Схемы релейной защиты линий электропередачи и трансформаторов в системах электроснабжения предприятий

8. Схемы релейной защиты линий электропередачи и трансформаторов в системах электроснабжения предприятий.

Релейной защитой называется совокупность специальных устройств и средств (реле, измерительные трансформаторы и другие аппараты), обеспечивающая автоматическое отключение поврежденной части электрической установки или сети. Если повреждение не представляет для установки непосредственной опасности, то релейная защита должна приводить в действие сигнальные устройства, не отключая установку.

Для защиты трансформаторов, электродвигателей и линий электропередач с односторонним питанием используется максимально-токовая защита (МТЗ). МТЗ бывает с независимой характеристикой времени срабатывания (при использовании реле типа РТ-40 и реле времени типа РВМ), и с зависимой характеристикой времени срабатывания (при использовании индукционно токовых реле типа РТ-80 и реле времени типа РТВ).

Основные защиты трансформаторов должны обеспечивать отключение без выдержки времени междуфазных, однофазных и витковых КЗ. В зависимости от мощности и ответственности тр-ров на них устанавливаются следующие основные защиты:

Ø ТО;

Ø Дифференциальная токовая защита;

Ø Газовая защита.

Резервной защитой тр-ра является МТЗ, которая может иметь пуск по напряжению, ТО является наиболее простой защитой, но её использование в качестве основной может быть допущено на тр-рах небольшой мощности. Дифф. защита для тр-ров мощностью менее 6,3 МВ×А устанавливается, если не может быть выполнена чувствительная ТО.

Защита силового трансформатора должна обеспечивать его отключение при междуфазных и витковых коротких замыканиях, а так же при замыканиях на землю, или подавать сигнал о ненормальном режиме работы трансформатора (перегрузке трансформатора, повышении температуры масла и т. д.). Виды защит, устанавливаемых на трансформаторе, определяется его мощностью, назначением, местом установки и другими требованиями, предъявляемыми к режиму эксплуатации.

Дифференциальная продольная защита основана на принципе сравнения токов в начале и конце защищаемого участка, обмоток силового трансформатора, генератора, двигателя. В нормальном режиме, а так же при внешних коротких замыканиях токи во вторичных обмотках трансформаторов тока будут одинаковы, их разность равна нулю, поэтому ток через обмотку токового и промежуточного реле протекать не будет, а, следовательно, защита не сработает.  Дифференциальная продольная защита действует при междуфазных и межвитковых коротких замыканиях. Эта защита является надёжной, обладает высокой чувствительностью и является быстродействующей, так как по условиям селективности для нее не требуется выдержка времени. Но она не обеспечивает защиты от внешних коротких замыканиях и может давать ложные отключения при обрыве в соединительных проводах вторичной цепи.

Защита ВЛ и КЛ.

В электрических сетях с заземленной нулевой точкой трансформаторов при междуфазных и однофазных коротких замыканиях защита должна действовать на отключение. В электрических сетях с изолированной нейтралью замыкание на землю одной фазы не вызывает нарушения работы потребителей электроэнергии, поэтому защита должна действовать на сигнал.

Для защиты линий с односторонним питанием используется МТЗ, токовая отсечка, токовая поперечная дифференциальная защита параллельных линий, защита от замыканий на землю, максимально-направленная токовая защита.

Токовая поперечная дифференциальная защита применяется для защиты параллельных линий, присоединённых к шинам подстанций через один общий выключатель.

Для защиты высоковольтных электродвигателей используется:

·  защита от междуфазных коротких замыканиях с использованием реле типа РТМ и РТ-40;

·  защита от однофазных коротких замыканий на землю;

·  защита от токов перегрузки- осуществляется реле типа РТ-80 с зависимой от тока выдержкой времени;

·  защита по минимальному напряжению – используется реле напряжения РНВ, встроенного в привод выключателя.

Для СД большой мощности применяются дополнительные виды защит и контроля:

·  дифференциальная защита - от внутренних повреждений в обмотках двигателя;

·  защита о асинхронного режима работы – осуществляется специальным реле РЧ, контролирующим частоту в цепи ротора;

·  защита о обрывов в роторной цепи – реле РОП или РНТ;

·  контроль продолжительности пуска - реле типа РТ-80.

Основной задачей автоматизации является обеспечение бесперебойной работы предприятия.

Применение токовой отсечки (ТО) даёт возможность ускорить отключение повреждений, сопровождается прохождением больших токов КЗ и вызывающих глубокое понижение напряжения на шинах п/ст, а также снизить выдержки времени МТЗ. При сочетании ТО с МТЗ получается токовая защита со ступенчатой характеристикой времени срабатывания.

Токовая поперечная дифф. защита применяется для параллельных линий, присоединённых к шинам п/ст через один выключатель и имеющих равные сопротивления. Схема, реагирующая на появление замыкания на землю, представляет собой реле максимального напряжения с уставкой срабатывания 10 – 15 % номинального.

Эта схема используется, если трансформатор напряжения с первичными обмотками, соединёнными в звезду с нулём. В сетях с изолированной нейтралью при общей длине всех линий сети, существенно превышающей длинны каждой из них, защита или сигнализация могут выполнены токовыми. Ток срабатывания выбран с таким расчётом, что устройство не действует от тока неповреждённой линии при переходном процессе.

Некоторые схемы релейных защит линий приведены на рисунках 8.1 и 8.2.

рис. 8.1 Принципиальные схемы МТЗ от междуфазных (1) и однофазных (2) коротких замыканий.

рис.8.2 Принципиальные схемы защиты параллельных линий присоединённых к шинам п/ст через общий выключатель.