Общая оценка токовых направленных защит

Направленная защита отличается от ненаправленной наличием реле направления мощности (РНМ). Устанавливается на линиях с двусторонним питанием.

В сетях до 35 кВ включительно является основной. Выполняется в двухфазном исполнении.

В сетях с глухозаземленными нейтралями используется как защита от междуфазных КЗ.

Для защиты от замыканий на землю используется направленная токовая защита нулевой последовательности.

Широко используется для защиты от КЗ на землю в сетях 110 кВ с глухозаземленными нейтралями.

Наличие РНМ позволяет при расчете тока срабатывания учитывать только режимы, в которых мощность протекает от шин в линию. Это позволяет повысить чувствительность защиты.

Это используется в направленных токовых отсечках. Ненаправленные токовые отсечки селективны и используются на линиях с двусторонним питанием. Реле направления мощности добавляется для повышения их чувствительности. Однако, направленные токовые отсечки более сложны из-за наличия РНМ, появляется мертвая зона. Поэтому они используются как защиты нулевой последовательности в сетях с глухозаземленными нейтралями.

Направленная МТЗ со ступенчатой выдержкой времени обеспечивает селектив­ное отключение КЗ в радиальных сетях с несколькими источниками питания и в кольцевых сетях с одним источником питания. Однако, из-за встречно-ступенчатого выбора вы­держки времени третьей ступени в ряде случаев время отключения поврежденного участка вблизи источника питания получается большим. Это ограничивает применение третьей ступени в качестве отдельной защиты. По­этому в большинстве случаев токовая направленная защита в ка­честве основной применяется лишь в сетях напряжением 35 кВ.

В сетях с более высоким напряжением она используется как резервная.

Для направленных токовых защит схемы используются такие же, как и для ненаправленных.

Схема направленной МТЗ на переменном оперативном токе

Измерительная цепь.

Цепь реле времени

Цепь промежуточных реле

2 Масляные выключатели высокого напряжения. Типы, принцип работы.

Виды масляных выключателей. Принцип работы баковых выключателей.

Виды баковые; маломасляные (горшковые) ЗРУ 6 – 110 кВ электростанций и подстанций; КРУ 6 -35 кВ; ОРУ 35 – 110 кВ.

Масляные баковые выключатели

В масляных баковых выключателях масло служит для гашения дуги и изоляции токоведущих частей.

При напряжении до 10 кВ (в некоторых типах выключателей до 35 кВ) выключатель имеет один бак, в котором находятся контакты

всех трех фаз, при большем напря­жении для каждой фазы преду­сматривается свой бак.

На рис. 4-50 схематически по­казан баковый выключатель без специальных устройств для гаше­ния дуги. Стальной бак 1 выклю­чателя подвешен к литой чугун­ной крышке 3 с помощью болтов. Через крышку проходят шесть фар­форовых изоляторов 4, на ниж­них концах токоведущих стержней которых закреплены неподвижно контакты 7. Подвижные контакты 8 находятся на контактном мо­сте или траверсе. Движение им пе­редается с помощью изолирующей тяги от приводного механизма, расположенного под крышкой вы­ключателя. Во включенном поло­жении траверса поднята и контакт­ный мост замыкает цепь между не­подвижными контактами. При этом отключающая пружина 5 сжата. Выключатель во включенном поло­жении удерживается защелкой при­вода, с которым он связан валом 6.

при отключении автоматически или вручную освобождается за­щелка и под действием пружины траверса быстро опускается вниз (скорость движения достигает 1,5 - 2,7 м/с). При этом образуется разрыв цепи в двух точках на каждом полюсе выключателя. Воз­никшие дуги разлагают и испаряют масло 2, образуется газопаровой пузырь, содержащий до 70% водорода. Давление внутри пузыря достигает 0,5 - 1 МПа, что повышает деионизирующую способность газов. Дуга гаснет через 0,08 - 0,1 с. На стенках бака имеются за­щитные изоляционные покрытия 9. Масло в бак выключателя залива­ется не полностью, под крышкой остается воздушная подушка. Это необходимо, чтобы уменьшить силу удара в крышку выключа­теля, обусловленного высоким давлением, возникающим в процессе гашения дуги. Если, уровень масла будет недопустимо низок, то газы попадут, под крышку сильно нагретыми, что может вызвать взрыв смеси водорода с воздухом.

В рассмотренном выключателе нет никаких специальных уст­ройств для гашения дуги, поэтому отключающая способность его невелика. Выключатели такой конструкции (ВМБ-10, ВМЭ-6, ВМЭ-10, ВС-10) применяются в установках 6—10 кВ, но в настоящее время они вытесняются маломасляными выключателями.Для наружных установок напряжением 35 кВ и выше баковые

масляные выключатели благодаря простоте конструкции приме­няются достаточно широко и в настоящее время. В отличие от простейшего рассмотренного выключателя они имеют специальные устройства - гасительные камеры.

По принципу действия дугогасительные устройства можно раз-

делить на три группы:

- с автодутьем, в которых высокое давление и большая скорость

движения газа в зоне дуги создаются за счет выделяющейся в дуге

энергии;

- принудительным масляным дутьем, у ко­торых к месту разрыва масло нагнетается с помощью специальных гидравлических механизмов;

- с магнитным гашением в масле, в которых дуга под действием магнитного поля перемещается в узкие каналы и щели.

Основные преимущества баковых выключателей:

простота конструкции, высокая отключающая способность; при­годность для наружной установки; возможность установки встроен­ных трансформаторов тока.

Недостатки баковых выключателей:

взрыво- и пожароопасность; необходимость периодического контроля за состоянием и уровнем масла в баке и вводах; большой объем масла, что обусловливает большую затрату времени на его замену, необходимость больших запасов масла; непригодность для установки внутри помещений; непригодность для выполнения быстродействующего АПВ, большая затрата металла, большая масса, неудобство перевозки, монтажа и наладки.

В баковых масляных выключателях масло служит в ка­честве газогенернрующего материала и в качестве изоля­ции; такие выключатели используются в сетях 6—220 кВ. Для повышения коммутационной способности и уменьше­ния размеров выключатели оснащаются гасительными ка­мерами различного исполнения. Используемые ранее вы­ключатели без гасительных камер (например, типа ВМБ-10), у которых дуга свободно горит в масле, имели малую отключающую способность и большие размеры, по­этому широкого распространения в энергосистемах не полу­чили.

В маломасляных выключателях масло служит только в качестве газогенерирующего материала, создающего ус­ловия для гашения дуги. Они используются в электрических сетях 3—110 кВ. Все они оснащены гасительными камера­ми того или иного исполнения. Маломасляные выключатели более компактны, чем баковые выключатели, менее пожаро- и взрывоопасны и поэтому получили преимущественное 'распространение в'ЗРУ 3—20 кВ.