Авторы: Кужеков С. Л., Синельников В. Я.
Рецензент: С.Я. Петров
Издательство: - М.: Энергоатомиздат, 1983
Описаны устройства для защиты сборных шин. Рассмотрены основные схемы этих защит. Приведены методики расчета их уставок, произведен анализ их чувствительности, быстродействия и селективности. Рассмотрены новые схемы защит шин, практически нечувствительные к погрешностям трансформаторов тока. Произведен сравнительный анализ и определены области применения различных устройств для защиты сборных шин.
Для инженерно-технических работников, занимающихся вопросами эксплуатации, проектирования, монтажа, наладки и разработки устройств релейной защиты и автоматики.
Уровень энергетики и электрификации отражает технико-экономический потенциал страны. Электрификация занимает ведущую роль в развитии всех отраслей народного хозяйства СССР.
Одной из важнейших задач является повышение экономичности и надежности работы электрических сетей и систем.
Распределительные устройства (РУ) станций и подстанций являются узлами схем электрических сетей и в значительной степени определяют эффективность и надежность работы энергосистем. Распределительные устройства наиболее часто выполняются со сборными шинами, к которым присоединяются в зависимости от напряжения и назначения РУ генераторы, трансформаторы и автотрансформаторы, блоки генератор-трансформатор, воздушные и кабельные линии и др. Наиболее сложные схемы РУ применяются на генераторном напряжении ТЭЦ, на повышенных напряжениях подстанций, КЭС, АЭС, ГЭС, так как к их шинам необходимо присоединить большое число генераторов, трансформаторов и линий.
Короткие замыкания (КЗ) на шинах РУ в узловых точках электрических систем опасны по последствиям, так как при этом возможны длительные перерывы электроснабжения большого числа потребителей, крупные повреждения основного оборудования на станциях и подстанциях и, что самое опасное, нарушение устойчивости энергосистемы. Для отключения КЗ на шинах во многих случаях устанавливают специальные устройства защиты шин, к которым предъявляются достаточно высокие требования по быстродействию, надежности и селективности, а также – особенно при АПВ шин – и по чувствительности. Значительный вклад в развитие и совершенствование защит шин станций и подстанций внесли советские ученые и инженеры: А. М. Федосеев, А. Д. Дроздов, И. Д. Кутявин, М. И. Царев, П. И. Устинов, С. Я. Петров, Г. Т. Грек, Г. Ф. Долидзе, Л. И. Соколик, Г. П. Касьянов, Л. В. Багинский и др.
Основная трудность осуществления защиты шин заключается в необходимости обеспечения селективности при больших токах КЗ, обуславливающих существенные погрешности трансформаторов тока (ТТ) с замкнутыми магнитопроводами в сочетании с требованием высокой чувствительности в минимальных режимах КЗ при небольших токах. Известны предложения по замене существующих ТТ на более совершенные, например на ТТ с линейными характеристиками: с зазором или без ферромагнитного сердечника (воздушные ТТ).
Использование ТТ с линейными характеристиками позволяет в общем случае повысить чувствительность защиты.
Однако ТТ с немагнитным зазором пока находятся на стадии освоения, причем их применение считается целесообразным при напряжении 500 кВ и выше, где распространены конструкции, не имеющие сборных шин: схемы многоугольников, схемы генератор – трансформатор линия и др. Воздушные ТТ имеют незначительную выходную мощность и обеспечивают сравнительно невысокое отношение уровней сигнал – помеха. Другие виды датчиков тока, в частности оптико-электронные, также имеют незначительную выходную мощность, требуют использования специальных каналов связи, например оптических, что затрудняет их применение в схемах защит шин. Следует учесть, что замена ТТ обычного исполнения на новые в действующих РУ с целью обеспечения нормального функционирования существующих защит шин связана с большими организационными и техническими трудностями и требует больших затрат.
