Принцип работы логической защиты шин 10 кв (8 видео)

Логическая защита шин (ЛЗШ): принцип действия, схема, реализация, видео

Логическая защита шин в настоящее время входит в состав практически любого микропроцессорного терминала РЗА. Ее задача – отключить короткое замыкание на шинах РУ за минимально возможное время, ограничивающееся только собственным временем срабатывания электронной части терминала. Обычно это от 0,1 до 0,15 с.

Почему именно ЛЗШ является наиболее эффективной защитой для этой части РУ?

Первый вариант – применение дифференциальной защиты. Для ее реализации потребуются дополнительные обмотки трансформаторов тока на всех присоединениях секции. Их нужно соединить с дифференциальным реле, задача которого – в момент КЗ сложить токи, входящие на шины от фидеров питания и токи на отходящих присоединениях. В случае превышение током небаланса величины уставки реле дает команду на отключение.

Система получается очень сложной, но со сложностью падает ее надежность.

К тому же трансформаторы тока с дополнительными обмотками дороже. Накладываются ограничения по проверкам РЗА присоединений: при случайной подаче тестового тока на него защита сработает ложно.

Вариант с использованием неполной дифференциальной защитой шин тоже не является достаточно эффективным.

Он отличается от предыдущего тем, что используются трансформаторы тока только питающих линий и мощных потребителей. Но его применение, ко всему прочему, сильно ограничено.

Следующая возможность защитить шины – МТЗ питающих линий. В принципе, его и выполняют в подавляющем большинстве случаев. Но у этого вида защиты есть существенный недостаток. Для отстройки МТЗ от коротких замыканий на отходящих присоединениях ее выдержка времени должна быть больше, чем у МТЗ потребителей. На практике это 1 – 3 секунды.

С увеличением тока КЗ каждая секунда его действия становится фатальной для электрооборудования. Чем дольше горит дуга, тем больше разрушений она приносит.

Содержание

Из чего состоит ЛЗШ
Схемы организации ЛЗШ
Поведение ЛЗШ при внешнем КЗ
Работа ЛЗШ при КЗ на шинах
Надежность ЛЗШ
Недостатки ЛЗШ
Выбор уставок логической защиты шин 6(10) кВ
Схемы логической защиты шин
Дуговая и логическая защита шин
🎬 Видео

Видео:Логическая защита шин (ЛЗШ)Скачать

Из чего состоит ЛЗШ

Элементы логической защиты шин не сосредоточены в одном месте. Это система, объединяющая терминалы защит питающих и отходящих линий.

Отходящие линии при запуске собственных защит (обычно – МТЗ), формируют сигнал блокировки ЛЗШ. Для этого на каждом из них выделяется по одному дискретному выходу. Сигналы от всех отходящих линий секции поступают на дискретные входы терминалов фидеров питания. Для передачи используется система шин питания и управления, входящая в состав любого современного распределительного устройства. На этом, собственно, вся конструктивная часть и заканчивается. Остается выставить правильные настройки ЛЗШ на всех терминалах, задать назначение дискретных входов и выходов.

Терминалы секционных выключателей получают сигнал блокировки ЛЗШ от присоединений обоих секций, которые они соединяют. Для этого используются разные дискретные входы.

Видео:Логическая защита шин. Принцип действия и особенностиСкачать

Схемы организации ЛЗШ

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

Поведение ЛЗШ при внешнем КЗ

При внешнем коротком замыкании запускается МТЗ присоединения, на котором оно произошло. Естественно, отключение произойдет по истечении выдержки по времени, предусмотренной для данного тока замыкания. Сигнал блокировки поступит на терминалы фидеров, питающих секцию.

На этих терминалах запустится ЛЗШ. Появление сигнала блокировки приведет к тому, что ЛЗШ на терминалах питающих линий остановится, и отключения не произойдет.

В случае отказа МТЗ отходящей линии короткое замыкание будет устранено МТЗ питающего фидера или УРОВ. За отказ ЛЗШ не отвечает.

