Направление мощности от шин в линию

Необходимость применения направленных токовых защит возникает в сетях с двухсторонним питанием линий. Применение простых токовых защит в этом случае не может обеспечить правильной работы устройств РЗА, так как токи КЗ (короткого замыкания) могут иметь различное направление относительно шин подстанций.

Обратимся к рисунку: при повреждении в точке К1 ток КЗ будет протекать с шин ПС/2 и ПС/3 в точку замыкания.

При этом, защиты 4 и 5 должны своевременно отключить Л-2. Однако на шинах этих же подстанций расположены защиты 3 и 6, которые не должны действовать, так как это приведет к излишнему отключению Л1 и Л3.

Избирательную работу защит в этом случае обеспечивает орган направления мощности, который сравнивает фазу напряжения и тока КЗ Направление тока от шин в линию считается условно положительным, в этом случае реле мощности разрешает отключать контролируемый участок.

Направление из линии в шины считается условно отрицательным, происходит пуск защит, но команда не реализуется, поскольку реле мощности не работает на отключение.

Так как направленная защита должна реагировать не только на величину, но и на направление тока КЗ, применяют реле мощности включаемое по приведенной ниже схеме.

Токовое реле Т (типа РТ) реагирует на возрастание тока в сети. Реле мощности М является органом контролирующим направление мощности при КЗ в сети. Момент срабатывания реле мощности напрямую зависит от мощности Sp, подведенной к зажимам реле:

где Up – вторичный сигнал ТН, пропорциональный величине первичного напряжения сети в момент КЗ. Отражает не только величину, но и фазу напряжения; Ip – вторичный сигнал ТТ, пропорционален току и фазе тока КЗ. α — угол внутреннего сдвига реле. Зависит от схемы подключения реле на фазные токи и напряжения контролируемой сети; φp – сдвиг фаз между током и напряжением на зажимах реле.

При коротком замыкании на защищаемой линии токовое реле и реле направления мощности замыкают свои контакты, подают сигнал на реле времени. Через заданную выдержку времени, если контакты Т или М не вернулись в исходное состояние, защита подает импульс на катушку отключения выключателя.

При КЗ в точке К1 реле мощности направленной защиты 3 (см. рис.) не замкнет свои контакты, и защита не отработает.

В нормальном режиме работы сети, когда мощность течет от шин в линию, реле мощности может замыкать свои контакты. В этом случае не работает токовое реле, ток срабатывания которого отстраивается от максимальных рабочих токов.

Если по условиям селективности не удается отстроиться от рабочих токов, в схему включается реле минимального напряжения.

Из выражения (1) следует, что срабатывание реле мощности напрямую зависит от напряжения в момент КЗ Up и сдвига фаз (α–φp). При КЗ вблизи шин падение напряжения может быть таким, что величины Up не хватит для срабатывания реле.

Поэтому, при проектировании направленных защит определяют схему подключения реле мощности, при которой напряжение и разность фаз были бы максимальными для любого вида повреждения.

Наиболее распространенной является “90-градусная” схема включения. При такой схеме на каждый элемент реле мощности подаются следующие сочетания токов и напряжений: 1э–Ia и Ubc, 2э–Ib и Uca, 3э–Ic и Uab.

На рисунке приведена векторная диаграмма токов и напряжений на зажимах реле, и линии моментов, реле направления мощности для Ia+Ubc:

Вектор тока Ia может совпадать с вектором напряжения Ubc при чисто реактивном сопротивлении линии, тогда ток принимает значение I’a (см. рис).

При чисто активном сопротивлении линии вектор тока Ia отстает от вектора напряжения на 90° (на рис. I’’a). Угол сдвига между Ubc и Ia равен φр=–(90-φк)°, а его предельные значения колеблются в зависимости от φк от 0° до 90°.

Прямая N1N2 — это линия изменения знака момента реле, а М1М2 линия максимального момента реле. Изменение величины φр в пределах от 0 до 90 ведет к срабатыванию реле, так как момент находится в области положительных значений (синее поле).

При отклонении φр за пределы 0 и 90, момент меняет свое значение на отрицательное и срабатывания не происходит.

