Oncool.ru

Строй журнал
9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Защита минимального напряжения выключателя

Методические указания и задания для самостоятельной работы Чебоксары

Проверка работы отдельных устройств блока L2210
Защита минимального напряжения (ЗМН)

Защита минимального напряжения (ЗМН) содержит две ступени: ЗМН1 и ЗМН2. Работа защит определяется следующими логическими выражениями:

ЗМН1 = U2  TS2  Х19:7  tзмн1.

ЗМН2 = (X1 SG1/1 X2)  (X1  SG1/1  X2)  (X1  SG1/1  X2)  tзмн2,

где X1 = U2  SS1  Х19:7;

X2 = U2  TS2  Х19:7.

Задание. Проверить работу ЗМН1 и ЗМН2, установив соответствующие входные сигналы. Срабатывание ЗМН1 вызывает срабатывание реле К1.2 и К1.7, а также зажигание VD2 (ЗМН1). Срабатывание ЗМН2 вызывает срабатывание реле К1.3 и К1.7, а также зажигание VD3 (ЗМН2).

После срабатывания реле К1.2 от ЗМН1 его работа описывается логическим выражением:

К1.2 = (ЗМН1SG1/2U>0,8)  (ЗМН1SG1/2U>0,8)  (ЗМН1SG1/2U>0,8) 

(ЗМН1SG1/2U>0,8)  (ЗМН1SG1/2U>0,8),

где U>0,8 = (SS3  SG2/5)  (SS1  SG2/6) – сигнал (3) по схеме.

Возврат реле К1.2 после срабатывания от ЗМН1 происходит, когда сигнал ЗМН1=0 (т.е. произошел возврат ЗМН1) и когда SG1/2 и U>0,8 имеют любую комбинацию значений, кроме SG1/2=1 и U>0,8=1. В последнем случае реле встает на “самоподхват” и возвращается только тогда, когда U>0,8=0, т.е. произойдет восста­новление напряжения секции до уровня U  0,8Uном. Возврат реле К1.2 в симуляторе не моделируется .

После завершения работы кнопкой “Сброс” привести схему в исходное состояние.

Пуск АВР вводного выключателя

Схема АВР действует на реле К2.2 (сигнал 20). Работа АВР определяется следующими логическими выражениями:

K2.2 = (X3  X4)  (U2  АЧР)  U0,8  АВР  Х19:7)  t3,

где U0,8 – сигнал (24) входа Х19:6 (напряжение другой секции U>0,8);

X3 = SS3  TS1  SG2/8;

X4 = (SS1  SG1/6  TS3)  (SS1  SG1/6  TS3)  (SS1  SG1/6  TS3);

t3 – выдержка времени АВР (установлено значение t3 = 5с).

Для удобства работы на схеме сигналы Х3 и Х4 обозначены светодиодами, которые зажигаются при единичных сигналах Х3 и Х4.

Задание. Проверить работу схемы АВР в следующей последовательности:

1. Срабатывание при Х3=Х4=1. Установить значения:

Х3=1 (при SS3 = TS1 = SG2/8 = 1);

Х4=1 (при SS1 = TS3 = SG1/6 = 1);

U2=АЧР=0 (входы X19:5 и X19:9 разомкнуты);

АВР =1 (вход X19:12 замкнут);

Подать сигнал U0,8=1 (замкнуть ключ на входе X19:6). Через время t3 = 5с сработает реле К2.2 (импульс на срабатывание реле имеет длительность 0,5с).

2. Срабатывание при Х4=1. Установить значение Х3=0 (снять сигнал SS3), разомкнуть и снова замкнуть ключ X19:6. Реле срабатывает как в п. а).

3. Срабатывание при Х3=1. Установить значение Х3=1 (SS3=1) и Х4=0 (ТS3), разомкнуть и снова замкнуть ключ X19:6. Реле срабатывает как в п. а).

После завершения работы кнопкой “Сброс” привести схему в исходное состояние.

Комбинированный пуск защит по напряжению

Схема комбинированного пуска защит по напряжению действует на реле К1.5, К2.7 и К2.8 (сигнал 8). Работа схемы определяется следующим логическим выражением:

К1.5, К2.7, К2.8 = (SS1  SG1/3)  U2  (SS3  SG1/4).

В нормальном состоянии (сигналы SS1 = U2 = SS3 = 0) реле подтянуты, при пуске защит они отпадают, если один из сигналов SS1 (при включенном ключе SG1/3), U2 или SS3 (при включенном ключе SG1/4) равен 1.

Задание. Проверить работу схемы в следующей последовательности:

1. Установить SG1/3=SG1/4=1 и SS1=U2=SS3=0. Реле К1.5, К2.7 и К2.8 должны быть подтянуты.

2. Поочередно подать сигналы SS1=1, U2=1, SS3=1. После подачи каждого из сигналов реле отпадают, а после восстановления – снова срабатывают.

После завершения работы кнопкой “Сброс” привести схему в исходное состояние.

