Улучшение принципов выполнения дуговой защиты

Отличительными особенностями работы энергосистем являются:

• Быстрота;
• Взаимосвязанность;
• Согласованность процедур производства, распределения и потребления электрической энергии.

Для управления всеми процессами в энергосистеме используются специальные средства автоматического управления. Все используемые устройства автоматики по своему предназначению и области применения подразделяются на два класса:

1. Местная и системная технологическая автоматика;
2. Местная и системная противоаварийная автоматика.

Предназначение системной технологической автоматики заключается в обеспечении нормальной работы аппаратуры, а именно:

• Запуск блоков турбина-генератор и включение в работу синхронных генераторов;
• Автоматическое регулирование напряжения и реактивной мощности на шинах электростанции;
• Автоматическое регулирование частоты и обеспечение режима заданной нагрузки электростанции;
• Оптимальное распределение электрической нагрузки между блоками;
• Регулирование напряжения в распределительной сети;
• Регулирование частоты и перетекания мощности.

Системная противоаварийная автоматика предназначена для предотвращения и наиболее эффективной ликвидации последствий аварий, а именно:

• Защита электрического оборудования от короткого замыкания и нестандартных способов работы;
• Самостоятельное включение после ликвидации неисправности;
• Самостоятельное включение резервного оборудования;
• Автоматическая разгрузка по частоте;
• Автоматическое устранение асинхронного режима;
• Самостоятельное предупреждение перебоев устойчивости.

Главную роль среди устройств аварийной аппаратуры занимает релейная защита, которая оценивает поведение электрической питающей системы и ее компонентов в режимах больших негативных влияний и резких скачков электрических характеристик.

Негативные реакции могут быть вызваны рядом факторов, а именно:

• Пробоем или замыканием изолирующих элементов линий электропередач ввиду грозовых воздействий или при их загрязнении;
• Разрывом проводов или грозозащитных заземлений из-за намерзания льда или больших колебаний;
• Механической деформацией опор, повреждением изоляторов, схлестыванием проводов;
• Некомпетентными действиями оперативного персонала;
• Заводским браком оборудования.

Основными задачами релейной защиты являются:

1. Самостоятельное обнаружение неисправного элемента с последующей его изоляцией. Защитная система сообщает сигнал на срабатывание выключателей этого компонента, создавая приемлемые условия работы для нетронутой части энергетической системы;
2. Самостоятельное обнаружение необычного режима работы с использованием мер для его исправления. Отклонение от привычного режима первостепенно вызывается разными перегрузками, отключение которых не обязательно. Разгрузив оборудование, защита сообщает этот сигнал ошибки оперативному персоналу.

Лзш: принцип работы, применение для релейной защиты и схемы

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? Рассмотрим возможные варианты ликвидации КЗ на шинах.

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.

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.

Из чего состоит ЛЗШ

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

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

Схемы организации ЛЗШ

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.

Но, при наличии ЛЗШ, терминал выполнит еще одну задачу: выдаст сигнал ее блокировки.

Он поступит на терминалы фидеров, питающих секцию.

На этих терминалах, если произойдет срабатывание МТЗ, запустится ЛЗШ. Именно в них она настроена на отключение, на отходящих элементах оно не нужно, их задача – только передача сигнала о том, что КЗ находится в их зоне действия, и они готовы его ликвидировать.

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.

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.

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.

Надежность ЛЗШ

ЛЗШ, с точки зрения тестирования на работоспособность, имеет отличие от прочих видов защит. Она редко срабатывает при испытаниях сотрудниками измерительных лабораторий. Объясняется это тем, что ЛЗШ отводится менее значимая роль, соответственно, она имеет более длительные по времени выдержки срабатывания и просто не успевает опередить другие виды защит.

Чаще всего логическая защита шин даёт сбой вследствие КЗ трансформатора тока либо его виткового замыкания. К счастью, происходит такое довольно редко. В этом случае трансформатор просто не в состоянии корректно измерить протекающий через контролируемую им шину ток. Поэтому не может сформироваться сигнал блокировки защиты ЛЗШ, что приводит к её непреднамеренному срабатыванию.

Важно! Перед отключением проводов от трансформатора тока его выводы требуется замкнуть между собой. В противном случае в обмотке ТТ возможно наведение высоковольтного потенциала, который опасен для жизни обслуживающего персонала и может привести к повреждению оборудования.

