Никитин К.И. Релейная защита систем электроснабжения. Конспект лекций

Подождите немного. Документ загружается.

Вопросы для самопроверки

1. Какие особенности имеют микропроцессорные защиты?

2. Каковы преимущества микропроцессорных защит перед электромеханиче-

скими и индукционными реле?

3. Каковы преимущества микропроцессорных защит перед статическими и

электромагнитными реле?

4. Каковы особенности расчетов микропроцессорных защит?

5. Каковы особенности схем подключения микропроцессорных защит?

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

Аккумуляторные батареи 13

Активный трансформатор тока 18

Блокировка 47

Быстродействие 9

Векторная диаграмма 16

Выдержка времени 9, 27

Время срабатывания

I ступени 12

II ступени 12

III ступени 12

IV ступени 12

Высокочастотные гармоники 34

Дистанционная защита ЛЭП 39

Дифференциально-фазная высокочастотная защита 55

Дуга

перемежающаяся дуга 34

сопротивление дуги 36

скорость движения дуги 82

Замыкание обмотки статора на корпус 68

Защита

Газовая 63

Дистанционная 39

ЛЭП от однофазного замыкания на

землю 33

максимальная токовая 27

от перегрузки трансформатора 62

от перегрузки электродвигателя 71

от эксцентриситета 73

Зона действия 10

Избирательность 9

Каналы связи 12

Каскадное отключение 50

Карта селективности 29

Комплексная плоскость сопротивления 39

Короткое замыкание 26

Коэффициент

броска 37

возврата 28

запаса 26

токораспределения 43

надежности 43

отстройки 43

пуска 28

самозапуска 12

схемы 19

трансформации 22

чувствительности 9

Магнитопровод 14

Мертвая зона 46, 50

Надежность 9

Направление мощности 30

Нейтраль 32

― изолированная 33

― глухозаземленная 64

Оперативный ток 13

Оптическое волокно 12

Отсечка 25, 58, 69, 79

Погрешность

― полная 18

― токовая 18

― угловая 18

― компенсация 18

Продольная дифференциальная защита

― ЛЭП 51

― трансформатора 59

― электродвигателя 70

Радиоканал 12

Реле 7

Самозапуск 12

Селективность 9

Схемы соединений

ТТ

полная звезда 19

неполная

звезда 20

разность фаз 21

треугольник 20

последовательное 22

параллельное 22

ТН

Звезда 23

разомкнутый треугольник 23

Реле

направления мощности 30

тока 10

напряжения 71

сопротивления 39

Резонансные перенапряжения 34

Ток

срабатывания 12

возврата 28

максимальный рабочий ток линии 27

нулевой последовательности 32

небаланса 33, 49,53, 60, 65, 70

намагничивания 16

броска намагничивания 32, 61

Токовая отсечка

без выдержки времени 11, 25

с выдержкой времени 12, 26

Токовой защиты

первая ступень 11, 25

вторая ступень 12, 26

третья ступень 27

направленная 30

Трансформатор напряжения

емкостный 23

антирезонансный 37

Трансформатор тока

нулевой последовательности 72

Удельное сопротивление линии 42

Уставка 41

Фильтр тока нулевой последовательности 21

Феррорезонанс 37

Характеристика

срабатывания

«замочная скважина» 41

круговая 40, 44

трапецеидальная 40, 45

треугольная 40, 45

эллиптическая 40, 44

Чувствительность защиты 9, 21, 27, 39,77

Шаговое напряжение 33

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Федосеев А.М. Релейная защита электроэнергетических систем: Учеб. для

вузов. 2-е изд., перераб. и доп./ А.М. Федосеев, М.А. Федосеев. М.: Энергоатом-

издат, 1992. -528 с.

2. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения:

Учеб. для вузов по спец. «Электроснабжение». 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высш

шк., 1991. 496 с.

3. Трансформаторы тока/ В.В. Афанасьев, Н.М. Адоньев, Л.В. Жалалис и др.

Л.: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1980. 344 с.

4. Королев Е.П. Расчеты допустимых нагрузок в токовых цепях релейной

защиты. Е.П. Королев, Э.М. Либерзон М.: Энергия , 1980. 208 c.

5. Правила устройства электроустановок. 6-е изд. СПб.: Деан, 2001. 928

с.

6. Беркович М.А. и др. Основы техники релейной защиты / М.А. Беркович,

В.В. Молчанов, В.А. Семенов. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат,

1984. 376 с.

7. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 12. Токовая защита ну-

левой последовательности от замыканий на землю линий 110–500 кВ. Расчеты.

М.: Энергия, 1980. 88 с.

8. Шуин В.А., Гусенков А.В. Защиты от замыканий на землю в электриче-

ских сетях 6-10 кВ. М.: НТФ «Энергопрогресс», 2001. 104 с. [Библиотечка элек-

тротехника, приложение к журналу «Энергетик»; Вып. 11(35)].

9. Сирота И.М. Режимы нейтрали электрических сетей/ И.М. Сирота,

С.М. Кисленко, А.М. Михайлов. Киев: Наукова думка, 1985. 264 с.

10. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 7. Дистанционная защи-

та линий 35-330 кВ. М.: Энергия, 1966. 172 с

11. Фабрикант В.Л. Дистанционная защита: Учеб. пособие для вузов. М.:

Высш. шк., 1978. 215 с.

12. Шнеерсон Э.М. Дистанционные защиты. М.: Энергоатомиздат, 1986.

448 с.

13. Рубинчик В.А. Резервирование отключения коротких замыканий в элек-

трических сетях. М.: Энергоатомиздат, 1985.

14. Никитин К.И. Математическое описание характеристик срабатывания

дистанционных защит. Деп в ВИНИТИ

, № 939-В99, 29.03.99. М., 1999. 9 с.

15. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 8. Поперечная диффе-

ренциальная направленная защита линий 35-220 кВ. М.: Энергия. 1970.

16. Чернобровов Н. В. Релейная защита энергетических систем. Учебное по-

собие для техникумов/ Н. В. Чернобровов, В.А. Семенов. М.: Энергоатомиздат,

1998. 800 с.

17. Овчаренко Н.И. Дифференциально-фазная высокочастотная

защита ли-

ний электропередачи напряжением 110–220 кВ ДФЗ –201. М.: НТФ «Энергопро-

гресс», 2002. 72 с. [Библиотечка электротехника, приложение к журналу «Энерге-

тик»; Вып. 12(48)].

18. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 10. Высокочастотная

блокировка дистанционной и токовой направленной нулевой последовательности

защит линий 110–220 кВ. М.: Энергия, 1975.

19. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 13а. Релейная зашита

понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110–500 кВ. Схемы. М.:

Энергоатомиздат. 1985. 112 с.

20. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 13б. Релейная зашита

понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110–500 кВ. Расчеты. М.:

Энергоатомиздат. 1985. 96 с.

21. Шабад М.А. Защита трансформаторов 10 кВ. М.: Энергоатомиздат, 1989.

144 с.

22. Засыпкин А.С. Релейная защита трансформаторов. М.: Энергоатомиздат,

1989.

23. Гимоян Г.Г. Релейная защита горных электроустановок. М.: Недра, 1978.

24. Коваленский И.В. Релейная защита электродвигателей напряжением выше

1000 В. М.: Энергия, 1977. 104 с.

25. Корогодский В.И. и др. Релейная защита электродвигателей напряжением

выше 1 кВ. / В.И. Корогодский, С.Л. Кужеков, Л.Б. Паперно. М.: Энергоатомиз-

дат, 1987. 248 с.

26. Байтер И.И. Защита шин 6-10 кВ/ И.И. Байтер, Н.А. Богданова. М.: Энер-

гоатомиздат, 1984. 88 с.

27. АС № 1644287 СССР. Устройство для централизованной токовой защиты

сети// Г.Е. Болгарцев, М.Я. Клецель, К.И. Никитин, В.М. Шатохин. Опубл.

23.04.91. Бюл. № 15.

28. Кужеков С.Л. Защита шин электростанций и подстанций/ С.Л. Кужеков,

В.Я. Синельников М.: Энергоатомиздат, 1983. 184 с.

29. Буткевич Г.В. Задачник по электрическим аппаратам/ Г.В. Буткевич,

В.Г. Дегтярь, А.Г

. Сливинская. М.: Высш. шк., 1977. 190 с.

30. Какуевицкий Л.И. и Смирнова Т. В. Справочник реле зашиты и автомати-

ки /Под ред. М. Э. Хейфица. 3-е изд., переработ. и доп. М.: Энергия, 1972.

31. Алексеев В.С. Реле защиты/ В.С. Алексеев, Г.П. Варганов, Б.И. Панфилов,

Р.З. Розенблюм. М.:

Энергия, 1976. 464 с.

