Расчет токов короткого замыкания в сетях напряжением до 1 кВ.

(38)))))))))))

40. Оперативные токи, применяемые в релейной защите. Их достоинства и недостатки. Применяются следующие системы оперативного тока на подстанциях: 1) постоянный оперативный ток - система питания оперативных цепей, при которой в качестве источника питания применяется аккумуляторная батарея;; 2) переменный оперативный ток - система питания оперативных цепей, при которой в качестве основных источников питания используются измери-тельные трансформаторы тока защищаемых присоединений, измерительные трансформаторы напряжения, трансформаторы собственных нужд. В качестве дополнительных источников питания импульсного действия используются предварительно заряженные конденсаторы;

3) выпрямленный оперативный ток - система питания оперативных цепей переменным током, в которой переменный ток преобразуется в постоянный (выпрямленный) с помощью блоков питания и выпрямительных силовых устройств. В качестве дополнительных источников питания импульсного действия могут использоваться предварительно заряженные конденсаторы; 4) смешанная система оперативного тока - система питания оперативных цепей, при которой используются разные системы оперативного тока (постоянный и выпрямленный, переменный и выпрямленный). В системах оперативного тока различают:

- зависимое питание, когда работа системы питания оперативных цепей зависит от режима работы данной электроустановки (подстанции);

- независимое питание, когда работа системы питания оперативных цепей не зависит от режима работы данной электроустановки.

Области применения различных систем оперативного тока

Постоянный оперативный ток применяется на подстанциях 110-220 кВ со сборными шинами этих напряжений, на подстанциях 35-220 кВ без сборных шин на этих напряжениях с масляными выключателями с электромагнитным приводом, для которых возможность включения от выпрямительных устройств не подтверждена заводом изгото-ем.

Переменный оперативный ток применяется на подстанциях 35/6(10) кВ с масляными выключателями 35 кВ, на подстанциях 35-220/6(10) и 110-220/35/6(10) кВ без выключателей на стороне высшего напряжения, когда выключатели 6(10)-35 кВ оснащены пружинными приводами.

Выпрямленный оперативный ток должен применяться: на подстанциях 35/6(10) кВ с масляными выключателями 35 кВ, на подстанциях 35-220/6(10) кВ и 110-220/35/6(10) кВ без выключателей на стороне высшего напряжения, когда выключатели оснащены электромагнитными приводами; на подстанциях 110 кВ с малым числом масляных выключателей на стороне 110 кВ.

Смешанная система постоянного и выпрямленного оперативного тока применяется для уменьшения емкости аккумуляторной батареи за счет применения силовых выпрямительных устройств для питания цепей электромагнитов включения масляных выключателей. Целесообразность применения этой системы должна быть подтверждена технико-экономическими расчетами.(40))))))))))

39. Релейная защита в системе электроснабжения. Требования к релейной защите. В различных электрических сетях возможно возникновение повреждений, нарушающих нормальную работу ЭУ. Предотвратить возникновение аварий можно путем быстрого отключения поврежденного элемента или участка сети. Для этой цели ЭУ снабжают автоматически действующими устройствами – релейной защитой (РЗ), являющейся одним из видов противоаварийной автоматики. РЗ может быть предназначена для сигнализации о нарушениях в сетях. Само название «релейная защита» связано с наличием в ней электрических аппаратов, называемых реле. Реле представляет собой аппарат автоматического действия, включающий и отключающий электрические цепи защиты и управления под действием различного рода импульсов (электрических, тепловых, световых, механических) в зависимости от заданных параметров контролируемой величины, времени и др. При повреждениях в цепи (коротких замыканиях, в результате ошибочных действий персонала, при глубоких понижениях напряжения и т. п.) РЗ выявляет поврежденный участок и отключает его, воздействуя на коммутационные аппараты. При анормальных режимах РЗ действует на сигнал, предупреждающий постоянный обслуживающий персонал подстанции о неисправностях в режиме работы электрооборудования. На подстанциях без постоянного обслуживающего персонала те же защиты действуют на отключение, но обязательно с выдержкой времени.
Основными требованиями к РЗ являются: быстродействие, селективность, чувствительность и надежность.
Быстродействие - чем быстрее произойдут обнаружение и отключение поврежденного участка, тем меньше разрушительное действие аварийного тока на электрооборудование, тем легче сохранить нормальную работу потребителей неповрежденной части ЭУ. Поэтому электрические сети должны оснащаться быстродействующими РЗ.
Быстродействие РЗ снижает ущерб при КЗ электрической сети, так как уменьшаются размеры разрушения поврежденного участка, повышается эффективность работы автоматики.
Селективностью, или избирательностью, называется способность автоматики отключать при КЗ только поврежденный участок или ближайший к нему, оставляя в работе потребителей, подключенных к неповрежденному участку. Селективное действие РЗ аналогично селективному действию предохранителей, чем обеспечивается надежное электроснабжение потребителей. Иногда одновременное требование селективности быстродействия приводит к усложнению РЗ. В этом случае следует в первую очередь обесёпечивать выполнение того требования, которое в данных условиях является определяющим. Чувствительностью РЗ является ее способность реагировать самые малые изменения контролируемого параметра (как правило, тока КЗ и перегрузки) и анормальные режимы работы ЭУ. Она характеризует устойчивое срабатывание Р3 при К3 в защищаемой зоне.
Надежность работы Р3 заключается в ее правильном и безотказном действии во всех предусмотренных по ее назначению случаях. Надежность обеспечивается применением высококачественных реле, простых и совершенных схем Р3, тщательным выполнением монтажных работ, должной культурной эксплуатации защитных устройств.
В устройствах РЗ применяют различные реле, отличающиеся по принципу действия: электрические, механические, тепловые, полупроводниковые.
Электрические реле реагируют на электрические величины: то напряжение, мощность, частоту, сопротивление, угол сдвига между током и напряжением, угол между двумя точками и двумя напряжениями. Механические реле реагируют на неэлектрические величины давление, уровень жидкости и т. п. Тепловые реле реагируют на количество выделенного тепла и изменение температуры. Полупроводниковые реле - современный тип конструкций реле, позволяющий повысить чувствительность и срок службы, улучшить характеристики реле, выполнить их без контактов и движущихся частей, снизить потребляемую мощность.(39))))))))))))))))