ЛЗШ является сравнительно простой и действенной системой по обеспечению бесперебойной работы энергосистемы. Её применение ощутимо снижает негативные последствия аварийных ситуаций, а также существенно уменьшает риск их возникновения.

Что такое релейная защита и для чего она нужна?

Вы здесь: В соответствии с требованиями правил технической эксплуатации электроустановок (сокращенно ПТЭ) силовое оборудование электросетей, подстанций и самих электрических станций должно быть обязательно защищено от токов КЗ и сбоев нормального режима работы. В качестве средств защиты используются специальные устройства, основным элементом которых является реле.

Собственно, поэтому они так и называются – устройства релейной защиты и электроавтоматики (РЗА). На сегодняшний день существует множество аппаратов, способных в кратчайшие сроки предотвратить аварию на обслуживаемом участке электросети или в крайнем случае предупредить персонал о нарушении рабочего режима.

В этой статье мы рассмотрим назначение релейной защиты, а также ее виды и устройство.

Для чего она нужна?

Первым делом расскажем о том, зачем нужно использовать РЗА. Дело в том, что существует такая опасность, как возникновение тока КЗ в цепи. В результате КЗ очень быстро разрушаются токопроводящие части, изоляторы и само оборудование, что влечет за собой не только возникновение аварии, но и несчастного случая на производстве.

Помимо короткого замыкания может возникнуть перенапряжение, утечка тока, выделение газа при разложении масла внутри трансформатора и т.д.

Для того чтобы своевременно обнаружить опасность и предотвратить ее, используются специальные реле, которые сигнализируют (если сбой в работе оборудования не представляет угрозы) либо мгновенно отключают питание на неисправном участке. В этом и заключается основное назначение релейной защиты и автоматики.

Основные требования к защитным устройствам

Итак, по отношению к РЗА предъявляются следующие требования:

Простыми словами назначение релейной защиты и требования, предъявляемые к ней, заключаются в том, что устройства должны контролировать работу электрооборудования, своевременно реагировать на изменения рабочего режима, мгновенно отключать поврежденный участок сети и сигнализировать персонал об аварии.

Классификация реле

При рассмотрении данной темы нельзя не остановиться на видах релейной защиты. Классификация реле представлена следующим образом:

Что касается самих видов РЗА, их множество. Сразу же рассмотрим, какие бывают разновидности реле и для чего они используются.

Отдельно хотелось бы также рассмотреть виды электроавтоматики, назначение которой в отличие от релейной защиты наоборот включать питание обратно. Итак, в современных РЗА используют автоматику следующего вида:

Помимо этого существуют следующие виды автоматики:

Вот мы и рассмотрели назначение и области применения релейной защиты. Последнее, о чем хотелось бы рассказать – из чего состоит РЗА.

Конструкция РЗА

Устройство релейной защиты представляет собой схему из следующих частей:

Напоследок рекомендуем вам просмотреть полезное видео по теме:

РЗА в энергетике для новичков

Это и все, что мы хотели рассказать вам о назначении релейной защиты и требованиях, предъявляемых к ней. Надеемся, теперь вы знаете, что такое РЗА, какая у нее область применения и из чего она состоит.

Будет полезно прочитать:

РЗА в энергетике для новичков

Другие статьи по теме

Какие бывают реле времени?

Принцип действия дифференциальной защиты

Действие данной защиты базируется на сравнивании токов, которые приходят в участок нуждающийся в защите, и выходят из него. Для такого сравнения величины силы тока применяются трансформаторы тока, так как только за счёт них есть возможность измерять большие его величины. Лучше всего это видно на примере простейшей схемы, приведённой ниже.

В схеме трансформаторы тока обозначены ТА1 и ТА2. Вторичные цепи их соединяются с реле тока КА. Таким образом, получается, что обмотка главного реле защиты получает разницу токовых значений от двух трансформаторов, и при нормальном рабочем процессе она будет равна нулевому значению, а значит реле КА останется не втянутым. Однако если в цепи, которая защищается, происходит межфазное короткое замыкание (к. з.), то на обмотку реле поступит уже значение равное сумме нескольких токов, это и приведёт в движение подвижную часть электромеханического реле, которая, в свою очередь, замкнёт контакты и подаст сигнал на отключение оборудования от источника электрической энергии. Однако это всё в теории, а в практике всегда через катушку реле будет протекать некий небольшой ток небаланса, который при расчёте катушки необходимо учесть.

