Авторы: Г. И. Атабеков и А.М. Федосеев
Издательство: М.-Л.: Госэнергоиздат, 1948
Пособие «Современная релейная защита» предназначается для инженерно-технического персонала, работающего по эксплуатации электрических станций и сетей.
В пособии освещены важнейшие направления и последние достижения техники релейной защиты в связи с проблемами автоматики и коммутации электрических систем.
Данное учебное пособие составлено применительно к программе курса «Современная релейная защита и ее эксплуатация» для слушателей Всесоюзного заочного энергетического института. Пособие может служить для изучения современных методов и тенденций развития техники релейной защиты.
В настоящее время релейная техника переживает период органического слияния ее с различными видами современной системной автоматики. Следует, однако, иметь в виду, что общие вопросы системной автоматики, входящие теперь обычно в круг деятельности работников служб релейной защиты, в данный курс не включены, так как они выделены вместе с вопросами автоматизации электрических станций и подстанций в отдельное учебное пособие института.
В объем курса релейной защиты вопросы автоматики включены лишь в части, непосредственно относящейся к выбору принципов и параметров защиты, как, например, вопрос увязки защиты с автоматическим повторным включением, без подробного, однако, рассмотрения самих схем АПВ (последние отнесены к курсу «Автоматизация электрической части энергосистем»).
При составлении настоящего пособия ставилась задача по возможности осветить некоторые основные направления и последние достижения техники релейной защиты.
Поскольку ряд новейших вопросов современной релейной техники еще не получил должного освещения в учебной литературе, некоторые из этих вопросов, отсутствующие также и в самой программе, включены в настоящее пособие в целях расширения общего кругозора слушателей.
В период, предшествовавший началу Отечественной войны, релейная техника в СССР и за границей, получила весьма интенсивное развитие. Основными чертами этого периода развития релейной техники явились следующие тенденции:
1. Переход от медленнодействующих защит к быстродействующим защитам с временем срабатывания порядка 0,02-0,04 сек., в частности внедрение высокочастотных защит для линий, массовое применение максимально токовых защит мгновенного действия и т. д.
2. Внедрение в практику эксплуатации электрических систем автоматического повторного включения линий (АПВ) в тесной увязке с релейной защитой.
3. Переход от сложных схем релейной защиты к более простым.
4. Разработка и применение фильтровых защит.
5. Разработка более совершенных конструкций реле.
Этими тенденциями характеризуется общее направление развития релейной техники. В СССР широко применение в высоковольтных сетях трубчатых разрядников наложило свой отпечаток на исполнение схем и время действия защит.
На первых этапах развития релейной защиты стремление к возможному упрощению схем и конструкций реле еще не могло представлять самостоятельной задачи (ввиду относительной простоты самих защит). Однако, уже перед началом войны вопрос этот начал приобретать важное значение: удовлетворение различных требований эксплуатации, проводившееся зачастую ценою усложнения релейных схем, создавало повод к новым производственным и эксплуатационным неполадкам.
Это особенно остро ощущалось в тех случаях, когда вместо разработки конструкций реле применительно к целесообразно задуманным схемам, проектирование защиты велось, исходя из наличной номенклатуры реле.
Нагромождением различного рода блокировок и деблокировок предотвращались отмечаемые эксплуатацией неправильные действия защит, но на их место появлялись новые неприятности и возможности неселективных действий, которые в свою очередь становились предметом изучения. Вот почему уже непосредственно перед самой войной отечественная релейная техника была поставлена перед необходимостью коренного пересмотра старых методов и построения защит на базе новых принципиальных и конструктивных решений. К этому, в частности, периоду относится появление целого ряда односистемных схем дистанционных, дифференциальных и прочих типов защит, а также попытки создания новых фильтровых высокочастотных защит.
Рисунок 1. Принцип действия направленной защиты с высокочастотной блокировкой
Война временно прервала деятельность, проводившуюся в этом направлении коллективом релейщиков Советского Союза, и принудила заняться в первую очередь приспосабливанием релейной защиты к условиям военного времени как для эксплуатируемых, так и вновь сооружаемых, а также восстанавливаемых электроустановок. Основные работы этого периода предопределялись следующими обстоятельствами: временным ограничением производства и частичным прекращением выпуска бывшей номенклатурной продукции заводов-изготовителей; ростом нагрузок, сопровождаемым нехваткой резервных мощностей в энергосистемах; условиями работы систем, находящихся «в зоне военных действий.
В соответствии с этим по заданию Наркомата электростанций СССР (НКЭС СССР) в самом начале Отечественной войны были разработаны Теплоэлектропроектом и изданы «Руководящие указания по релейной защите в особых условиях», «Руководящие указания по релейной защите, осуществляемой с реле прямого действия и на оперативном переменном токе» и ряд инструкций. В настоящее время издана I часть (директивная) и заканчивается подготовка к выпуску II и III частей «Руководящих указаний по релейной защите» (типовые схемы и расчеты).
Тенденция создания малорелейных защит, наметившаяся еще перед войной, естественно проявилась в самый период военного времени, когда ценою того или иного упрощения или перехода к односистемному исполнению удавалось, наряду с экономией дефицитной релейной аппаратуры, сократить объем монтажных работ и количество вспомогательных материалов, а также частично облегчить и условия эксплуатации (благодаря возможности обслуживания меньшего количества реле).
Весьма значительные работы были проведены в период войны службами релейной защиты энергообъединений по дальнейшей наладке и обеспечению правильной работы защит.
Важнейшим событием за последние годы явилось органическое слияние релейной защиты энергосистем с отдельными видами системной автоматики.