Выбор уставок направленной защиты аналогичен выбору уставок для МТЗ и ТО. Таким образом, первое условие – это величина тока срабатывания Iсз должна быть отстроена от токов самозапуска двигателей в первый момент после отключения поврежденного участка:

Расчет коэффициентов и допущения в данном выражении полностью совпадают с расчетом Iсз для максимальных токовых защит.

Второе условие – это расчет токов в неповрежденных фазах при замыкании на землю. Дело в том, что токовые защиты не должны действовать при однофазных замыканиях на землю, для этого предусмотрены специальные защиты, реагирующие на токи нулевой последовательности.

Читайте также: Ford fiesta 2011 размер шин

При повреждении одной фазы в симметричной трехфазной сети, токи в неповрежденных фазах возрастают на некоторое расчетное значение. Это обусловлено тем, что ток замыкания на землю, притекает к нейтрали питающего трансформатора по земле, распределяется по трем фазам и возвращается к месту КЗ.

Иначе говоря, появляются токи подпитывающие место КЗ. В неповрежденных фазах ток нагрузки также увеличивается на расчетный коэффициент k, зависящий от места повреждения и количества заземленных нейтралей.

Таким образом, второе условие выглядит так:

где kн – коэффициент надежности 1,15–1,3; Iнф – ток в неповрежденной фазе. Расчетное значение.

В итоге, Icз принимается равным, большему из двух полученных значений.

Для обеспечения селективности, защит действующих в одном направлении, токи срабатывания должны нарастать при обходе защит против их направленности.

Время их срабатывания в разветвленных сетях выбирается по ступенчатому принципу для устройств, работающих в одном направлении, как показано на рисунке.

К основным недостаткам данных защит можно отнести:

1. Большие выдержки времени вблизи источников питания; 2. Сложность согласования защиты в сетях с большими нагрузками и небольшими по кратности токами КЗ; 3. Наличие мертвой зоны при трехфазных замыканиях; 4. Необходимость постоянного контроля цепей напряжения питающих реле мощности.

В основном, направленные защиты применяются в качестве основной в сетях до 35 кВ. В сетях 110–220 кВ применяется в качестве резервной, иногда в сочетании с токовой отсечкой применяется как основная защита.

Видео:РЗ #19 Реле направления мощностиСкачать

16-6. Проверка токовых цепей реле направленного действия

В отличие от рассмотренного выше случая проверки токовых цепей дифференциальных защит, когда нас интересовало только взаимное расположение двух или нескольких токов, при проверке токовых цепей реле направленного действия (реле направления мощности, направленного реле сопротивления) необходимо знать взаимное расположение токов и напряжений, подводимых к обмоткам проверяемого реле.

Это условие определяет следующие особенности снятия векторных диаграмм при проверке правильности включения реле направленного действия:

диаграмму токов необходимо снимать на те же напряжения, которые подведены к проверяемой защите;

перед снятием диаграммы необходимо убедиться, что напряжения симметричны и имеют определенное чередование фаз (ABC);

необходимо знать направление мощности в первичной цепи, где установлено проверяемое реле.

Направление мощности от шин в линию принято считать положительным, а с линии на шины отрицательным (см. гл. 1). Положение векторов токов при разных направлениях активной и реактивной мощности показано на рис. 16-12.

На рис. 16-13 построена диаграмма, на которой показаны положения вектора тока фазы А при разных знаках мощности. Диаграмма разделена осями координат (Р — активная мощность, с которой совпадает вектор фазного напряжения, и Q — реактивная мощность) на четыре участка — так называемые квадранты, имеющие нумерацию I—IV. Например, если активная и реактивная мощности направлены от шин подстанции в линию, т. е. имеют положительный знак, говорят, что вектор тока расположен в I квадранте.

Направление мощности в первичной цепи, знание которого необходимо, чтобы построить вектор первичного тока, определяется на основании показаний щитовых приборов. Если точное направление мощности в первичной сети не может быть определено при существующей схеме коммутации, необходимо создать режим одностороннего питания. При этом активная мощность, очевидно, всегда будет направлена от элекростанции к нагрузке. То же самое можно сказать о направлении реактивной мощности, если только на приемной подстанции нет синхронных электродвигателей, компенсаторов или других источников реактивной мощности. В случае наличия таких источников реактивная мощность может быть направлена от шин приемной подстанции. Следует также иметь в виду, что протяженные воздушные линии напряжением 220—500 кВ и кабельные линии, обладающие значительной емкостью на землю, сами являются источниками реактивной мощности, направленной к шинам подстанции. Это обстоятельство следует учитывать при построении и анализе векторных диаграмм.