Вот несколько причин возникновения этого отрицательного явления:

• ТТ (трансформаторы тока) могут иметь характеристики значительно отличающие их друг от друга. Чтобы снизить эти показатели применяются более точные трансформаторы, изготовленные попарно специально для этого вида защиты;
• За счёт тока намагничивания, возникающего в обмотке защищаемого трансформатора в момент его включения из режима холостого хода, в рабочий режим с наличием нагрузки. Для того чтоб избежать ложного срабатывания реле КА нужно подобрать ток срабатывания реле побольше чем, самое большое значение тока намагничивания, которые может произвести защищаемый объект, в данном случае трансформатор;
• За счёт различного соединения обмоток (звезда-треугольник и наоборот). Для этого нужно выбрать число витков трансформаторов тока, участвующих в дифзащите, таким образом, чтобы они компенсировали эти неблагоприятные величины.

Ток небаланса в дифференциальной защите, возникающий при эксплуатации — это отрицательное явление, с которым нужно бороться и которое нужно обязательно учесть при расчёте данного защитного электрооборудования.

Логическая защита шин (ЛЗШ)

С осторожностью нужно применять ЛЗШ на подстанциях с крупными двигателями 6-10 кВ, которые могут давать подпитку внешнего короткого замыкания с уровнем тока, достаточным для пуска защит присоединений и вводов РУ. Это может привести к ложной работе ЛЗШ с неселективным отключением секции 6-10 кВ или блокировки ЛЗШ при ложном пуске защит присоединений.

В последнее время ЛЗШ, для удешевления проектов, стали применять в кольцевых сетях с многосторонним питанием (шины 6-35 кВ ПС, РП, ГТЭС и т.д.). Для этого пусковые органы защит выполняют направленными. Данный вариант нужно всесторонне рассматривать с учетом надежности системы релейной защиты и в случае особо ответственных объектов, отдавать предпочтение дифференциальной защите шин!

Структура ЛЗШ

ЛЗШ — это распределенная защита. Она не находится в одном конкретном терминале, а распределена по защитам вводов, СВ и отходящих присоединений (линий, трансформаторов, двигателей, БСК и т.д.).

Так как защита шин 6-35 кВ осуществляется вводными и секционным выключателями, то именно в терминалах ввода и СВ реализована отключающая токовая ступень (ЛЗШ), работающая с минимальной выдержкой времени (0,1-0,15 с).

Пусковые органы защит нижестоящих присоединений дают информацию о том, есть ли замыкание на присоединении, и в случае его наличия, замыкают выходные контакты своего терминала для передачи сигнала на терминалы ввода и СВ. Это выходной сигнал называется “Блокировка ЛЗШ”.

Замыкание на присоединении (вне зоны действия ЛЗШ)

Стоит отметить, что несмотря на название, ЛЗШ защищает не только сами шины, но и зону выключателей. Как и для дифференциальной защиты шин, ее зона действия определяется местами установки трансформаторов тока.

На этом об Основах ЛЗШ все! В следующий раз поговорим о возможных схемах реализации логической защиты шин в реальных проектах.

Выбор уставок срабатывания ЛЗШ

Логическая защита шин предназначена для наискорейшиго отключения секций шин подстанции при протекании по ним токов короткого замыкания.

Работа ЛЗШ построена на логике блокирования вышестоящих выключателей. В нашем случае используем следующую логику блокирования:

1. РЗиА отходящих линий от секции шин блокируют свой ввод и секционный выключатель.

2. Секционный выключатель блокирует работу ЛЗШ обоих вводов.

При данном подходе к логике блокирования уставки ЛЗШ на вводах и секционном выключателе выставляються одинаковыми как по току так и по времени.

Коэффициент чувствительности ЛЗШ по отношению к минимальному току короткого замыкания на СШ 6 кВ должен быть 2.