41. Максимальная токовая защита (МТЗ). Принцип работы и схема МТЗ на примере линии с однорторонним питанием

Максима́льная то́ковая защи́та (МТЗ)— вид релейной защиты, действие которой связано с увеличением силы тока в защищаемой цепи при возникновении короткого замыкания на участке данной цепи. Данный вид защиты применяется практически повсеместно и является наиболее распространённым в электрических сетях.

Устройства данной защиты контролируют величину силы тока на защищаемом участке. В случае увеличения силы тока выше определённого значения защита срабатывает на отключение этого участка. максимальная токовая защита даёт сигнал на отключение только по истечении определённого промежутка времени, называемого выдержкой времени. Выдержка времени зависит от того, где располагается защищаемый участок.

(41)))))))))))))

42. Максимальная токовая отсечка. Принцип работы и схема защиты на примере линии с односторонним питанием.

Токовой отсечкой называется максимальная токовая защита с ограниченной зоной действия, имеющая в большинстве случаев мгновенное действие. Устройства данной защиты контролируют величину силы тока на защищаемом участке. В случае увеличения силы тока выше определённого значения защита срабатывает на отключение этого участка. Значение величины силы тока, при котором срабатывает защита, называется уставка. Уставку обычно выбирают таким образом, чтобы цепь обесточилась быстрее, чем в ней произойдут серьёзные разрушения. Реализуют токовую отсечку разными способами. Чаще всего для отключения применяют электромагнитные реле тока, в которых под воздействием электромагнитной силы замыкаются контакты, выдавая сигнал на отключение выключателя защищаемого элемента.

(42))))))))))))))))

43. Дифференциальная защита с циркулирующими токами. Дифференциальной защитой с циркулирующими токами называют защиту, работа которой основана на принципе сравнения токов, например, в начале и конце защищаемого элемента. Дифференциальный принцип применяют для продольных, а также для поперечных защит. Продольные дифференциальные защиты применяют для одиночных линий электропередачи, для синхронных генераторов, силовых трансформаторов, а также для электродвигателей, а поперечные дифференциальные защиты—для параллельно работающих линий электропередачи. Для осуществления дифференциальной продольной защиты линии на обоих ее концах устанавливают однотипные трансформаторы тока, вторичные обмотки которых с помощью вспомогательных проводов соединяют между собой последовательно; к вспомогательным проводам параллельно присоединяют токовое реле.
При нормальном режиме работы, токи в первичных обмотках трансформаторов тока равны по величине и совпадают по фазе. Через обмотку реле протекает разность вторичных токов, т. е. Ip = I1 – I2 = 0, защита не действует. Во вспомогательных проводах защиты при этом циркулирует ток, равный по величине вторичному току трансформаторов тока. В случае короткого замыкания в защищаемой зоне и при одностороннем питании через обмотку реле проходит ток I1 от трансформатора тока, установленного со стороны. Если Ip = I1 будет равен или больше Ip, то защитасработает и отключит выключатели. (43)))))

Газовая защита.

Газовая защита — вид релейной защиты, предназначенный для защиты от повреждений электрических аппаратов, располагающихся в заполненном маслом резервуаре. В рассечку трубопровода, соединяющего бак и расширитель, устанавливается газовое реле. Газовое реле имеет два поплавковых элемента, действующих при срабатывании на замыкание механически связанных с ними контактов, и реагирующих на снижение уровня масла в реле, а также струйный элемент (подвешенная на пути масла пластинка с калиброванным отверстием), срабатывающим при интенсивном движении потока масла из бака в расширитель. В нормальном режиме корпус газового реле заполнен маслом, и контакты, связанные с его поплавковыми и струйным элементами, разомкнуты. При внутреннем повреждении в баке защищаемого аппарата - горение электрической дуги, или перегрев внутренних элементов - трансформаторное масло разлагается с выделением горючего газа, содержащего до 70% водорода. Выделяющийся газ подымается к крышке, и так как аппарат устанавливается с наклоном 1-2% в сторону расширителя, движется в расширитель. Проходя через газовое реле, газ вытесняет из него масло. При незначительном выделении газа, или снижении уровня масла в расширителе до уровня верхнего поплавкового элемента газового реле, он срабатывает, и замыкаются контакты, действующие на сигнал (1-я ступень газовой защиты). При значительном выделении газа срабатывает нижний поплавковый элемент газового реле и замыкаются контакты, действующие на отключение (2-я ступень газовой защиты). При интенсивном движении потока масла из бака в расширитель срабатывает струйный элемент газового реле, действующий на отключение, аналогично нижнему поплавковому элементу.(44)))))