Проверка правильности подключения токовых цепей реле направленного действия производится путем сопоставлений векторов вторичных токов, определенных при снятии векторной диаграммы, с векторами первичных токов, положение которых определяется по известному направлению мощности в первичной сети (фазометр включается, как показано на рис. 16-3, а и б).

Если вектор вторичного тока совпадает с вектором первичного тока, как показано на рис. 16-14, а, значит, трансформаторы тока соединены в соответствии с рис. 16-14,б, или, как говорят, с «прямой полярностью». Обратная картина имеет место, если трансформаторы тока соединены с «обратной полярностью», как показано на рис. 16-14, г. Соответствующая векторная диаграмма токов изображена на рис. 16-14, в.

Векторные диаграммы, приведенные на рис. 16-14, соответствуют схеме соединения трансформаторов напряжения Y / Y-12, при которой векторы первичных и вторичных напряжений совпадают по фазе.

Читайте также: Оптимальное давление шин форд фокус

Если при проверке выяснится, что токовые цепи собраны неправильно, то следует выявить ошибку и исправить ее.

После окончания замеров токов в фазах и снятия векторной диаграммы необходимо замерить ток в нулевом проводе защиты.

Видео:Реле направления мощности - Лаборатория РЗА (опыт 4 )Скачать

Объявления

Если вы интересуетесь релейной защитой и реле, то подписывайтесь на мой канал

Видео:Реле направления мощностиСкачать

Терминология. Прямое и обратное направление мощности.

Советы бывалого релейщика → Спрашивайте — отвечаем → Терминология. Прямое и обратное направление мощности.

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Видео:Реактивная мощность за 5 минут простыми словами. Четкий #энерголикбезСкачать

Сообщений 20

1 Тема от Molot333 2014-11-09 15:46:39

• Molot333
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2014-02-26
• Сообщений: 137
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Тема: Терминология. Прямое и обратное направление мощности.

В специализированной литературе нахожу противоречия которые вполне возможно обусловлены собственным недопониманием ситуации. В одном месте пишут что за прямое направление мощности принимается направление в защищаемый объект а за обратное от объекта. В другой например здесь:»Для обеспечения направленности ТНЗНП используются два реле направления мощности нулевой последовательности (РНМНП): разрешающее, которое срабатывает при направлении мощности нулевой последовательности от защищаемого объекта к шинам, и блокирующее, которое срабатывает при обратном направлении мощности нулевой последовательности. » наоборот.
Также есть вопрос по поводу ОНМ(органа направления мощности) ТНЗНП и ДЗ ТОР300 РЗАТ521(Бреслер).
Данный орган служит для определения направления мощности и сама область определения знака мощности задается двумя уставками Ф2 и Ф4. В РЭ приводится пояснительная векторная диаграмма. Как правильно прочитать ёё ? Варинат: Если угол между током и напряжением попадёт в диапазон (-Ф4;+Ф2) то ОНМ выдаст сигнал о прямом направлении мощности.

Вопрос о ОНМ.jpg 38.28 Кб, 1 скачиваний с 2014-11-09

You don’t have the permssions to download the attachments of this post.

2 Ответ от doro 2014-11-09 16:20:49 (2014-11-09 17:04:49 отредактировано doro)

Re: Терминология. Прямое и обратное направление мощности.

Да нет, что-то здесь не так. Разрешающее РНМ позволяет работать защите при КЗ в защищаемой зоне, то есть, на линии. Блокирующее запрещает работу при КЗ «за спиной». Откуда взяты противоположные сведения?
Другое дело, у разных производителей есть разные концепции определения направления мощности при ориентировке РМ. Но при кажущемся различии это все — одно и то же в разных вариациях. Сам вот чешу голову: у одного производителя отсчет ведется от напряжения фазы А по часовой стрелке, получаем 70 градусов. У другого — от напряжения 3Uо по часовой стрелке, получаем 250 градусов. У третьего — от напряжения 3Uо против часовой стрелки, получаем 110 градусов. Результат один и тот же, но в голове как-то не очень укладывается.
А по конкретному рисунку так однозначно не скажешь. То ли -Ф4, то ли +Ф4 нужно познать замысел разработчика и почитать мануал. Один из вопросов: в каком диапазоне угол задается? Если плюс-минус, то напрашивается +Ф4 (с учетом минуса в уставках), если от нуля до какого-то значения без указания знака — скорее -Ф4. Но угол может задаваться и в диапазоне от 0 до 360 градусов. тогда уж и картинка будет другая.

3 Ответ от hoh525 2014-11-09 17:35:41 (2014-11-09 17:39:17 отредактировано hoh525)

Re: Терминология. Прямое и обратное направление мощности.

пишут что за прямое направление мощности принимается направление в защищаемый объект а за обратное от объекта.

Ключевые слова в данном отрывке -защищаемый объект. И нужно правильно обозначить, что же это такое: генератор, или система шин, ВЛ тупиковая или с двухсторонним питанием, параллельные ВЛ и т.п. Элементы РЗ работают по общим принципам, а от характера защищаемого объекта, его токов и напряжений и направления мощности зависит способ защиты.Возможно — это прописные истины, но тем не менее.

4 Ответ от Molot333 2014-11-09 18:00:41

• Molot333
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2014-02-26
• Сообщений: 137
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Терминология. Прямое и обратное направление мощности.

Откуда взяты противоположные сведения?

ИЗ РЭ по ТОР300 РЗАТ521 — Терминал резервных защит автортрансформатора и АУВ ВН. (Бреслер):
«Орган направленности по замеру сопротивления использует замеры сопротивления, рассчитанные по выражениям, представленным в 1.2.1.3. Прямая направленность (замыкание «в зоне») задается с помощью лучей Оa и Оb, исходящих из центра координат, как показано на рисунке 3а. «/ Это как раз совпадает с тем что вы говорите но тем не менее далее говоря о РНМНПразр и РНМНПблок они себе противоречат.
А насчёт иллюстрации по поводу определения знака мощности и углов Ф2 и Ф4 пишут:»Угол характеристики направленности отрицательных переходных сопротивлений задается уставкой «Фнапр2». Угол характеристики направленности в четвертый квадрант задается уставкой «Фнапр4». «

5 Ответ от doro 2014-11-09 18:08:21

Re: Терминология. Прямое и обратное направление мощности.

С этой аппаратурой живьем пообщаться не довелось, а попадавшиеся в руки мануалы ИЦ Бреслер довольно сложны для понимания человеку, привыкшему к традиционной советской идеологии РЗА (хотя все написано по-русски, но идеология немного отличается от привычной). Если есть возможность, отправьте мануал в личку (адрес в профиле указан) или ссылочку дайте, где скачать можно. На сайте производителя что-то не припоминаю.

6 Ответ от Molot333 2014-11-09 18:09:26

• Molot333
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2014-02-26
• Сообщений: 137
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Терминология. Прямое и обратное направление мощности.

Ключевые слова в данном отрывке -защищаемый объект. И нужно правильно обозначить, что же это такое: генератор, или система шин, ВЛ тупиковая или с двухсторонним питанием, параллельные ВЛ и т.п. Элементы РЗ работают по общим принципам, а от характера защищаемого объекта, его токов и напряжений и направления мощности зависит способ защиты.Возможно — это прописные истины, но тем не менее.

Это ТЭЦ и 2-обмоточный трансформатор 110/6 со стороны НН подключен к 4 секции ГРУ-6 кВ а со стороны ВН к I с.ш.110 кВ. 4 секция ГРУ-6 кВ кроме отходящих тупиковых КЛ и ВЛ содержит один мощный генератор. Насколько я понимаю кроме всего прочего для правильного определения направленности необходимо также согласованное включение трансформатора тока. Насколько правильно говорить что тт нужно правильно включать чтобы во вторичных цепях в нагрузочном режиме ток отставал от напряжения на величину Фнагр ?

7 Ответ от doro 2014-11-09 18:38:07

Re: Терминология. Прямое и обратное направление мощности.