Ток срабатывания ЛЗШ Ввода = 1350 А

Уставки ЛЗШ для ПС 35/6 кВ:

Ток срабатывания ЛЗШ СМВ = 1400 А

Ток срабатывания ЛЗШ Ввода №1 = 1400 А

Ток срабатывания ЛЗШ Ввода №2 = 1400 А

Время срабатывания ЛЗШ принимаеться равным 0,1 с для того чтобы обеспечить прохождение сигналов блокирования.

8. РАСЧЕТ УСТАВОК ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ АВТОМАТИКИ

Расчёт параметров срабатывания пусковых и контрольных органов АПВ

Рассчитаем двухкратное АПВ на фидере №6.

Согласно ПУЭ п. 3.3.6 на линиях с односторонним питанием возможно применение 2-ух кратного АПВ если это позволяет технологический процесс.

Поскольку от ВЛ нашей подстанции питаються только трансформаторные подстанции то применение двухкратного АПВ допустимо.

Расчитаем время срабатывания АПВ первого цикла:

Время деионизации для сетей 6 кВ t

д=0.1 с, время готовности выключателя и время включения выключателя для микропроцессорных защит
SIPROTEC 4
соответственно равны
t
гв=0.3 с и
t
вв=0.05 с, время готовности привода
t
гп=0.15 с. Время запаса примем равным
t
зап=0,75 с. Рассчитываем уставки времени АПВ по формулам (26), (27), (28):
с; с; с.
Выбираем большую из уставок, т.е. t

1АПВ=1 с.

Выполним ускорение защиты после АПВ, чтобы при неустранившемся коротком замыкании не создать в системе еще более неблагоприятную ситуацию, а так же для уменьшения влияния установившегося тока короткого замыкания на оборудование. По рекомендациям из литературы примем t

уск=0.1 с.

Время срабатывания АПВ второго цикла выберем согласно рекомендациям ПУЭ:

с.

АПВ вводов 6 кВ выполним воднократном исполнении согласно ПУЭ п. 3.3.2 и п. 3.3.6.

Расчет АПВ для остальных фидеров выполняется аналогично, результаты сведены в приложение 7.

Расчёт параметров срабатывания пусковых органов АВР

Рассчитаем АВР для секционного выключателя на 12 ячейке.

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.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.

Необходимость дуговой защиты вызвана несовершенством токовой

Несмотря на требования пунктов ПУЭ п.3.3.31, п.3.3.42 о применении АПВ шин и АВР после ликвидации КЗ внутри отсеков КРУ, сегодня проектные организации и эксплуатирующие предприятия обоснованно сомневаются в необходимости выполнения этих требований и предпочитают блокирование АПВ шин и АВР при срабатывании дуговой защиты КРУ. Такое решение обосновано отрицательным опытом применения АПВ шин среднего напряжения у эксплуатирующих организаций. Обоснован ли этот подход? Обеспечивают ли существующие решения защит отключение дугового КЗ за время, в течение которого не возникает критичных повреждений внутри КРУ? Токовые ступенчатые защиты не могут быть использованы в качестве быстродействующей защиты от дуговых замыканий вследствие больших значений выдержек времени на питающих присоединениях (обычно более 0,5 с). С целью сокращения времени действия токовых защит на питающих присоединениях применяют логическую защиту шин (ЛЗШ), принцип действия которой основан на передаче блокирующих сигналов от устройств защиты отходящих присоединений. Однако, и в этом случае время срабатывания защиты превышает допустимое значение. Выдержка времени ЛЗШ обычно составляет не менее 100мс.

ЛЗШ обладает рядом недостатков:

• отсутствие срабатывания при КЗ в «мертвой зоне» отсека подключения кабеля вводной ячейки КРУ;
• возможные отказы ЛЗШ, связанные с излишним блокирование защиты в случае подпитки места КЗ от мощных синхронных электродвигателей (с целью устранения данного недостатка возможно применение более сложной схемы защиты с использованием цепей напряжения и контролем направления мощности на отходящих линиях);
• возможные отказы ЛЗШ в сетях с низкоомным резистивным заземлением нейтрали, в которых ток замыкания на землю при КЗ на корпус КРУ может быть меньше уставки токовой защиты.

Логическая защита шин

До развития микропроцессорной техники для защиты подстанций напряжением свыше 1000 вольт применялись различные системы на реле. Они потребляли огромное количество энергии для собственных нужд, были сложны в настройке и не отличались надёжностью. Сегодня эту задачу выполняют системы логической защиты шин, построенные на электронных блоках.