32. Техническое обслуживание релейной защиты и автоматики электростан-

ций и электрических сетей / Сост. Ф. Д. Кузнецов, А. К. Белотелов; Под ред.

Б.А. Алексеева. Ч.1-4. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2000.

33. Справочник по наладке вторичных цепей электростанций и подстанций /

А.А. Антюшин, А.Е. Гомберг, В.П. Караваев и

др.; Под ред. Э.С. Мусаэляна. 2-е

изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1989. 384 с.

34. Рыбак Х.А. Обслуживание РЗА и вторичных цепей ЭС и ПС. Л.: Энерго-

атомиздат, Ленингр. отд-ние. 1984. 104 с.

35. Труб И.И. Индукционные реле тока. М.: Энергоатомиздат, 1990. 56 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Условные буквенные и графические обозначения ос-

новных элементов РЗА

Для анализа работы электрических принципиальных схем необходимо разли-

чать между собой и помнить условные буквенные обозначения реле и контактов.

Буквенное обозначение реле и элементов релейной защиты согласно

ГОСТ 2.710-81 дано в табл. А1.

Таблица А1

Условные буквенно-цифровые обозначения элементов

РЗА

Буквенное

обозначение

элементов

РЗА

Наименование

элементов РЗА

Буквенное

обозначение

элементов

РЗА

Наименование

элементов РЗА

KA Реле тока KK Реле тепловое

KAT Времязависимое токовое

реле

KAW Реле тока с торможени-

ем, балансное

KV Реле напряжения KS Реле контроля

KF Реле частоты KB Реле блокировки

KZ Реле сопротивления KM Магнитный пускатель

KT Реле времени KVZ Фильтр реле напряжения

KW Реле мощности KAZ Фильтр реле тока

KL Промежуточное реле KWZ Фильтр реле мощности

KH Указательное реле KSF Реле расхода

KSR Реле скорости KSP Реле давления

KSG Газовое реле SA Ключ управления

F, FU Плавкий предохрани-

тель

SB Кнопка управления

KLN Реле импульсной сигна-

лизации

SF Выключатель автомати-

ческий

XS Накладка SQ Вспомогательный кон-

такт выключателя

+EC, -EC Напряжение питания

цепей управления

+EH, -EH Напряжение питания

сигнализации

+EP, -EP Пульсирующее напря-

жение питания сигнали-

зации

+EY, -EY Напряжение питания

электромагнитов вы-

ключателя

ZA2 Фильтр тока обратной

последовательности

ZV2 Фильтр напряжения об-

ратной последователь-

ности

KQT Реле положения «от-

ключено»

KQC Реле положения «вклю-

чено»

YAT Электромагнит отклю-

чения

YAC Электромагнит включе-

ния

Чтобы уметь грамотно и быстро читать электрические принципиальные схе-

мы, кроме буквенных обозначений реле и элементов релейной защиты необходи-

мо помнить графическое обозначение реле и элементов релейной защиты. Основ-

ные графические обозначения реле и контактов, согласно ГОСТ 2.755-87, даны в

табл. А2.

Таблица А2

Графическое обозначение элементов РЗА

Графическое

обозначение

элементов

Наименование

элементов РЗА

Графическое обо-

значение элемен-

тов РЗА

Наименование

элементов РЗА

Обмотка реле

(ГОСТ 2.756-76)

Обмотка двухобмо-

точного реле (ГОСТ

2.756-76)

Замыкающий и

размыкающий

контакты

Переключающие

контакты

Замыкающие

контакты, дейст-

вующие с замед-

лением, при сра-

батывании, воз-

врате, срабатыва-

нии и возврате

Размыкающие кон-

такты, действующие

с замедлением, при

срабатывании, воз-

врате, срабатывании

и возврате

Замыкающий и

размыкающий

контакты без са-

мовозврата

Импульсные контак-

ты, замыкающие при:

срабатывании, воз-

врате, срабатывании

и возврате

Замыкающий ду-

гогасительный

контакт

Переключающий

контакт без размыка-

ния цепи

Контакт с автома-

тическим возвра-

том при пере-

грузке (контакт

автоматического

выключателя)

Контакт выключате-

ля-разъединителя

(выключатель на-

грузки)

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Характеристики электромеханических реле

Б1 Описания реле. Технические характеристики реле можно найти в работах

[30, 31, 32], а наладка и обслуживание устройств РЗ описана в работах [33, 34].

