книги / Основы расчета и проектирования электроснабжения предприятий
..pdfничивающего тока. Величина его зависит от конструкции трансформатора, момента его включения и других условий, трудно поддающихся учету. Поэтому при расчетах диффе ренциальной защиты используют формулу [11]
J — К J
•*С,р |
Л Н‘*Т.НОМ> |
W/тном — номинальный ток трансформатора; К»— коэффициент надежности отстройки, приме
няемый равным 3-4 в зависимости от типа реле (для обычных электромагнитных реле Кн=4).
Проверка действия токовых защит и определение чувствительности защит
Схема токовых защит представлена на рис. 6.1. Не обходимо четко уяснить, на каких реле построена та или иная защита и каков порядок их действия. При сборке учесть, что собирается только та часть схемы, которая обо значена сплошными линиями (участки схемы, обозначен ные пунктиром, собраны внутри стенда).
Установить на токовых реле и реле времени уставки согласно проделанным расчетам. Включить трансформа тор на номинальную на1рузку. Подать напряжение в опе ративные цепи. При этом ни одна из защит не должна сра батывать.
Проверить действие защит при следующих режимах:
1)при перегрузке (включаются ключи S1+S2) — должна сработать защита от перегрузки (на сигнал);
2)при трехфазном к. з. на стороне низшего напря жения трансформатора (включаются ключи
S1+S3)— должны прийти в действие МТЗ и за щита от перегрузки, но первой должна сработать МТЗ (на отключение);
3)при трехфазном к. з. на стороне высшего напря жения трансформатора (включаются ключи S1+S4)— должна мгновенно сработать токовая отсечка (на отключение).
При несоответствии действия защит указанным ре жимам необходимо произвести дополнительную под стройку уставок реле защит. Величины их записать.
Определить чувствительность МТЗ и токовой от сечки в зонах их действия.
Чувствительность МТЗ определяется для случая наи меньшего тока к. з. на выводах низшего напряжения трансформатора. Минимальное значение имеет ток двух фазного к. з.
Коэффициент чувствительности МТЗ должен быть не менее 1,5. Чувствительность токовой отсечки определяется прй трехфазном к. з. на стороне высшего напряжения трансформатора. Коэффициент чувствительности токовой отсечки должен быть не менее 2.
Исследование действия газовой защиты
Газовая защита трансформатора строится на базе газо вых реле чашечного и поплавкового типа. В данной работе используется поплавковое реле типа ПГ-22.В нормальном положении поплавки газового реле подняты вверх и держат свои контакты разомкнутыми. Такое положение поплавков имитируется на стенде с помощью пружин. Контакты газо вого реле включаются в схему защиты (см. рис. 6.1), а перемещение поплавков производится вручную.
Проверить действие газовой защиты на сигнал. Для этого сместить верхний поплавок вниз. При правильном дей ствии защиты должен появиться звуковой сигнал (звонок).
О
Рис. 6.L Схема токовых защит трансформатора
Проверить действие газовой защиты на отключе ние, сместив вниз нижний поплавок. При правильном действии защиты происходит мгновенное отключение трансформатора.
Исследование действия дифференциальной защиты
Дифференциальная защита применяется в качестве основной быстродействующей защиты трансформатора
ЮЗ
(автотрансформаторов) вместо токовой отсечки. Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ) она обяза тельна на одиночно работающих трансформаторах мощно стью 6300 кВА и выше и на параллельно работающих трансформаторах мощностью 4000 кВА и выше.
Дифференциальная защита может быть предусмотрена также на трансформаторах мощностью не менее 1000 кВА, если токовая отсечка не удовлетворяет требованиям чувстви тельности, а МТЗ имеет выдержку времени более 1,0 с.
Для сборки схемы дифференциальной защиты в дан ной работе необходимо отключить источник оперативного тока и силовой трансформатор от сети, снять закоротку на трансформаторе тока ТА2, зажимы щ и U2, подключить со ответственно к зажимам 2 и 1 реле тока КАЗ. В этом слу чае трансформаторы тока ТА1 и ТА2 включаются встречно и по реле тока КАЗ потечет ток, равный по величине раз ности токов этих трансформаторов.