Блокирование резервных защит

Схема блокирования резервных защит действует на реле К1.6 и К2.6 (сигнал 22). Работа схемы определяется следующим логическим выражением:

К1.6, К2.6 = (SS1  SG1/5)  TS2  U2.

В нормальном состоянии эти реле подтянуты и отпадают при возникновении аварийных ситуаций.

Задание. Проверить работу схемы в следующей последовательности:

Установить SS1=TS2=U2=0 и SG1/5=1. Реле К1.6 и К2.6 должны быть подтянуты.

Поочередно подать и потом сразу снять сигналы SS1=1, TS2=1, U2=1. Реле К1.6 и К2.6 должны отпадать при установке каждого из сигналов.

Установить SG1/5= 0. При подаче сигналы SS1=1 реле отпадать не должны, а при подаче TS2=1 или U2=1 должны отпадать.

Контроль напряжения секции

Контроль напряжения секции действует на реле К2.3 (сигнал 11). Работа схемы определяется следующим логическим выражением:

K2.3 = U>0,8  Х5,

где U>0,8 = (SS3  SG2/5)  (SS1  SG2/6);

Х5 = SS3  TS1  SG2/7.

Реле К2.3 нормально подтянуто и отпадает при U>0,8 = 1 и Х5 = 0.

Задание. Проверить работу схемы, установив сигналы:

SS1=SS3=TS1=0 (отсутствие повреждений). Ключи установить в положение SG2/6=SG2/7=1. Реле К2.3 должно быть подтянуто.

Установить SS1=1. Реле К2.3 должно вернуться в несработанное состояние.

Защита от замыкания на землю (Орган 3Uo)

Защита от замыкания на землю действует на реле К1.4, К1.7, К2.4, К2.5 и светодиод VD4 “Земля в сети 6 кВ”. Схема защиты имеет два выхода, обозначенные как сигнал 16 и сигнал 17. Работа защиты определяется следующими логическими выражениями:

К1.7, К2.4, K2.5, VD4 = SS2  Х19:7  U2  (SS3  SG1/7); (сигнал 16)

K1.4, К1.7, VD4 = TS1  Х19:7  U2  (SS3  SG1/7). (сигнал 17)

Примечание . Если ключ Х19:7 замкнут, то его значение равно 0.

Задание. Проверить работу защиты от замыкания на землю.

Проверка сигнала 16 . Установить входные сигналы SS3=0 и U2=0. Установить положение ключа SG1/7=1, ключ Х19:7 должен быть замкнут. Подать сигнал SS2=1 и наблюдать за срабатывание реле К1.7, К2.4 и K2.5, а также зажиганием VD4.

Проверка сигнала 17 . Установить входные сигналы SS3=0 и U2=0. Установить положение ключа SG1/7=1, ключ Х19:7 должен быть замкнут. Подать сигнал TS1=1 и наблюдать за срабатывание реле К1.4 и К1.7, а также зажиганием VD4.

Реле К1.7 (вызов)

Работа реле К1.7 и светодиодов сигнализации VD1…VD6 определяется следующими логическими выражениями:

К1.7 (вызов) = VD1  VD2  VD3  VD4  VD5  VD6.

VD1 (неисправность ТН) = ((X19:8  X25)  X19:7)  (Dt=10c),

где X25 = U2  TS2  SS1  SS3  TS3;

VD4 = Х16  Х17 (земля в сети 6 кВ);

VD5 = Х19:13  (Dt=10c) (неисправность автоматов ШУ);

VD6 = Х19:2 (дуговая защита);

Задание. Проверить работу реле и светодиодов сигнализации VD1 и VD5.

Работа светодиодов VD2 (ЗМН1), VD3 (ЗМН2), VD6 (дуговая защита) и VD4 (земля в сети 6 кВ) была проверена ранее при проверке соответствующих защит и здесь может не проверяться. Там же проверялась работа реле К1.7.

Реле К1.1 (неисправность)

В нормальном положении реле К1.1 находится в сработанном состоянии и отпадает при имитации неисправности в одном из блоков путем замыкания ключей IRF1 (блоки защит) или (и) IRF2 (блок управления). Работа реле определяется следующим логическим выражением:

К1.1 = IRF1  IRF2.

Задание. Проверить работу реле, последовательно устанавливая единичные сигналы имитации повреждений блоков IRF1 и IRF2.

Реле К2.1 (контроль встречного напряжения)

Работа реле определяется следующим логическим выражением:

К2.1 = (SS1  SG2/1)  (TS3  SG2/2)

Задание. Проверить работу реле, последовательно устанавливая единичные входные сигналы SS1 и TS3 и меняя состояние ключей SG2/1 и SG2/2.

3.3. Изучение совместной работы блоков защит и логики SPAC 804

Из меню загрузить заводские настройки блоков защит и логики. Эти настройки (по напряжению и времени срабатывания) должны соответствовать значениям, показанным на рис 3-1. Напомним, что выдержки времени ЗМН1 и ЗМН2 выставляются в блоке L2210 (t1 и t2).