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

Работа ЛЗШ при КЗ на шинах

Если короткое замыкание произошло на шинах РУ, сигнала блокировки от отходящих линий не поступит, так как ток КЗ через них не проходит. Запуск МТЗ питающих шины линий при отсутствии сигнала блокировки приведет к мгновенному действию ЛЗШ на отключение присоединений. Причем отключатся независимо друг от друга все выключатели, через которые в данный момент осуществляется питание. Если помимо ввода включен секционный выключатель, то ЛЗШ сработает и на нем.

Защита носит название логической именно потому, что ее работа связано с анализом места КЗ в системе: если ни один терминал отходящей линии не видит замыкание, значит – оно на шинах.

Зона, охваченная защитой, ограничивается местами установки трансформаторов тока всех присоединений секции. В этом она похожа на дифференциальную защиту шин, реализованную классическим образом. При срабатывании ЛЗШ формируется сигнал запрета АВР на поврежденную секцию.

Читайте также: Что важнее шины или диски

Видео:2.4 Защита 6 10 кв 2 1Скачать

Надежность ЛЗШ

В отличие от других защит, ЛЗШ редко срабатывает при проверках РЗА персоналом электролабораторий. При работе на отходящих присоединениях сигнал блокировки, хоть и поступает на входы терминалов линий питания, но вреда не приносит. Возможен только отказ в работе при совпадении фактора наличия проверочного тока на отходящем фидере и реальном КЗ на шинах, но вероятность такого казуса невелика.

При проверке РЗА питающей линии тем более ничего не произойдет. Если на шины приходит питание через секционный выключатель или другую линию питания, то их логические защиты работают независимо от проверяемой линии питания, достучаться до них оттуда нереально.

Этим ЛЗШ выгодно отличается от дифференциальных защит, работая в зоне действия которых можно ошибочно устроить масштабную техногенную аварию.

Отказы в работе ЛЗШ связаны, в основном, с короткими замыканиями на выводах трансформаторов тока. Дифференциальные защиты шин определяют КЗ на них с помощью реле, установленных в каждой фазе. Любое из реле, сработав, даст команду на отключение. В случае же с ЛЗШ наоборот: если через трансформатор тока любой из фаз отходящего фидера пойдет ток КЗ, сформируется сигнал блокировки.

Поэтому, если при КЗ в комплектной ячейке дуга перескочит за выводы трансформатора, произойдет отказ ЛЗШ. И замыкание будет устранено только с выдержкой времени МТЗ питающего фидера.

На рисунке 1 приведена простейшая схема логической защиты шин в комплексе с МТЗ на вводе 10 кВ.

При КЗ на шинах или на отходящей линии пускается защита на вводе от питающего трансформатора (срабатывает реле KA).

МТЗ на вводе отстроена по времени от защит отходящих линий и действует на отключение выключателя в двух случаях:

— отказе защит или выключателя отходящей линии;

— коротком замыкании на сборных шинах.

Рисунок 1. Схема логической защиты шин

При коротком замыкании на любой отходящей линии (КЛ1 – КЛn) срабатывает токовое реле KA1 в ее схеме и токовое реле KA в схеме ввода. Контактами KA1 блокируется действие защиты на реле KL.

При КЗ на шинах срабатывает реле KA в схеме ввода и нет срабатывания ни одного из реле KA1 в схемах отходящих линий. Реле KL срабатывает и действует на отключение выключателя ввода с запретом АПВ.

Схема достаточно простая, но имеет ряд недостатков:

1. При выводе в проверку защиты любого присоединения разрывается вся цепь, защита выводится из работы.

2. Большое количество последовательно соединенных элементов снижает надежность схемы в целом. Нарушение контакта в любом токовом реле или в соединительных проводах приводит к отказу защиты.

Более удобна и надежна схема, приведенная на следующем рисунке. Токовые реле всех отходящих линий соединены параллельно. Для исключения случайного срабатывания защиты при проверках РЗА присоединений включается последовательно с контактами собственных выключателей. В данном случае реле KL выступает в роли блокирующего.