Установить на реле тока КАЗ уставку дифференци альной защиты согласно выполненному расчету.
Операционными ключами создать все исследуемые виды повреждений. При правильном монтаже и настройке схемы дифференциальная защита должна реагировать только на те из них, которые возникают в зоне, охватывае мой трансформаторами тока ТА1 и ТА2.
Содержание отчета
1)Название и цель работы.
2)Схема экспериментальных исследований.
3)Результаты измерений и расчетов.
4)Выводы по работе.
7.ТРЕХФАЗНОЕ АВТОМАТИЧЕСКОЕ ПОВТОРНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ (АПВ)
7.1.Н а з н а ч е н и е и о б л а с ти п ри м ен ен ия АПВ
Многолетний опыт эксплуатации систем электро снабжения общепромышленных и горнодобывающих предприятий показывает, что значительная часть коротких замыканий, вызванных схлестыванием проводов, перекры тием изоляции и другими причинами, при достаточно бы стром отключении линий защитой самоустраняется. Такие повреждения принято называть неустойчивыми.
Доля неустойчивых повреждений весьма высока и со ставляет от общего числа повреждений 70-80 % [Г|. Отыска ние места повреждения на линиях электропередачи требует длительного времени. При ликвидации аварий оперативный персонал производит опробование линии, включая ее по вторно под напряжение. Операция обратного включения под напряжение отключившейся линии называется повторным включением.
Линия с неустойчивым повреждением при повтор ном включении остается в работе. Поэтому повторное включение при неустойчивых повреждениях называют успешным. Успешные повторные включения повышают надежность электроснабжения, обеспечивают большой экономический эффект.
Значительно реже на линиях происходят аварийные повреждения: обрывы проводов, тросов, гирлянд изоля торов, падение опор и др. Эти повреждения не могут са моустраниться, и их называют устойчивыми. На линии с устойчивым повреждением при повторном включении вновь возникает режим короткого замыкания, что приво дит к новому отключению линии защитой. Такие повтор ные включения называются неуспешными.
Для повторного включения линий на подстанциях с постоянным дежурным персоналом требуется несколько минут, на нетелемехани-зированных подстанциях и без дежурного персонала— 0,5-1 час и более. Поэтому для уменьшения времени перерыва электроснабжения потре бителей широко применяются специальные автоматиче ские устройства повторного включения (АПВ).
Согласно [2] применение устройств АПВ обязательно на всех воздушных, кабельных и кабельно-воздушных ли ниях напряжением выше 1000 В. Применяют также АПВ сборных шин подстанций; АПВ трансформаторов; АПВ электродвигателей.
Наиболее эффективно применение устройств АПВ для воздушных линий с односторонним питанием, поскольку, как показывает опыт эксплуатации [3, 4], в 60-80 % случаев их аварийных отключений обеспечивается бесперебойность электроснабжения, т. е. повторное включение линий оказы вается успешным.
7 .2 . Т р е б о в а н и я к у с т р о й с т в а м А П В
1. Несрабатывание при оперативном отключении ключателя вручную, дистанционно или при помощи средств телеуправления, а также несрабатывание при автоматиче-
106
ском отключении релейной защитой сразу после его включе
ния вручную.
2.Исключение возможности многократного включе ния выключателя на неустранившееся короткое замыка ние; обеспечение заданной кратности АПВ.
3.Достаточная длительность включающего импуль са для надежного включения выключателя и минимально го времени срабатывания АПВ, для обеспечения быстрой подачи напряжения потребителям и восстановления нор мального режима их работы.
4.Автоматический возврат в исходное положение и го товность к новому действию после включения выключателя,
атакже возможность ускорения защиты до и после АПВ. Подача импульса на включение выключателя (пуск
АПВ) происходит:
а) при несоответствии положений выключателя и его ключа управления; в этом случае пуск АПВ обеспечивает ся при любом неоперативном отключении выключателя простыми средствами;
б) по сигналу релейной защиты с одновременной пода чей импульса на отключение выключателя. Второй вариант пуска менее универсален и более сложен и рекомендуется для применения только в том случае, если упрощает схему.
Дополнительные специфические требования к устрой ствам АПВ трансформаторов, секций шин и электродвигате лей рассмотрены в [4,6].