В основном для развития передовой релейной техники в период войны и послевоенный период характерны следующие направления:
1. Разработка новых конструкций реле и типов защит генераторов, трансформаторов, линий и шин.
2. Дальнейшие исследования в области переходных процессов в цепях защит в связи с применением быстродействующих реле.
3. Дальнейшее развитие быстродействующего и сверхбыстродействующего автоматического повторного включения (АПВ).
4. Применение пофазного отключения совместно с пофазным АПВ.
Рисунок 2. Устройство для выбора поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю:
а – принципиальная схема; б – векторная диаграмма.
5. Увязка релейной защиты с автоматическим включением секционных связей, вводом резервов, аварийной разгрузкой, автоматическим регулированием напряжения, компаундированием, форсировкой возбуждения и другими видами системной автоматики.
6. Создание новых типов защит для линий большой протяженности и сильно нагруженных линий.
7. Введение в практику расчетов токов коротких замыканий новой упрощенной методики в связи с внедрением быстродействующих защит и выключателей.
8. Выбор схем коммутации электрических станций, подстанций и сетей в непосредственной увязке с релейной защитой и системной автоматикой.
Таким образом, в последнее время наиболее четко выявилась тенденция в отношении комплексного разрешения проблем релейной техники, автоматики и коммутации электрических систем.
В данной книге авторы поставили своей задачей осветить развитие релейной защиты в СССР и за границей за последние годы.
Наряду с общностью некоторых отдельных тенденций в области релейной защиты у нас и за границей, для советской релейной техники характерен целый ряд важных организационных и технических мероприятий, отличных от заграничных.
Сюда в первую очередь относятся:
1. Структурное построение служб защит, введенных в Советском Союзе 20 лет назад.
2. Стандартизация и типизация релейных защит на основе эксплуатационного и проектного опыта.
3. Разработка и практическое применение методов расчета защит и создание целого ряда оригинальных конструкций и схем.
Сопоставление итогов эксплуатации релейной защиты в СССР и за границей говорит в пользу советской релейной техники, обеспечившей высокий процент правильного действия релейной защиты и весьма малый недоотпуск электроэнергии по вине релейных служб.
Содержание
От авторов
Введение
Глава первая. Защиты от замыканий на землю генераторов, работающих непосредственно на шины генераторного напряжения
1. Режимы заземления нулевых точек в системе генераторного напряжения
2. Дифференциальная токовая защита нулевой последовательности
3. Максимальная токовая защита нулевой последовательности с трансформатором тока с кольцевым магнитопроводом
4. Защита максимальной мощности нулевой последовательности с компенсацией тока небаланса
5. Защита максимальной мощности с компенсацией тока небаланса и сопротивлением с зависимой от напряжения характеристикой
6. Дифференциальная защита максимальной мощности с реле мощности постоянного тока
7. Общие выводы
Глава вторая. Быстродействующие дифференциальные защиты трансформаторов
1. Назначение дифференциальной защиты и предъявляемые к ней требования
2. Дифференциальные токовые отсечки
3. Специальные устройства с применением реле напряжения
4. Схема со специальным промежуточным трансформатором тока
5. Схема с блокировкой посредством выпрямленного тока
6. Схема с блокировкой посредством реле, реагирующих на наличие в токе постоянной составляющей
7. Схема с основным дифференциальным реле, вибрирующим при прохождении токов половинной частоты
8. Схема с дифференциальными реле, имеющими торможение от высших гармонических
9. Общие выводы
Глава третья. Предотвращение неправильных действий защит при качаниях
1. Способы блокировки защит при качаниях
Глава четвертая. Малорелейные дистанционные защиты
1. Состояние вопроса
2. Общие сведения о дистанционных защитах с переключением цепей тока
3. Направленная реактансная защита от всех видов коротких замыканий
4. Направленная реактансная защита от замыканий между фазами
5. Ненаправленная реактансная защита от замыканий между фазами
6. Направленная импедансная защита от замыканий между фазами
7. Некоторые сведения о переключающих реле
8. Фильтровые дистанционные защиты
Глава пятая. Защита линий большой протяженности
1. Требования к защите
2. Графоаналитический метод расчета
3. Варианты сочетаний реле в схемах защит длинных линий
Глава шестая. Высокочастотные защиты линий электропередачи
1. Способы выполнения высокочастотных защит
2. Дифференциальная фазная защита типа НКВ фирмы Вестингауз
3. Особенности существующих направленных защит с высокочастотной блокировкой
4. Фильтровая направленная защита с высокочастотной блокировкой и дистанционным пуском передатчика
5. Оценка различных способов выполнения высокочастотных защит линий
Глава седьмая. Специальные защиты шин
1. Значение специальных защит шин
2. Дифференциальные токовые защиты с трансформаторами тока нормальных конструкций
3. Дифференциальная токовая защита с трансформаторами тока без стальных сердечников
4. Принципы защиты шин генераторного напряжения
5. Схема неполной дифференциальной токовой защиты шин
6. Особенности выполнения защит с заземляющей шиной
Глава восьмая. Увязка релейной защиты с системной автоматикой и с коммутацией систем
1. Общие сведения
2. Увязка релейной защиты с автоматическим повторным включением
3. Комплексное решение вопросов первичной коммутации и релейной защиты
Глава девятая. Фильтры напряжений и токов фазных последовательностей
1. Общие сведения
2. Фильтры напряжений
3. Фильтры токов
Приложение. Мощности, передаваемые по линии при отключении одной или двух фаз (в системе с наглухо заземленной нулевой точкой)
Список литературы
Сканы предоставил Sm@rt (форум Советы бывалого релейщика)