В связи с отмеченными обстоятельствами в СССР и за рубежом уделяется большое внимание разработкам новых специальных защит шин с использованием более совершенных принципов и приемов, обеспечивающих нормальное их функционирование при максимально искаженной информации от ТТ обычного исполнения.
Такое направление представляется особенно целесообразным в электрических сетях напряжением до 330 кВ включительно, где следует ориентироваться на использование в схемах защит шин и других защитах ТТ обычного исполнения, обладающих относительно большой мощностью, высокой помехоустойчивостью и точностью работы при синусоидальном первичном токе. По ряду вопросов, связанных с принципами выполнения и устройством защит шин, среди ведущих специалистов по релейной защите страны еще не сформировано единого мнения. Данная работа является первой попыткой рассмотрения в отдельном труде достаточно сложных и емких вопросов защиты шин электростанций и подстанций.
Защита шин распределительных устройств электрических станций и подстанций может осуществляться двумя основными способами.
1) с помощью основных или резервных защит присоединений защищаемых систем (секций) шин. При этом обеспечивается относительная селективность отключения коротких замыканий на шинах РУ и поврежденные шины отключаются с выдержкой времени соответствующих ступеней указанных защит;
2) с помощью специальных быстродействующих защит абсолютной или относительной селективности, обеспечивающих отключение поврежденной секции или системы шин с минимальной возможной выдержкой времени.
Первый способ выполнения защит шин используется в тех случаях, когда защиты присоединений обеспечивают селективное отключение поврежденных систем или секций шин РУ с приемлемым по условиям устойчивости системы и повреждаемости оборудования временем отключения коротких замыканий на них, что соблюдается далеко не во всех случаях. В связи с этим в 20-х годах в энергетических системах СССР получил распространение второй способ осуществления защит шин, который обладает большой эффективностью и надежностью.
В данной книге рассматриваются в основном различные специальные защиты шин для наиболее распространенных схем РУ станций и подстанций.
Содержание
Предисловие
Глава первая. Общие сведения о защитах шин
1.1 Основные объекты защиты шин
1.2. Виды и вероятность повреждений па шинах РУ, оценка ущерба при повреждениях
1.3. Основные способы выполнения защит шин
1.4 Основные положения по выполнению дифференциальных защит шин
Глава вторая. Трансформаторы тока в схемах защит шин
2.1 Схемы замещения
2.2. Работа трансформаторов тока с спрямленной характеристикой намагничивания при синусоидальном первичном токе
2.3. Переходные режим работы трансформаторов тока с спрямленной характеристикой намагничивания
2.4. Токи небаланса дифференциальных защит шин
Глава третья. Дифференциальные токовые защиты шин
3.1 Принцип действия
3.2. Дифференциальные токовые защиты с использованием реле РНТ
3.3. Токи нагрузки и их влияние на работу защит шин
3.4. Дифференциальные защиты шин, допускающие повышенные погрешности трансформаторов тока
Глава четвертая. Дифференциальные защиты с торможением
4.1. Принцип действия
4.2 Дифференциальная защита с торможением типа ДЗШТ
4.3. Разновидности защит с торможением
Глава пятая. Дифференциально-фазные защиты шин
5.1. Принцип действия
5.2. Чувствительность, быстродействие и угол блокировки ДФЗШ
5.3 Дифференциально-фазная защита шин с токовым пуском
5.4 Дифференциально-фазная защита шин типа ДФЗШФ
5.5. Разновидности дифференциально-фазных защит шин
Глава шестая. Сравнительный анализ принципов выполнения защиты шин
6.1. Исходные положения
6.2 Особенности построения и работы защит шин на различных принципах выполнения для двойных систем шин РУ
6.3. Дифференциальные токовые защиты
6.4 Защиты с торможением на выпрямленных токах
6.5. Дифференциально-фазные защиты
Список литературы
Скан предоставил energobook (форум Советы бывалого релейщика)