Кнопкой вывести на экран функциональную схему SPAC 804 с панелью имитации режимов работы.

При заводских положениях ключей в сработанном состоянии должны находиться следующие реле: К1.5, К2.7, К2.8, К1.6, К1.1, К2.6 и К2.3.

Рис.3-1. Характеристики срабатывания ступеней

блоков SPCU 3C15 (U1 и U2)

Междуфазные повреждения

В этом режиме принят вид повреждения между фазами А-В.

1. Установить режим имитации  U Выполнить сброс ключей SG 1, SG 2, SG 3 ” ответить ”No”.

2. Установить значение напряжения U

Действие выходных сигналов блоков защит на реле и

Максимальная токовая защита

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.

Содержание

  • 1 Принцип действия
  • 2 Разновидности максимально-токовых защит
    • 2.1 МТЗ с независимой от тока выдержкой времени
    • 2.2 МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени
    • 2.3 МТЗ с ограниченно-зависимой от тока выдержкой времени
    • 2.4 МТЗ с пуском (блокировкой) от реле минимального напряжения
  • 3 Задание уставок
  • 4 Реализация
  • 5 Литература

Принцип действия [ править | править код ]

Принцип действия МТЗ аналогичен принципу действия токовой отсечки. В случае повышения силы тока в защищаемой сети защита начинает свою работу. Однако, если токовая отсечка действует мгновенно, то 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. Наименьшая выдержка времени устанавливается на наиболее удалённом от источника участке. МТЗ соседнего (более близкого к источнику энергии) участка действует с большей выдержкой времени, отличающейся на величину, называемую ступенью селективности. Ступень селективности определяется временем действия защиты. В случае короткого замыкания на участке срабатывает его защита. Если по каким-то причинам защита не сработала, то через определённое время (равное ступени селективности) после начала короткого замыкания сработает МТЗ более близкого к источнику участка и отключит как повреждённый,так и свой участок. По этой причине важно, чтобы ступень селективности была больше времени срабатывания защиты, иначе защита смежного участка отключит как повреждённый, так и рабочий участок до того, как собственная защита повреждённого участка успеет сработать. Однако важно так же сделать ступень селективности достаточно небольшой, чтобы защита успела сработать до того, как ток короткого замыкания нанесёт серьёзный ущерб электрической сети.

Уставку (или величину тока, при которой срабатывает защита) выбирают, исходя из наименьшего значения тока короткого замыкания в защищаемой сети (при разных повреждениях токи короткого замыкания отличаются). Однако при выборе уставки следует так же учитывать характер работы защищаемой сети. Например, при самозапуске электродвигателей после перерыва питания, значение силы тока в сети может быть выше номинального, и защита не должна его отключать.

Разновидности максимально-токовых защит [ править | править код ]

Максимально-токовые защиты по виду время-токовой характеристики подразделяются:

  • МТЗ с независимой от тока выдержкой временем
  • МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени
  • МТЗ с ограниченно-зависимой от тока выдержкой времени

Применяются также комбинированный вид защиты МТЗ — максимально-токовая защита с пуском (блокировкой) от реле минимального напряжения.

МТЗ с независимой от тока выдержкой времени [ править | править код ]

МТЗ с независимой от тока выдержкой времени имеет во всём рабочем диапазоне величину выдержки времени, независимую от тока (время-токовая характеристика в виде прямой, отстоящей от оси абсцисс на величину времени выдержки tсраб; при токе, равном и меньшем тока срабатывания время-токовая характеристика скачкообразно становится равной нулю).

МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени [ править | править код ]

МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени имеет нелинейную обратную зависимость выдержки времени от тока (обычно время-токовая характеристика близка к гиперболе, как к кривой постоянной мощности). Применение МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени позволяет учитывать перегрузочную способность оборудования и осуществлять т. н. «защиту от перегрузки».

МТЗ с ограниченно-зависимой от тока выдержкой времени [ править | править код ]

Характеристика МТЗ с ограниченно-зависимой от тока выдержкой времени состоит из двух частей, в первой части зависимость времени от тока гиперболическая, вторая часть — независимая (или почти независимая) время-токовая характеристика — состоит из плавно сопряжённых гиперболы и прямой. Переход из независимой в зависимую часть характеристики может происходить при малых кратностях от тока срабатывания (150 %) — т. н. «крутая» характеристика, и при больших кратностях (300–400 %) — т. н. «пологая» характеристика (обычно МТЗ с «пологой» характеристикой применяются для защиты двигателей большой мощности для лучшей отстройки от пусковых токов).

МТЗ с пуском (блокировкой) от реле минимального напряжения [ править | править код ]

Для улучшения чувствительности МТЗ и отстройки её от токов нагрузки применяется ещё одна разновидность МТЗ — максимальная токовая защита с пуском (блокировкой) от реле минимального напряжения (комбинация МТЗ и защиты минимального напряжения). Такая защита будет действовать только при повышении тока, большем или равном току уставки, сопровождающееся уменьшением напряжения в сети ниже напряжения уставки. При пуске двигателей ток в сети резко возрастает, что может привести к ложному срабатыванию защит. Для этого устанавливается реле минимального напряжения, которое не дает защитам отработать, т. к. напряжение в сети остается прежним, то и защиты соответственно не реагируют на резкое увеличение тока.

