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
|
Продольная дифференциальная защита линий типа ДЗЛ-2. В схеме защиты ДЗЛ-2 использован комбинированный фильтр, ток на выходе которого пропорционален İ1—k2İ2. В качестве дифференциального реле применено поляризованное реле типа РП7 с двумя отмотками — рабочей и тормозной. Рабочая обмотка под ключается к выпрямителю VS1, на вход которого подается напря жение, пропорциональное напряжению на вспомогательных прово дах (рис. 10.5, б), а тормозная обмотка подключается к выпрями телю VS2, включенному на ток, пропорциональный току, циркулирующему по вспомогательным проводам. При токах Iн < 2,5 Iс.з защита сравнивает абсолютные значения и фазы токов İ1I и İ1II, а при больших кратностях тока к.з. за счет насыщения TLAT сравниваются, как указывалось, только фазы токов. Защита имеет быстродействующий автоматический контроль, выводящий ее из действия при повреждении вспомогательных проводов, а так же автоматический и периодический контроль сопротивления изо ляции вспомогательных проводов относительно земли. Защита ти па ДЗЛ-2 предназначена для использования в качестве основной при всех видах короткого замыкания линия электропередачи про тяженностью до 20 км (без ответвлений) в сетях с глухозаземленными нейтралями. Для использования защиты в сетях с изолиро ванными или заземленными через дугогасящие реакторы нейтра лями производят соответствующие переключения цепей фильтра тока, обеспечивающие повышение чувствительности защиты и пре имущественное отключение одной поврежденной линии при двой ных замыканиях на землю. |
ДЗ с косвенным контролем сопротивления, основанная на сравнении выпрямленных значений. Речь идет о 2-х или более специально сформированных сигналов (величин), являющихся линейной комбинацией токов и напряжений. Сравнение указанных сигналов может производиться по амплитуде или по фазе. Е1=k1∙U+k2∙I E2=k3∙U+k4∙I, если произвести несложные преобразования – вынесем за скобки ток и коэф. при напряжении – получим: Е1=k1 ∙I∙(Z−b) E2= k3 ∙I∙(Z−a), где b=−k2/k1 и a=−k4/k3. При сравнении абсалютных значений: │Е1│≥│Е2│. Знак равенства соответствует нахождению реле нп границе срабатывания. При этом │k1∙I∙(Z−b)│≥│ k3∙I∙(Z−a)│. Ток в левой и правой части полученного выражения можно сократить │k1∙(Z−b)│≥│ k3∙(Z−a)│. Иполученное выражение можно преобразовать: │Z−b│/│Z−a│≥│k│, где k= k3/k1. При │k│>1 получим хар-ку срабатывания в виде окружности, а при │k│=1 в виде прямой. Выражения, а соответственно и схема в ряде случаев можно упростить. Например, если круговые хар-ки срабатывания лежат на прямой, проходящей через начало координат. Где m – целое число, φмч – угол макс. чувствительности. Простой пример k=1. Рассмотрим простой пример m=1 (ненаправленное реле сопротивления) Е1=Zy∙I E2=U → │Е1│≥│Е2│ следует, что Z ≤ Zy. Рассмотрим самый простой случай для направленных реле сопротивления m=0. E1=0.5∙Zy∙I E2=U−0.5∙Zy∙ejφ∙I. Т. о. имеем всего один комплексный коэффициент. Т. о. в представленной выше схеме остается только один частотный фильтр K4(p). Более того, схему формирования Е1 и фильтр K4(p) можно использовать для всех трех ступеней дистанционной защиты. |
Ненаправленные ДЗ с непосредственным контролем сопротивления В приведенной схеме Существует много других способов измерения Q и Р. Например, Р=Ua∙Ia+Up∙Ip, P=ua(t)∙ia(t)+up(t)∙ip(t), P=u(t)∙i(t)+u(t−To/2)∙i(t−To/2). Четырехугольную хар-ку можно рассматривать как совокупность неравенств. Умножая левую и правую части на I2 получим: Т. о. изсхемы могут быть удалены делители (косвенный контроль сопротивления). |
ДЗ с косвенным контролем сопротивления, основанная на сравнении фаз Структурная схема: Схема формирования Е1 и (Е2): Схема формирования импульсов: Непосредственный контроль R и L. Как решение след. системы: |
|
Общая сигнализация от замыканий на землю. Защита ТН контроля изоляции в сетях с изолированной нейтралью. Замыкание на землю одной фазы в сетях с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью не является аварией. Потребители, включенные на междуфазные напряжения, продолжают нормально работать. Это дает возможность выполнять защиту от замыкания на землю, действующей на сигнал. В сетях простой конфигурации до пускается применение только общего устройства неселективной сиг нализации, контролирующего состояние изоляции в системе данного напряжения. Схема устройства состоит из трех минимальных реле напряжения, включенных на напряжения фаз относительно земли (рис. 6.23, а), или из одного максимального реле напряжения, вклю ченного на напряжение нулевой последовательности (рис. 6.23, б). Устройство сигнализации обычно подключается к трансформато рам напряжения, установленным на шинах. Защита ТН контроля изоляции в сетях с изолированной нейтралью. Опыт эксплуатации измерительных трансформаторов напряже ния (ТН), используемых