗАЩИТЫ ШИН
5.1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Дифференциально-фазной называется защита, основанная на сравнении фаз токов по концам защищаемого участка. Структурная схема дифференциально-фазной защиты шин (ДФЗШ) приведена на рис. 5.1. К защищаемой одинарной системе шин СШ подключены генерирующие присоединения Г1—Г3 и потребители Л1, Л2. На каждом из присоединений установлены трансформаторы тока ТТ1—ТТ5, питающие формирователи Ф1—Ф5, которые дают информацию о фазе тока в соответствующем присоединении. В качестве формирователей используют промежуточные трансформаторы тока, трансреакторы, фильтры симметричных составляющих, сумматоры и т.д. Сигналы формирователей поступают на вход реле сравнения фаз РСФ, которое различает режимы КЗ в зоне действия и КЗ вне защищаемой зоны.
При КЗ на шинах и принятых для токов условных положительных направлениях к шинам сравниваемые токи примерно совпадают по фазе (рис. 5.2, а). Защита в этом случае срабатывает и производит отключение выключателей В1—В5. При внешних КЗ (рис. 5.2,б) сдвиг по фазе между током в поврежденном присоединении Л2 и остальными токами близок к 180°. Защита в этом случае не действует (для упрощения на рис. 5.2 показаны кривые токов не всех присоединений).
Дифференциально-фазные защиты шин получили распространение в СССР и за рубежом [20, 22, 23]. В результате роста кратностей токов КЗ увеличиваются погрешности ТТ с замкнутыми магнитопроводами и, следовательно, возрастают токи небаланса дифференциальных защит. Однако угловые погрешности ТТ при переходных процессах и насыщениях изменяются в значительно меньшей степени, чем токовые погрешности. Так, например, в переходном режиме КЗ, когда в токе содержится максимальная апериодическая составляющая с постоянной времени Τ1=0,1 с, токовая погрешность ТТ достигает 81 %, а угловая погрешность не превышает 46°.
Основной информацией о режиме работы в ДФЗШ являются фазовые соотношения между вторичными токами ТТ. Амплитуды токов играют второстепенную роль и могут определяться с невысокой степенью точности. Поэтому в ДФЗШ могут быть снижены требования к ТТ и допущен больший разброс их параметров, чем в дифференциальных токовых защитах.

Рис. 5.1. Структурная схема ДФЗШ:

Г/—ГЗ — генераторы; Л1, Л2 — линии электропередачи; Bl—В5 — выключатели; ТТ1—-ТТ5 — трансформаторы тока; Ф1—Ф5— формирователи; РСФ —-реле сравнения фаз токов; К/, К2 — точки КЗ; ή—is — токи присоединений

Рис. 5.2. Принцип действия ДФЗШ:
а — КЗ в зоне действия; б — КЗ вне зоны действия; i1 , i2, i5 — токи присоединений по рис. 6.1

Поскольку ДФЗШ оперирует с напряжениями, пропорциональными токам, а переключение цепей напряжения конструктивно выполнить проще, чем цепей тока, защита обладает преимуществами при переводах схем РУ в режим с нарушенной фиксацией присоединений.
Как отмечалось в гл. 1, прототипом ДФЗШ является направленная защита шин, в которой производится сравнение знаков мощностей в присоединениях, подключенных к защищаемым шинам. В некоторой степени ДФЗШ является упрощением направленной защиты, поскольку производится сравнение знаков токов в присоединениях, а не мощностей, т. е. не используются цепи от трансформаторов напряжения.
Первые сведения о дифференциально-фазной защите шин в СССР относятся к началу 50-х годов. В частности, в Грузглавэнерго были разработаны защиты шин, основанные на сравнении направлений токов в подходящих к шинам присоединениях [17].
Первые сведения о применении ДФЗШ за рубежом также относятся к 50-м годам. В частности, в [18] описана односистемная дифференциально-фазная защита шин в Чехословакии типа S103.
Дальнейшим усовершенствованием принципов, заложенных в основу этой ДФЗШ, явились разработки, проведенные в Мосэнерго и в производственном предприятии «Белэнергоналадка» Л. И. Соколиком [20]. Особенностью этих схем, практически аналогичных друг другу, является выделение двух контуров — рабочего и блокирующего— и использование только одного реле сравнения фаз (РСФ) на одну секцию или систему шин.
Устройства ДФЗШ, использующие сумматоры или фильтры симметричных составляющих, как показывают исследования [21], имеют следующие недостатки:

1. защиты могут отказывать в режимах КЗ с обрывом фаз в зоне действия;
2. в переходных режимах КЗ вне зоны действия необходимо вводить замедление на срабатывание;
3. токи нагрузки при невысоком быстродействии могут оказать блокирующее действие при КЗ в зоне;
4. защиты не допускают погрешностей ТТ, превышающих е=10 %.

Читайте также: Для нарезания протектора в шинах

Поэтому наряду с усовершенствованием односистемных ДФЗШ были выполнены разработки трехсистемных защит в Институте автоматики (г. Киев) [22], в Новочеркасском политехническом институте [21], в Киевском политехническом институте [37] и в Новосибирском электротехническом институте [25, 27]. За рубежом получила распространение трехсистемная ДФЗШ фирмы Brown — Boveri [23].
Одним из наиболее важных элементов ДФЗШ является РСФ, реализующее тот или иной способ сравнения электрических величин по фазе. Существенной особенностью ДФЗШ является то, что в ней производится сравнение по фазе трех и более величин, затрудняющее непосредственное использование электромеханических реле, датчиков ЭДС Холла и других способов сравнения двух электрических величин по фазе. При этом классификацию способов с учетом [19] можно сделать по следующим признакам (рис. 5.3).

Видео:ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА ДЛЯ ЧАЙНИКОВ/ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ?КАК РАБОТАЕТ?ЧТО ЗАЩИЩАЕТ?ПРОГРУЗКА ДИФЗАЩИТЫ!Скачать

Следует заметить, что способы 1 и 2 трудно использовать для сравнения сигналов по фазе в схемах ДФЗШ, так как при отсутствии хотя бы одного из них защита блокируется. Поэтому в дальнейшем эти способы не рассматриваются. Способ 4а обеспечивает более высокое быстродействие, чем способы 3 и 4б, а способ 6а — более высокое, чем способы 5 и 6б, что объясняется использованием обеих полярностей токов и включением РСФ по схеме «ИЛИ». На рис. 5.4 приведены построения, иллюстрирующие работу ДФЗШ, использующей способ сравнения по фазе 4а; при КЗ в зоне и отсутствии (рис. 5.4, а) и наличии (рис. 5.4,б) в токе апериодической составляющей. Сравниваемые по фазе токи имеют сдвиги по фазе на 120°. Из построений видно, что принципиально необходимое время срабатывания защиты по данному способу не превышает 12 мс. Аналогичными характеристиками обладает способ 6а.

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
  • Правообладателям
  • Политика конфиденциальности

  🔥 Видео

  Логическая защита шин. Принцип действия и особенностиСкачать

  

  Дифференциальная защитаСкачать

  

  РЗ #54 Дифференциальная защита шин (часть 4)Скачать

  

  Курс по РЗиА. Часть 1. Логическая защита шин.Скачать

  

  РЗ #61 Дифференциально-фазная защита ДФЗ (часть 3)Скачать

  

  РЗ #60 Дифференциально-фазная защита ДФЗ (часть 2)Скачать

  

  Логическая защита шин (ЛЗШ)Скачать

  

  ДЗШ 110кВ на ПС 220/110/10кВСкачать

  

  РЗ #52 Дифференциальная защита шин (часть 2)Скачать

  

  Газовая защита трансформатораСкачать

  

  ЛОГИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА ШИН: ЧТО ЗАЩИЩАЕТ, КАК РАБОТАЕТ, КАК РЕАЛИЗОВАНА, КАК ПРОВЕРИТЬ В РЕАЛЬНОМ ЗРУ!!Скачать

  

  Реактивная мощность за 5 минут простыми словами. Четкий #энерголикбезСкачать

  

  3.1 ДЗШ 110 кВ УРОВ 110 кВ 1Скачать

  

  РЗ #57 Дифференциальные защиты линий (часть 1) ПНДЗСкачать