Электроэнергетические системы характеризуются непрерывностью производства и потребления электроэнергии во времени, быстротечностью протекания электромагнитных возмущающих воздействий, возникающих при повреждениях электрооборудования. В таких условиях надлежащее качество и надежность электроснабжения могут быть обеспечены только при применении устройств релейной защиты (РЗ) и противоаварийной автоматики (РЗА).
Устройства РЗА предназначены для быстрой автоматической локализации поврежденного электрооборудования или линии системы электроснабжения, автоматического восстановления напряжения на неповрежденных участках и предотвращения ненормальных режимов.
Этапы развития релейной защиты. Применение устройств РЗА началось в конце XIX века одновременно с появлением первых линий электропередач. На первом этапе элементная база устройств РЗА строилась на электромеханических реле, затем – на электронных реле и в последние годы – на микропроцессорных реле. Реле впервые было разработано и построено русским ученым П. Л. Шиллингом в 1830–1832 гг. Это реле составляло основную часть вызывного устройства в разработанном им телеграфе.
Основные этапы развития техники РЗА следующие:
• Для защиты электрооборудования от КЗ до конца 19 века применялись плавкие предохранители.
• В 1901 г. появляются индукционные реле тока.
• В 1908 г. разрабатывается дифференциальный токовый принцип.
• В 1910 г. появляются токовые направленные защиты.
• В начале 20-х гг. разработаны первые дистанционные защиты.
• В 1923–1928 гг. предпринимаются первые шаги по использованию для защиты электронных устройств.
• В 1932 г. была разработана дистанционная защита на электронных лампах.
• В 70-е годы началось широкое применение для РЗА электронных устройств, выполненных на дискретных полупроводниковых приборах.
• В 80-е годы началось применение микроэлектронных устройств РЗА на интегральных микросхемах.
• В начале 90-х гг. и по настоящее время – внедряется новое поколение устройств РЗА, построенное на микропроцессорной элементной базе.
В Республике Беларусь в значительной степени используются РЗА на электромеханической элементной базе, однако, вновь строящиеся и реконструируемые объекты электроснабжения оборудуются современными микропроцессорными устройствами РЗА (цифровыми реле (ЦР). Переход на цифровые принципы обработки информации в микропроцессорных реле существенно улучшил их эксплуатационные качества, такие как:
- многофункциональность и универсальность, т. е. возможность без аппаратной избыточности в одно реле заложить множество видов защит с различными характеристиками срабатывания;
- выполнение функций автоматики, измерения, управления и сигнализации, иметь интерфейсы с ПЭВМ и выходы для подключения связи с АСУ ТП.
– непрерывная самодиагностика, надежность, быстродействие;
– малое потребление от измерительных трансформаторов тока и напряжения;
– возможность запоминания параметров аварийных процессов.
Следует отметить, что принципы построения РЗА не изменились при применении цифровых реле. Однако расчет параметров срабатывания РЗА претерпели некоторые изменения, на что обращено внимание в учебном пособии.
Таким образом, в настоящее время в электроэнергетических системах одновременно эксплуатируются устройства РЗА, построенные на различной элементной базе: электромеханические реле, блоки реле, шкафы и панели на интегральных микросхемах малой и средней степени интеграции (логические элементы и операционные усилители), а также защиты на микропроцессорной технике.
В учебном пособии показаны принципы расчета токов КЗ в системах электроснабжения для РЗА с учетом токоограничивающего действия электрической дуги в месте повреждения, с учетом схемы соединения обмоток силовых трансформаторов и в случае резистивного заземления нейтрали. Приведена информация об автоматических выключателях и предохранителях новых типов. Дана информация по выбору защитной аппаратуры, уставок релейной защиты электродвигателей, трансформаторов, генераторов, описаны современные релейные защиты и области их применения. Приведены примеры решения практических задач по выбору уставок РЗА элементов систем электроснабжения.
1.1. Назначение релейной защиты
Основным назначением РЗ является выявление места возникновения КЗ и быстрое автоматическое отключение выключателей поврежденного оборудования или участка сети от остальной неповрежденной части электрической установки или сети.
Кроме повреждений электрического оборудования могут возникать нарушения нормальных режимов работы оборудования, такие как: перегрузка оборудования, замыкание на землю одной фазы в сети с изолированной нейтралью, выделение газа в результате разложения масла в трансформаторе или понижение уровня масла в его расширителе и т. д. При нарушениях нормальных режимов работы электрического оборудования нет необходимости немедленного его отключения, т. к. эти нарушения не представляют непосредственной опасности для оборудования и могут самоустраниться.
Таким образом, вторым назначением РЗА является выявление нарушений нормальных режимов работы оборудования, которые могут привести к аварии, а также подача предупредительных сигналов обслуживающему персоналу или отключение оборудования с выдержкой времени.
Согласно требованиям [1] силовое оборудование электростанций
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.