Структура условного обозначения:

Б1.1 Измерительное реле тока РТ-40

Максимальное реле тока применяется в устройствах РЗ и противоаварийной

автоматики в качестве органа, реагирующего на повышение тока в контролируе-

мой цепи.

Схема и внешний вид

Реле имеет две катушки (рис. Б1), которые можно включать последовательно

(уставка соответствует шкале) и параллельно (уставка удваивается по отношению

шкале)

На рисунке Б2 изображен внешний вид реле РТ-40, состоящего из сердечника

1, каркаса с обмоткой 2, алюминиевой стойки 3, демпфера 4, верхней полуоси 5,

подвижного контакта 6, изоляционной колодки 7, шкалы уставок 8, указателя ус-

тавки 9, пружинодержателя 10, шестигранной втулки 11, спиральной пружины 12,

хвостовика 13, якоря 14, фасонной пластинки 15 и левого упора 16.

Рисунок Б1. Схема РТ-40 Рисунок Б2. Внешний вид реле РТ-40

Технические данные. Диапазоны уставок, токи термической стойкости и по-

требляемая мощность при токе минимальной уставки приведены в табл. Б1.

Диапазон рабочих температур от - 20 до +40 °С.

Погрешность тока срабатывания реле по отношению к уставке не превышает

±5%, разброс тока срабатывания не более 4% на любой уставке.

При изменении частоты от 45 до 60 Гц изменение тока срабатывания не пре-

вышает 5% значения тока срабатывания при частоте 50 Гц.

Таблица Б1

Технические данные РТ-40

Соединение катушек

Последовательное Параллельное

Термическая

cтойкость, А

Термическая

стойкость, А

Реле

Диапазон

уставок,

Ток сра-

ба-тыва-

ния, А

дли-

тель-

ность

в те-

чение

1 с

Ток сра-

ба-

тывания,

дли-

тель-

ность

в те-

чение

1 с

Потреб-

ляемая

мощность

при токе

мини-

мальной ус-

тавки, В⋅А

РТ-40/0,2 0,05…0,2 0,05…0,1 0,55 I5 0,1…0,2 1.1 30 0,2

РТ-40/0,6 0,15…0,6 0,15…0,3 1,75 50 0,3…0,6 3,5 100 0,2

РТ-40/2 0,5…2 0,5…1 4,15 100 1…2 8,3 200 0,2

РТ-40/6 1,5…6 1,5…3 11 300 3…6 22 600 0,5

РТ-40/10 2,5…10 2,5…5 17 400 5…10 34 800 0,5

РТ-40/20 5…20 5…10 19 400 10…20 38 800 0,5

РТ 10/50 12,5…50 12,5…25 27 500 25…50 54 1000 0,8

РГ.40/100 25…100 25…50 27 500 50…100 51 1000 1,8

РТ 40/200 50…200 50…100 27 500 100…200 54 1000 8

Коэффициент возврата реле не ниже 0,85 на первой уставке и не ниже 0,8 на

остальных, за исключением реле РТ-40/50 и РТ-40/100, у которых коэффициент

возврата не ниже

0,7 на всех уставках.

Время срабатывания реле не более

0,1 с при токе, равном 1,2 I

СРАБ

, и не более

0,03 с при токе 3 I

СРАБ

. Время возврата реле при скачкообразном уменьшении тока

в обмотках реле с

1,2…20-кратного значения тока срабатывания до 0,7 I

СРАБ

(У

реле PT-40/50 и РТ-40/100 ― до

0,6 I

СРАБ

) не более 0,035 с.

Таблица Б2

Обмоточные данные катушек реле

Реле Число витков

в одной ка-

тушке

Марка про-

вода

Реле

Число витков

в одной ка-

тушке

Марка про-

вода

РТ-40/0,2 780 ПЭВ-2/0,44 РТ-40/20 8 ПБД-2,26

РТ-40/0,6 220 ПЭВ-2/0,8 РТ-40/50 3 ПБД-2,63

РТ-40/2 75 ПБД-1,16 РТ-40/100 2 ПБД-2,63

РТ-40/6 25 ПБД-2,02 РТ-40/200 1 ПБД-2,63

РТ-40/10 15 ПБД-2,26 - - -

Габаритные размеры: реле типа РТ-40 ― 67x128x158 мм; реле типа РТ-140

― 95x140x181 мм. Масса реле не более 0,85 кг.