7 .3 . Ра зн о в и д н о с ти ус тро йств АПВ
Устройства АПВ выполняют однофазными или трех фазными одно-, дву- и трехкратного действия. В системах электроснабжения горных предприятий, как правило, при-
меняют трехфазные АПВ однократного действия как наи более простые по устройству и надежные. В случае необ ходимости используют двукратные АПВ.
По конструктивному исполнению различают механи ческие и электрические устройства АПВ..
В механических устройствах АПВ повторное вклю чение выключателя происходит за счет энергии взведенной пружины привода или за счет энергии падающего груза через специальную систему рычагов от токового реле. По сле каждого срабатывания привода вручную или с помо щью двигателя и редуктора взводят пружину или подни мают груз. Достоинством механических устройств АПВ является отсутствие аккумуляторных батарей или ком прессорной установки, необходимых при применении вы ключателей с электромагнитным или пневматическим приводом. Недостатками механических АПВ являются сложность конструкции, невозможность регулирования времени срабатывания и малая надежность работы меха нических деталей привода.
Электрические устройства АПВ выполняют на вы ключателях с любыми приводами с дистанционным управ лением (электромагнитными, пружинными, грузовыми и др.) при помощи специальных комплектных реле заводского из готовления. Электрические АПВ применяют или на постоян ном, или на переменном оперативном токе. Источниками постоянного оперативного тока являются аккумуляторные батареи или выпрямительные устройства различной конст рукции. В качестве источников переменного оперативного тока используют трансформаторы напряжения или транс форматоры собственных нужд подстанций.
П ример 1. Схема электрического однократного АПВ для выключателя с пружинным (грузовым) приводом при ведена на рис. 7.1.
В исходном состоянии схемы выключатель В вклю чен; ключ управления КУ находится в положении «вклю чено»; пружины привода выключателя натянуты и контакт готовности привода КГП замкнут. АПВ происходит от не соответствия положений выключателя и его ключа управ ления. Для этого в схеме используется блок-контакт ава рийного отключения выключателя БКА. Он замыкается, когда выключатель включен, и остается замкнутым при отключении выключателя от релейной защиты. БКА раз мыкается только при отключении выключателя от КУ, что предотвращает АПВ.
Рис. 7.1. Схема электрического однократного АПВ для выключателя с пружинным (грузовым)
приводом
При отключении выключателя релейной защитой за мыкаются блок-контакты В и В . Включается реле време ни PB, и с заданной выдержкой времени /сдвп кратковре менно замыкается проскальзывающий контакт PB. В ре зультате на катушку контактора включения выключателя КВ через цепь контактов БКА, PB, КПГ и В подается
питание и происходит повторное включение выключателя. Одновременно срабатывает и указательное реле РУ, фик сируя АПВ.
При отключении выключателя от КУ АПВ не проис ходит, так как вспомогательный контакт БКА остается ра зомкнутым.
Автоматический взвод пружин привода (поднятие груза) происходит в результате замыкания контакта конеч ного выключателя привода ВК в цепи двигателя Д мотор ного редуктора и его размыкания при полном взводе пру жин (верхнем положении груза).
В рассматриваемой схеме однократность АПВ обес печивается тем, что контакт PB проскальзывающий (им пульсный), а время подготовки привода (время до замыка ния КГП) может составлять 6-20 с. При устойчивом к. з. после второго отключения выключателя от действия ре лейной защиты сначала замыкается и размыкается про скальзывающий контакт PB, а потом уже замыкается КГП. В результате питание на КВ не подается.
Таким образом, если АПВ будет успешным, то схема придет в состояние готовности к новому действию. Если АПВ будет неуспешным, то выключатель останется отклю ченным, но пружины будут натянуты (груз поднят), и привод будет подготовлен к дистанционному включению.
При необходимости устройство АПВ выводится из работы снятием накладки отключающего устройства ОУ.
Достоинством данной схемы является ее простота, основным недостатком— многократное включение вы ключателя в случае длительного замыкания контакта PB из-за его неисправности.
Схему применяют для линий напряжением 6-10 кВ с односторонним питанием и АПВ однократного действия.