РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА Защита линий электропередачи —
Основные понятия. Релейная защита (РЗ) является важной частью автоматики, с помощью которой происходит обнаружение неисправностей в электроустановках и подача сигнала на их отключение или оповещение дежурного персонала.
Релейная защита выполняется с помощью различных реле, реагирующих на ток, напряжение, мощность или другие электрические параметры. Получили распространение реле с электромагнитным и индукционным принципами действия, а также поляризованные, магнитоэлектрические и полупроводниковые реле на электронной элементной базе.
Реле подразделяются на первичные и вторичные, прямого и косвенного действия. Первичные реле включаются непосредственно в защищаемую цепь (рис. 23.1, а), вторичные— через трансформаторы тока или напряжения (рис. 23.1,6). Реле прямого действия воздействуют непосредственно на расцепитель механизма привода выключателя (рис. 23.2, а), а реле косвенного действия подает сигнал на подачу оперативного тока (напряжения) на каnушку расцепителя (рис. 23.2, б).
Комплект РЗ состоит из пусковых органов, непосредственно и постоянно контролирующих состояние и режим работы защищаемого оборудования, и логической части, которая выбирает режим работы РЗ. Пусковыми органами являются реле тока, напряжения, мощности и др.; логическая часть в основном состоит из реле времени, промежуточных и указательных реле. В отдельных случаях пусковая и логическая части РЗ выполняются как одно целое.
Для быстрого отключения линии, на которой произошло короткое замыкание, она оборудуется РЗ, реагирующей на все виды КЗ и действующей на отключение выключателей. В системах электроснабжения, как правило, линии работают по схеме одностороннего питания. Для их защиты используют максимальную токовую защиту, токовую отсечку и токовую поперечную дифференциальную защиту параллельных линий.
Максимальная токовая защита.
Это наиболее простая по устройству и поэтому широко распространенная защита. Она устанавливается в начале линии со стороны источника питания (рис. 23.3).
При увеличении тока в линии больше тока срабатывания защиты с выдержкой времени t3 подается сигнал на отключение выключателя (рис. 23.4).
В электрических сетях с незаземленными нейтралями трансформаторов токи ОКЗ небольшие и предыдущая схема по условиям чувствительности непригодна. Поэтому в этих сетях устанавливают специальную защиту, а чаще вместо нее предусматривают специальное устройство контроля состояния изоляции сети по отношению к земле с действием на сигнал (рис. 23.6,6).
На кабельных линиях защита от замыканий на землю выполняется с помощью специальных трансформаторов тока нулевой последовательности. Последний состоит из кольцевого сердечника, надеваемого на трехжильный кабель, и вторичной обмотки в виде
Наибольшую трудность представляет отстройка дифференциальной защиты от бросков намагничивающего тока и тока небаланса при внешних КЗ. Защита воспринимает броски намагничивающего тока, возникающие при включении трансформатора в сеть на холостом ходу или при отключении трансформатора от сети как КЗ в защищаемой зоне.
Намагничивающий ток во время переходного промежутка времени содержит значительную апериодическую составляющую, которая медленно затухает. Для отстройки от бросков намагничивающего тока в схеме защиты устанавливают быстро насыщающийся трансформатор, который запирает защиту при наличии апериодической составляющей тока в дифференциальной цепи.
Токовая отсечка. На трансформаторах небольшой мощности токовая отсечка является дешевой и эффективной защитой. Защита состоит из токового реле, например, типов РТ-40, РТ-80, которые подключены через трансформаторы тока с питающей стороны силового трансформатора. Ток срабатывания реле выбирается таким, чтобы защита не работала при КЗ за трансформатором;
Газовая защита. Эта защита устанавливается на трансформаторах 1000 кВ-А и более; реагирует на все виды повреждения внутри бака трансформатора и при утечке масла из бака.
Газовая защита осуществляется с помощью специальных газовых реле поплавкового, лопастного или чашечного типа, которое устанавливается в маслопроводе между баком трансформатора и расширителем. При повреждении внутри бака под действием электрической дуги масло и изоляция разлагаются, образовавшиеся газы устремляются в расширитель, что вызывает движение масла и действие газового реле, Газовое реле содержит два контакта. Один из них реагирует на медленное газовыделение и подает сигнал о неисправности в трансформаторе, другой реагирует на интенсивное движение масла, обычно наблюдаемое при КЗ, и подает сигнал на отключение трансформатора.
Максимальная токовая защита. Защита предназначена для отключения трансформатора при внешнем КЗ и является одновременно резервной от внутренних повреждений. На двухобмоточном трансформаторе с односторонним питанием устанавливается один комплект защиты со стороны источника питания, действующей на отключение всех выключателей. Максимальная токовая защита трансформаторов выполняется пуском от напряжения, что позволяет отстроить защиту от токов перегрузки и повысить ее чувствительность.
Защита от перегрузки. Трансформаторы допускают относительно большие перегрузки, поэтому защита от перегрузки выполняется с действием на сигнал и состоит из реле тока и реле времени. Ток срабатывания выбирается из соотношения
Защита от замыкания на землю. Одним из вариантов такой защиты является установка трансформатора тока в нуле силового трансформатора (рис. 23.9). При КЗ обмоток трансформатора на землю в нулевой шине 1 протекает ток, и реле тока КА сработает и подаст сигнал на отключение Q1 и Q2. Ток срабатывания защиты выбирается из условия)
Защита трансформаторов 6—10—35/0,4—0,23 кВ. На них устанавливают максимально-токовую защиту, защиту от однофазных замыканий на землю на стороне НН и газовую защиту на трансформаторах мощностью 400 кВ-А и более, если они находятся внутри помещений.
Защиту от однофазных замыканий на землю осуществляют автоматическим выключателем с максимальным расцепителем, установленным на стороне НН (рис. 23.10, а), или трансформатором тока на нейтральном проводе при глухом присоединении трансформатора на стороне НН (рис. 23.10, б). Газовая защита с действием ее сигнала на отключение показана на рис. 23.10, в.
На рис. 23.11 приведены схемы защиты трансформаторов при установке на стороне ВН выключателей: (рис. 21.11, а, б) — схема с реле прямого действия типа РТМ, которое обеспечивает максимально-токо- вую защиту и защиту от однофазных замыканий на землю; (рис. 23.11,в) — защита, выполненная с реле косвенного действия типа РТ-80 с зависимой характеристикой.