для подключения к ним общей сигнализа ции от замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью, свидетельствует об их частой повреждаемости, особенно в сельской местности. Имеются сети, которые из-за регулярных повреж дений ТН длительно эксплуатируются без устройства общей сигна лизации от замыканий на землю. По данным ряда работ, например [39], основной причиной повреждения ТН следует считать ферро-резонансные явления, вследствие которых через обмотки высшего напряжения трансформатора проходят токи, многократно превы шающие номинальные значения. Согласно ряду работ, например [41], значительная доля повре ждений ТН связана с однофазными замыканиями на землю. Ме таллическое однофазное замыкание и замыкание через устойчивую дугу по воздействию на ТН незначительно различаются между со бой. Токи в обмотках высшего напряжения трансформатора в этих режимах не превышают допустимых и не являются опасными. Опас ные токи могут возникнуть при отключении поврежденного при соединения или при самопогасании дуги и последующем появлении феррорезонансных колебаний, обусловленных колебательным раз рядом неповрежденных фаз через обмотки ТН. Наиболее опасны для ТН длительные однофазные замыкания на землю через пере межающуюся дугу. |
Меро приятия по снижению повреждаемости ТН можно разделить на: включение нагрузочных резисторов в цепь вто ричной обмотки ТН, соединенной в разомкнутый треугольник; включение резистора в нейтраль обмоток высшего напряжения; применение разрядников; применение специальных демпфирующих устройств на стороне высшего напряжения ТН; компенсация ем костных токов в сети с помощью дугогасящих реакторов. Наиболее простым и доступным является способ, предусматри вающий включение в цепь вторичной обмотки ТН, соединенной в разомкнутый треугольник нагрузочного резистора. Защитное дейст вие резистора заключается в создании потери энергии свободных колебаний составляющих нулевой последовательности. Од нако при этом ТН дополнительно нагружается токами и перегре вается. Рекомендованные сопротивления резисторов R = 25÷12,5 Ом Одна из возможных схем защиты ТН изображена на рис. 6.26,6. Измерительным органом является электрическая цепь, состоящая из нелинейного реактора LR и двух резисторов Rl, R2 и подключа емая к обмоткам ТН, соединенным в разомкнутый треугольник. В нормальном режиме работы сети напряжение U0 на входе измерительного органа практически равно нулю, схема находится в исходном состоянии, транзи сторы VTl, VT2 и тиристоры VDT1 и VDT2 закрыты. В режиме однофазного металлического замыкания на землю напряжение U0 изменяется практически синусоидально с номинальной частотой сети. При этом падение напряжения на резисторах Rl и R2 недостаточно для создания необходимого тока управления и открытия транзисторов. При наличии в напряжении U0 высших гармонических ток в цепи Rl—LR—R2 мал вследствие большого сопротивления реактора и паде ние напряжения на резисторах также недостаточно для создания необходимого тока управления. Устройство приходит в действие только при появлении в напряжении U0 субгармонических составляющих. При этом в связи с уменьшением индуктивного сопротивления реактора ток в цепи Rl—LR—R2 возрастает. Падение напряже ния на резисторах Rl и R2 увеличивается и становится достаточным для от крытия транзисторов VTl и VT2. Токами транзисторов поочередно открываются тиристоры, подключая нагрузочные резисторы R3 и R4 к обмотке ТН. Диоды VD1 и VD2 защищают транзисторы от обратного напряжения, а переменные резисторы R5, R6 предназначены для установки напряжения срабатывания за щиты. |
Токовая защита нулевой последовательности от замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью или заземленными через дугогасящий реактор. Длительная работа сети при замыкании одной фазы на землю недопустима из-за возможности нарушения междуфазной изоляции в месте повреждения и перехода однофазного замыкания в многофазное. Возможны также случаи двой ных замыканий на землю вследствие повышения в √3 раз напряже ний неповрежденных фаз относительно земли. Поэтому в протяжен ных сетях сложной конфигурации, когда определение поврежденного участка затруднено, наряду с общим устройством контроля изоля ции необходимо предусматривать селективную защиту на каждом присоединении. Обычно это токовая защита. Вероятность повреждения междуфазной изоляции определяет ся не только продолжительностью прохождения тока через место замыкания на землю, но и значением тока. Поэтому для предот вращения перехода однофазных замыканий в многофазные макси мальный ток замыкания на землю в сетях напряжением 6—15 кВ должен быть не более I(1)з max < 30 А, а в сетях напряжением 20—35 кВ — не более I(1)з max< 10 А. В протяженных и разветвленных сетях токи замыкания на землю могут быть больше указанных значений. В таких случаях для их компенсации применяются дугогасящие реакторы. Таким образом, допустимые токи замыкания на землю обычно меньше рабочих токов защищаемого элемента. Поэтому токовая защита от замыкания на землю, например линии Л1 (см. рис. 6.22, г), выполняется с включением реле на фильтр тока нулевой последовательности. Она приходит в действие благодаря прохож дению по поврежденному участку тока нулевой последовательности 3I(1)0эк обусловленного емкостью всей электрически связанной сети С0эк без учета емкости C01 поврежденной линии [см. (6.29)]. Защи та не должна срабатывать при повреждениях на других присоеди нениях сети, когда по защищаемой линии проходит ток 3I(1)0л (3I(1)01), обусловленный емкостью линии. При этом для обеспечения недей ствия защиты ее ток срабатывания выбирают по условию Iс.з = kзап 3I(1)0л Коэфф. запаса определяется броском емкостного тока в момент замыкания. На основании опытных данных для защит без выдержки времени kзап = 4÷5; для защит с выдержкой времени с учетом перемежающегося характера замыкания коэффициент kзап > 2,0÷2,5. Однако при возникновении второго замыкания на землю на другой фазе (двойного замыкания на землю) токи значительно воз растают, а напряжения прикосновения достигают недопустимых значений и могут явиться причиной несчастных случаев. Для умень шения вероятности возникновения опасных двойных замыканий защита от замыканий на землю в рассматриваемых сетях выпол няется с действием на отключение без выдержки времени. Чувствительность защиты характеризуется коэфф. kч = 3I(1)0эк / Iс.з . Ток I(1)0эк определяется по режиму с минимально воз можным числом включенных линий. Чувствительность защиты счи тается достаточной, если для воздушных линий kч > 1,5, а для ка бельных kч > 1,25. |
Для выполнения защиты в качестве фильтра тока нулевой по следовательности обычно используется трансформатор тока нуле вой последовательности (ТНП) — TAZ (рис. 6.24). При замыкании в сети на землю токи повреждения могут замыкаться как через землю, так и по проводящей оболочке кабеля, в том числе и не поврежденного, что может вызвать неправильное действие защиты. Поэтому воронку и кабель на участке от ТНП до воронки изолируют от земли, а заземляющий провод присоединяют к воронке кабеля и пропускают через отверстие магнитопровода ТНП в направлении кабеля. При таком исполнении цепей защиты токи, проходя щие по броне и проводящей оболочке кабеля, компенсируются токами, возвра щающимися по заземляющему проводу. Чувствительность защиты характеризуется минимальным первичным током замыкания на землю. При использова нии электромагнитного реле с транс форматором тока нулевой последова тельности можно выполнить защиту, действующую при минимальном первичном токе замыкания на землю I(1)з = 5 А. Поэтому эту защиту нельзя применять, например, на линиях торфоразработок. На основе магнитных усилителей разработана защита от замыканий на землю с первичным током срабатывания порядка Iс.з = 0,3. |
|
Реализация типовых динамич звеньев. Инвертирующий усилитель. Для построения данного усилителя используется один ОУ и два резистора. При Rвх»К1, К2 током Iвх(t) можно пренебречь. Тогда I1(t) = I2(t)Из схемы замещения ОУ следует, что при наличии от рицательной ОС U+(t) - U-(t) = 0 Так как для инвертирующего усилителя U+(t)=0, то и U- (t)= 0. Принимая I1(t) = I2(t) и учитывая, что U- (t)=0 получим I1(t)=U1(t)/R1= -U2(t)/R2 Из последнего выражения получим следующую зависимость между входным и выходным напряжением U2(t)= (-R2/R1)U1(t) Интегрирующее звено K(p) = -k/p K = 1/R1C1 Т.к. выходное напряжение по модулю не может быть выше напряжения питания, то при однополярном входном сигнале через некоторое время после включения интегратор на базе ОУ войдет в режим насыщения.На базе преобра-зователя импеданса с помощью добавления двух резисторов может быть реализована схема неинвертирующего усилителя. Передаточная функция: K(p)=k ; Коэффициент усиления: k = 1 +R1/R2. ФНЧ 1-го порядка (инверсная схема). Одна из наиболее распостраненных схем реализации ФНЧ 1-го порядка. Передаточная функция: K(p)=−(k∙α)/(p+α) α=1/(R1∙C1) k=R1/C1 Типовые нелинейные звенья 1) Формирователь модуля. Для реализации однополупериодного и двух полупериодного модуля используются диоды. Схема одополупериодного модуля получила название «идеальный диод». Для реализации двухполупериодного модуля необходимо 2 ОУ. На схеме суммирующего сумматора коэфф. усиления по второму входу в 2 раза больше чем по первому. При сложении исходного sin-го напряжения с напряжением в точке b с учетом инверсной схемы получим напряжение, совпадающее по модулю с исходным. |
Наряду с суммированием будет осуществляться фильтрация сигналов с помощью ФНЧ 1-го порядка. Для реализации различного рода компараторов могут использоваться ОУ или одноименные специализированные аналоговые микросхемы. Например, реализация компаратора на ОУ: |