Задание уставок [ править | править код ]

При задании уставок МТЗ задаются параметры тока срабатывания, выдержки времени и напряжения срабатывания (для МТЗ с блокировкой по напряжению). Для МТЗ с независимой выдержкой времени срабатывания от тока эти параметры очевидны. Для защит с зависимой и ограниченно-зависимой время-токовой характеристикой эти параметры требуют дополнительных пояснений. Для таких типов МТЗ вводится понятие тока срабатывания, как тока при котором реле находится на границе срабатывания, а время задаётся для независимой части характеристики (для ограниченно-зависимой время-токовой характеристики); иногда время задаётся при токе, равном шестикратному току номинального (например в автоматических выключателях с полупроводниковым расцепителем серий А-37, «Электрон»).

Реализация [ править | править код ]

Традиционно МТЗ реализуются на базе электромеханических токовых реле и реле времени; иногда функция пускового органа и органа выдержки времени может быть совмещена (например в индукционных токовых реле серии РТ-80). В 1970-х годах появились реализации МТЗ на базе полупроводниковых элементов (например в некоторых моделях отечественных автоматических выключателей серий А37, ВА, «Электрон»). В настоящее время имеется тенденция реализации МТЗ на базе микропроцессоров, которые обычно помимо МТЗ выполняют также несколько функций релейной защиты и автоматики: АЧР, АПВ, АВР, дифзащиты и др.

Релейная защита и автоматика сетей 6-35 кВ

В электрических сетях принято использовать различные способы заземления нейтрали:

• глухое – способ заземления при котором нейтраль обмотки трансформатора (автотрансформатора) металлически присоединяется к заземляющему устройству;
• эффективное – нейтрали части элементов сети разземлены (отключены от ЗУ) посредством заземляющего ножа, при этом параллельно ЗН устанавливается разрядник;
• изолированное – нейтрали силового оборудования не имеют соединения с заземляющим устройством;
• заземление нейтрали через дугогасящий реактор – компенсация тока однофазного замыкания на землю;
• заземление нейтрали через сопротивление – резистивное заземление.

Для релейной защиты и автоматики сетей 6-35 кВ наиболее распространены последние три метода заземления: изолированное, подключение к ЗУ через дугогасящий реактор и резистивное. Для сетей 110 кВ и выше — глухое и эффективное заземление нейтрали.

Режим, когда нейтраль силового оборудования 6-35 кВ не имеет физического соединения с заземляющим устройством – изолирована, чаще всего применим в сетях 6-35 кВ, при этом, как правило, обмотки силового оборудования соединены в треугольник — нейтральная точка отсутствует физически. Особенностью данного типа заземления является возможность работы при однофазных замыканиях на землю, поскольку токи однофазного КЗ невелики и не вызывают повреждения оборудования. Но продолжительный режим работы при ОЗЗ имеет негативные последствия:

• Появление дуговых перемежающихся замыканий на землю, сопровождающихся повышением напряжения.
• Как следствие пробой изоляции в другой точке сети, в результате которого ОЗЗ переходит в двойное или многоместное ЗНЗ, характеризующееся высокими токами КЗ и сопровождающееся множественными отключениями.
• Опасность попадания людей и животных в зону растекания токов КЗ вблизи места ЗНЗ.

Еще одним негативным фактором является необходимость применения фазной изоляции способной выдерживать линейные напряжения без повреждения.

Согласно ПУЭ применение режима изолированной нейтрали ограничено в зависимости от тока ЗНЗ. Компенсация путем применения дугогасящих реакторов предусматривается при емкостных токах:

• более 30 А на напряжении 3-6 кВ;
• более 20 А на напряжении 10 кВ;
• более 15 А на напряжении 15-20 кВ;
• более 10 А в сетях напряжением 3-20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры на воздушных линиях электропередачи, и во всех сетях напряжением 35 кВ;
• более 5 А в схемах генераторного напряжения 6-20 кВ блоков «генератор–трансформатор».

Работа в режиме компенсированной нейтрали основана на снижении емкостного тока замыкания на землю до минимальных значений за счет подстройки величины индуктивности катушки, что уменьшает вероятность вторичных пробоев изоляции. К недостаткам относятся необходимость установки дополнительного силового оборудования – ячейки, трансформатора и ДГР, и использования специализированной автоматики подстройки реактора; сложность развития сети из-за ограниченных возможностей реактора; наличие токов высших гармоник и активной составляющей тока ОЗЗ, которые ДГР не компенсируются.

Резистивное заземление нейтрали может быть выполнено аналогично компенсации — путем установки в РУ 6-35 кВ ячейки, к которой присоединен специальный трансформатор со схемой соединения «звезда-треугольник» с включением в нейтраль «звезды» заземляющего резистора. Для сети 20 кВ, помимо указанного, встречаются примеры использования понижающего трансформатора 220(110)/20 кВ, обмотка НН которого соединена по схеме «звезда» с включением резистора в нейтраль.

