- •1. Назначение релейной защиты и основные требования, предъявляемые к ней
- •2. Измерительные трансформаторы тока и напряжения
- •3. Максимальные токовые защиты
- •4. Направленные мтз
- •6. Защиты от замыканий на землю
- •40. Защиты, реагирующие на токи высших гармоник
- •7. Защиты на переменном оперативном токе
- •8. Дифференциальные защиты
- •9. Дистанционные защиты
- •10. Блокировки от ложных срабатываний релейной защиты при качаниях
- •11. Высокочастотные защиты линий
- •12. Устройства релейной защиты лэп
- •13. Защиты синхронных генераторов и двигателей
- •14. Основные защиты силовых трансформаторов
- •На трехобмоточном трансформаторе с двухсторонним питанием
- •15. Основные защиты блоков «генератор-трансформатор»
- •16. Защита шин станций и подстанций. Уров
- •Распределением элементов
- •17. Реле защиты, выполненные на интегральных микросхемах
- •Векторная диаграмм» яви подаче токов прямой (б) и обратной (в) последовательностей
- •Типы серийных реле защиты
- •18. Расчет релейной защиты понижающих трансформаторов
- •18.1. Дифференциальная токовая защита трансформаторов, выполненная с реле серии рнт-560
- •18.2. Расчет дифференциальной токовой защиты двухобмоточного трансформатора
- •Параметры схемы замещения
- •Предварительное определение коэффициента чувствительности
- •А) раздельная работа; б) параллельная работа
- •18.3. Дифференциальная токовая защита трансформаторов, выполненная с реле серии дзт-11
- •18.4 Расчет дифференциальной токовой защиты двухобмоточного трансформатора с расщеплением
- •А) при раздельной работе трансформаторов; б) при параллельной работе трансформаторов
- •18.5. Максимальная токовая защита с пуском напряжения для трансформатора
- •Проверка коэффициентов чувствительности
- •18.6. Максимальная токовая защита от перегрузки
- •Библиографический список
- •Содержание
10. Блокировки от ложных срабатываний релейной защиты при качаниях
Качания в ЭЭС возникают в результате возмущений, вызывающих изменения угла между векторами ЭДС Е1 и E2 двух частей ЭЭС (рис. 71). Причинами таких возмущений могут быть к.з. и резкие изменения нагрузки потребителей. В результате возмущения синхронная частота вращения генераторов в двух частях энергосистемы становится разной, а векторы Е1 и Е2 начинают проворачиваться друг относительно друга. Если качания синхронные, то полных проворотов Е1относительно E2 нет, а угол δ между векторами Е1 и Е2 не превышает 180°. Под действием разности потенциалов, создаваемой ЭДС Е1 и Е2 (см. рис. 72), по межсистемной связи АВ начинает протекать уравнительный ток , где= Е1 и Е2, Хсв - эквивалентное сопротивление, по которому протекает Iур . Поскольку угол 5 между векторами Е1 и Е2 изменяется во времени, то и уравнительный ток также будет изменяться во времени. Максимальным значение уравнительного тока, называемого током качания Iкач, будет в момент времени, когда Е1 и Е2 находятся в противофазе и угол 5 = 180° (рис. 72, 73), а минимальным - при угле δ= 0°. В результате качаний значительно изменяется и модуль напряжения вдоль ЛЭП. Ток качаний создает падение напряжения вдоль ЛЭП. На рис. 73 представлена зависимость модуля напряжения вдоль межсистемной линии АВ для самого худшего случая, когда векторы Е1 и Е2 находятся в противофазе. Из графика видно, что в точке С напряжение достигает нулевого значения. В момент времени, когда 8 = 0°, уравнительный ток отсутствует и напряжение в точке С по величине близко к значениям Е1 и Е2.
Кроме периодических изменений во времени тока и напряжения происходит также периодическое изменение сопротивления на зажимах реле сопротивления. Графики изменения параметров Iкач, UC , Z и Р при изменениях угла δ представлены на рис. 74.
Точка в ЭЭС, где напряжение при качаниях является наименьшим, называется электрическим центром качаний (ЭЦК). В нашем случае точка С является ЭЦК и находится в середине линии АВ. Качания в ЭЭС могут быть синхронными (когда угол δ не превышает 180°) и асинхронными (когда имеет место проворот вектора Е1 относительно Е2 и угол их расхождения δ > n·360°). Асинхронные качания могут перейти в синхронные в результате ресинхронизации ЭЭС - в частности разгрузки по генерирующей мощности.
Если «заморозить» вектор Е2, вращающийся с синхронной скоростью, то вектор Е1 будет вращаться относительно вектора Е2 с угловой скоростью скольжения ωS. В этом случае период качания (скольжения) TS - время, в течение которого вектор Е1 совершит полный проворот относительно вектора Е2, , т.е. чем больше ωS, тем меньше Ts (рис. 75). Из анализа векторной диаграммы токов и напряжений следует, что
Период качаний TS для реальных энергосистем находится в диапазоне 0,5-10 с.
Асинхронный режим является следствием нарушения устойчивости параллельной работы двух частей ЭЭС, причинами которого могут быть:
1) отказ быстродействующих РЗ и отключение к.з. резервными РЗ;
2) отказ противоаварийной автоматики или ее неселективное действие;
3) неуспешное действие НАПВ.
Рис. 71. Схема ЭЭС
Рис. 72. Векторн»
диаграмма
Рис.
73. Распределение напряжения вдоль линии
АВ
Рис. 74. Изменение
электрических параметров при качаниях
При асинхронном режиме наблюдаются периодические изменения угла 8 между ЭДС несинхронно работающих частей ЭЭС, напряжения в различных точках электропередачи, тока и активной мощности линии, сопротивления на зажимах реле сопротивления. Существует два способа ликвидации асинхронного режима: ресинхронизация (восстановление синхронизма путем выравнивания частот несинхронно работающих частей ЭЭС) и разделение асинхронно работающих частей ЭЭС по слабым связям с последующим их включением с помощью АПВ с контролем синхронизма.
П
Рис.
75. Изменение угла δ
при качаниях
Если подстанция находится вблизи точки С на линии АВ, то при качаниях при , когда, аUс = 0, быстродействующая РЗ может отключить линию, т.к. ее пусковые органы могут воспринять этот режим как трехфазное симметричное к.з. В результате произойдет деление ЭЭС с несбалансированными нагрузками в ее двух частях: в одной части ЭЭС частота может быть высокой, а в другой - низкой, что может привести к работе АЧР в одной части ЭЭС и отключению генераторов - в другой, поэтому при качаниях РЗ не должна работать, т.е. требуется применение специальных мер, предотвращающих ложное срабатывание РЗ при качаниях.
Возможны следующие три способа, предотвращающие ложную работу РЗ при качаниях:
1. Параметры срабатывания РЗ выбираются такими, чтобы пусковые органы РЗ не действовали при качаниях, т.е;. При этих условиях первые быстродействующие ступени токовых и дистанционных защит не будут срабатывать при качаниях. Однако использование этих условий снижает чувствительность РЗ. При расчете уставок дистанционных защит с применением реле сопротивления практически невозможно отстроитьотт.к. последнее может принимать нулевое значение.
2. Отстройка от качаний при помощи выдержки времени , если это замедление РЗ допустимо по условиям устойчивости. По крайней мере,должно быть не меньше периода качанийTs. Использование этого способа отстройки от качаний снижает быстродействие защиты.
3. Применение специальных блокировок, выводящих РЗ из действия при качаниях, когда первые два способа отстройки являются неприемлемыми. Блокировки должны удовлетворять двум требованиям: выводить РЗ из действия при качаниях и позволять РЗ действовать, если при качаниях произошло к.з. на защищаемом элементе.
Обычно используют два типа блокирующих устройств:
1) блокировки, отличающие режим к.з. от режима качаний по появлению асимметрии тока или напряжения. Режим качаний - симметричный, а большая часть режимов к.з. - несимметричные, с возникновением токов и напряжений обратной и нулевой последовательностей;
2) блокировки, отличающие к.з. от качаний по скорости изменения электрических параметров (I, U, Z) в месте установки защиты. При к.з. скорость изменения указанных параметров намного выше, чем при качаниях.
Р
Рис.
76. Изменение электрических параметров
В качестве пусковых реле блокировки (рис. 77) могут быть взяты реле сопротивления KZ1 и KZ2 с разными уставками срабатывания .Время замкнутого состояния контактов релеKZ1 (t1) и реле КZ2 (t2) показаны на рис. 76. При качаниях сопротивление на зажимах KZ начнет плавно уменьшаться, и первым срабатывает более чувствительное реле КZ1 (см. рис. 76), а затем KZ2. При срабатывании KZ1 в точке 1 работает реле KL и становится на самоподхват своим нижним контактом. Верхний контакт реле KL размыкает цепь РЗ, т.е. происходит блокировка РЗ при качаниях. Реле KL самоудерживается до тех пор, пока реле KZ1 не вернется в исходное состояние (в точку 4) - см. рис. 76.
При к.з. из-за большой скорости снижения Z реле KZ1 и КZ2 срабатывают одновременно и реле KL не успевает сработать. Блокировки РЗ не происходит.
С
Рис.
77. Схема блокировки
Д
Рис.
78. Блокировка по U2(I2)
с быстрой деблокировкой
связи с этим наибольшее распространение получили блокировки, реагирующие на появление I2 или U2 при к.з., т.к. они применимы как на коротких, так и на длинных линиях, причем, обычно трехфазные к.з. начинаются с однофазных и двухфазных, и поэтому из-за неодновременности замыкания всех трех фаз кратковременно появляются I2 и U2 и при трехфазных к.ч. Схема блокировки представлена на рис. 78.
Данная блокировка разрешает работать РЗ при появлении U2(I2) при к.з. и не позволяет РЗ действовать на отключение, если несимметрия отсутствует (при качаниях).
В состав схемы входит реле КV1(КА1) фиксирующее появление несимметрии. Для этого оно подключается на фильтр напряжений (токов) обратной последовательности ZV (ZA). Реле KL1 вводит или выводит из действия РЗ. Реле KL2 с замедлением на возврат выполняет операции по прекращению пуска защиты через времяtвоз, достаточное для срабатывания I ступени дистанционной защиты.
В нормальном режиме несимметрия отсутствует и контакты реле КV1 (КА1) замкнуты, катушка реле KL1 обтекается током, при этом контакты KL1.2 замкнуты, контакт пуска РЗ KL1.1 разомкнут и защита выведена из действия, контакт АL 1.3 также находится в разомкнутом состоянии. Реле KL2 также находится в сработанном состоянии. Его контакт KL2.1 разомкнут.
При возникновении к.з. появляется несимметрия напряжений и токов, в результате срабатывает реле KV1 (КА1), размыкается его контакт и прерывается цепь питания реле KL1, размыкается контакт KL 1.2, который фиксирует даже кратковременные появления несимметрии независимо от последующего положения контактов KV1 (КА1).
Контактом KL1.1 вводится в действие защита, отключающая к.з. Контакт KL1.3 подает питание на обмотку реле AT, которое при срабатывании рвет свой контакт КТ1 и снимает напряжение с реле КL2. Замыкающимся контактом KТ2 реле КT становится на самоподхват. Реле KL2 замыкает свой контакт АL2.1 через 0,2-0,3 с, подавая питание на обмотку реле KL1, которое сработает и контактом KL 1.1 выведет защиту из действия.
Кроме приведенных выше схем блокировки применяются устройства, реагирующие на скорости изменения тока или напряжения.