Защита и автоматика ввода

Релейная защита и автоматика

РЗиА – это система, предназначенная для защиты подстанции от аварийного режима работы. Она представляет собой сложнейший комплекс электрических и электронных устройств. Релейная защита и автоматика непрерывно контролируют состояние сети и, при необходимости, производят в ней различные переключения.

Любая РЗиА обладает селективностью (избирательностью). Т.е. она отключает именно тот участок энергосистемы, на котором возник ненормальный или аварийный режим работы.

Соответственно, без напряжения остаётся часть потребителей, а не все сразу. Особенно это необходимо в случаях, когда отключение подразумевает нарушение тех.

процессов предприятий, сопровождающихся риском возникновения ЧС или финансовых убытков.

Также релейная защита характеризуется быстродействием. Под этим свойством подразумевают время, затраченное на отключение повреждённого участка линии. Быстродействие тесно связано с селективностью. Уставка допустимого времени протекания аварийной ситуации учитывается в настройках терминала РЗиА, и от него зависит, на каком именно участке линия будет отделена от общей системы.

Дополнительная информация. Быстродействие защиты является её важнейшей характеристикой. Для правильной настройки нужна золотая середина. Если выдержки времени подобраны так, что они слишком короткие или продолжительные, то система будет отключать линии, которые в этом не нуждаются, т.е. будут происходить ложные срабатывания.

Из чего состоит ЛЗШ

Отвечая на вопрос «ЛЗШ защита что это», можно сказать, что она включает в себя сложный комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для отключения линии при внештатном режиме работы. Все их условно можно разделить на 3 категории:

Упрощённо всё это работает следующим образом. На шинах подстанции возникает какая-либо внештатная ситуация, например, короткое замыкание. Трансформаторы тока регистрируют критическое превышение этого параметра.

С них сигнал передаётся в микропроцессорный терминал, который его обрабатывает. При этом учитывается ток короткого замыкания, его продолжительность и ряд других характеристик.

Затем терминал подаёт сигнал на исполнительный орган – вакуумный выключатель, который отключает участок линии, поражённый коротким замыканием.

Схемы организации ЛЗШ

Большинство комплексов логической защиты шин реализуется по последовательной или параллельной схеме. Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки, но принцип работы ЛЗШ похож в обоих случаях.

При последовательной схеме отдельные контакты следуют друг за другом. Пока все из них замкнуты, на вход блокировки ЛЗШ поступает сигнал, предотвращающий срабатывание защиты. Если хоть один контакт релейного терминала разомкнётся, то общая цепочка будет нарушена.

Последовательная схема ЛЗШ

В случае с параллельной схемой контакты изначально находятся в нормально разомкнутом положении. Для срабатывания ЛЗШ также необходимо, чтобы один из них изменил своё состояние, т.е. замкнулся.

Поведение ЛЗШ при внешнем КЗ

Максимальная токовая защита

Принцип действия логической защиты шин основан на отсечке линии при возникновении в ней тока короткого замыкания. В данном случае подразумевается, что КЗ произошло где-то за пределами подстанции.

Пока линия находится в нормальном режиме работы, контакты ЛЗШ формируют сигнал блокировки. Он препятствует срабатыванию защиты, поэтому система находится под напряжением. Как только происходит КЗ или серьёзная перегрузка по току, контакты ЛЗШ размыкаются. Происходит включение защиты.

Расчёт времени отключения линии напрямую зависит от интенсивности КЗ и настроек, внесённых наладчиком в терминал РЗиА.

Дополнительная информация. На воздушных линиях электропередач возможны неустойчивые короткие замыкания. Они могут быть вызваны перехлёстом проводов из-за ветра. В таком случае замыкание носит кратковременный характер, после его исчезновения линия снова включается в работу устройством автоматического повторного включения (АПВ).

Работа ЛЗШ при КЗ на шинах

Другая цель применения ЛЗШ – это отключение напряжения при возникновении короткого замыкании на шинах. При этом речь идёт о КЗ, происходящем непосредственно на территории распределительного устройства (РУ) или подстанции. Данная ситуация имеет особенность.