Рисунок 2. Схема логической защиты шин

Видео:ДЗШ 110кВ на ПС 220/110/10кВСкачать

Недостатки ЛЗШ

На подстанциях с мощными синхронными электродвигателями (СД) или генераторами логическая защита шин не применяется из-за возможности ложных срабатываний при внешних КЗ в питающей сети, когда через ввод проходит ток подпитки от СД или генераторов.

Видео:лзшСкачать

Выбор уставок логической защиты шин 6(10) кВ

Логическая защита шин (ЛЗШ) наиболее распространенная защита шин, которая используется в распределительных сетях 6(10) кВ без синхронной нагрузки и синхронных генераторов.

Читайте также: Размеры шин лада гранта 2019

Данная защита реализуется с помощью вводного выключателя, секционного выключателя и устройств защиты присоединений. Принцип действия ЛЗШ заключается в следующем.

Логическая защита шин срабатывает, только в том случае, когда на шинах происходит ток КЗ и через защиту вводного (секционного) выключателя протекает ток повреждения, при этом блокирующих сигналов от пусковых органов защит присоединений, отходящих от шин не поступает. Если же у нас повреждение на отходящей линии, то выдается блокирующий сигнал на срабатывание ЛЗШ секционного и вводного выключателя. Токовые защиты ввода и секционного выключателя работают в обычном режиме.

Ток срабатывания ЛЗШ выбирается по принципу выбора МТЗ вводного и секционного выключателя. В основном ток срабатывания ЛЗШ принимается по току срабатывания МТЗ ввода и СВ.

Время срабатывания ЛЗШ принимается 0,15-0,2 с. При больших токах КЗ на шинах, рекомендуется [Л1, с. 12] уменьшить время срабатывания ЛЗШ до 0,1 с.

На подстанции, где используются мощные синхронные двигатели (СД) или генераторы, ЛЗШ не используется ввиду возможного ложного срабатывания при внешних КЗ и в послеаварийных качаниях, когда через вводную ячейку проходит ток подпитки от СД (генераторов) или ток качаний. Данного тока достаточно, чтобы пустить ЛЗШ, при этом блокирующий сигнал отсутствует, так как в этом режиме защиты СД и генераторов по принципу действия (дифференциальная или токовая отсечка) не работают.

Также ЛЗШ не работает, если КЗ в ячейке после трансформаторов тока защиты отходящей линии.

Для защиты шин подстанций с мощными СД и генераторами на напряжение 6(10) кВ используют дифференциальную защиту шин.

Литература:
1. Методические указания к расчету уставок защит и автоматики устройств серии БЭМП. Н.А. Иванов. 2008 г.

Видео:Базовая логика дуговой защитыСкачать

Схемы логической защиты шин

В этой статье речь пойдет о схемах выполнения логической защиты шин (далее — ЛЗШ) в КРУ 6(10) кВ на постоянном оперативном токе. Схема ЛЗШ может быть построена по схеме параллельного и последовательного соединения контактов отходящих линий.

Рассмотрим схему логической защиты шин при последовательном соединении контактов (рис.2). Структурная схема КРУ 6(10) кВ представлена на рис.1.

Рис.1 — Структурная схема КРУ 6(10) кВ

Рис.2 – Цепи ЛЗШ по схеме последовательного соединения

Принцип работы ЛЗШ при схеме последовательного соединения довольно прост. При возникновении короткого замыкания на отходящих линиях, срабатывает их МТЗ, тем самым блокируя работу ЛЗШ. При коротком замыкании на сборных шинах МТЗ отходящих линий не запускаются, контакты замкнуты и запускают работу ЛЗШ. В это время с минимальной выдержкой времени отключается вводной (секционный) выключатель.