Для выполнения указанных схем могут применяться высокоомные либо низкоомные резисторы.

Сопротивление высокоомного резистора выбирается равным емкостному сопротивлению сети. При этом ток в месте замыкания не превышает 10 А, что позволяет не отключать первое ЗНЗ, как и в сети с компенсированной нейтралью. На применение данного способа накладывается ограничение по применению в сетях с большими емкостными токами, для которых, как правило, применяется низкоомное заземление.

Сопротивление низкоомного резистора выбирается минимально возможным. При этом существует вероятность повышения токов ОЗЗ до значительных величин, вызывающих повреждение оборудования и самого резистора, что делает невозможным работу сети в режиме ОЗЗ – требуется отключение уже первого замыкания.

В любом случае использование резистивного заземления нейтрали позволяет избежать дуговых перенапряжений высокой кратности и как следствие многоместных повреждений в сети, феррорезонансных процессов и повреждений измерительных ТН. Кроме того, токи однофазного замыкания на землю увеличиваются, что позволяет токовой защите нулевой последовательности (ТЗНП) обнаружить поврежденное присоединение и при необходимости произвести его отключение. Например, согласно СТО ОАО «ФСК ЕЭС» 56947007-29.240.30.010-2008 для обеспечения селективности работы релейной защиты сопротивление заземляющего резистора выбирается таким, чтоб значение тока при однофазном замыкании в сети 20 кВ было не ниже 1000 А.

К недостаткам данного способа заземления нейтрали относятся дороговизна реализации и ограничения на развитие сети аналогичные методу с компенсацией емкостных токов.

Решение по комбинированному применению дугогасящих реакторов и резисторов, подключенных параллельно к нейтрали трансформатора присоединенного к шинам РУ 6-35 кВ, сочетает в себе преимущества вышеприведенных методов, но является наиболее дорогостоящим, потому на практике встречается редко.

Основными и наиболее распространенными КЗ сети 6-35 кВ являются однофазные замыкания на землю, способы их устранения зависятв первую очередь от режима заземления нейтрали.

Как говорилось ранее, при изолированной или компенсированной схеме быстродействующее отключение ОЗЗ не требуется, токовые защиты нечувствительны или неселективны, защиты по повышению напряжения нулевой последовательности также могут только сигнализировать о наличии ЗНЗ. Зачастую, для определения поврежденного фидера используются специализированные централизованные устройства, например, УСЗ-3М, сравнивающее измерения токов высших гармоник от ТТ НП всех отходящих линий поочередно и позволяющее выявить устойчивое замыкание.

При резистивно-заземленной нейтрали токовые защиты нулевой последовательности позволяют определить поврежденный фидер, необходимость отключения выключателя определяется уровнем токов ОЗЗ.

Из-за пробоя изоляции однофазные замыкания на землю могут переходить в двойные или множественные, характеризующиеся повышением токов замыкания за счет появления контура их протекания. Аналогичным повышением токов сопровождается появление ОЗЗ в другой точке сети не вызванное более ранним повреждением. Кроме того, в сетях 6-35 кВ не исключены двух- и трехфазные замыкания, сопровождающиеся еще более существенным повышением токов.

В качестве защиты от вышеперечисленных видов замыкания используется максимальная токовая защита. Современные технологии позволяют выполнить МТЗ с временем срабатывания зависимым от протекающего тока, указанная зависимость задается определенными характеристиками и позволяет увеличить быстродействие защиты.

Для повышения чувствительности токовых защит дополнительно могут применяться критерии пуска по снижению напряжения основной гармоники или по повышению напряжения обратной последовательности.
Состав защит конкретного присоединения зависит не только от режима сети, но и от его типа.

В большинстве случаев в качестве основной защиты отходящей линии используется токовая отсечка без выдержки времени – ступень МТЗ, охватывающая около 80% защищаемого участка сети.

Токовая отсечка с выдержкой времени может быть применена в качестве защиты ближнего резервирования, ее уставка по току выбирается из условия охвата шин нижестоящей подстанции, уставка по времени отстраивается от ТО смежной линии. В сетях 6-35 кВ применяется довольно редко из-за сложности обеспечения селективности в разветвленной сети и коротких участков ЛЭП.

Еще одна ступень МТЗ используется в качестве защиты дальнего резервирования, ее задача — обеспечить чувствительность на конце защищаемого участка, при этом уставка по току отстраивается от нагрузочного режима и тока самозапуска двигателей, выдержка срабатывания выбирается по ступенчатому принципу отстройкой от МТЗ нижестоящих участков сети и в разветвленных сетях может достигать значения более 1-2 сек.

Функция автоматического ускорения используется для увеличения быстродействия РЗ при включении выключателя на неустраненное повреждение. В качестве ускоряемой ступени используется чувствительная МТЗ, для которой на время включения вводится уменьшенная выдержка по времени.