Замыкание происходит в непосредственной близи от трансформатора. Сопротивление шин до точки КЗ имеет минимальное значение. Ток замыкания будет крайне высоким, вплоть до десятков тысяч ампер.

Терминал РЗиА, регистрируя такое большое значение, соберёт цепочку ЛЗШ быстрее, чем, если бы авария сформировалась где-то далеко от подстанции. Если по каким-либо причинам данный каскад защиты не отработает, то питание отключится тем, который стоит выше по цепи.

При этом из работы выйдет вся секция. Срабатывание будет неселективным, что является нежелательным.

Схемы организации ЛЗШ

Дуговая защита

Большинство комплексов логической защиты шин реализуется по последовательной или параллельной схеме. Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки, но принцип работы ЛЗШ похож в обоих случаях.

При последовательной схеме отдельные контакты следуют друг за другом. Пока все из них замкнуты, на вход блокировки ЛЗШ поступает сигнал, предотвращающий срабатывание защиты. Если хоть один контакт релейного терминала разомкнётся, то общая цепочка будет нарушена.

В случае с параллельной схемой контакты изначально находятся в нормально разомкнутом положении. Для срабатывания ЛЗШ также необходимо, чтобы один из них изменил своё состояние, т.е. замкнулся.

Релейная защита. Виды и устройство. Работа и особенности

Согласно правилам эксплуатации электроустановок силовые устройства электрических сетей и электростанций должны быть обеспечены защитой от сбоев в эксплуатации и токов короткого замыкания. Средствами защиты являются специальные устройства, выполненные на основе реле, что оправдывает их название релейная защита и автоматика (РЗА). В настоящее время существует много различных устройств, способных в короткие сроки блокировать возникшую аварию в электрической сети, либо подать предупредительный сигнал о возникновении аварийного режима.

Релейная защита работает чаще всего совместно с автоматикой, и их устройство взаимосвязано со специфическими видами аварийных режимов сети:

Виды релейной защиты

Реле классифицируются по определенным признакам:

Релейная защита и автоматика бывают различных видов:

Некоторые виды автоматики предназначены для подачи электроэнергии, в отличие от релейной защиты:

Релейная защита. Устройство

Электромеханические конструкции релейной защиты постоянно модернизируются и совершенствуются. Внедряются инновационные технологические разработки и проекты. В новейших энергетических системах объединены статические, индукционные, электромагнитные устройства с микропроцессорными и полупроводниковыми элементами.

Однако основной смысл и порядок работы релейной защиты для всех новых устройств остается неизменным. Схема структуры релейной защиты показана на рисунке.

1 — Электрический сигнал 2 — Блок наблюдения электрических процессов 3 — Блок логики и анализа 4 — Исполнительный блок

5 — Сигнальный блок

Блок наблюдения

Главной функцией этого блока является мониторинг электрических процессов, происходящих в электрической системе, путем измерений такими устройствами, как трансформаторы напряжения и тока.

Сигналы выхода на блоке могут передаваться непосредственно логическому блоку для сравнения параметров с настроенными пользователем значениями отклонений от нормальных значений, которые называются уставками. Также сигналы блока наблюдения могут сначала преобразовываться в цифровой вид, а затем передаваться дальше.

Блок логики

В этом блоке выполняется сравнение поступивших сигналов с предельными значениями уставок. Даже незначительное совпадение этих параметров между собой приводит к возникновению команды на срабатывание защиты.

Исполнительный блок

Этот блок все время находится в состоянии, готовом к срабатыванию, при поступлении команды от блока логики. При срабатывании осуществляются переключения цепи электроустановки по запланированному алгоритму, который составлен по принципу недопущения неисправностей электрооборудования и удара электрическим током работников.

Сигнальный блок

В электрической системе все процессы происходят очень быстро, поэтому человек не в состоянии воспринимать их. Чтобы сохранить происходящие в системе события, применяют специальные сигнальные устройства. Которые работают путем звукового и визуального оповещения, а также сохраняют все происходящие события в памяти устройства.

Все виды устройств после их срабатывания переводятся в исходное состояние оператором вручную. Это позволяет гарантированно сохранить информацию о действии автоматики и релейной защиты.

Принципы работы

Релейная защита может иметь нарушения в своей работоспособности, которые выражаются следующими факторами:

Чтобы исключить отказы при функционировании релейной защиты, вырабатываются специальные требования к ней при проектировании, установке, настройки с запуском в работу, и техническом обслуживании:

Принцип надежности

Этот принцип определяется:

Каждый из этих факторов имеет свою оценку.

Обслуживание и эксплуатация релейной защиты имеет три варианта надежности по срабатыванию при:

Надежность устройств защиты бывает:

Принцип чувствительности

Этот принцип дает возможность определить виды предполагаемых расчетных повреждений и ненормальных режимов энергетической системы в рабочей зоне защиты.

Кч = Iкз min/Iсз

Чтобы определить его числовое значение, используется коэффициент Кч. Коэффициент рассчитывается отношением наименьшего тока короткого замыкания рабочей зоны к величине тока срабатывания. Релейная защита работает в нормальном режиме при:

Iсз https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrooborudovanie/rozetki-vykljuchateli/releinaia-zashchita/

Дифференциальная защита трансформаторов РЗЛ-05.T2, РЗЛ-05.T3

Широкий спектр функций защиты и автоматики

Цифровой осцилограф Журнал событий

Интеграция в SCADA-системы

Температура эксплуатации -40°C. +55°C

Возможность программирования логики (под заказ)

Назначение

Микропроцессорные устройства релейной защиты и автоматики серии РЗЛ-05.Т предназначены для выполнения функций основной защиты двухобмоточного (РЗЛ-05.Т2) или трехобмоточного (либо двухобмоточного с расщепленной обмоткой) (РЗЛ-05.Т3) трансформатора или автотрансформатора с высшим напряжением 35-110 кВ.

Устройства предназначены для установки в релейных отсеках КСО, КРУ, КРУН, а также на панелях, в шкафах управления электрических станций и подстанций 35-110 кВ.

Скачать подробное описание РЗЛ-05.T

Функции

• Две ступени продольной дифзащиты − дифференциальная токовая отсечка (ДТО) и чувствительная дифференциальная токовая защита (ДТЗ) с торможением от сквозного тока и отстройкой от бросков тока намагничивания (с блокировкой по второй, третьей и пятой гармонике при броске намагничивающего тока). ДТО работает без каких-либо блокировок и не имеет торможения. Для ступени ДТЗ торможение выполняется от всех фазных токовых каналов.
• Контроль исправности токовых цепей (КТЦ). Для своевременного выявления неисправности токовых цепей дифференциальной защиты, например, вследствие нарушения изоляции или неправильного соединения токовых цепей предусмотрена сигнализация небаланса в плечах дифференциальной защиты.
• 5 ступеней максимальной токовой защиты, в т.ч. токовая отсечка (ТО) и защита от перегрузки трансформатора (ЗОП) с независимой и зависимой времятоковой характеристикой, с блокировкой от броска намагничивающего тока, с выбором срабатывания по направлению мощности. Есть возможность реализовать для ступеней МТЗ комбинированный пуск по току и минимальному напряжению (вольтметровая блокировка).
• Логическая защита шин (ЛЗШ) для быстрого отключения выключателя ВВ НН при возникновении повреждения на шинах.
• 3 ступени защиты от замыканий на землю в цепях ВН трансформатора по измеренному и расчётному току нулевой последовательности 3I0 стороны ВН.
• Защита от неполнофазного режима (ЗОФ) по току обратной последовательности.
• Внешняя (газовая) защита трансформатора. Срабатывания газовой защиты трансформатора происходит по сигналам от назначенных дискретных входов и действуют на реле отключения или сигнализацию.
• Дуговая защита (ДгЗ) с ВОД-датчиками с возможностью контроля тока.
• Резервирование отказов выключателя (УРОВ).
• Свободно-программируемая логика (СПЛ), позволяющая свободно запрограммировать все дискретные входы, выходы и светодиоды устройства.
• Энергонезависимый журнал событий (256 событий).
• Аварийный осциллограф. При срабатывании защиты устройство производит запись мгновенных значений входных аналоговых (по выбору пользователя) и дискретных сигналов (входных, выходных, признаков работы защит).
• Контроль температуры внутри устройства.
• Контроль состояния дискретных входов устройства.

делит плоскость на две части – область срабатывания и несрабатывания. Все, что лежит выше ломанной, является
областью срабатывания
.