Примерно понял (в первом приближении), в чем проблема. Речь идет о защите трансформатора (или АТ, для которого защита предназначена). Здесь действительно есть сложность в направленности. Одни ступени действуют в направлении трансформатора (вперед), другие — к шинам (назад). Но у каждого разработчика есть некоторые особенности выполнения этих решений. Так что прочту мануал (спасибо за предоставленный) более основательно, может что-то и поясню. Если сам пойму.

8 Ответ от Диоген 2014-11-10 08:57:30 (2014-11-10 09:00:14 отредактировано Диоген)

• Диоген
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2012-01-16
• Сообщений: 185
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Терминология. Прямое и обратное направление мощности.

В одном месте пишут что за прямое направление мощности принимается направление в защищаемый объект а за обратное от объекта. В другой например здесь:»Для обеспечения направленности ТНЗНП используются два реле направления мощности нулевой последовательности (РНМНП): разрешающее, которое срабатывает при направлении мощности нулевой последовательности от защищаемого объекта к шинам, и блокирующее, которое срабатывает при обратном направлении мощности нулевой последовательности. » наоборот.

При КЗ в объекте мощность прямой последовательности направлена в объект, а мощность обратной и нулевой — к шинам из объекта; а при внешнем КЗ — все наоборот. Это положение вытекает из рассмотрения каждой схем последовательностей. В Вашем первом примере говорится про РНМПП, во втором — про РНМНП, отсюда разная направленность.

Если угол между током и напряжением попадёт в диапазон (-Ф4;+Ф2) то ОНМ выдаст сигнал о прямом направлении мощности

Если угол между напряжением и током попадет в этот диапазон углов, т.е. замер сопротивления попадет в эту область, то ОНМ выдаст сигнал о прямом направлении.

9 Ответ от Molot333 2014-11-10 20:41:44

• Molot333
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2014-02-26
• Сообщений: 137
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Терминология. Прямое и обратное направление мощности.

При КЗ в объекте мощность прямой последовательности направлена в объект, а мощность обратной и нулевой — к шинам из объекта; а при внешнем КЗ — все наоборот. Это положение вытекает из рассмотрения каждой схем последовательностей. В Вашем первом примере говорится про РНМПП, во втором — про РНМНП, отсюда разная направленность.

Благодарю. Не знал этого..Интересно вот почему так.Выходит что при к.з. мощность прямой последовательности направлена в точку короткого а нулевой и обратной от точки короткого.Вы не подскажите чем обосновано применение для определения направления мощности двух реле ? По факту в защите для пуска прямонаправленных ступеней ДЗ используется РНМНП и РНМОП и столько же для пуска обратнонаправленных.

Если угол между напряжением и током попадет в этот диапазон углов, т.е. замер сопротивления попадет в эту область, то ОНМ выдаст сигнал о прямом направлении.

Очень точно а то я уже путаться начал с этими углами.

• 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

  
  

  источники:

  https://fasad-adelante.ru/napravlenie-moschnosti-ot-shin-v-liniyu

  🎥 Видео

  Фазировка между двух трансформаторов, линийСкачать

  

  РЗ #57 Дифференциальные защиты линий (часть 1) ПНДЗСкачать

  

  Основы устройств РЗиА. Максимальная токовая направленная защита.Скачать

  

  РЗ #33 Токовая направленная максимальная защитаСкачать

  

  ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. Вид Грубейшего Нарушения ТРЕБОВАНИЙ ТБ при работе на СТАНКАХ.Скачать

  

  Дифференциальная защитаСкачать

  

  Направленная защита от замыканий на землюСкачать

  

  РЗ #51 Дифференциальная защита шин (часть 1)Скачать

  

  Как из 220 получается 380 вольт? Очень просто! Смотрите #энерголикбез. Самое простое объяснение.Скачать

  

  РЗ #50 Дифференциальные токовые защиты (общие принципы)Скачать

  

  1.4 РЗА ЛЭП 110кВСкачать

  

  Дистанционная защитаСкачать

  

  РЗ #36 Дистанционные защиты. Общие понятияСкачать

  

  Направленная МТЗ - принцип, выбор уставок, примерыСкачать

  

  [11] Дифференциальные защиты №1Скачать

  

  РЗ #62 Высокочастотная защита ВЧЗСкачать