На практике также распространено применение одной из чувствительных ступеней МТЗ в качестве защиты от перегрузки, действующей на сигнал.

Набор функций терминала защит трансформаторов собственных нужд, ДГР и резистора выполняется аналогичным комплекту РЗ отходящей линии и может быть дополнен защитами с зависимыми времятоковыми характеристиками, приемом сигналов от датчиков температуры и специализированных устройств контроля, поставляемых комплектно с трансформатором.

В качестве комплекта защит основного и резервного ввода питания секции шин (вводного и секционного выключателей) также используются чувствительная МТЗ с выдержкой времени и защита от перегрузки.

Кроме того, на базе максимальных токовых защит отходящих присоединений и вводов питания выполняется логическая защита шин, относящаяся к основным защитам с абсолютной селективностью. Принцип действия ее основан на приеме сигналов пуска МТЗ отходящих фидеров устройствами защит ВВ и СВ. При наличии пусков от линий чувствительные ступени МТЗ вводов питания срабатывают с выдержкой времени — работают в режиме дальнего резервирования. Отсутствие сигналов МТЗ фидеров свидетельствует о КЗ выше зоны их чувствительности — на выключателях и шинах, что позволяет МТЗ ВВ и СВ произвести отключение секции шин без выдержки времени.

Дуговые защиты используются в качестве дополнительных основных защит. В зависимости от проекта и потребностей заказчика, ДЗ могут выполняться:

• неселективными – отключение секции шин полностью при обнаружении дугового замыкания в любом из отсеков КРУ;
• избирательными — отключение выключателя фидера при обнаружении ДЗ в кабельном отсеке, отключение секции целиком при обнаружении дуги в отсеках шин любой из ячеек и выключателей отходящих линий, отключение питания по высокой стороне трансформатора при обнаружении ДЗ в отсеке выключателя или кабельного ввода ВВ.

До недавнего времени в качестве критерия обнаружения дугового замыкания использовались клапаны, устанавливаемые в каждом отсеке ячейки и реагирующие на изменение давления в замкнутом объеме, такое решение было малоэффективным из-за сложности настройки клапанов, реагирования их на перепады давления, не вызванные ДЗ (например, хлопок двери), и малой ремонтопригодности механической части клапанов. Большинство современных устройств дуговой защиты реагируют на вспышки света, сопровождающие замыкания, что делает их более чувствительными и позволяет устанавливать не только в ячейках с замкнутыми объемами, но и в камеры КСО и на открытые шинопроводы.

Устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ) предназначено для ближнего резервирования в случае неотключения повреждения на защищаемом участке. Пуск УРОВ осуществляют все ступени защит, действующие на отключение, при этом алгоритм функции производится анализ состояния выключателя по контактам его положения и наличию тока в защищаемом присоединении. Время действия данной функции выбирается примерно равным собственному времени отключения выключателя, при этом первое воздействие зачастую осуществляется на «свой» выключатель. По истечении выдержки времени УРОВ отходящих линий воздействуют в шинку отключения вводного и секционного выключателей своей секции, при несрабатывании СВ производится действие на ВВ прилегающих секций, УРОВ вводного выключателя воздействует на отключение высокой стороны питающего трансформатора.

Автоматика управления выключателем (АУВ), как видно из названия, выполняет функцию управления выключателем. В современных микропроцессорных устройствах АУВ является не только промежуточным механизмом между кнопками включения/отключения или органами релейной защиты и автоматики, но и анализирует источник появления команды, тем самым позволяет ограничить одновременное поступление команд из разных источников – разделить местное и дистанционное управление или исключить подачу оперативной команды в цикле работы РЗ, а также, при использовании АРМ или ИЧМ, проконтролировать уровень доступа пользователя и исключить случайное воздействие на выключатель. Кроме того, алгоритмы АУВ позволяют контролировать состояние самого выключателя, не только в текущем моменте, например, готовность привода, но и путем подсчета циклов включения-отключения, количества аварийных отключений, неуспешных АПВ и пр., прогнозировать необходимость выполнения обслуживания выключателя.

Еще одним видом применяемой для релейной защиты и автоматики сетей 6-35 кВ является автоматическое повторное включение (АПВ). При неустойчивых (самоустранившихся) КЗ на воздушных ЛЭП автоматическое повторное включение сокращает время перерывов энергоснабжения потребителя тем самым повышая надежность энергоснабжения. Запуск функции производится по несоответствию отсутствия команды на отключение и отключенного положения выключателя – неоперативному отключению. АПВ выполняется одно- или двухкратным, то есть при неудачном включении многократное действие блокируется до ручного восстановления схемы дежурным персоналом.

Для сокращения перерывов электропитания потребителя также применяются схемы автоматического включения резерва (АВР). В общем случае для шин 6-35 кВ данный алгоритм выполняется следующим образом:

1. Пропадание напряжения на секции шин фиксируется защитой минимального напряжения.
2. Алгоритм АВР анализирует отсутствие срабатывания защит вводного выключателя и его включенное положение, из чего следует, что произошло отключение питания по высокой стороне трансформатора или на вышестоящем РУ.
3. АВР производит отключение вводного выключателя, чтобы избежать подачи напряжения на поврежденный участок сети, и подает команду на включение секционного выключателя для питания своей секции шин от ввода смежной секции.

Алгоритм АВР как правило дополняется контролем наличия напряжения на смежной секции от функции контроля напряжения терминалов в ячейке ТН или СВ.

При наличии отдельных измерительных трансформаторов напряжения на вводе на секцию АВР может быть дополнен функцией восстановления нормального режима. Терминал защит ВВ подключается в указанному ТН и при появлении на нем напряжения нормального режима после АВР производит отключение секционного выключателя и включение основного ввода питания. ВНР позволяет в автоматизированном режиме восстановить нормальную схему работы, снизить перегрузку силового оборудования и также повысить надежность снабжения конечного потребителя.

Указанный состав защит не является полным, существует множество других типов РЗиА, применяемых как отдельные функции и в комплексе с вышеперечисленными, их выбор определяется типом присоединенной нагрузки, разветвленностью и режимами работы сети, а также требованиями по надежности энергоснабжения. Анализ каждого конкретного случая подразумевается на этапе выполнения проектной документации и расчета уставок, на основании которых и производится подбор применяемых функций и требований к устройствам, их осуществляющих.

Защита от перенапряжений в быту — все типы, все достоинства/недостатки

Как защитить свое имущество (и себя) от перенапряжений в электросети? Какие виды перенапряжений бывают?

Повышенное напряжение
Это постоянное или кратковременные превышение напряжения свыше допустимого допустимого, которым является 230/400 вольт +/-10% (ГОСТ).
Оно представляет опасность для бытовой техники. Может пострадать как блок питания, так и вся внутренняя электроника, на случай если встроенные в блок защиты не справятся.
Самые частые причины появления — неравномерная нагрузка на фазы (перекос) и обрыв нулевого проводника.

Пониженное напряжение
Это постоянное или кратковременное понижение напряжения ниже допустимого, которым является 230/400 вольт +/-10% (ГОСТ).
Хоть и не является перенапряжением, но упомянуть о нем стоит. Для современной бытовой техники с импульсными блоками питания оно не представляет опасности. Более того, в большинстве случаев блоки питания сейчас устанавливаются универсальные «глобальные», т. е. поддерживают весь диапазон мировых напряжений 100-240 вольт.
У приборов не содержащих импульсные блоки, возникают проблемы в связи с потерей мощности. ТЭНы (отопление, электрочайник, варочные панели и т.д.) просто теряют выдаваемую мощность, а к примеру компрессоры могут перестать стартовать из-за нехватки пусковой мощности.
Про последнее скажу больше. Ранее, на старых моделях холодильников, длительное пониженное напряжение часто приводило к пожару. Реле на включение компрессора срабатывало, а у мотора не хватало сил провернуть его на старте. В итоге он стоял в одном положении и под напряжением, что приводило к разогреву и возгоранию его самого или чего-либо вокруг. Именно так сгорели многие дачи.
Тоже самое касается высокомощной техники с электродвигателями. Например воздушный компрессор в гараже (без электронного управления) может точно так же как и старый холодильник «не завестись» и стоять под напряжением пока не полыхнет мотор.

Импульсные перенапряжения:

Это короткие и очень сильные всплески (порой превышающие 1000 вольт), отсюда и название.

Коммутационные
Происходят при рабочих процессах на подстанциях. Их естественно стараются сгладить, но они все равно есть.

Аварийные
Неисправности на подстанциях. Попадание молнии в воздушную сеть.

Коммутационные пагубно влияют на блоки питания в бытовой технике, при значительных «всплесках» могут вылетать внутренние предохранители и варисторы.
Аварийные способны превращать в пепел не просто то что включено в розетку, но даже электрощиты и саму проводку. Нередко заканчиваются пожаром.

Реле напряжения

Отключает фазу если напряжения выходят за заданный параметр.
Бывают как моноблочные так и раздельные, реле управления + контактор который коммутирует силовую часть.

Моноблочные

— способность восстановления подачи энергии после срабатывания
— часто имеют расширенный функционал (например контроль тока)
— компактны и занимают мало места в щите
— защищают от высокого и от низкого напряжения
— низкая стоимость

— низкая надежность и ресурс
— низкая коммутационная способность
— ограничения по мощностным показателям
— отсутствие защиты от импульсных перенапряжений

К сожалению сие бюджетное решение получило столь широкую распространенность не потому что это правильно, а просто потому что дешево и «экранчик есть». Увы, от большинства подобных изделий чаще больше вреда чем пользы.

Надо понимать что это наше локальное «изобретение». Крупные Европейские бренды (за редким исключением) такой продукции вообще не выпускают, по причинам приведенным выше.