Данная схема имеет ряд недостатков, а именно: • при большом количестве последовательно соединенных контактов, снижается надежность работы ЛЗШ, при обрыве одного из проводов, ЛЗШ выходит из строя.
• усложняется вывод отходящей линии в ремонт, приходиться ставить перемычку вместе где используется контакт ЛЗШ, во избежание разрыва цепи ЛЗШ.

Рассмотрим теперь схему логической защиты шин при параллельном соединении контактов (рис.3).

Рис.3 – Цепи ЛЗШ по схеме параллельного соединения

Данная схема более надежна и в ней отсутствуют недостатки при последовательном соединении. Принцип ее работы такой же как и при последовательном соединении.

Видео:УРОВ в сетях 6-35 кВ. Принцип действия и особенностиСкачать

Дуговая и логическая защита шин

Дуговая защита — особый вид быстродействующей защиты от коротких замыканий, основанный на регистрации спектра света открытой электрической дуги.

Значительную опасность для комплектных распределительных устройств (КРУ) напряжением 6-10 кВ представляют внутренние короткие замыкания (КЗ), сопровождаемые электрической дугой (ЭД). Температура электрической дуги может достигать значений порядка 7000 … 12000 °C за время менее одного периода промышленной частоты.

Электрическая дуга воздействует на элементы конструкции КРУ, вызывая повреждения различной степени тяжести, а в случае отсутствия адекватных и своевременных мер по её ликвидации неминуемо приводит к их разрушению. Опыты, проведенные в научно-исследовательском центре испытаний высоковольтной аппаратуры (НИЦ ВВА), показывают, что открытая электрическая дуга в изолированных отсеках КРУ приводит к повреждению изоляции (как правило, это проходные изоляторы). Степень ущерба зависит от типа изоляционного материала, величины тока КЗ и времени его протекания.

Читайте также: Шины toyo зимние в красноярске

Дуговая защита шин (ДуЗШ) или защита от дуговых замыканий (ЗДЗ) применяется для защиты сборных шин и элементов ошиновки распределительных устройств 6-10 кВ, размещенных в закрытых отсеках (КРУ или КРУН). Работа защиты основана, в основном, на физическом принципе. Может реагировать на два фактора: вспышка света в отсеках распредустройства и на механическое воздействие дуги. В связи с этим может применяться только в КРУ, где все токоведущие части размещены в закрытых отсеках.

ЗДЗ клапанного типа

На повышение давления воздуха в ограниченном отсеке ячейки КРУ реагирует ЗДЗ клапанного типа. В ЗДЗ этого типа в качестве датчика, реагирующего на повышение давления воздуха, используются специальные разгрузочные клапаны с путевыми выключателями, смонтированные в КРУ.

ЗДЗ с мембранным выключателем

Представляет из себя систему из шлангов, вентилей обратного давления и мембранного выключателя. В каждый защищаемый отсек ячейки подводится шланг, объединение шлангов производится через вентили обратного давления, объединённый участок подключается к мембранному выключателю, реагирующему на волны давления, создаваемые электрической дугой.

ЗДЗ фототиристорного типа

На световую вспышку от электрической дуги реагируют ЗДЗ фототиристороного типа. В качестве датчика, реагирующего на световую вспышку от электрической дуги используется фототиристор.

ЗДЗ волоконно-оптического типа

Как и ЗДЗ фототиристорного типа, данный тип ЗДЗ реагирует на световую вспышку от электрической дуги. В качестве датчика, реагирующего на световую вспышку от электрической дуги используется волоконно-оптический датчик (ВОД).

Логическая защита шин ЛЗШ

Логическая защита шин (ЛЗШ) может использоваться как в открытых, так и в комплектных распредустройствах. На первом рисунке приведена простейшая схема логической защиты шин в комплексе с МТЗ на вводе 10 кВ. При КЗ на шинах или на отходящей линии пускается защита на вводе от питающего трансформатора (срабатывает реле KA). МТЗ на вводе отстроена по времени от защит отходящих линий и действует на отключение выключателя в двух случаях: