Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Выбор уставок дистанционной защиты
Обычно дистанционная защита выполняется трехступенчатой и более.
Рисунок 5 – Карта селективности защиты
Зона срабатывания первой ступени (1) защиты «А» выбирается так, чтобы она не выходила за пределы защищаемой линии (рисунок 5) – 85% длины линии. Вторая зона (2) выбирается так, чтобы она не выходила за пределы первой зоны защиты «В» и «С». Первая ступень защит «В», «С» также выбирается как 85% линии W2, и трансформатора Т. Выдержка времени первой ступени равно нулю, если дистанционная защита является основной, если является резервной, то больше времени срабатывания основной защиты. Для второй ступени больше времени первой ступени защит «В» и «С». Третья ступень обычно отстраивается минимального сопротивления при рабочем режиме энергосистемы и используется для дальнего резервирования защиты.
Достоинства дистанционной защиты:
1. Селективность в сетях любой конфигурацией, с любым количеством источников. Т.е. защита реагирует на изменение параметров сети (сопротивления), а не режима (ток и напряжение), как у других защит.
2. Малые выдержки времени по мере приближения к источнику.
3. Значительно большая чувствительность при к.з. по сравнению с токовыми защитами.
Недостатки:
1. Сложность схемы защиты.
2. Не отключает короткое замыкание мгновенно по всей длине линии, а только 85%.
3. Реагирует на токи качания в энергосистеме.
4. Может ложно сработать при неисправностях в цепях напряжений.
Дистанционная защита используется как основная защита на линиях средней и большой длины напряжением 110 и 220кВ.
Дифференциальная защита сборных шин.
Принцип действия дифференциальной защиты шин (ДЗШ) аналогичен дифференциальной защите линий, трансформаторов, генераторов, двигателей.
Рассмотрим схему изображенную на рисунке 39. На всех присоединениях подстанции (линиях) установлены трансформаторы тока с одинаковым коэффициентом трансформации и соединены между собой на сумму токов, т.е. параллельно. В нормальном режиме или внешнем коротком замыкании (к.з. в точке К) токи короткого замыкания протекают в точку к.з.. Ток в первой линии течет в сторону линии, а в остальных линиях в сторону шин. Из первого закона Кирхгофа для электрической цепи мы знаем, что сумма втекающих токов равна сумме вытекающих, поэтому ток I1 равен сумме трех других токов I2-4:
|
(9) |
При одинаковых коэффициентах трансформации kта всех трансформаторов тока во вторичных цепях защиты ток в реле равен:
|
(10) |
|
|
(11) |
Таким образом, при внешнем коротком замыкании ток в реле равен нулю. Но в действительности, в реле протекают токи небаланса, вследствие не идентичности кривых намагничивания трансформаторов тока, поэтому ток срабатывания дифференциальной защиты шин должен быть отстроен от этих токов небаланса.
Рисунок 39 – Токораспределение во вторичных цепях ДЗШ при внешнем к.з.
Рассмотрим теперь режим короткого замыкания на шинах подстанции (рисунок 40).
Рисунок 40 – Токораспределение во вторичных цепях ДЗШ при внутреннем к.з.
При коротком замыкании на шинах (к.з. в точке К) токи протекают в точку к.з. и все токи в реле не уничтожаются, а уже складываются и реле срабатывает, отключая шины всеми выключателями.
В схеме дифференциальной защиты участвуют большое количество трансформаторов тока, то токи небаланса достигают больших значений. Поэтому для снижения их:
- выбираются однотипные трансформаторы тока;
- увеличивают коэффициент трансформации трансформаторов тока;
- уменьшают нагрузку на трансформаторы тока, чтобы их погрешность не выходила за допустимые пределы.
Выше перечисленные мероприятия часто недостаточны для снижения токов небаланса во вторичных цепях ДЗШ. Поэтому необходимо отстройка от токов небаланса с помощью применения реле РНТ-560 с БНТ.
В случае обрыва или другой неисправности в цепях трансформаторов тока защиты приведет к нарушению баланса токов в реле, что послужит причиной ложного отключения сборных шин подстанции, т.е. всех потребителей электроэнергии или приведет к тяжелой системной аварии. Поэтому ток срабатывания ДЗШ должен быть больше тока нагрузки наиболее загруженной линии (чтобы при обрыве провода от его трансформаторов тока защита не сработала). Также необходимо постоянно контролировать ток в реле для своевременного обнаружения неисправности в цепях ДЗШ. Это реализуется установкой токового реле 2 (рисунок 41), которое подает сигнал с выдержкой времени при появлении токов небаланса в цепи дифференциального реле 1 и выводит защиту из работы. Также в дополнение к реле 2 устанавливается миллиамперметр мА для измерения этого тока небаланса.
Рисунок 41 – Принципиальная схема ДЗШ
В тех случаях, когда не удается ограничить токи небаланса в реле и погрешности трансформаторов тока выходят за пределы 10% рассмотренная ранее схема дифференциальной защиты шин оказывается недостаточно чувствительной и надежной. Поэтому в таких случаях применяется ДЗШ с торможением или дифференциально-фазная защита шин.
Защита трансформаторов от сверхтоков при внешних коротких замыканиях.
Эта защита должна отключить трансформатор при возникновении к.з. в не зоны действия защит трансформатора и отказе защит следующих участков, которые должны были отключить к.з., так как по трансформатору будет протекать большой ток, и может повредить если не отключить его (рисунок 7). В качестве защиты от сверхтоков используется максимальная токовая защита или максимальная токовая защита с пуском по напряжению или защита обратной последовательности если обычная МТЗ не чувствительна к сверхтокам.
Рисунок 7 - МТЗ трансформатора от сверхтоков при внешних к.з.
Защита от сверхтоков при внешних коротких замыканиях выполняется по схеме полной звезды для сетей с глухозаземленной нейтралью, и по схеме неполной звезды для сетей с изолированной нейтралью, так как схема неполной звезды реагирует не на все однофазные короткие замыкания, а в сетях с изолированной нейтралью отсутствуют однофазные к.з. (рисунок 8).
Рисунок 8 – Схема МТЗ трансформатора от сверхтоков при внешних коротких замыканиях
Ток срабатывания также как у и обычного МТЗ выбирается больше максимального рабочего тока. Выдержка времени выбирается больше времени срабатывания защит присоединений за трансформатором, т.е. она ждет определенное время, достаточное для срабатывания защит поврежденных элементов и если эти защиты не отключат за это время поврежденный участок, то данная защита отключает трансформатор для предотвращения его повреждения. Для защиты от сверхтоков трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов применяется направленная МТЗ.
Мы знаем, что МТЗ с пуском по напряжению имеет более высокую чувствительность по отношению к МТЗ без него, так как защита контролирует еще и напряжение, которое снижается только при коротких замыканиях. Токовая защита обратной последовательности (ТЗОП) имеет еще более высокую чувствительность по сравнению с МТЗ с пуском по напряжению. ТЗОП реагирует на токи обратной последовательности, которые появляются при коротких замыканиях, а в нормальном режиме они незначительны (10÷20% от рабочего тока). Поэтому ток срабатывания ТЗОП значительно меньше чем у МТЗ с пуском по напряжению (50÷60% от номинального тока трансформатора). В качестве измерительного органа ТЗОП применяют различные варианты схем фильтра токов обратной последовательности (ФТОП). Для защиты от сверхтоков трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов применяется направленная защита обратной последовательности (добавляется орган направления мощности, т.е. –реле мощности).
Также применяется защита нулевой последовательности, реагирующей на появление тока нулевой последовательности при внешних к.з. на землю. Устанавливается со стороны обмотки соединенной в звезду (высокая и средняя сторона трансформатора и автотрансформатора). Применяется схема соединения токовых цепей в трехтрансформаторный фильтр токов нулевой последовательности (ФТНП) или подключается к трансформатору тока устанавливаемому в нейтрали трансформатора – только для трехобмоточного трансформатора (рисунок 9), для автотрансформаторов защита выполненная на контроле токов нейтрали имеет низкую чувствительность по сравнению с защитой с контролем тока на выводах ВН и СН и поэтому не применяется. Также эта защита может быть направленной для защиты трехобмоточного трансформатора или автотрансформатора для обеспечения селективности.
Рисунок 9 – Схема ТЗНП трансформатора от сверхтоков при внешних коротких замыканиях
Если нейтраль трансформатора изолирована, то применяется защита от сверхтоков в виде защиты, реагирующей на появление напряжения нулевой последовательности; защиты, реагирующей на появление токов обратной последовательности.
Защиты генераторов. Перечислите виды защит, назначения.
Повреждения и ненормальные режимы работы генераторов.
В процессе эксплуатации генераторов возможны ненормальные режимы работы:
- сверхтоки, обусловленные увеличением токов статора или ротора генератора из-за перегрузки или внешнего короткого замыкания;
- несимметричная загрузка фаз, которая вызывает появление токов обратной последовательности, которые вызывают нагревание ротора и пульсирующий механический момент, т.е. вибрацию;
- опасное повышение напряжения на статоре генератора при внезапном сбросе нагрузки генератора.
В процессе эксплуатации генераторов возможны также и повреждения:
- междуфазные короткие замыкания в обмотках статора (нейтрали обмоток статора генераторов не заземляются);
- замыкание обмотки статора на корпус;
- замыкание витков одной фазы статора;
- двойное замыкание на корпус обмотки ротора.
Защита от междуфазных коротких замыканий в обмотке статора.
В качестве быстродействующей защиты от междуфазных коротких замыканий в статоре генератора применяют продольную дифференциальную токовую защиту (рисунок 21).
Рисунок 21 – Схема и принцип действия дифференциальной защиты генератора
Принцип действия основан на сравнении величин и фаз токов в начале и конце обмотки фаз статора генератора и аналогичен схеме продольной дифференциальной токовой защите линии. При коротком замыкании в обмотке статора генератора и на ее выводах в зоне защиты (зона между трансформаторами тока) происходит мгновенное отключение выключателя генератора. Нейтрали трансформаторов тока заземляются только с одной стороны, так как оба соединены электрически. При заземлении каждого трансформатора тока отдельно образуется цепь, по которой могут проходить токи, которые появляются в контуре заземления подстанции и дифференциальная защита может ложно сработать.
Номинальное напряжения генераторов в СНГ 6, 10 кВ - это сети с изолированной нейтралью, поэтому нейтрали обмоток фаз статора не заземляются. Поэтому защиту можно выполнить в двухфазном исполнении.
Рисунок 22 – Работа дифференциальной защиты при двойном замыкании на землю
Недостаток этой схемы – это неспособность защиты работать при двойном замыкании на землю фаз (рисунок 22). Из рисунка мы видим, что при двойном замыкании разных фаз в одном реле вторичные токи вообще не протекают, а другом сумма токов от двух трансформаторов тока взаимно уничтожаются. Поэтому для защиты от двойных замыканий устанавливают дополнительно токовую защиту. На генераторах мощностью более 100 МВА по соображениям надежности устанавливают дифференциальную защиту только в трехфазном исполнении.
Защита от замыканий между витками одной фазы.
На мощных генераторах, у которых обмотки фаз расщеплены на два и более параллельных ветвей применяется простая и надежная защита от витковых замыканий – поперечная токовая дифференциальная защита генератора (рисунок 23).
В нормальных режимах и внешних коротких замыканиях в параллельных ветвях фазы 1 и 2 (рисунок 24.а) наводятся одинаковые по величине и по фазе э.д.с. Е1 и Е2. Сопротивления параллельных ветвей равны, и поэтому токи в ветвях I1 и I2 также равны. При замыкании нескольких витков одной фазы (рисунок 24.б) под действием э.д.с. Ек закороченных фаз в короткозамкнутых витках протекают большие токи короткого замыкания Iк. Э.д.с. Е2 уменьшается и поэтому нарушается баланс токов I1 и I2. Разница э.д.с. ΔЕ=Е1-Е2 вызывает протекание по параллельным ветвям фазы уравнительного тока Iу. Этот уравнительный ток протекает через нулевой провод соединяющий две нейтрали фаз статора генератора, а также через трансформатор тока То (рисунок 23). С трансформатора тока То ток попадает в фильтр Ф, пропускающий токи прямой последовательности и далее на токовое реле Т, которое срабатывает и защита работает на отключение.
Рисунок 23 – Схема и принцип действия поперечной дифференциальной защиты генератора
Рисунок 24 – Распределение токов в параллельных ветвях фазы
Чем меньше витков замыкаются, тем меньше разница в э.д.с. параллельных витках и тем меньше уравнительный ток, протекающий через защиту. При нормальных режимах работы генератора и внешних коротких замыканиях параллельные ветви фазы находятся в равных условиях и поэтому баланс э.д.с. не нарушается и ток в нулевом проводе фаз статора генератора равен нулю и защита не срабатывает. Но в реальности э.д.с. параллельных ветвей не одинаковы, так как находятся в магнитном потоке сердечника статора из магнитного материала и нелинейной магнитной характеристикой и поэтому в нулевом проводе протекают токи небаланса. Ток срабатывания защиты выбирают больше тока небаланса (20÷30% ·Iном.ген.). Защита срабатывает при Iу>Iсз. Поэтому у защиты есть мертвая зона, т.е. количество короткозамкнутых витков при котором защита не сработает.
Таким образом, данная защита является простой и надежной защитой, но с мертвой зоной.
Защита от замыканий обмотки статора на корпус.
При замыкании на корпус обмотки статора генератора через магнитопровод статора генератора протекает ток замыкания, так как нейтраль генератора изолирована от земли. Этот ток протекая через магнитопровод, разрушает его, вызывая нагрев и износ изоляции. Посредством исследований выяснено, что токи замыкания более 5А могут повредить генератор и поэтому необходимо предусматривать защиту от таких повреждений.
Так как необходимо обеспечить чувствительность защиты до 5А, то применение схемы с трехтрансформаторным фильтром токов нулевой последовательности не обеспечивает необходимую чувствительность, поэтому применяется защита только с трансформатором тока нулевой последовательности ТТНП с одним сердечником на все три фазы (рисунок 25).
Рисунок 25 – Защита от замыканий на землю
Однако и это недостаточно чувствительная защита и поэтому используется защита от замыканий на корпус с трансформатором ТТНП, имеющим подмагничивание (рисунок 26).
Рисунок 26 – Упрощенная схема ТТНП с подмагничиванием
На рисунке 27 приведена кривая намагничивая ТТНП – зависимость э.д.с. на зажимах вторичной обмотки ТТНП, и следовательно тока в реле от намагничивающей силы первичного тока F. При замыкании на корпус обмоток статора генератора под влиянием токов замыкания на землю возникает магнитный поток Фз в сердечнике ТТНП, возникающая при этом намагничивающая сила Fз наводит во вторичной обмотке ТТНП э.д.с. Е1. Но из-за нелинейной характеристики кривой намагничивания Е1 мал и следовательно ток в реле незначителен. Далее при подаче от стороннего источника переменного тока в обмотку подмагничивания ωп тока происходит складывание магнитных потоков от тока замыкания и от тока подмагничивания, и следовательно увеличивается намагничивающая сила (рисунок 27) и теперь во вторичной обмотке ТТНП наводится э.д.с. Е2 большее чем э.д.с. Е1, т.е. в ток реле увеличивается. Следовательно, чувствительность защиты увеличивается. На практике Е2 примерно в 15-20 раз больше Е1.
Рисунок 27 – Кривая намагничивания ТТНП с подмагничиванием
Источником переменного тока для подмагничивания ТТНП служит трансформатор напряжения (рисунок 28).
Рисунок 28 – Принципиальная схема защиты от замыканий на землю с ТТНП с подмагничиванием
При исчезновении напряжения с трансформатора напряжения чувствительность защиты уменьшается (защита загрубляется), поэтому необходимо устанавливать токовое реле в обмотку подмагничивания для сигнализации о неисправностях в этих цепях защиты.
Защита от сверхтоков при внешних коротких замыканиях
Защита генераторов от внешних к.з. служит для отключения внешних коротких замыканий на шинах электростанций и отходящих от них линий. Эти повреждения отключаются собственными защитами и поэтому данная защита является резервной, действующей при отказе этих защит и своих защит (дифференциальной токовой защиты генератора) и действующей на отключение генератора. Таким образом, в защищаемую зону входят генератор, сборные шины электростанции и отходящие от электростанции линии. Защита не должна работать при перегрузках и качаниях в энергосистеме. Поэтому применяется максимальная токая защита с блокировкой по напряжению. Время действия защиты должно быть больше времени срабатывания защит сборных шин и отходящих линий.
Токовая защита от симметричной перегрузки
В качестве защиты от перегрузки используют одно токовое реле, сигнализирующее дежурному персоналу о перегрузке генератора током. Для не срабатывания защиты при кратковременных толчках тока и при к.з. используется реле времени, которое сработает только при длительных перегрузках генератора.
Токовая защита от обратной последовательности
Несимметрия токов в фазах статора является опасным режимом работы генератора. Токи обратной последовательности появляющиеся при несимметричных токах в фазах нагревают статор и ротор генератора. Максимальная токовая защита не срабатывает при несимметричных токах нагрузки генератора. Поэтому для защиты от несимметричных токов нагрузки применяется токовая защита обратной последовательности. Также она резервирует основную защиту генератора – продольную дифференциальную токовую защиту генератора.
Защита гидрогенераторов от повышения напряжения
При сбросе нагрузки на гидрогенераторе на его выводах резко повышается напряжение (150% и более). Такие перенапряжения должны быть ликвидированы быстро. В случае неисправности автоматики регулирования возбуждения гидрогенератора необходимо предусматривать защиту от повышения напряжения. Защита состоит из реле напряжения максимального действия KV, реле времени KT для создания выдержки времени, и выходного промежуточного реле (рисунок 29). Уставка реле напряжения выбирается (1,5÷1,7)·Uном.
Рисунок 29 – Принципиальная схема защиты от повышения напряжения
Защиты электродвигателей. Перечислите виды защит, назначения.
Защиты электродвигателей должна быть простой и надежной, так как применение сложных защит оказывается дорогим по капитальным затратам и не оправдывается. Для электродвигателей мощностью более 2МВА можно применять более сложные защиты, так как эти двигатели обычно дорогостоящие, или применяются в ответственных местах собственных нужд электростанций и механизмах промышленных предприятиях.
Некоторые электродвигатели по технике безопасности и технологии производства допускают только кратковременного отключения из сети только на время включения резервного источника питания АВР. При потере питания электродвигатели начинают тормозиться, но при включении резервного источника питания электродвигатели заново разгоняются, но это происходит быстрее обычного включения из неподвижного состояния, так как электродвигатели начинают вращаться от некоторой начальной скорости. Этот режим называется режимом самозапуска электродвигателей. При массовом пуске электродвигателей при подаче напряжения с резервного источника питания они потребляют токи самозапуска, которые больше тока их нормальной работы.
Наиболее частыми видами повреждения электродвигателей являются междуфазные короткие замыкания. Однофазные замыкания статора на землю менее опасны так как обычно электродвигатели питаются от сети с изолированной нейтралью (6÷10кВ). Наиболее частым ненормальным режимом работы является перегрузка током и т.д..
Защита от междуфазных коротких замыканий в обмотке статора.
В качестве быстродействующей защиты от междуфазных коротких замыканий в статоре применяют максимальную токовую отсечку. Защита выполнена по двухфазной однорелейной схеме (рисунок 30.а). Так как защита защищает от междуфазных к.з. и токи замыкания на землю малы из-за изолированности нейтрали сети питания электродвигателя, применяется схема соединения трансформаторов тока на разность токов. Эта схема экономичнее чем другие схемы защит. Только когда чувствительность защиты недостаточна при двухфазных к.з. применяется схема двухрелейной защиты со схемой соединения трансформаторов тока в неполную звезду (рисунок 30.б) более чувствительную к двухфазным коротким замыканиям. При недостаточной чувствительности токовой отсечки на мощных электродвигателях 2МВА и более может применяться продольная дифференциальная токовая защита (рисунок 31), а на электродвигателях мощностью 5МВА и более дифференциальная защита обязательна. Электродвигатели напряжением ниже 500В, защищаются плавкими предохранителями и автоматами.
Ток срабатывания токовой отсечки электродвигателя должен быть отстроен от пусковых токов, которые в 5-7 раз больше его номинального тока.
|
(6) |
Ток срабатывания дифференциальной токовой защиты электродвигателя должен быть отстроен от токов небаланса, и равен:
|
(7) |
Чувствительность защиты определяется при двухфазном коротком замыкании на выводах электродвигателя.
Рисунок 30 – Схема максимальной токовой отсечки электродвигателя
Рисунок 31 – Схема дифференциальной токовой защиты электродвигателя
Защита электродвигателей от замыканий одной фазы на землю.
Защита от замыканий на землю устанавливается на электродвигателях мощностью до 2МВА применяется только в том случае, если ток замыкания на землю более 10А. На мощных электродвигателях 2МВА и более применяется так же, как и на генераторах при токе замыкания 5А. Защита выполняется с действием на отключение без выдержки времени с использованием трансформатора тока нулевой последовательности ТТНП (рисунок 32).
Рисунок 32 – Схема защиты электродвигателя от замыканий на землю одной фазы
Защита электродвигателей от перегрузки.
Перегрузка электродвигателя возникает в следующих случаях:
- при затянувшемся пуске или самозапуске;
- по технологическим причинам и перегрузке механизмов;
- в результате обрыва одной фазы – неполнофазный режим работы электродвигателя (при перегорании предохранителя в одной фазе двигателя).
На электродвигателях механизмов, не подверженных технологическим перегрузкам и не имеющих тяжелых условий пуска или самозапуска, защита от перегрузки не устанавливается. Защита от перегрузки выполняется с действием на отключение в случае, если не обеспечивается самозапуск.
В качестве защиты от перегрузки на электродвигателях до 1кВ применяется тепловое реле (рисунок 33).
При протекании рабочего тока по биметаллической пластине 1-2 теплового реле контактная система прогибается при нагреве этой пластины и замыкает контактную систему К. Биметаллическая пластина состоит из двух пластин разного металла с разными коэффициентами линейного расширения при нагреве. Т.е. при нагреве рабочим током пластины нагреваются и удлиняются по разному, в нашем случае пластина 1 удлиняется больше пластины 2 и поэтому вся контактная система прогибается в сторону замыкания контактной системы К и защита срабатывает.
На мощных электродвигателях применяется защита от перегрузки максимальными токовыми реле. Схема защиты такая же, как и у токовой отсечки от междуфазных к.з. с добавлением реле времени.
Рисунок 33 – Принцип действия теплового реле
Защита электродвигателей от понижения напряжения.
Защита минимального напряжения устанавливается на электродвигателях, которые необходимо отключать при понижении напряжения или самозапуск которых недопустим по технике безопасности.
Защиты минимального напряжения должны обеспечивать отключение электродвигателей как при полном исчезновении напряжения, так и при длительном коротком замыкании в сети, вызывающем торможение электродвигателей.
Рисунок 34 – Защита минимального напряжения с двумя реле
Применение одного реле напряжения менее надежна из-за возможности обрыва провода или перегорания предохранителя фазы трансформатора напряжения. Поэтому применяются два реле напряжения, включенные на разные междуфазные напряжения (рисунок 34). Возможна несрабатывание (отказ) защиты при обрыве фазы В от трансформатора напряжения, но в СНГ фаза В трансформатора напряжения заземлена а нейтраль изолирована и не защищается предохранителями или автоматами и поэтому маловероятен отказ защиты.
Напряжение срабатывания защиты минимального напряжения составляет:
|
(8) |
Защита электродвигателей напряжением до 1кВ выполняется магнитными пускателями (рисунок 35).
Рисунок 35 – Защита минимального напряжения с помощью магнитного пускателя
Включение в сеть двигателя осуществляется автоматическим выключателем SF (автоматом). Далее включение электродвигателя производится кнопкой SB2 «Пуск», которое подает напряжение на обмотку магнитного пускателя К, которое в свою очередь замыкает свои контакты К, включая электродвигатель, а также закорачивает кнопку «Пуск», становясь на подхват. Отключение двигателя возможен с помощью кнопки SB1 «Стоп», контактом теплового реле Т при отсутствии теплового расцепителя у автомата SF или при исчезновении напряжения при выключении автомата, так как при всех этих операциях катушка магнитного пускателя К теряет питание и разрывает свои контакты, отключая электродвигатель. Также при уменьшении напряжения на катушке пускателя до уровня 60÷70% номинального значения, происходит самопроизвольное отключение пускателя, т.е. сила тока в катушке пускателя, замыкающая контакты оказывается меньше силы пружины, размыкающей их.
Защита синхронных электродвигателей от асинхронного режима.
При уменьшении напряжения в сети питающей синхронный двигатель нарушается устойчивая работа синхронного двигателя, возникают качания и электродвигатель выходит из синхронизма и переходит в асинхронный режим работы. В обмотке ротора и статора появляется переменный ток, который нагревает электродвигатель. Защита от асинхронного режима должна осуществить ресинхронизацию или отключение двигателя.
Простой защитой от асинхронного режима является максимальная токовая защита (рисунок 36.а).
Рисунок 36 – Защита синхронного двигателя от асинхронного режима и изменение тока статора при асинхронном режиме
При асинхронном режиме увеличивается ток статора и срабатывает пусковое реле тока КА. Далее срабатывает промежуточное реле KL с замедлением на возврат, т.е. с задержкой времени на размыкание контактов реле после потери питания. Затем срабатывает реле времени KT и защита срабатывает. График изменения тока статора, и следовательно в реле КА показан на рисунке 36.б. При увеличении тока срабатывает реле тока КА, промежуточное реле KL запускает реле времени KT. При уменьшении тока до уровня тока возврата реле тока (рисунок 36.б) реле KL теряет питание и если время до следующего срабатывания реле тока Δt меньше времени возврата реле KL, то реле KL не успевает отключить свои контакты и реле времени продолжает считать время. По истечении выдержки времени защита срабатывает.
Более совершенной по принципу действия защитой от асинхронного режима является защита на обнаружении переменного тока в цепи ротора (рисунок 37), который появляется только при асинхронном режиме, а нормальном режиме протекает постоянный ток.
Нормально в цепи ротора проходит постоянный ток возбуждения синхронного двигателя. При этом постоянный ток не может трансформироваться через трансформатор тока Т и защита не работает. При асинхронном режиме в цепи ротора появляется переменный ток, который трансформируется через трансформатор тока Т и попадает в реле тока ТА и далее схема работает аналогично схеме рисунка 36.а.
При несимметричных коротких замыканиях также происходит трансформация токов обратной последовательности в цепь ротора и защита должна быть отстроена от времени отключения таких коротких замыканий во избежание ложного срабатывания защиты.
Рисунок 37 – Защита синхронного двигателя от асинхронного режима
Назначение и принцип действия дистанционной защиты.
Для обеспечения селективности и чувствительности в сетях с любой конфигурацией используются дистанционные защиты.
Выдержка времени у дистанционных защит зависит от расстояния (дистанции) между местом установки защиты и местом возникновения короткого замыкания. Время срабатывания защиты увеличивается по мере удаления точки к.з. от места установки защиты, т.е. чем ближе к.з. к источнику, тем быстрее защита отключит его. Основным элементом защиты является дистанционный орган (измерительный орган), который определяет расстояние (дистанцию) до места аварии. В качестве дистанционного органа используется реле сопротивления. Сопротивление линии определяется как произведение удельного сопротивления линии на длину линии.
|
(1) |
где l – длина линии, км
Худ. – удельное индуктивное сопротивление линии, Ом
Rуд. – удельное активное сопротивление линии, Ом
Zуд. – удельное полное сопротивление линии, Ом
В связи с этим бывают защиты активного, реактивного и полного сопротивления. Обычно используется защиты полного сопротивления.
Реле сопротивления имеют разные характеристики (рисунок 1). Реле срабатывает при уменьшении сопротивления линии при к.з. и попадания его в зону срабатывания реле (заштрихованная область). Направленность реле сопротивления, т.е. дистанционной защиты обеспечивается смещением характеристики в первый квадрант, что соответствует направлению мощности к.з. от шин в линию. Характеристика обычно имеет овальную или многоугольную характеристику. Это обеспечивает надежную работу при к.з. и не срабатывание при максимальных рабочих токах. При таком режиме нагрузка имеет активно-индуктивный характер, с преобладанием активной части сопротивления (R>X, так как Rнагр.>Rлин.), а при к.з. нагрузка закорачивается и индуктивное сопротивление становится больше активного (R<X, так как Rнагр=0) (рисунок 2). Реле сопротивления характеризуется углом максимальной чувствительности φмч, который обычно составляет 60-800 – примерный угол при к.з.. Современная полупроводниковая и микропроцессорная техника обеспечили создание реле защит с различными многоугольными характеристиками, обеспечивающие наилучшую отстройку от рабочих режимов и более высокую чувствительность дистанционных защит.
Рисунок 1 – Характеристики срабатывания зон защиты
Рисунок 2 – Зона срабатывания защиты
Дистанционная защита состоит из следующих основных органов:
- пускового органа, запускающего защиту при возникновении короткого замыкания. В качестве пускового органа может использоваться реле полного сопротивления или токовое реле;
- дистанционного органа, которое измеряет сопротивление на зажимах защиты и определяет расстояние до места к.з. В качестве дистанционного (измерительного) органа служит реле минимального сопротивления. К реле сопротивления подводятся токи и напряжения. По ним защита рассчитывает сопротивление от места установки защиты в направлении «от шин в линию» и если это значение меньше уставки (т.е. входит в характеристику) защита срабатывает.
- органа выдержки времени, который создает выдержку времени в соответствии с необходимой для селективной работы защиты. Для этого применяют обычные реле времени;
- органа направления мощности, для работы защиты при направлении мощности к.з. от шин в линию при отсутствии направленных реле сопротивлений. Для этого используют реле направления мощности;
- органа блокировки, для исключения ложной работы защиты при неисправностях в цепях трансформатора напряжения, а также при качаниях мощности в энергосистеме.
Назовите причины, приводящие к повреждениям и ненормальным режимам работы электрических сетей.
Ненормальные режимы - cверхтоки перегрузки или КЗ вне защищаемого участка, броски тока намагничивания, колебания токов при качаниях и нарушении синхронизма. Повреждения - трехфазные и двухфазные КЗ, однофазные КЗ на землю и однофазные замыкания на землю, разрыв фазы на основном защищаемом участке.
Общие понятия о релейной защите. Назначение релейной защиты.
Релейная защита — комплекс автоматических устройств, предназначенных для быстрого (при повреждениях) выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов этой электроэнергетической системы в аварийных ситуациях с целью обеспечения нормальной работы всей системы. Действия средств релейной защиты организованы по принципу непрерывной оценки технического состояния отдельных контролируемых элементов электроэнергетических систем. Релейная защита (РЗ) осуществляет непрерывный контроль состояния всех элементов электроэнергетической системы и реагирует на возникновение повреждений и ненормальных режимов. При возникновении повреждений РЗ должна выявить повреждённый участок и отключить его от ЭЭС, воздействуя на специальные силовые выключатели, предназначенные для размыкания токов повреждения (короткого замыкания).
Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна нормальная работа энергосистем.
Основным назначением релейной защиты является автоматическое отключение поврежденного элемента ( при кз ), от остальной неповрежденной части системы при помощи выключателей. Вторым назначением релейной защиты является то, что она должна реагировать на опасные не нормальные режимы работы элементов. В зависимости от их вида и условий эксплуатаций установки защита действует на сигнал или отключение тех элементов, оставлять которых в работе не желательно, так как это может привести к возникновению повреждения или аварии.
Из изложенного следует, что под устройством релейной защиты в общем случае следует понимать реле или совокупность реле и вспомогательных элементов, которые должны в случаях повреждений или опасных ненормальных условий работы элемента системы отключать его воздействием на выключатели или действовать на сигнал.
Поясните работу схемы и принцип действия направленных максимальных токовых защит линий.
Рассмотрим процесс КЗ в сетях с двухсторонним питанием (кольцевые сети) (рисунок 33).
Рисунок 33 – Схема энергосистемы
При КЗ в точке «К» защиты 5 и 6 обязаны селективно отключить третью линию электропередач W3.
Кольцевые сети – это в основном сети высокого напряжения (110, 220, 330, 500кВ). Активное сопротивление элементов сети намного меньше индуктивного сопротивления. Поэтому можно принять, что Zк = Хк (Rк не учитывается).
Токи по ветвям Iка и Iкв обратно пропорциональны сопротивлениям ветвей.
Так как сопротивление ветви с током Iка меньше чем с током Iкв, то ток Iка будет больше, чем Iкв.
При КЗ в точке К наверняка сработает комплект защиты 6, так как тока КЗ протекающего через него значительно превышает величину тока КЗ протекающего через комплект защиты 5.
В то же время комплект 5 может не почувствовать КЗ, так как по нему протекает меньший ток.
«Направленные токовые защиты обязаны работать только при направлении тока (мощности) короткого замыкания от шин в линию».
Рисунок 33 – Схема защиты
Где КW – реле мощности, срабатывает при положительной полярности подаваемой мощности (тока и напряжения) на его обмотки.
* - знак указывающий на полярности обмоток трансформаторов тока, реле.
Защиты одного направления согласуются по чувствительности.
При согласовании по чувствительности разница между токами срабатывания смежных (соседних) защит должна быть не менее 10-15%. При выполнении этого условия при КЗ в точке К произойдет каскадное отключение третьей линии. Т.е. это означает, что при КЗ в точке К комплект 6 защиты отключит линию W3 с одной стороны, в результате чего происходит резкое возрастает величина тока КЗ в направлении «В» (весь ток КЗ пойдет по оставшемуся пути через W1, W2), что приведет к срабатыванию комплекта 5, в результате получаем каскадное отключение поврежденной линии.
Выдержки времени защит согласуются по следующему условию:
Формула для мощности для реле мощности КW показывает, что при низком напряжении, подаваемого на обмотку реле мощности (при близких к защите КЗ, когда напряжение почти равно нулю), реле мощности может не сработать, если полученная мощность на реле меньше минимальной при котором реле КW не сработает (якорь реле не сможет повернуться).
Для электромеханических реле мощности эта мощность равна около 4ВА, для цифровых реле 0,5ВА. Чем меньше порог срабатывания реле тем оно чувствительнее.
Действие направленной токовой защиты при однофазных коротких замыканиях.
Рисунок 34 – Схема повреждения в сети
Из рисунка 34 мы видим, что при однофазном коротком замыкании в линии часть тока КЗ протекает по неповрежденным фазам электросети. Таким образом ток в неповрежденной фазе будет равен разности или сумме токов нагрузки и токов КЗ.
Для предотвращения срабатывания реле тока в направленной МТЗ, ее ток срабатывания должен быть отстроен от тока в неповрежденной фазе.
Полная схема направленной МТЗ выглядит так:
Рисунок 35 – Схема защиты
Реле мощности устанавливаются в каждой фазе токовых цепей защиты. Контакты его соединяются с контактами реле тока по схеме логики «И» (из алгебры логики), т.е. для срабатывания защиты необходимо срабатывание обоих контактов, т.е. увеличение тока при КЗ и направлении мощности (тока) КЗ из шин в линию.
При однофазном КЗ в фазе «С» при наличии хотя бы одной заземленной нейтрали в этой линии электропередач пусковые токовые реле фаз «А» и «В» не сработают, так как они отстроены от тока в неповрежденной фазе и состояния реле мощности в этих фазах не повлияют на работу защиты в целом.
Рассмотрим схему направленной МТЗ с использованием одного трехфазного реле направления мощности:
Рисунок 36 – Схема защиты
При КЗ в фазе «С» пусковые реле фаз «А» и «В» (неповрежденные фазы) не сработают, соответственно их промежуточные реле KL не получат питание (+), а контакты KL в свою очередь не подадут цепи напряжения к обмоткам трехфазного реле мощности. В поврежденной фазе сработает токовое реле и через KL подает напряжение на реле мощности и защита сработает если мощность направлена из шин в линию.
В трехфазном реле мощности одна обмотка притягивает контакты на замыкание, а другие на размыкание (для неповрежденных фаз). Для надежного срабатывания реле мощности необходимо исключить те обмотки, которые противодействуют замыканию контактов. Этот недостаток исключен путем подключения реле мощности к цепям напряжения через контакты промежуточного реле KL.
На рисунке 37 представлена упрощенная схема направленной токовой защиты с блокировкой по напряжению.
Рисунок 37 – Схема защиты
На рисунке 38 представлена упрощенная схема направленной токовой защиты нулевой последовательности.
Рисунок 38 – Схема защиты
Пусковой орган – токовое реле КА0 подает «+» на реле времени через контакты реле мощности, к которому подведены ток и напряжение нулевой последовательности, т.е. реле мощности сработает при КЗ на землю. (Ее называют еще и направленной земляной защитой). При работе земляной защиты междуфазное МТЗ блокируется (выводится из работы). Это достигается подключением в цепи междуфазного МТЗ нормально замкнутого контакта реле тока КА0. При КЗ на землю токовое реле сработает и обрывает цепи междуфазного МТЗ (рисунок 38).
МТЗ обладает рядом достоинств и недостатками.
Достоинства:
простота и дешевизна изготовления.
относительная селективность (способность к резервированию других защит).
Недостатки – большая выдержка времени по мере приближения к источнику питания.
Применение электронной и цифровой техники позволяет уменьшить время срабатывания МТЗ (так как погрешности реле меньше по сравнению с электромеханическими аналогами). В настоящее время МТЗ и ТО используется как основная защита для сетей 6-10кВ и как резервная для сетей 35-110кВ. Применение цифровой техники позволит применить эту защиту в качестве основной в сетях 220кВ и выше.
Для направленных защит появляется дополнительный недостаток – это наличие «мертвой зоны» при трехфазных КЗ (напряжение упадет до нуля Uр=0 и реле мощности не сработает, так как Uр*Iр=0). Данная защита на линиях 35кВ используется как основная, и как резервная для линий 110кВ.
Поясните устройство, схему замещения и векторную диаграмму трансформатора тока.
ТА
Рисунок 5 - Устройство трансформатора тока
Его схема замещения выглядит следующим образом:
Рисунок 6 - Схема замещения трансформатора тока
Здесь магнитная связь обмоток заменена электрической связью. Сопротивления первичной обмотки Z1 приведены к вторичной стороне через коэффициент пропорциональности; сердечник трансформатора тока (ТА) представлен в виде ветви Zµ. Все сопротивления имеют активно-индуктивный характер. Zµ состоит из активного сопротивления, обусловленного потерями энергии на нагрев сердечника, и индуктивного, обусловленного потерями на намагничивание стали сердечника.
Построим векторную диаграмму трансформатора тока.
Рисунок 7 - Схема замещения трансформатора тока
Начнем построение векторной диаграммы с вектора вторичного тока I2 (вертикально вверх). Далее строим вектора падений напряжений Uн на нагрузке Zн (Uна – активная составляющая падения напряжения на нагрузке, Uнр – реактивная составляющая падения напряжения на нагрузке). Далее от конца вектора Uн строим вектора падения напряжения на вторичной обмотке ТА Z2 (U2а и U2р). Сумма векторов Uн и U2 дает вектор напряжения на сопротивлении Zµ. Ток в ветви с сопротивлением Zµ равен Iµ (также состоит из активной и реактивной составляющей). Так как индуктивное сопротивление Zµ намного больше активного, то ток Iµ почти на 90 градусов отстает от напряжения Uµ. По первому закону Кирхгофа ток в первичной обмотке I1 находим как сумму токов I2 и Iµ.
Мы видим что ток в первичной обмотке не совпадает со вторичным током по фазе и модулю. В идеале мы принимаем что ток во вторичной обмотке равен I1=Кта*I2. Т.е. мы принимаем что они совпадают по фазе и модулю. Поэтому в реальности приходится учитывать погрешности трансформаторов тока, обусловленными потерями в сердечнике ТА. ΔI – абсолютная погрешность ТА, δ – угловая погрешность ТА. Эти погрешности строго регламентированы, т.е. существуют классы точностей ТА. Для цепей учета класс точности ТА должен быть высоким 1.0, 0,5. Для РЗ достаточно 10 (10% погрешности).
Существуют трансформаторы тока нескольких классов: Д, Р, 10Р.
Рисунок 8 - Зависимость вторичного тока ТА от первичного
Трансформаторы тока должны по возможности работать в прямолинейной части своей характеристики (пунктирная линия). При увеличении нагрузки на трансформаторы тока (увеличении I1 или увеличении Zн) точка работы уходит дальше от прямолинейной части в область насыщения. При этом увеличивается погрешность.
(При увеличении Zн возрастает падение напряжения на Zµ, увеличивая ток Iµ, а это приводит к увеличению тока намагничивания и погрешности ТА).
Увеличить прямолинейную часть характеристики удалось уменьшением потерь в сердечнике трансформаторов тока конструктивно, введением в сердечник воздушного зазора, который в определенных пределах не дает насыщаться сердечнику. Сначала появились ТА класса Д, затем Р. В последствии 10Р – трансформаторы с воздушным зазором в сердечнике (трансреакторы).
На рисунке 14 показаны векторные диаграммы токов при различных видах КЗ. Выражение для тока КЗ в общем виде можно представить следующими выражениями:
Где
Рисунок 14 - Векторные диаграммы токов
По этим векторным диаграммам мы можем сказать, что:
В схеме полной звезды в реле установленном в нулевом проводе протекать могут только токи нулевой последовательности I0, токи прямой I1 и обратной I2 последовательностей при сложении превращаются в нуль и тд.
Таким образом в каждой схеме при различных видах КЗ в реле протекают токи не всегда равные току трансформаторов тока. Поэтому это надо учитывать при расчете защит.
Это характеризуется так называемым коэффициентом схемы:
Например, для схемы треугольника при трехфазном коротком замыкании ток в реле равен разности токов фаз «А» и «С», т.е.:
Например, для схемы включения на разность токов при двухфазном коротком замыкании фаз «А» и «С» ток в реле равен разности токов фаз «А» и «С», т.е.:
при двухфазном коротком замыкании фаз «А» и «В» ток в реле равен разности токов фаз «А» и «С», т.е.:
Принцип выполнения защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью.
Рассмотрим процесс замыкания на землю в сетях с изолированный нейтралью. В сетях с изолированный нейтралью все время протекает емкостный ток. Это обусловлено емкостью проводов относительно земли (Провод – воздух или диэлектрик – земля – получается конденсатор).
Допустим произошло замыкание фазы «А» (рисунок 26).
Рисунок 26 - Схема линии в сетях с изолированной нейтралью
Запишем уравнения, характеризующие этот процесс.
При замыкании на землю фазы «А» напряжение нейтрали N станет равным –ЕА (рисунок 27). Фазные напряжения на выводах источника изменятся:
Ток замыкания (емкостные токи) найдем по формулам:
Если мы посмотрим на векторную диаграмму (рисунок 27), то мы увидим, что фазные напряжения изменились: на фазе «А» оно стало равным нулю, а на фазах «В» и «С» оно стало равным линейному (междуфазному), т.е. стало больше фазного в √3 раз.
Ток замыкания на землю Iз равен сумме емкостных токов всех трех фаз. Но на фазе «А» IСА равен нулю, так как если посмотрим на рисунок 26, мы увидим что замыкание на землю закорачивает емкость «С» фазы «А».
Рисунок 27 - Векторные диаграммы
При однофазном замыкании в сетях с изолированной треугольник междуфазных напряжений остается на прежнем уровне и трехфазные электроприемники появление этого повреждения не почувствуют. В тоже время при однофазном замыкании какой-либо фазы в двух других неповрежденных фазах напряжение по отношению к земле может достичь линейного напряжения и появляется опасность для изоляции этих фаз, так как они рассчитаны на фазное напряжение. В связи с этим ПУЭ разрешает двухчасовую работу сетей с изолированной нейтралью с однофазным замыканием на землю в течение которых оперативный персонал обязан найти место повреждения и устранить его либо по истечении двух часов отключить эту линию электропередач.
Защиту от замыканий на землю можно выполнить на трех реле напряжения минимального действия, каждая из которых действует на глубокое снижение напряжения в соответствующих фазах (рисунок 28).
Рисунок 28 - Схема защиты
Данная защита является неселективной, так как она не может определить конкретно линию на которой произошло однофазное замыкание. Для определения непосредственно поврежденной линии производят поочередное отключение всех линий.
Второй вид защиты с использованием реле напряжения основан на реагировании реле на напряжение нулевой последовательности (3U0), которая появляется только при замыканиях на землю (замыкание или КЗ на землю).
Третий вид защиты с использованием трансформаторов тока нулевой последовательности (рисунок 29).
Рисунок 29 - Схема защиты
Это представляет собой фильтр токов нулевой последовательности. Но в отличии от трехтрансформаторного ФТНП он способен работать на малых токах замыкания, из-за отсутствия разницы в токах намагничивания при трех ТА (так как сердечник всего один).
Принцип действия дифференциально-фазной высокочастотной защиты ЛЭП.
Дифференциально-фазная высокочастотная защита.
Дифференциально-фазная высокочастотная защита (ДФЗ) основана на сравнении фаз тока по концам защищаемой линии.
Принимаем за положительные токи направленные от шин в линии. Тогда при внешнем к.з. в комплекте защит А ток имеет положительную полярность, т.е. направлен от шин в линии (рисунок 19). А в комплекте В направлен от линии в шины, т.е. имеет отрицательную полярность.
Рисунок 19 – Диаграмма токов в ДФЗ при внешнем к.з.
Защита устроена так, что генератор управляется (манипулируется) токами промышленной частоты. Генератор включен так, что при положительной полуволне кривой тока он посылает высокочастотный сигнал в линию, а при отрицательной прекращает посылку сигнала в линию. При внешнем к.з. сигналы посылаемые генераторами двух концов линии образуют непрерывный ВЧ сигнал протекающий по защищаемой линии. Приемник выполнен таким образом, что он разрешает работать выходному промежуточному реле (отключение выключателя) только при отсутствии на его входе (в линии) ВЧ сигнала. Т.е. при внешнем к.з. сигнал присутствует в линии постоянно и приемники обоих концов линии блокируют защиту от отключения линии. При к.з. в зоне защиты (рисунок 20) полярность одного из комплектов защит меняет полярность тока. При складывании сигналов от двух комплектов защит получаем прерывистый ВЧ сигнал в канале. Тогда на выходах приемников защит появляются разрешения в периоды отсутствия ВЧ сигнала в линии. Далее этот прерывистый сигнал сглаживается до постоянного тока фильтрами и подается на обмотку выходного промежуточного реле, т.е. разрешает отключить линию выключателями и короткое замыкание отключается селективно.
Рисунок 20 – Диаграмма токов в ДФЗ при внутреннем к.з.
В настоящее время на производстве применяются защиты типа ДФЗ-201 для сетей 110-220 кВ и ДФЗ-503 для сетей 500 кВ.
ринцип действия и выбор уставок дифференциальной защиты трансформаторов.
Принцип построения продольной дифференциальной защиты трансформатора идентичен дифференциальной защите линий. Но есть свои особенности:
- в отличие от защиты линии токи в плечах защиты не равны, так как происходит трансформация тока через трансформатор (на высокой стороне ВН ток меньше чем на низкой НН). Поэтому необходимо устанавливать трансформаторы тока с разными коэффициентами трансформации чтобы выравнить вторичные токи в реле.
- при включении ненагруженного трансформатора в сеть возникают броски тока намагничивания, величина которого в 5÷7 раз превышает номинальный ток (рисунок 10).
Рисунок 10 – Кривая тока при включения ненагруженного трансформатора в сеть
- силовые трансформаторы имеют определенную группу соединения обмоток. Обычно это 11-я группа соединения трансформаторов «Звезда-треугольник». Поэтому вторичные токи в реле не совпадают по фазе (рисунок 11).
Рисунок 11 – Векторные диаграммы трансформатора
Рассмотрим способы устранения всех этих недостатков в реле дифференциальной защиты.
Компенсация неравенства первичных токов (Iвн и Iнн) силовых трансформаторов и автотрансформаторов достигается подбором коэффициентов трансформации трансформаторов тока. Они подбираются таким образом, чтобы вторичные токи были равны. Их соотношение должно быть таким:
|
(4) |
Рисунок 12 – Схема защиты
При соединении обмоток трансформаторов тока по схеме «Звезда-треугольник (Y/Δ)» ток в линейном проводе у схемы «треугольник» отличается от тока проходящем по трансформатору тока на величину √3. С учетом этого условия получаем формулу:
|
(5) |
Таким образом, задаемся одним из коэффициентов трансформации и по формуле находим значение второго коэффициента.
Но точно подобрать коэффициенты трансформации трансформаторов тока невозможно, так как они выпускаются на определенные значения по стандарту. Поэтому более точно настроить можно включением добавочного автотрансформатора (рисунок 12).
Также можно более точно выронить токи во вторичных цепям с помощью уравнительных обмоток специальных реле выпускаемых для дифференциальной защиты. Таких как реле серии РНТ, ДЗТ. Основным отличием таких реле является применение быстронасыщающихся трансформаторов (БНТ). На сердечник намотано несколько витков обмотки, закороченной накоротко, которая при появлении апериодической составляющей насыщает сердечник и ухудшает трансформацию тока. При включении трансформатора в сеть появляются броски тока намагничивания. Значительную часть этих токов составляют апериодически затухающие токи. Поэтому БНТ не пропускает апериодическую составляющую тока намагничивания, а вследствие насыщения трансформатора и ее периодическую часть. Также на сердечник реле намотаны обмотки: уравнительные, дифференциальная и рабочая, подключенная к токовому реле типа РТ-40.
Сдвиг по фазе из-за существования группы соединения силового трансформатора компенсируется встречным включением трансформаторов тока. Т.е. на стороне ВН со схемой соединения обмоток силового трансформатора «звезда» трансформаторы тока включаем по схеме «треугольник», а на низкой стороне, где схема соединения обмоток «треугольник» соединяем в «звезду» (рисунок 13).
Рисунок 13 – Схема защиты
На практике, производится расчет уставок дифференциальной защиты трансформатора. По ПУЭ чувствительность защиты должна быть не менее 2. если это условие не выполняется, то применяются дифференциальная защита с торможением. Ток срабатывания у реле с торможение составляет примерно 30÷40% номинального тока, что значительно меньше тока срабатывания реле без торможения (3÷4Iном). Реле с торможением более сложнее, габаритнее и дороже реле без торможения. Поэтому, ее следует применять тогда, когда чувствительность обычного реле не достаточна.
На рисунке 14 представлена схема подключения дифференциального реле с торможением. Обмотка торможения включена последовательно с трансформаторами тока, дифференциальная обмотка на разность токов трансформаторов тока. При нагрузке и внешнем коротком замыкании токи в дифференциальной обмотке направлены встречно и сумма их дает нуль. Но в тормозных обмотках протекают токи с трансформаторов тока. При к.з. в зоне защиты направление тока с трансформатора тока одной стороны меняет направление и в дифференциальной обмотке токи уже суммируются и их сумма в два раза превышает токи в тормозных обмотках. Т.е. силы притяжения контактов на замыкание оказываются в два раза больше сил отталкивания контактов реле и реле срабатывает.
Рисунок 14 – Схема защиты
Дифференциальная токовая защита трансформатора обеспечивает быстрое и селективное отключение повреждения в трансформаторе – является защитой с абсолютной селективностью.
Принцип действия и выбор уставок максимальных токовых защит.23
Максимальная токовая защита (МТЗ) предназначена для защиты от перегрузок соответствующих элементов СЭС, а также для защиты от КЗ в них. В качестве защиты от КЗ эти схемы, как правило устанавливаются в качестве резервной. Защиты бывают основными и резервными. Основные защиты устанавливаются для защиты от всех видов повреждений, и действует со временем меньшим чем резервные защиты. А резервные защиты вводятся в работу при неисправностях основных защит.
При КЗ срабатывает токовое реле КА, подавая плюс на обмотку реле времени КТ. Далее плюс подается через выдержку времени через контакт реле времени на обмотку промежуточного реле КL, который в свою очередь посылает сигнал на отключение выключателя. Цепи включения и отключения выключателя потребляют большие токи до нескольких киловатт, поэтому в их цепях используют мощные промежуточные реле, а контакты токовых и реле времени не подходят для таких цепей.
Ток срабатывания выбирается из условий: 1) Iсз должен быть больше максимального рабочего тока, защищаемого оборудования ( если это ЭД, учитывается кэф самозапуска) 2) Iсз должен быть больше тока возврата реле (ток, при котором контакты реле вернутся в первоначальное состояние).
Принцип действия направленной защиты ЛЭП с высокочастотной блокировкой.
Рисунок 15 – Направление мощности в защищаемой линии при к.з.
Защита реагирует на направление мощности к.з. по концам защищаемой линии. При внешнем к.з. в точке К1 (рисунок 15.а) мощность к.з. Sа от подстанции А направлена положительно, т.е. от шин в линию, а для подстанции В она отрицательна, т.е. от линии в шины. При к.з. в зоне защиты (в линии) (рисунок 15.б) направление мощностей к.з. одинаковы и положительны, т.е. направлены от шин в линию. Таким образом защита определяет где произошло короткое замыкание на линии или это внешнее к.з.
Рисунок 16 – Направленная защита с в.ч. блокировкой
При к.з. вне защищаемой линии в одном из комплектов защит реле мощности М определяет, что мощность к.з. направлена от шин в линию и разрешает отключить выключатель своего конца линии. Но с реле мощности последовательно включено реле Б блокирующее защиту при приеме блокирующего высокочастотного сигнала от второго комплекта защит на втором конце линии. При приеме сигнала с противоположного конца линии на высокочастотный приемник ПВЧ реле Б размыкает свои контакты, запрещая отключению выключателя. При неправильном направлении мощности к.з. (от линии в шины) высокочастотный сигнал посылается с генератора высокой частоты ГВЧ.
При к.з. в защищаемой зоне в обоих комплектах защит мощность направлена от шин в линию, генератор высокочастотный не посылает блокирующий сигнал в линию и поэтому оба комплекта защит срабатывают на отключение линии.
Таким образом, блокирующий высокочастотный сигнал появляется только при внешнем коротком замыкании. Защита реагирует на к.з. в зоне между двумя трансформаторами тока, т.е. защищает всю линию. Защита также как и продольная дифференциальная защита является защитой с абсолютной селективностью и работает без выдержки времени.
Сравниваемыми величинами могут служить мощности в фазах или мощности обратной или нулевой последовательности в зависимости от применяемого фильтра токов в измерительных органах защиты.
Из рисунка 16 мы видим, что защита состоит из двух частей: релейная часть, которая определяет наличие короткого замыкания и высокочастотная часть, посылающая и принимающая высокочастотные сигналы в линию и управляемая релейной частью.
Принцип действия направленной поперечной дифференциальной защиты ЛЭП.
Токовые реле КА (рисунок 52) используются в качестве пускового органа, и она срабатывает только при повреждении в защищаемой зоне аналогично с ненаправленной дифференциальной защитой. Орган направления мощности (реле мощности) служит для определения поврежденной линии.
При КЗ на линии W1 реле KW обязаны замкнуть верхние пары контактов и подать соответствующие команды на отключение выключателей Q1 и Q3.
Рисунок 52 – Схема защиты
Рисунок 53 – Сравнение токов в защите
Токи в плечах защиты не одинаковы при КЗ в защищаемых линиях. Разность токов в реле дает ток, направление которого зависит от места КЗ, т.е. если КЗ на линии W1, то ток направлен в одну сторону, если на линии W2, то в другую сторону. Реле направления мощности будет замыкать одну пару контактов при одном направлении тока в реле, и другую пару при противоположном направлении тока. Таким образом, реле направления мощности видит, на какой линии произошло КЗ и дает соответствующему выключателю команду на отключение.
Ранее было сказано, что у поперечной дифференциальной защиты есть мертвая зона в конце зоны защиты. Но она есть и в начале зоны защиты - при КЗ в начале линии напряжение почти равно нулю и реле мощности может не сработать.
Если КЗ произошло в мертвой зоне «А» защиты питающей подстанции (комплект «А»), то на это КЗ среагирует и отключит соответствующий выключатель (Q3 или Q4) комплект защиты «Б». после отключения выключателя Q3 или Q4 ток КЗ будет протекать только по одной из линий, то теперь сработает комплект защиты «А», так как в реле токи не одинаковы (в одном протекает ток КЗ, а в другом ток нагрузки) и отключит выключатель Q1 или Q2. Т.е. произойдет каскадное отключение короткого замыкания.
Каскадное отключение имеет свои особенности:
Достоинства: Произойдет отключение повреждения с двух сторон.
Недостатки:
В процессе каскадного отключения повреждение отключается с замедлением, т.е. сначала КЗ отключается с одной стороны, а затем с другой стороны.
Наличие мертвой зоны по напряжению в начале зоны защиты. При КЗ сразу после трансформаторов тока реле мощности не сможет принять решение, так как напряжение упадет до нуля (если U=0, то P=U*I=0 ).
Рисунок 54 – Схема подключения защиты
При КЗ на одной из линий направленная дифференциальная защита отключает поврежденную линию и автоматически превращается в токовую отсечку, которая в свою очередь отключит неповрежденную линию. Для исключения этого блок–контактами БК отключившихся выключателей снимается оперативный ток с защиты. Время блокирования защиты при отключении одной из параллельных линий должно быть меньше времени срабатывания защиты, чтобы защита не успела отключить неповрежденную линию.
Ток срабатывания направленной поперечной дифференциальной защиты.
1. Защита не должна сработать от токов небаланса возникающих в максимальном режиме энергосистемы при внешних КЗ
, Кн = 1,5-2,0.
2. Защита отстроена от максимальных рабочих токов возникающих в одной из линий при отключении второй.
3. Пусковые органы защиты отстраиваются от тока повреждения в неповрежденных фазах.
4. Токовые реле сработавшие при внешних КЗ обязаны вернутся в исходное состояние после ликвидации этого повреждения.
Оценка защиты
При применении данной защиты оцениваются следующие параметры:
Мертвая зона должна быть не более 25%.
Определяется мертвая зона по напряжению.
Оценивается чувствительность защиты в двух точках:
3.1. на границе мертвой зоны
3.2. в точке равной чувствительности (в середине линии).
Работа защиты при обрыве провода с односторонним заземлением.
Рисунок 55 – Схема защиты
При обрыве провода и заземлении его с одной стороны (например, со стороны комплекта защиты «А») в комплекте «А» защиты токи с двух трансформаторов тока суммируются и реле комплекта «А» срабатывает, отключая поврежденную линию (W1). Но в это же время, в комплекте «Б» протекает ток только от одного трансформатора тока (с линии W2) (по линии W1 не протекает ток КЗ) и защита так же срабатывает, но отключает неповрежденную линию W2. По статистике такое повреждение, приводящее к неправильному срабатываю защиты, случается очень редко.
Способы повышения чувствительности направленной поперечной дифференциальной защиты.
Блокировка защиты по напряжению.
Рисунок 56 – Логика защиты
Направленная поперечная дифференциальная защита нулевой последовательности.
На рисунке 57 показаны токовые цепи и цепи напряжения защиты. Трансформаторы тока подключены по схеме фильтра токов нулевой последовательности и на разность токов двух трансформаторов тока. К реле мощности и реле напряжения подведено напряжение нулевой последовательности.
На рисунке 58 показаны оперативные цепи защиты.
Схема работает следующим образом:
Через блок-контакты выключателей схема получает «+ плюс» оперативного тока, т.е. схема будет работать при включенном обоих выключателях Q1 и Q2. При коротком замыкании на какой либо линии сработают реле КА0, KV0, и реле мощности KW0, замыкая один из своих контактов в зависимости от того на какой линии произошло короткое замыкание. Допустим реле мощности замкнуло контакты KW.1. Тогда промежуточное реле KL1 получит питание и сработает. У реле KL1 есть три пары контактов. При помощи одной пары контактов она становится на подхват, закоротив контакты реле КА, KV, KW для надежного срабатывания, так как контакты реле тока, напряжения и мощности могут вибрировать при изменении тока КЗ и ухудшать работу защиты. Вторая пара контактов для блокирования второго промежуточного реле KL2, чтобы защита не отключила выключатель второй линии – ложно не сработала. Третья пара контактов действует на электромагнит выключателя отключая выключатель поврежденной линии. При повреждении другой линии процесс работы аналогичен рассмотренному: срабатывает контакты реле KW.2 и т.д.
Рисунок 57 – Схема защиты
Рисунок 58 – Схема защиты
Принцип действия ненаправленной поперечной дифференциальной защиты ЛЭП.
Ненаправленные поперечные дифференциальные защиты.
Рисунок 49 – Схема подключения защиты
Из распределения вторичных токов при рабочем токе или внешнем КЗ (токи трансформаторов тока одинаковы между собой) мы видим, что в реле протекает разность токов трансформаторов тока. И так как токи по обеим линиям протекают одинаковые, то и вторичные токи равны между собой и их разность в реле дает нуль. Но в действительности вследствие различия токов намагничивания трансформаторов тока, в реле протекает ток небаланса.
Ток срабатывания поперечной дифференциальной защиты должен быть отстроен от этого тока небаланса.
Рисунок 50 - Схема подключения защиты
При КЗ в одной из линий ток КЗ делится на две части и Iк1 и Iк2 распределяются обратно пропорционально сопротивлениям линий.
Если примем, что сопротивление до точки КЗ на линии W1 равна «К%» от всей длины линии, то выражения для соотношения токов в плечах защиты выглядит так:
Рисунок 51 – График распределения тока по линии
Из рисунка 51 мы видим, что по мере приближения точки КЗ от начала линии к ее концу ток КЗ для одного плеча защиты уменьшается от максимального значения до значения тока КЗ в конце линии, а для другого плеча защиты наоборот увеличивается от минимального значения при КЗ в начале линии до значения тока КЗ в конце линии (сопротивление уменьшается). В реле протекает разность этих двух токов (Iк1-Iк2). При КЗ в начале линии разность максимальна, а при КЗ в конце линии разность минимальна, так как токи почти одинаковы. Ток срабатывания защиты отстроенный от тока небаланса в конце линии оказывается больше тока в реле и реле не сработает в этой зоне (мертвой зоне).
При работе данной защиты в конце защищаемой зоны появляется мертвая зона, которая несравнимо меньше чем у токовой отсечки.
Принцип действия, выбор уставок защиты от замыканий на землю в сетях с глухозаземленной нейтралью.
Принцип действия, схемы и выбор уставок максимальных токовых защит с пуском по напряжению.
При переменном характере нагрузки ток срабатывания защиты МТЗ оказывается достаточно высоким, т.е. больше максимального тока нагрузки. Большой ток срабатывания защиты означает низкий коэффициент чувствительности. Для организации защиты в этом случае необходимо дополнить ее и органом контроля напряжения (в нормальных режимах при изменении тока нагрузки напряжение остается постоянным и равным рабочему или номинальному). На рисунке 31 показана схема МТЗ с пуском (блокировкой) по напряжению.
Рисунок 31 - Схема защиты
Параллельно контактам реле тока установлены нормально замкнутые контакты реле напряжения. При увеличении рабочего тока до уровня выше уставки по току Iсз защита не сработает, так как КЗ не произошло и напряжение не снизилось, поэтому контакты реле напряжения KV1-3 разомкнуты и не пропускают «+» оперативного тока к реле времени КТ. Защита сработает только при одновременном увеличении тока и уменьшении напряжения.
Рисунок 32 - График тока и напряжения
Реле напряжения KV отстраивается от минимального рабочего напряжения Uмин.раб. и поэтому может сработать только при глубоких снижениях напряжения, что возможно только при КЗ (рисунок 32).
Поэтому при максимальных токах нагрузки возможно срабатывание токового реле, но срабатывание реле напряжения исключено.
Поэтому ток срабатывания защиты выбираем больше нормального рабочего тока Iраб.норм., а не максимального рабочего тока.
Напряжение срабатывания защиты выбирается из следующих условий:
1. Напряжение срабатывания должно быть меньше минимально возможного уровня напряжения при работе.
,
2. Напряжение возврата реле должно быть меньше минимально возможного уровня напряжения при работе.
Где Uсз – напряжение срабатывания защиты (первичное напряжение);
Uср – напряжение срабатывания реле (вторичное напряжение).
Причины, вызывающие ток небаланса в реле для дифференциальной защиты трансформатора.
Принцип построения продольной дифференциальной защиты трансформатора идентичен дифференциальной защите линий. Но есть свои особенности:
- в отличие от защиты линии токи в плечах защиты не равны, так как происходит трансформация тока через трансформатор (на высокой стороне ВН ток меньше чем на низкой НН). Поэтому необходимо устанавливать трансформаторы тока с разными коэффициентами трансформации чтобы выравнить вторичные токи в реле.
- при включении ненагруженного трансформатора в сеть возникают броски тока намагничивания, величина которого в 5÷7 раз превышает номинальный ток (рисунок 10).
Рисунок 10 – Кривая тока при включения ненагруженного трансформатора в сеть
- силовые трансформаторы имеют определенную группу соединения обмоток. Обычно это 11-я группа соединения трансформаторов «Звезда-треугольник». Поэтому вторичные токи в реле не совпадают по фазе (рисунок 11).
Рисунок 11 – Векторные диаграммы трансформатора
Рассмотрим способы устранения всех этих недостатков в реле дифференциальной защиты.
Компенсация неравенства первичных токов (Iвн и Iнн) силовых трансформаторов и автотрансформаторов достигается подбором коэффициентов трансформации трансформаторов тока. Они подбираются таким образом, чтобы вторичные токи были равны. Их соотношение должно быть таким:
|
(4) |
Рисунок 12 – Схема защиты
При соединении обмоток трансформаторов тока по схеме «Звезда-треугольник (Y/Δ)» ток в линейном проводе у схемы «треугольник» отличается от тока проходящем по трансформатору тока на величину √3. С учетом этого условия получаем формулу:
|
(5) |
Таким образом, задаемся одним из коэффициентов трансформации и по формуле находим значение второго коэффициента.
Но точно подобрать коэффициенты трансформации трансформаторов тока невозможно, так как они выпускаются на определенные значения по стандарту. Поэтому более точно настроить можно включением добавочного автотрансформатора (рисунок 12).
Также можно более точно выронить токи во вторичных цепям с помощью уравнительных обмоток специальных реле выпускаемых для дифференциальной защиты. Таких как реле серии РНТ, ДЗТ. Основным отличием таких реле является применение быстронасыщающихся трансформаторов (БНТ). На сердечник намотано несколько витков обмотки, закороченной накоротко, которая при появлении апериодической составляющей насыщает сердечник и ухудшает трансформацию тока. При включении трансформатора в сеть появляются броски тока намагничивания. Значительную часть этих токов составляют апериодически затухающие токи. Поэтому БНТ не пропускает апериодическую составляющую тока намагничивания, а вследствие насыщения трансформатора и ее периодическую часть. Также на сердечник реле намотаны обмотки: уравнительные, дифференциальная и рабочая, подключенная к токовому реле типа РТ-40.
Сдвиг по фазе из-за существования группы соединения силового трансформатора компенсируется встречным включением трансформаторов тока. Т.е. на стороне ВН со схемой соединения обмоток силового трансформатора «звезда» трансформаторы тока включаем по схеме «треугольник», а на низкой стороне, где схема соединения обмоток «треугольник» соединяем в «звезду» (рисунок 13).
Рисунок 13 – Схема защиты
На практике, производится расчет уставок дифференциальной защиты трансформатора. По ПУЭ чувствительность защиты должна быть не менее 2. если это условие не выполняется, то применяются дифференциальная защита с торможением. Ток срабатывания у реле с торможение составляет примерно 30÷40% номинального тока, что значительно меньше тока срабатывания реле без торможения (3÷4Iном). Реле с торможением более сложнее, габаритнее и дороже реле без торможения. Поэтому, ее следует применять тогда, когда чувствительность обычного реле не достаточна.
На рисунке 14 представлена схема подключения дифференциального реле с торможением. Обмотка торможения включена последовательно с трансформаторами тока, дифференциальная обмотка на разность токов трансформаторов тока. При нагрузке и внешнем коротком замыкании токи в дифференциальной обмотке направлены встречно и сумма их дает нуль. Но в тормозных обмотках протекают токи с трансформаторов тока. При к.з. в зоне защиты направление тока с трансформатора тока одной стороны меняет направление и в дифференциальной обмотке токи уже суммируются и их сумма в два раза превышает токи в тормозных обмотках. Т.е. силы притяжения контактов на замыкание оказываются в два раза больше сил отталкивания контактов реле и реле срабатывает.
Рисунок 14 – Схема защиты
Дифференциальная токовая защита трансформатора обеспечивает быстрое и селективное отключение повреждения в трансформаторе – является защитой с абсолютной селективностью.
Причины, искажающие работу дистанционных защит.
Влияние переходного сопротивления. Переходное сопротивление в месте к.з. обусловлено главным образом появлением электрической дуги, имеющей активный характер сопротивления. Это добавочное сопротивление дуги дистанционная защита воспринимает как удаление места короткого замыкания, т.е. искажается работа защиты.
Влияние токов подпитки от промежуточных подстанций. При коротком замыкании на линии W2 (рисунок 3) ток протекает от источника «А» и «В».
Рисунок 3 – Схема энергосистемы
Ток от источника «В» подпитывает точку к.з. и протекая по линии W2 изменяет падение напряжения на ней. Поэтому в защите установленной на линии W1 сопротивление уже не равно Uр/Iр и оказывается больше реального сопротивления до места к.з. и защита может не сработать если сопротивление в реле будет больше уставки соответствующей ступени защиты. Это надо учитывать при расчете уставок защиты.
Качания в энергосистеме.
Рисунок 4 – Эпюры напряжений при качаниях в энергосистеме
При коротких замыканиях в линиях, в которых протекала большая мощность или включении и отключении мощной нагрузки в энергосистеме может возникнуть явление качания. Например, при коротком замыкании была отключена линия W2 (рисунок 4), по которой протекала огромная мощность из системы «А» в систему «В». Вследствие этого нарушился баланс мощности в энергосистеме – в системе «В» недостаток мощности, а в системе «А» избыток ее. Поэтому генераторы системы «А» начинают разгонятся, а генераторы системы «В» тормозится. Это приводит к увеличению частоты вращения э.д.с. генераторов системы «А» и уменьшению его в системе «В». Вектора ЕА и ЕВ начинают вращаться с разными частотами. Вектор ЕА постоянно опережает вектор ЕВ. Мы можем видеть, что напряжение в какой-то точке линии станет равным нулю при определенном расположении друг от друга векторов э.д.с. двух систем. Это точка называется электрическим центром качания. Дистанционная защита это падение напряжения до нуля может понять как короткое замыкание в линии и может отключить его. Для исключения ложного срабатывания дистанционной защиты при качаниях применяется схемы блокирования дистанционной защиты.
Также на работу дистанционной защиты влияют погрешности измерительных трансформаторов тока и трансформаторов напряжения. Влияние погрешности измерительных трансформаторов тока и напряжения учитывается в сторону уменьшения зоны защиты.
Схемы соединений трансформаторов тока и реле
Рисунок 9 - Схема полной звезды
Нейтраль трансформаторов тока заземляется из-за опасности пробоя изоляции и попадания высокого первичного напряжения во вторичные цепи ТА. Реагирует на все виды КЗ.
Рисунок 10 - Схема неполной звезды
В сетях с изолированной нейтралью ток замыкания на землю чисто емкостный и не более 30 мА, а токи нагрузки большие до 2000 А. Поэтому нет необходимости в установке трансформатора тока в фазе «В» - схема неполной звезды. Схема полной звезды отличается от схемы неполной звезды тем, что она реагирует на однофазные КЗ в сетях с заземленной нейтралью, а в сетях с изолированной нейтралью она не реагирует на замыкания на землю. Схемы неполной звезды не реагирует на КЗ на фазе «В», поэтому она не может служить для защиты от однофазных КЗ, используется только для защиты от междуфазных КЗ (А-В, В-С, А-С).
Рисунок 11 - Схема фильтра тока нулевой последовательности
В реле попадают только токи нулевой последовательности, токи прямой и обратной последовательности при суммировании уничтожаются. Эта схема используется для защиты от КЗ на землю, так как в реле попадают только токи нулевой последовательности, появляющихся только при КЗ на землю.
Рисунок 12 - Схема соединения ТА на разность токов
В реле попадают разность токов фаз «А» и «С».
Достоинство схемы: меньшее количество реле и соединительных поводов по сравнению с другими схемами. Недостатки: реагирует не на все виды КЗ. Используется для защиты электродвигателей от междуфазных КЗ.
Рисунок 13 - Схема соединения ТА треугольником
В реле попадают разность фазных токов (в реле фазы «А» ток Iа-Iв, в реле фазы «В» ток Iв-Iс, в реле фазы «С» ток Iс-Iа).
Следует отметить, что токи нулевой последовательности не выходят за пределы треугольника, т.е. не попадают в реле. Таким образом в реле попадает не весь ток КЗ, а только его часть. Токи в реле попадают при всех видах КЗ, поэтому защиты по такой схеме реагируют на все виды КЗ. Используется в основном в дифференциальных и дистанционных защитах.
Требования, предъявляемые к релейной защите.
2. Требования предъявляемые к релейной защите.
Рисунок 4 - Схема энергосети
1. Под селективностью РЗ понимается её способность избирательно отключать только поврежденный участок сети.
При КЗ в точке К1 РЗ обязана отключить Q5 и Q6.
При КЗ в точке К2 РЗ обязана отключить Q1 и Q3.
При КЗ в точке К3 РЗ обязана отключить Q7.
2. При горении электрической дуги выделяется огромное количество тепла, который ведет к интенсивному разрушению оборудования, а также нагреву токоведущих жил всех элементов СЭС через который протекает ток КЗ. В этом случае быстродействующее РЗ необходимо для уменьшения степени разрушения поврежденного оборудования, а также уменьшения степени износа изоляции всех элементов по которым протекает ток КЗ. Быстродействие также необходимо для сохранения оборудования, на котором произошло глубокое снижение напряжения. Но самое главное быстродействующие РЗ необходимы для сохранения устойчивости энергосистемы в целом. В соответствии с ПУЭ производится предварительный расчет остаточного напряжения максимальном режиме энергосистемы. Если остаточное напряжение оказалось меньше чем 60% от номинала, то принимается решение об установке быстродействующих защит.
4. Под чувствительностью РЗ понимается ее способность реагировать на неполнофазные токи КЗ проходящие через переходные сопротивления в минимальном режиме энергосистемы. Чувствительность РЗ оценивается так называемым коэффициентом чувствительности, который регламентируется (устанавливается) для различных видов защит ПУЭ.
5. Под надежностью РЗ понимается ее способность работать безотказно при любых повреждениях в энергосистеме. В последовательных цепях схем РЗ устанавливается минимально возможное количество элементов.
Для повышения надежности РЗ для защиты какого-либо элемента устанавливается несколько видов защит, при этом каждый из них команду на отключение подает по независимым цепям (каналам).