В ходе моих личных испытаний и замеров, а так же по статистике от тех кто этими изделиями пользуется, выводы таковы:

— не использовать моноблочные реле напряжений с вводными автоматами выше С40
— обязательно устанавливать байпас рубильник для быстрого восстановления питания когда это чудо вдруг внезапно сдохнет

— способность восстановления подачи энергии после срабатывания
— высокая надежность и ресурс
— любая мощность и коммутационная способность (зависят от применяемого контактора)
— защищают от высокого и от низкого напряжения

— занимают много места в щите
— высокая стоимость в сравнении с мноноблочными (само реле + контактор)
— меньшая скорость срабатывания в сравнении с мноблочным реле
— проблемы с работоспособностью при низких напряжениях (зависит от модели контактора)
— отсутствие защиты от импульсных перенапряжений

Расцепитель перенапряжения

Отключает присоединенное к нему устройство (например вводной автомат) если напряжение превышает допустимое. Так же существуют расцепители низкого напряжения, которые срабатывают при пониженном.

— высокая надежность и ресурс
— не влияет на мощность и коммутационную способность (они зависят от присоединенного устройства)
— занимают крайне мало места в щите
— низкая стоимость

— неспособность восстановления подачи энергии после срабатывания
— отсутствие защиты от импульсных перенапряжений

УЗИП (Устройство Защиты от Импульсных Перенапряжений)

В зависимости от класса и конструкции, это либо газовый разрядник либо варистор (либо комбинация двух). Модуль УЗИП подключается к фазам, нолю и земле, сразу после вводного автомата. При появлении на вводе импульса, он резко снижает свое сопротивление, замыкая фазу и/или ноль на землю, тем самым он не пропускает всплеск дальше себя в проводку квартиры/дома.

— защита от всевозможных импульсных перенапряжений
— любая мощность и коммутационная способность (УЗИП подключается к сети параллельно)
— крайне высокая скорость срабатывания

— не защищает от постоянного повышенного напряжения, только от всплесков
— не работает без полноценного заземления
— неспособность восстановления подачи энергии после срабатывания
— ресурс определяется количеством полученных разрядов
— высокая цена за качественные модели
— иногда требуется доп защита самого УЗИПа

Частая ошибка — многие считают что все модули УЗИП одинаковые и подключаются одинаково. Естественно это не так и зависит от применяемой системы заземления. Вот схема для осознания сего факта.

Так же многие считают что УЗИП защищает и от постоянного повышенного напряжения. Но это не так. УЗИП рассчитан на работу со всплесками, а постоянное перенапряжение портит даже его самого, так же как бытовую технику.

Стабилизатор

В отличии от остальных типов защиты которые просто отключают внутридомовую проводку от ввода, стабилизатор корректирует параметры входного напряжения, старясь уложить их в норматив (чем стабилизатор дороже, тем лучше ему это удается).

— стабилизирует напряжение на постоянной основе

— требует импульсной защиты на вводе (УЗИП)
— требует пространства и охлаждения вне щита
— низкий ресурс и надежность у бюджетных моделей
— крайне высокая цена за надежные модели

Полная защита

Полноценная защита это всегда комбинация устройств, каждое из которых выполняет свою функцию.

В интернете и среди начинающих электриков бытует ошибочное мнение что для эффективной защиты от всех видов перенапряжений достаточно просто поставить дешевое моноблочное реле за 2500р и на этом все. Увы, это не является полноценным решением проблемы.

Обязательное требование для полноценной защиты — УЗИП класса 2 в распределительном щите (квартиры и загородные дома). А если речь идет о загороде и воздушных линиях электропередачи, так же УЗИП класса 1 на вводе (как правило в щите учета).

В квартирных щитах для современного жилья (новострой, ввод — одна фаза 50-63А) наиболее рациональна комбинация — расцепитель перенапряжения + УЗИП класса 2.

В квартирных щитах для старых построек (вторичка, ввод — одна фаза 25-40А) установка УЗИПа как правило невозможна из-за отсутствия заземления или неправильной его реализации (некорректная модернизации системы заземления с TN-C до TN-C-S при капремонте). Там просто расцепитель или реле напряжения (по вкусу).

Загород с его воздушными линиями это отдельная песня. Там обязательно реле напряжения из-за того что сеть может гулять туда-сюда по 5 раз на дню. Т.к. вводные токи низкие, допустимо применение моноблочных реле напряжений с целью экономии. УЗИП класса 1 в ЩУ и класса 2 в ЩР крайне желательны, но упираются в наличие правильно реализованного контура заземления, и конечно же в бюджет как итог.

Стабилизатор напряжения это не сколько защита сколько обеспечение стабильной работы электропотребителей в нестабильных сетях. Использование стабилизатора в качестве защиты — такое себе занятие. Это отдельная тема и про них мне стоит сделать целую отдельную запись.

Вместо итога

Вот так коротко и без лишних слов, чтобы было понимание основ. В последующих записях вы увидите реализацию подключения и подбора компонентов в каждом конкретном случае.

(тут будут ссылки на продолжения с примерами)

—-
Остальные мои записи по электрике вы найдете тут.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Выключатель массы камаз 53212
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector