A brosúra felvázolja a 110-220 kV-os, nagyfrekvenciás csatornákkal rendelkező vezetékek védelmének működési elveit: DFZ 201 típusú differenciálfázisú védelem, valamint az EPZ 1643-69 panelen a távolság- és áramirányított nulla sorrendű védelem nagyfrekvenciás blokkolása. A megadott védelmi áramkörök reléjének és nagyfrekvenciás részeinek leírása található.

Figyelembe vett Karbantartás, nagyfrekvenciás mérések, RF csatornák ellenőrzése és ezen védelmek működtetése. ...

1. Differenciálfázisú nagyfrekvenciás védelem DFZ-201

2. EPZ-1643-69 típusú távolságvédelem és áramirányított, nulla sorrendű védelem nagyfrekvenciás blokkolása

3. Nagyfrekvenciás relé védelmi csatornák

4. A DFZ-201 relérészének ellenőrzése az újbóli bekapcsoláskor

5. Az EPZ-1643-69 típusú távolságvédelem és áramirányított zérus sorrendű védelem HF blokkoló relé részének ellenőrzése ismételt bekapcsoláskor

6. Újbóli bekapcsoláskor ellenőrizze a VFA típusú upz-70-et

7. Újbóli bekapcsoláskor az RF út elemeinek ellenőrzése

8. A HF csatornák ellenőrzése, amikor újra bekapcsolja

9. RF védelem karbantartása

ELŐSZÓ

A 110-220 kV-os és magasabb feszültségű vezetékeken elterjedt a nagyfrekvenciás (HF) védelem. A használatban lévő védelmi típusok között jelentős helyet foglalnak el a megszűnt védelmek (a DFZ-2, DFZ-402, DFZ-501 differenciálfázisú típusok és a PVB nagyfrekvenciás blokkoló típusok). A DFZ-2 és a HF blokkoló paneleket PVZK típusú nagyfrekvenciás készülékekkel (HFA), a DFZ-402 és DFZ-501 paneleket pedig a nagyfrekvenciás készülékekkel (HFA) való együttműködésre tervezték. a PVZD típus.

Jelenleg a DFZ-201, DFZ-504, DFZ-503 és HF típusú differenciálfázis-védelmi típusok készülnek a távolság- és áramirányított nulla sorrendű védelemre. Ezek a védelmek arra szolgálnak együttműködés VFA típusú UPZ-70-nel, amelyek a PVZK-hoz és PVZD-hez képest kiterjesztett működési frekvencia tartománysal, csökkentett maradékfeszültséggel a távadó kimenetén, továbbfejlesztett vezérlőáramkörrel, kisebb méretekkel és tömeggel, valamint blokk kialakításúak. Használják nyomtatott áramkör telepítése, lineáris szűrőt használnak az adó kimenetén.

Nemrég az ipar elkezdte gyártani az új AVZK-80 típusú, félvezető elemekből készült adó-vevőt. Ez a HF eszköz az összes jelenleg elérhető HF védőrelé áramkörrel használható.

A nagyfrekvenciás védelem megbízható működése biztosítja a fogyasztók elektromos vevőinek stabil működését. Ezért a fogyasztók villamosenergia-ellátásának megbízhatóságának javítását célzó intézkedések komplexumában különleges helyet foglal el a relévédelmi eszközök és az elektromos automatizálás beállításának és működésének minősége, és mindenekelőtt a fő HF vonalvédelem.

A beállítási munkákat a legmagasabb minőségben és ugyanakkor kevesebb munkaráfordítással lehet elvégezni, feltéve, hogy a HF védelmi készletek üzembe helyezésének teljes körét egy integrált csapat végzi. A beállítási munka ilyen megszervezésének szélesebb körű bevezetését nagyban megkönnyítheti egy olyan könyv kiadása, amely felvázolja az RF védelem relé és nagyfrekvenciás részeinek beállítási kérdéseit.

A villamos energia megszakítás nélküli és megbízható szállítása a fogyasztókhoz az egyik fő feladat, amelyet az energetikai mérnökök folyamatosan megoldanak. Ennek biztosítására elektromos hálózatok kerültek kialakításra, amelyek elosztó alállomásokból és az azokat összekötő elektromos vezetékekből állnak. Az energia nagy távolságra történő mozgatásához támasztékokat használnak, amelyekre az összekötő vezetékeket felfüggesztik. Környezeti levegőréteg választja el őket egymástól és a talajtól. Az ilyen vezetékeket a szigetelés típusa miatt felsővezetéknek nevezik.

Ha a szállítóvezeték távolsága rövid, vagy biztonsági okokból a tápvezetéket a földbe kell rejteni, akkor kábeleket kell használni.

A légvezetékek és a kábeles távvezetékek folyamatosan feszültség alatt vannak, melynek nagyságát az elektromos hálózat felépítése határozza meg.

Az elektromos vezeték relé védelmének célja

Ha a kábel vagy a hosszú légvezeték bármely részének szigetelése megsérül, a vezetékre adott feszültség szivárgást vagy rövidzárlatot hoz létre a sérült területen.

A szigetelés meghibásodásának okai különböző tényezők lehetnek, amelyek maguktól megszűnhetnek, vagy tovább folytathatják romboló hatásukat. Például egy gólya, aki egy légvezeték vezetékei között repült, szárnyaival fázis-fázis zárlatot hozott létre, és megégett, amikor a közelébe esett.

Vagy egy fát, amely nagyon közel nőtt a támasztékhoz, viharban egy széllökés a vezetékekre fújta, és rövidre zárta azokat.

Az első esetben a rövidzárlat rövid ideig lépett fel és megszűnt, a második esetben pedig a szigetelési hiba hosszú távú, és az elektromos szerviz személyzetének kell megszüntetnie.

Az ilyen károk nagy károkat okozhatnak az energetikai vállalkozásoknak. A keletkező rövidzárlatok áramai hatalmas hőenergiával bírnak, amely nemcsak a tápvezetékek vezetékeit égetheti el, hanem az ellátó alállomások elektromos berendezéseit is tönkreteheti.

Ezen okok miatt az elektromos vezetékeken keletkező minden sérülést azonnal meg kell szüntetni. Ezt úgy érik el, hogy a tápoldalon eltávolítják a feszültséget a sérült vezetékről. Ha egy ilyen vezeték mindkét oldalról kap áramot, akkor mindkettőnek le kell kapcsolnia a feszültséget.

Az összes távvezeték állapotának elektromos paramétereinek folyamatos figyelése és vészhelyzet esetén a feszültség minden oldalról történő eltávolítása a komplexekhez tartozik. műszaki rendszerek, amelyeket hagyományosan relévédelemnek neveznek.

A „relé” jelző egy elektromágneses reléken alapuló elemi alapból származik, amelyek kialakítása az első távvezetékek megjelenésével alakult ki, és a mai napig fejlesztik.

Az energetikai gyakorlatban széles körben bevezetett moduláris védőberendezések még nem zárják ki a reléeszközök teljes cseréjét, és a kialakult hagyományoknak megfelelően a relévédelmi berendezésekben is szerepelnek.

A relévédelem tervezésének elvei

Hálózatfelügyeleti szervek

Az elektromos vezetékek elektromos paramétereinek ellenőrzéséhez olyan mérőtestekre van szükség, amelyek képesek folyamatosan figyelni a normál üzemmódtól való eltérést a hálózatban, és ezzel egyidejűleg megfelelnek a biztonságos üzemeltetés feltételeinek.

Minden feszültségű tápvezetékben ez a funkció a műszertranszformátorokhoz van hozzárendelve. Transzformátorokra oszthatók:

áram (CT);

feszültség (VT).

Mivel a védelmi működés minősége kiemelten fontos a teljes elektromos rendszer megbízhatósága szempontjából, a mérési CT-k és VT-k fokozott működési pontossági követelményeket támasztanak, amelyeket metrológiai jellemzőik határoznak meg.

A relévédelmi és automatizálási eszközökben (relévédelem és automatizálás) használt műszertranszformátorok pontossági osztályait a „0,5”, „0,2” és „P” értékek szabványosítják.

Feszültség transzformátorok

A feszültségtranszformátorok 110 kV-os szabadvezetékre történő telepítésének általános képe az alábbi képen látható.

Itt látható, hogy a VT-ket nem egy hosszú vonal mentén szerelik fel sehova, hanem egy elektromos alállomás kapcsolóberendezésére. Mindegyik transzformátor a primer kapcsaival csatlakozik a megfelelő felsővezeték vezetékéhez és a testáramkörhöz.

A szekunder tekercsek által átalakított feszültség az 1P és 2P kapcsolókon keresztül a tápkábel megfelelő magjai mentén kerül kiadásra. A védelmi és mérőeszközökben való használatra a szekunder tekercsek csillag és delta konfigurációban vannak csatlakoztatva, ahogy a képen látható a TN-110 kV esetében.

A relévédelem csökkentése és pontos működése érdekében speciális tápkábelt használnak, melynek telepítésére és működtetésére fokozott követelmények vonatkoznak.

Feszültségmérő transzformátorok minden hálózati feszültségtípushoz készülnek, és különböző áramkörök szerint csatlakoztathatók bizonyos feladatok elvégzésére. De mindegyik aszerint működik általános elv- a tápvonali feszültség lineáris értékének átalakítása 100 voltos szekunder értékké az elsődleges harmonikusok összes jellemzőjének pontos másolásával és kiválasztásával egy bizonyos skálán.

A VT transzformációs arányt a primer és szekunder áramkörök lineáris feszültségeinek aránya határozza meg. Például a vizsgált 110 kV-os légvezetékre a következőképpen írják: 110000/100.

Műszer áramváltók

Ezek az eszközök a vezeték elsődleges terhelését másodlagos értékekké alakítják át az elsődleges áram harmonikusainak minden változásának maximális megismétlésével.

Az elektromos berendezések kezelésének és karbantartásának megkönnyítése érdekében az alállomási kapcsolóberendezésekre is fel vannak szerelve.

A VT-ktől eltérően szerepelnek a felsővezetéki áramkörben: primer tekercseléssel, amelyet általában csak egy fordulat képvisel egyenáramú vezető formájában, egyszerűen bevágják a vonal minden fázisvezetékét. Ez jól látható a fenti képen.

A CT transzformációs arányt az erőátviteli vonal tervezésének szakaszában a névleges értékek megválasztásának aránya határozza meg. Például, ha egy tápvezetéket 600 amperes áram szállítására terveztek, és 5 A-t eltávolítanak a CT szekunder oldalán, akkor a 600/5 jelölést használják.

Az energiaszektorban két szabványt használnak a szekunder áramértékekre:

5 A minden CT-hez 110 kV-ig;

1 A 330 kV-os és nagyobb vezetékekhez.

A CT szekunder tekercsei különböző sémák szerint vannak csatlakoztatva a védelmi eszközökhöz:

teljes csillag;

hiányos csillag;

háromszög.

Minden kapcsolatnak megvannak a maga sajátos jellemzői, és arra használják bizonyos fajták védelem különböző utak. A képen egy példa látható a vezetékes áramváltók és az áramrelé tekercseinek csatlakoztatására egy teljes csillag áramkörben.

Ezt a legegyszerűbb és leggyakoribb harmonikus szűrőt számos relévédelmi rendszerben használják. Ebben az egyes fázisokból származó áramokat egy azonos nevű egyedi relé vezérli, és az összes vektor összege egy közös nulla vezetékhez csatlakoztatott tekercsen halad át.

Az áram- és feszültségmérő transzformátorok használatának módszere lehetővé teszi az erősáramú berendezéseken előforduló primer folyamatok pontos átvitelét egy szekunder áramkörbe a relévédelem hardverében való felhasználásra, valamint a logikai eszközök működésére szolgáló algoritmusok létrehozására a berendezések vészhelyzeti folyamatainak kiküszöbölésére. .

A kapott információk feldolgozására szolgáló szervek

A relévédelemben a fő munkaelem a relé - egy elektromos eszköz, amely két fő funkciót lát el:

figyeli a szabályozott paraméter minőségét, például az áramerősséget, és normál üzemmódban stabilan fenntartja és nem változtatja meg érintkezőrendszerének állapotát;

egy kritikus érték, az úgynevezett alapjel vagy válaszküszöb elérésekor azonnal átkapcsolja az érintkezők helyzetét, és addig marad ebben az állapotban, amíg a szabályozott érték vissza nem tér a normál értékek tartományába.

Az áram- és feszültségrelék másodlagos áramkörökhöz történő csatlakoztatására szolgáló áramkörök kialakításának elvei segítenek megérteni a szinuszos harmonikusok vektoros mennyiségekkel történő ábrázolását a komplex síkon való ábrázolással.

A kép alján egy vektordiagram látható a szinuszok három A, B, C fázison belüli eloszlásának tipikus esetére a fogyasztók tápellátásának üzemmódjában.

Áram- és feszültségáramkörök állapotának figyelése

Részben a másodlagos jelek feldolgozásának elvét a CT-k és a relé tekercsek csatlakoztatásának diagramja mutatja az ORU-110 teljes csillag és VT áramköre szerint. Ez a módszer lehetővé teszi vektorok összeállítását az alábbiakban bemutatott módon.

A relé tekercsének bekapcsolása ezen fázisok bármelyik harmonikusában lehetővé teszi a benne előforduló folyamatok teljes vezérlését, és balesetek esetén az áramkör működésének letiltását. Ehhez elegendő a megfelelő kivitelű áram- vagy feszültségrelé eszközöket használni.

Az adott sémák a különféle szűrők sokrétű felhasználásának speciális esetei.

A vonalon áthaladó teljesítmény szabályozásának módszerei

A relévédő eszközök ugyanazon áram- és feszültségváltók leolvasása alapján szabályozzák a teljesítmény mennyiségét. Ebben az esetben jól ismert képleteket és összefüggéseket használnak a teljes, aktív és meddő teljesítmények, valamint ezek áram- és feszültségvektorokkal kifejezett értékei között.

Itt figyelembe kell venni, hogy az áramvektort a vonalellenállásra alkalmazott emf képezi, és egyformán legyőzi annak aktív és reaktív részét. De ebben az esetben feszültségesés lép fel az Ua és Up komponensekkel rendelkező területeken a feszültségháromszög által leírt törvények szerint.

Az áramot át lehet vinni a vezeték egyik végéről a másikra, és akár az irányát is megváltoztathatja áramszállításkor.

Iránybeli változása a következők eredménye:

terhelés kapcsolása a kezelő személyzet által;

az elektromosság ingadozása a rendszerben a befolyás miatt átmeneti folyamatokés egyéb tényezők;

vészhelyzetek előfordulása.

A relévédelem és automatizálás részeként működő teljesítményrelék (RM) figyelembe veszik az irányingadozásokat, és úgy vannak beállítva, hogy egy kritikus érték elérésekor működjenek.

A vezetékellenállás szabályozásának módjai

Relé védelmi eszközök, amelyek mérések alapján megbecsülik a rövidzárlat helyének távolságát elektromos ellenállás távolinak, vagy rövidítve távoli védelemnek nevezik. Munkájuk során áram- és feszültségváltó áramköröket is alkalmaznak.

Az ellenállás mérésére az áramkör vizsgált szakaszánál leírtakat használják.

Amikor szinuszos áram halad át aktív, kapacitív és induktív reaktorokon, a rajtuk lévő feszültségesés vektora különböző irányokba térül el. Ezt a relévédelem viselkedése veszi figyelembe.

Számos típusú ellenállásrelé (RS) működik ezen elv szerint a relévédelmi és automatizálási eszközökben.

A frekvencia szabályozásának módjai egy vonalon

A tápvezetéken átvitt harmonikus áram rezgési periódusának stabilitásának megőrzése érdekében frekvenciaszabályozó reléket használnak. Azon az elven dolgoznak, hogy egy beépített generátor által generált referencia szinuszost hasonlítanak össze a vonali mérőtranszformátorok frekvenciájával.

E két jel feldolgozása után a frekvenciarelé meghatározza a szabályozott harmonikus minőségét, és a beállított érték elérésekor megváltoztatja az érintkezőrendszer helyzetét.

A vonalparaméterek felügyeleti jellemzői digitális védelemmel

A relétechnológiát felváltó mikroprocesszoros fejlesztések sem működhetnek az áramok és feszültségek másodlagos értékei nélkül, amelyeket a CT és VT műszertranszformátorokból vesznek.

A digitális védelmek működéséhez a másodlagos szinuszról szóló információkat mintavételezési módszerekkel dolgozzák fel, amelyek egymásra helyezését jelentik. analóg jel magas frekvenciaés a vezérelt paraméter amplitúdójának rögzítése a grafikonok metszéspontjában.

A kis mintavételi lépés miatt gyors utakat a matematikai közelítés módszerének feldolgozásával és alkalmazásával a szekunder áramok és feszültségek mérésének nagy pontossága érhető el.

Az így kiszámított digitális értékek a mikroprocesszoros eszközök működési algoritmusában kerülnek felhasználásra.

A relévédelem és automatizálás logikai része

Miután a távvezetékeken átvitt áramok és feszültségek elsődleges értékeit műszertranszformátorok modellezték, szűrőkkel feldolgozásra kiválasztják, és az áram, feszültség, teljesítmény, ellenállás és frekvencia relékészülékek érzékeny szervei érzékelik, a sor logikai relé áramkörök működéséhez.

Kialakításuk egy további egyen-, egyenirányított vagy váltakozó feszültségforrásról üzemelő reléken alapul, amit üzemszerűnek is neveznek, és az általa táplált áramkörök működőképesek. Ennek a kifejezésnek technikai jelentése van: nagyon gyorsan, szükségtelen késedelem nélkül végezze el a váltásokat.

A munka sebességétől logikai áramkör A vészhelyzet leállításának sebessége, következésképpen a pusztító következményei nagymértékben függenek.

Az üzemi áramkörökben működő reléket feladataik ellátásának módja szerint köztesnek nevezzük: jelet kapnak a mérő védőelemtől, és azt érintkezőik átkapcsolásával továbbítják a végrehajtó szervekhez: kimeneti relék, mágnesszelepek, elektromágnesek a kikapcsoláshoz vagy kapcsoláshoz. tápkapcsolókon.

A közbenső relék általában több érintkezőpárral rendelkeznek, amelyek az áramkör zárására vagy nyitására működnek. A parancsok egyidejű szorzására szolgálnak különböző eszközök RZA.

A relévédelmek működési algoritmusába gyakran bevezetik az időkésleltetést, hogy biztosítsák a szelektivitás elvét és egy bizonyos algoritmushoz tartozó sorozat kialakítását. A beállítás idejére blokkolja a védelem működését.

Ezt a késleltetési bemenetet speciális időrelék (RT) segítségével hozzák létre, amelyeknek óramechanizmusa van, amely befolyásolja az érintkezőik működési sebességét.

A relévédelem logikai része a sokféle algoritmus egyikét használja, amelyeket olyan esetekre hoztak létre, amelyek egy adott konfigurációjú és feszültségű tápvezetéken előfordulhatnak.

Példaként csak néhány elnevezést adhatunk két távvezetéki áramszabályozáson alapuló relévédelem logikájának működésére:

áramlezárás (sebesség kijelölése) időkésleltetés nélkül vagy késleltetéssel (az RF szelektivitás biztosítása) a teljesítmény irányának figyelembevételével (az RM relé miatt) vagy anélkül;

túlfeszültség védelem, amely ugyanazokkal a vezérlőkkel szerelhető fel, mint a levágás, a vezeték minimális feszültségének ellenőrzésével vagy anélkül.

Az automatizálási elemeket gyakran bevezetik a relévédelmi logika működésébe. különféle eszközök, Például:

az áramköri megszakító egyfázisú vagy háromfázisú újrazárása;

a tartalék tápfeszültség bekapcsolása;

gyorsulás;

frekvencia kirakodás.

A vonalvédelem logikai része közvetlenül a tápkapcsoló felett kis relérekeszben készíthető, ami jellemző a 10 kV-ig terjedő feszültségű kültéri kapcsolóberendezésekre, vagy több 2x0,8 m-es panelt foglalhat el a reléteremben.

Például egy 330 kV-os vezeték védelmi logikája külön védőpanelekre helyezhető:

lefoglal;

DZ - távirányító;

DFZ - differenciálfázis;

HFB - nagyfrekvenciás blokkolás;

OAPV;

gyorsulás.

Kimeneti áramkörök

A vonalrelé védelem utolsó eleme a kimeneti áramkör. Logikájuk is a közbenső relék használatán alapul.

A kimeneti áramkörök alkotják a vonalkapcsolók működési sorrendjét, és meghatározzák a szomszédos csatlakozásokkal, eszközökkel való kölcsönhatást (például megszakító meghibásodása - tartalék kikapcsolás) és egyéb relévédelmi elemekkel.

Az egyszerű vonalvédelemnek csak egy kimeneti reléje lehet, amelynek működése a megszakító kioldását okozza. Az elágazó védelmi komplex rendszerekben speciális logikai áramkörök jönnek létre, amelyek meghatározott algoritmus szerint működnek.

Vészhelyzet esetén a vezetékről a feszültség végső eltávolítása egy tápkapcsolóval történik, amelyet a leállító elektromágnes ereje működtet. Működéséhez speciális áramköröket szállítanak, amelyek ellenállnak az erős terheléseknek. ki.

Az elektromos hálózatok rohamos fejlődése napjainkban nagyszámú, rendkívül hatékony védelmet tesz szükségessé a villamosenergia-átvitelre használt felsővezetékek (OHL) számára.

A fő követelmények a hasonló eszközök A következő pontokat lehet megjegyezni:

Egyszerű használat;
- minimális ár;
- tömörség;
- sokoldalúság;
- szelektivitás.

Ilyen tulajdonságokkal rendelkezik, modern nézetek A nagyfeszültségű vezetékek védelme megbízhatóan megvédi azokat minden típusú rövidzárlattól.

Fajták. A leggyakoribb típusok a következők:

Távolságvédelem (DP). Az összetett konfigurációjú hálózatokban a rövid fázisú rövidzárlatok elleni védelem érdekében távvédelmet alkalmaznak, amely a felsővezetékek impedanciáját méri az alállomások mérőtranszformátoraitól a rövidzárlat közvetlen helyéig.

Mivel ez az ellenállás arányos a rövidzárlattól való távolsággal (távolság), a védelmet távolságvédelemnek nevezzük.

Bonyolultabb, mint a hagyományos jelenlegiek, és a következő előnyökkel rendelkezik:

Lefedettsége mindig állandó marad, függetlenül a hálózati módtól és a zárlati áramok nagyságától;
- van cselekvési iránya.

A szomszédos felsővezetékeken a távolságvédelem hatásának szelektivitása érdekében ezek működési idejét a rövidzárlat helyétől való távolságtól függővé teszik: a rövidzárlatnál tovább a válaszidő hosszabb.

A védelem a lépéselv szerint történik, amikor minden következő lépésnél hosszabb a leállási késleltetés.

Nulla sorrendű áramvédelem (ZCP). Testzárlat esetén a TZNP-t használják, amely kihasználja azt a tényt, hogy a transzformátoroknál szilárd földelt nulla üzemmódban működő hálózatokban az ilyen rövidzárlatok során a feszültségekben és áramokban nulla sorrend jelenik meg.

Mint ismeretes, a nulla sorozat összetevőit a fázismennyiségektől e mennyiségek vektorainak egyszerű geometriai összege választja el.

Ugyanakkor a teljes csillagáramkör szerint összeállított áramkörök nulla vezetéke nem más, mint egy nulla sorrendű áramszűrő. Ezért a TZNP-t a nulla vezetékhez csatlakoztatott elektromágneses reléken hajtják végre.

A szomszédos légvezetékeken a szelektivitás ugyanúgy biztosított, mint a távvédelemnél, amikor a védelem időtartama a zárlat távolságától függ, vagyis minél kisebb az üzemi áram, minél távolabbi a zárlati pont, annál hosszabb a zárlati pont. üzemelési idő.

A 110 kV-os és nagyobb feszültségű vonalakon többfázisú és földzárlat elleni relévédelmi eszközöket kell biztosítani. A fővezeték-védelem típusát az energiarendszer stabilitásának megőrzésére vonatkozó követelmények alapján határozzák meg. Úgy gondolják, hogy az energiarendszer stabil működésének követelményei általában teljesülnek, ha háromfázisú rövidzárlatok lépnek fel a vonalakon, és a tápbuszok feszültsége csökken (0,6 ... ... 0,7) Unom, késleltetés nélkül kikapcsolnak (feltéve, hogy a stabilitási számítások nem támasztanak más, szigorúbb követelményeket). Ezen túlmenően a nagysebességű védelem alkalmazása akkor válhat szükségessé, ha a késleltetett kikapcsolt hibák a kritikus fogyasztók működésének megzavarásához vagy a vezetők elfogadhatatlan felmelegedéséhez vezethetnek, valamint ha szükséges nagy sebességű automatikus visszazárás.

A 110-220 kV feszültségű zsákutca vezetékeken léptetőáram-védelmet vagy léptetőáram- és feszültségvédelmet kell felszerelni. Ha az ilyen védelmek nem felelnek meg az érzékenységre vagy a hibaleállás sebességére vonatkozó követelményeknek, fokozatos távolságvédelem biztosított. Ebben az esetben kiegészítő védelemként javasolt a pillanatnyi áramlezárás alkalmazása.
A földzárlatok elleni védelem érdekében fokozatos nulla sorrendű áramvédelem (irányított vagy nem irányú).

A 110-220 kV-os vezetékek földzárlatok elleni védelmére rendszerint lépcsős, nulla sorrendű áramvédelem biztosított. Valamennyi védelmi fokozat áramreléje három fázis összegére be van kapcsolva, ami biztosítja rajtuk a nulla sorrendű áram áramlását egyfázisú földelési hibák esetén. A nulla sorrendű áramvédelem lépésről lépésre történő kiszámítása az egyes védelmi fokozatok kioldási áramának és időkésleltetésének meghatározásához vezet; teljesítmény irányrelék használatának szükségessége a védelem érdekében; védelmi érzékenység.

Rizs. 1. Számítási diagramok a védelmi kioldóáram meghatározásához
110-220 kV-os zsákutcás légvezeték nulla sorrendje az 1. és 2. feltételek mellett: a - kezdeti; b - helyettesítés - a transzformátorok és vonalak egyenértékű ellenállásának meghatározása egyfázisú bekapcsolással (az egyik cél le van tiltva); r1l1 - az l1 vonalszakasz induktív reaktanciája; хт1 és хт2 - a tl és t2 transzformátorok induktív reaktanciái, amikor egy fázis feszültségre van kapcsolva
Az ipari vállalkozások tápellátására szolgáló tipikus áramkör példájával (1. ábra, a) (zsákutca egyoldali tápegységgel), a hosszú távú működésű vezetékek védelmének működési paramétereinek kiválasztásának módszertana. két fázisban nem biztosított. A védekezés egy vagy két szakaszban történhet.

Figyelembe véve a szabványos panelek rendelkezésre állását, az alállomásokat földelt nullával ellátó vonalakon javasolt kétfokozatú védelmet végezni egy irányított második fokozattal, amely lehetővé teszi annak érzékenységének növelését és a rövidzárlati lekapcsolási idő csökkentését. A védelem első fokozatának kioldási áramát, ha időkésleltetés nélkül hajtják végre, a következő feltételek szerint kell kiválasztani.
1. A szilárdan földelt nullával rendelkező transzformátorok bekapcsolási mágnesező áramától való lehangolása, amely a vonal bekapcsolásakor kapcsol be. Háromfázisú hajtású kapcsolóknál ezt a feltételt nem veszik figyelembe a védelmi működési paraméterek kiválasztásakor. Nem veszik figyelembe azt sem, ha az első védelmi fokozatot időben beállítják a megszakító fázisainak nem egyidejű bekapcsolása ellen. Ebben az esetben a fázisonkénti hajtású megszakítóknál az első fokozat válaszidejének legalább 0,1-0,2 s-nak kell lennie (alsó határ levegős megszakítók, felső határ olajmegszakítók).
Az ipari vállalkozások alállomásait általában egyszerűsített áramkörök szerint hajtják végre, rövidzárlatokkal a transzformátor áramkörében. Azon vonalak nulla sorrendű védelmének érzékenységének meghatározásakor, amelyekre ilyen alállomások csatlakoznak, figyelembe kell venni az áram 3/0 perc és a teljesítmény (3/03 £/„) min csökkenést az esetleges egyidejű három -fázisú rövidzárlat a transzformátor mögött és egyfázisú testzárlat a transzformátor felső oldalán, amikor a rövidzár be van kapcsolva.
Nulla sorrendű áramok aránya a vonalvédelemben egyfázisú földzárlat esetén a kapcsokon magasfeszültség táblázatból meghatározható a kisfeszültségű oldalon három fázis között rövidzárlatos transzformátor (1.3 mód) és egy fázis földzárlattal (1. mód).

Áramvédelem a fázisok közötti rövidzárlat ellen

Az áramlépcsős védelmet a fázisok közötti rövidzárlatok ellen széles körben alkalmazzák a 110-220 kV-os zsákutca vezetékeken. Az első szakaszban, amelyet általában időkésleltetés nélkül hajtanak végre, az áramlezárást használják. A vezetékre telepített és késleltetés nélkül végrehajtott áramlezárás primer áramát a következő feltételek határozzák meg:
Lehangolás a védelem beépítési helyén áthaladó áramról, háromfázisú rövidzárlatok során a kérdéses vezetékről táplált transzformátorok mögött. Ennek a feltételnek a hangolása a (11) kifejezés szerint történik, ahol /£3 a maximális áramerősség a védelemben a transzformátorok mögötti háromfázisú rövidzárlat során, maximális rendszer üzemmódban és a transzformátorok minimális ellenállásán, figyelembe véve a terhelés alatti fokozatkapcsolót; kH~ 1,3...1,4. Ha a HV oldalon kapcsolós elágazó alállomások vannak, akkor a vezetéket védő áramlezárást a legközelebbi kapcsolókkal ellátott alállomás HV oldali maximális zárlati áramától kell beállítani a szelektivitás érdekében.
A terhelési motor áramának elhangolása háromfázisú rövidzárlat során annak az alállomásnak a sínjein, amelyre fel van szerelve ezt a védelmet(37. ábra K\ pontja, a). A számított kifejezés ebben az esetben (7.5), ahol I,™ az a maximális áram, amelyet a kérdéses vezetékről táplált terhelőmotorok küldenek háromfázisú rövidzárlat során azon alállomások buszain, amelyekhez a vonal csatlakozik; kH - 1,3, 1,4,
Lehangolás a motorok önindító áramáról a kérdéses vezetékről táplált terhelésre. Ennek a feltételnek a számított kifejezése a (7.2) kifejezés.
A vonalhoz csatlakoztatott transzformátorok mágnesező áramlökésektől való leválasztása, amikor az be van kapcsolva. A számítás háromféle bekapcsolásra történik: egy- és kétfázisú (két fázis egyidejű bekapcsolása, majd némi késleltetéssel a harmadik fázis bekapcsolása), valamint háromfázisú (mindhárom fázis egyidejű bekapcsolása) ). A számított kifejezés alakja

ahol xg eq a transzformátorok és a védelem beépítési helyéhez vezető vezeték egyenértékű ellenállása a tervezési típusú csatlakozáshoz. Az lt eq meghatározása a (15) kifejezéshez hasonlóan történik. Az egyfázisú csatlakozás kiszámításakor csak a földelt nullával rendelkező transzformátorokat veszik figyelembe, amelyeket az xy ellenállású egyenértékű áramkörbe vezetnek be, a p. 143. Kétfázisú bekötés számításánál a szóban forgó vezetékről táplált összes transzformátort xf ellenállással az egyenértékű áramkörbe vezetjük, függetlenül a semleges földelési módtól. A háromfázisú csatlakozás kiszámításakor az összes transzformátort is figyelembe veszik. Ebben az esetben a transzformátorokat az egyenértékű áramkörbe vezetik be olyan ellenállásokkal, amelyek értéke 1,35* transzformátoroknál és 1,3 autotranszformátoroknál. Az Sb együttható értékét a táblázatból határozzuk meg. 3.
3. Sb együttható értéke

		Cg együttható értéke
A védelemben használt relé típusa	Becsült befogadás	Transzformátor mágneses mag acél - hidegen hengerelt		Transzformátor mágneses mag acél - melegen hengerelt
A védelemben használt relé típusa		Unom = 110 kV	Unom = 220 kV	Unom = 110 kV	Unom = 220 kV
	Egy- és háromfázisú
	Kétfázisú
	Egy- és háromfázisú

Meg kell jegyezni, hogy az a. ábrán látható vonalat védő lekapcsolási áram kiválasztásakor figyelembe kell venni az egyik áramkör leválasztásának módját és az összes transzformátor csatlakoztatását a fennmaradó áramkörhöz.
Az áramlezárás érzékenységét az ellátórendszer minimális üzemmódjában egy kétfázisú rövidzárlattal ellenőrzik a védett vonalra csatlakoztatott alállomási buszokon. Az áramlezárás minimális érzékenységi együtthatója, amikor a funkciókat ellátja
az alapvédelem kb 1,5 legyen. Ha az időkésleltetés nélküli áramlezárás a kiegészítő vonalvédelem funkcióit látja el, akkor az érzékenységi együtthatónak körülbelül 1,2-nek kell lennie rövidzárlat esetén azon a helyen, ahol a védelem a legkedvezőbb érzékenységi módban van felszerelve. Azokban az esetekben, amikor az egyszerű áramlezárások nem elégítik ki az érzékenységi követelményeket, tanácsos kombinált áram- és feszültség-lekapcsolást alkalmazni.
A kombinált lekapcsolási áramot abból a feltételből kell kiválasztani, hogy elegendő érzékenységet biztosítson egy kétfázisú fémzárlathoz a védett zóna végén a táprendszer minimális üzemmódjában:

ahol k4 y az áramvágási érzékenységi együttható (k4 t = 1,5).
A (7.17) feltételen kívül /s 0 k-nak meg kell felelnie az önindító áramoktól való megbízható lehangolás feltételének automatikus visszakapcsolási üzemmódban a feszültségkörök meghibásodása esetén ((2) számítási kifejezés). A primer feszültséget, amikor a feszültségrelé működik, az alállomás kis (közép) feszültségű buszain a rövidzárlatokról való lekapcsolás állapotának megfelelően választják ki, amelyben a transzformátor mögötti hiba esetén a / s 0 k, a maradék feszültség a védelem felszerelésének helyén lesz a legkisebb:

ahol hl az ellátó alállomás gyűjtősíneitől a vezetékszakasz ellenállása, amelyre a szóban forgó védelem fel van szerelve, az alállomás HV gyűjtősínjéig, amelynek transzformátora mögötti kárt számítjuk; rt - a transzformátor legkisebb (a terhelés alatti fokozatkapcsolót figyelembe véve) ellenállása, amely mögött a károsodást kiszámítják; kn- 1,2 - megbízhatósági együttható.
A kombinált lekapcsolás válaszfeszültségének a (0,15...0,65) Unom tartományon belül kell lennie, amelyet a szabványos feszültségrelék minimális beállítása (alsó határérték) és az esetleges feszültségcsökkenéstől való elhangolás biztosításának feltétele határoz meg. a hálózatban (felső határ).
A kombinált feszültséglezárás érzékenységét az Uocr maradékfeszültség ellenőrzi a fázis-fázis feszültség elleni védelem telepítési helyén a védett vezeték végén, maximális rendszerüzemmódban:

A kombinált feszültséglezárás érzékenységi tényezője legalább 1,5 legyen.
Az időkésleltetésű túláramvédelmet általában a 110-220 kV feszültségű zsákutcák védelmének második fokozataként használják. A 6-10 kV feszültségű vezetékek maximális áramvédelmének számítására szolgáló számítási kifejezések a 110-220 kV feszültségű vezetékekre is érvényesek.
Az érzékenység növelése érdekében a védelem feszültségkioldással végezhető.

Távolságvédelem

A védelem számítása az egyes fokozatok válaszellenállásainak és időkésleltetésének, valamint érzékenységének meghatározásán múlik. A 110-220 kV feszültségű zsákutca vezetékek védelmére az EPE-1636 panel használatakor kétfokozatú távolságvédelmet, egyszerűsített védőpanel használatakor pedig egyfokozatúan hajtanak végre.
Az első védelmi fokozat válaszellenállása a szóban forgó vezetékről táplált transzformátorok mögötti rövidzárlatokról való lekapcsolás állapotának megfelelően kerül kiválasztásra. Az a. ábrán látható vonal védelme érdekében a számított kifejezések alakja a következő

ahol hl1 és hl2 a vonalszakaszok ellenállásai; A gt1 és gt3 a T1 és T3 transzformátorok ellenállásának minimális értékei, figyelembe véve a terhelés alatti fokozatkapcsolót (ha az alállomásokon különböző transzformátorokat telepítenek, akkor a (18) és (19) kifejezésekben alacsonyabb transzformátorok az ellenállást figyelembe veszik); kT Tl, kgt3 - áramelosztási együtthatók, amelyek megegyeznek a védelem telepítési helyén fellépő áram és ennek megfelelően a T1, T3 transzformátorokban és az L2 vezeték szakaszán lévő áramok arányával a transzformátorok mögötti rövidzárlat során. Ha a leágazó alállomások HV oldalán vannak kapcsolók, akkor a szelektivitás biztosítására szolgáló védelem első fokozata a vezetékszakasz ellenállásától a legközelebbi kapcsolókkal ellátott alállomásig hangolódik.
Nyilvánvaló, hogy az r\ 3 meghatározásakor a számítási módoknak meg kell felelniük az aktuális eloszlási együtthatók maximális értékeinek. Tápellátás hiányában a transzformátorok kis (közép) feszültségű oldaláról /gt t1 = kr r3 = = 1. A (18) és (19) képletből kapott értékek közül az alacsonyabbat vesszük válaszellenállásnak a távvédelem első szakaszáról.
A kiválasztott válaszellenállás ellenőrzése a mágnesező transzformátorok bekapcsolási áramáról való lehangolás feltétele szerint történik, amikor a vonal feszültség alatt van a kifejezésnek megfelelően.

(a megnevezéseket lásd a (14) kifejezésben). Az Sb együttható értékét a gyártó munkája és adatai alapján veszik.
A második védelmi fokozat (indítóelem) elsődleges válaszellenállását a minimális ellenállásról való lehangolás feltétele szerint választják ki a terheléses villanymotorok önindító körülményei között a külső rövidzár lekapcsolása után:

ahol UUKa сз a primer feszültség minimális értéke azon a helyen, ahol a védelem fel van szerelve az elektromos motorok önindító körülményei között, számítással meghatározott (körülbelül a hálózat minimális üzemi feszültségének 80-90%-ának számítható ); kB = 1,05 ... 1,1 - relé visszatérési együtthatója; kH = 1,2 - megbízhatósági tényező; kC3 - a motor önindítási együtthatója a külső rövidzár lekapcsolása utáni üzemmódban, számítással meghatározott (körülbelül kC3 = 1,5... 2); /slave mzhs - a védett vonal üzemi áramának maximális értéke;<рм_ ч - угол макси- мальвой чувствительности реле сопротивления", <рраб- угол полного сопротивления нагрузки в рассматриваемом режиме после отключения внешнего КЗ.
Az elágazó vezetékek távvédelmének kiváltására szolgáló paraméterek kiválasztásakor ezen túlmenően figyelembe kell venni azt a feltételt is, hogy a vonalról táplált alállomások terhelése a vonal bekapcsolásakor az önindító üzemmódból le legyen hangolva. A megadott feltétel szerinti válaszellenállást a 7.20 kifejezés határozza meg. Ebben az esetben a kB együtthatót nem veszik figyelembe, és a kC3 és a frab a fékezett terhelés önindító üzemmódjában kerül meghatározásra a vezeték bekapcsolásakor.

Az első és második védelmi fokozat relék válaszellenállását a kifejezések határozzák meg
ahol pt és pc az áram- és feszültségváltók transzformációs együtthatói; £сх a relé kapcsoló áramkörének együtthatója.
A válaszellenállás talált értékei alapján kiválasztják a katalógusrelé beállításait. A védelmi érzékenységi együtthatót a k4 = g® /2protection kifejezés határozza meg, ahol rzasch a védelemnek adott maximális ellenállási érték rövidzárlat során a tervezési ponton. A védelem érzékenységének ellenőrzéséhez a számított pont az a pont, amelyet a gzashch legmagasabb értéke jellemez az 1. ábrán látható értékhez képest. 37, és az egyenes a K2 pont:

ahol kt2 az az árameloszlási együttható, amely megfelel annak az üzemmódnak, amelyben minimális értéket vesz fel. A védelmi érzékenységi együttható növelésére használhatja a kioldóelem elliptikus karakterisztikáját. Az indítóelem relé elliptikus karakterisztikája gyakran lehetővé teszi a vevőalállomások transzformátorainak megbízható redundanciáját. A legalacsonyabb elfogadható védelmi érzékenységi tényező körülbelül 1,5.
A kiválasztott relébeállításokat ellenőrizni kell a pontos működés áramérzékenysége szempontjából /tr (a védelmi katalógus adatai a védelmi relé beállításától függően). A relé érzékenységét a pontos működés áramára a tervezési pontban bekövetkező rövidzárlat érzékenységi együtthatója határozza meg.

A 110-220 kV feszültségű hálózatok hatékonyan vagy szilárdan földelt nullával üzemelnek. Ezért az ilyen hálózatokban a földzárlat olyan rövidzárlat, amelynek árama néha meghaladja a háromfázisú zárlat áramát, és a lehető legkisebb késleltetéssel kell leválasztani.

A légvezetékek és a vegyes (kábel-felsõ) vezetékek automatikus visszazárással vannak felszerelve. Bizonyos esetekben, ha az alkalmazott megszakító fázisonkénti vezérléssel készül, akkor fázisonkénti leállítást és automatikus visszazárást alkalmaznak. Ez lehetővé teszi a sérült fázis kikapcsolását és bekapcsolását a terhelés leválasztása nélkül. Mivel az ilyen hálózatokban a táptranszformátor nullapontja földelve van, a terhelés gyakorlatilag nem érzi a rövid távú működést nyitott fázisú üzemmódban.

Az automatikus lezárást általában nem használják tisztán kábelvonalakon.

A nagyfeszültségű vezetékek nagy terhelési árammal működnek, ami speciális jellemzőkkel rendelkező védelem alkalmazását igényli. A túlterhelhető tranzitvonalakon rendszerint távolságvédelmet alkalmaznak a terhelési áramoktól való hatékony elszigetelésre. A zsákutcás vonalakon sok esetben áramvédelem alkalmazható. Általános szabály, hogy a védelmek túlterheléskor nem kapcsolódhatnak ki. A túlterhelés elleni védelmet szükség esetén speciális eszközökön hajtják végre.

A PUE szerint túlterhelésgátló eszközöket kell alkalmazni olyan esetekben, amikor a berendezés áramának megengedett időtartama kevesebb, mint 1020 perc. A túlterhelés elleni védelemnek hatnia kell a berendezések kirakodására, a szállítás megszakítására, a terhelés leválasztására, és nem utolsósorban a túlterhelt berendezések leválasztására.

A nagyfeszültségű vezetékek általában jelentős hosszúságúak, ami megnehezíti a hiba helyének keresését. Ezért a vezetékeket olyan eszközökkel kell felszerelni, amelyek meghatározzák a sérülés helyétől való távolságot. A FÁK irányelv anyagai szerint a 20 km vagy annál hosszabb vonalakat tömegpusztító fegyverekkel kell felszerelni.

A rövidzárlat lekapcsolásának késése az erőművek párhuzamos működésének stabilitásának megzavarásához vezethet a hosszú távú feszültségesés miatt, a berendezés leállhat, és a gyártási folyamat megszakadhat a vezetékben; rövidzárlat léphet fel. Ezért nagyon gyakran olyan védelmet használnak az ilyen vonalakon, amelyek késleltetés nélkül kikapcsolják a rövidzárlatokat. Ezek lehetnek a vonal végein elhelyezett, nagyfrekvenciás, vezetékes vagy optikai csatornával összekötött differenciálvédelmek. Ezek lehetnek normál védelmek, amelyek aktiváló jel vételekor felgyorsulnak, vagy blokkoló jel eltávolítása az ellenkező oldalról.

Az áram- és távolságvédelmet általában szakaszosan hajtják végre. A lépések száma legalább 3, esetenként 4 vagy akár 5 lépés szükséges.

Sok esetben az összes szükséges védelem megvalósítható egy eszköz alapján. Ennek az egy eszköznek a meghibásodása azonban védtelenné teszi a berendezést, ami elfogadhatatlan. Ezért tanácsos a nagyfeszültségű vezetékek védelmét 2 készletből végezni. A második készlet egy tartalék, és a főhöz képest leegyszerűsíthető: nincs automatikus visszakapcsolás, tömegpusztító fegyverek, kevesebb fokozat van, stb. A második készletet egy másik segédmegszakítóról és egy áramváltó-készletről kell táplálni. Ha lehetséges, más akkumulátorral és feszültségtranszformátorral táplálva, működtessen egy külön megszakító kioldó mágnesszelepet.

A nagyfeszültségű vezetékvédelmi berendezéseknek figyelembe kell venniük a megszakító meghibásodásának lehetőségét, és megszakító meghibásodás elleni védőberendezéssel kell rendelkezniük, akár magába a készülékbe beépítve, akár külön elhelyezve.

A baleset, valamint a relévédelem és automatizálás működésének elemzéséhez szükség van mind az analóg értékek, mind a diszkrét jelek regisztrálására vészhelyzeti események során.

Így a nagyfeszültségű vezetékeknél a védelmi és automatizálási készleteknek a következő funkciókat kell ellátniuk:

Védelem a fázisok közötti rövidzárlatok és a testzárlatok ellen.

Egyfázisú vagy háromfázisú automatikus visszazárás.

Túltöltés elleni védelem.

SZINT

A sérülés helyének meghatározása.

Áramok és feszültségek oszcillográfiája, valamint diszkrét védelmi és automatizálási jelek rögzítése.

A védelmi eszközöknek redundánsnak vagy duplikáltnak kell lenniük.

A fázisvezérlésű kapcsolókkal rendelkező vonalakon nyitott fázisú működés elleni védelemre van szükség, amely a saját és a szomszédos kapcsolók leválasztására szolgál, mivel a hosszú távú nyitott fázisú működés a CIS-hálózatokban nem megengedett.

7.2. AZ ÁRAMOK ÉS FESZÜLTSÉGEK SZÁMÍTÁSÁNAK JELLEMZŐI RÖVIDZÁRLAT ALATT

Ahogy az a fejezetben szerepel. 1, a földelt nullával rendelkező hálózatokban további kétféle rövidzárlatot kell figyelembe venni: egyfázisú és kétfázisú földzárlatot.

A testzárlat során fellépő áramok és feszültségek kiszámítása szimmetrikus komponensek módszerével történik, lásd a fejezetet. 1. Ez többek között azért is fontos, mert a védelmek szimmetrikus komponenseket használnak, amelyek szimmetrikus módokban hiányoznak. A negatív és nulla sorrendű áramok használata lehetővé teszi, hogy a terhelési áram elleni védelmet ne állítsák be, és az árambeállítás kisebb legyen, mint a terhelési áram. Például a földzárlat elleni védelemre a fő felhasználási terület a nulla sorrendű áramvédelem, amely három csillagkapcsolt áramváltó nulla vezetékében található.

A szimmetrikus komponensek módszerének alkalmazásakor mindegyikhez külön-külön elkészítik az egyenértékű áramkört, majd a rövidzárlat helyén összekapcsolják őket. Például hozzunk létre egy ekvivalens áramkört a 7.1.

X1 rendszer = 15 Ohm
X0 rendszer = 25 Ohm	L1 25km AS-120	L2 35 km AS-95

T1 – 10000/110

UK = 10,5 T2 – 16000/110 UK = 10,5

Rizs. 7.1 Példa hálózatra szimmetrikus komponensekben egyenértékű áramkör felépítésére

A 110 kV-os és nagyobb vezeték paramétereinek kiszámításakor egy egyenértékű áramkörhöz a vezeték aktív ellenállását általában figyelmen kívül hagyják. A vonal pozitív sorrendű induktív reaktanciája (X 1 ) a referenciaadatok szerint: AC-95 - 0,429 Ohm/km, AC-120 - 0,423 Ohm/km. Nulla szekvencia ellenállás acél kábeltorzós vonalhoz

önmagukban egyenlők 3 X 1 azaz. rendre 0,429 3 =1,287 és 0,423 3 = 1,269.

Határozzuk meg a vonal paramétereit:

	L 1 = 25 0,423 = 10,6 Ohm;		L 1 = 25 1,269 = 31,7 ohm
	L 2 = 35 0,423 = 15,02 Ohm;		L 2 = 35 1,269 = 45,05 ohm

Határozzuk meg a transzformátor paramétereit:

T1 10000kVA.

X 1 T 1 = 0,105 1152 10 = 138 Ohm;

X 1 T 2 = 0,105 1152 16 = 86,8 Ohm; X 0 T 2 = 86,8 Ohm

Egy ekvivalens áramkörben a negatív szekvencia ellenállás megegyezik a pozitív sorrendű ellenállással.

A transzformátorok nulla sorrendű ellenállását általában egyenlőnek tekintik a pozitív sorrendű ellenállással. X 1 T = X 0 T. A T1 transzformátor nem szerepel a nulla sorrendű ekvivalens áramkörben, mivel nulla nincs földelve.

Cseretervet készítünk.

X1C = X2C = 15 Ohm

X1Л1 =X2Л1 =10,6 Ohm

X1Л2 =X2Л1 =15,1 Ohm

X0C = 25 Ohm

X0Л1 = 31,7 Ohm

X0Л2 = 45,05 Ohm

X1T1 = 138 Ohm

X1T2 = 86,8 Ohm

X0T2 = 86,8 Ohm

A három- és kétfázisú rövidzárlatok kiszámítása a szokásos módon történik, lásd a 7.1 táblázatot. 7.1. táblázat

ellenállás hónapig	Háromfázisú rövidzárlat	Rövidzárlat kétfázisú
ta rövidzárlat X 1 ∑ = ∑ X 1	= (115 3) X 1	0,87I




15+10,6 = 25,6 Ohm

25,6 + 15,1 = 40,7 Ohm

25,6+ 138=163,6 Ohm

40,7+86,8 =127,5 Ohm

A földzárlati áramok kiszámításához a szimmetrikus komponensek módszerét kell használni. E módszer szerint a pozitív, negatív és nulla sorrendű ekvivalens ellenállásokat a hibaponthoz viszonyítva számítják ki, és sorba kapcsolják az egyenértékű áramkörben. -fázisú földzárlatok 7.2 ábra, és sorosan/párhuzamosan kétfázisú földzárlatoknál 7.2 ábra, b.

X 1E

X 2E

X 0E

X 1E

X 2E

X 0E I 0

I 0b

Rizs. 7.2. Áramköri rajz a pozitív, negatív és nulla sorrendű egyenértékű ellenállások csatlakoztatásához a testzárlati áramok kiszámításához:

a) – egyfázisú; b) – kétfázisú; c) – a nulla sorrendű áramok eloszlása két semleges földelési pont között.

Számítsuk ki a földzárlatot, lásd a 7.2, 7.3 táblázatokat.

A pozitív és negatív sorrendű áramkör egy ágból áll: az áramforrástól a rövidzárig. A nulla sorrendű áramkörben 2 leágazás van a földelt nullákról, amelyek rövidzárlati áramforrások, és párhuzamosan kell bekötni az egyenértékű áramkörbe. A párhuzamosan kapcsolt ágak ellenállását a következő képlet határozza meg:

X 3 = (X a X b) (X a + X b)

Az árameloszlást párhuzamos ágak mentén a következő képletek határozzák meg:

I a = I E X E X a; I in = I E X E

7.2 táblázat Egyfázisú rövidzárlati áramok

X1 E

X2 E

X0 E = X0 a //X0 b *

Ikz1

Iкз2

Ikz0

Ikz0 a *

Iкз0 b

Rövidzárlatom

I1 +I2 +I0

*Jegyzet. A nulla sorrendű áramkör két párhuzamosan kapcsolt szakaszának ellenállását a 7.1 képlet segítségével határozzuk meg.

**Jegyzet. Az áram a nulla sorozat két szakasza között oszlik meg a 7.2 képlet szerint.

7.3. táblázat Kétfázisú rövidzárlati áramok a test felé

X1 E	X2 E	X0 E *	X0-2 E** =	Ő	Én KZ1	Rövidzárlatom 2 ***	Én KZ0	Rövidzárlatom 0 a ****	I KZ0 b	IKZ *****≈
			X0 E //X2							I1 +½ (I2 +I0)

*Jegyzet. A zéró sorrendű áramkör két párhuzamosan kapcsolt szakaszának ellenállását a 7.1 képlet segítségével határozzuk meg, a számítást a 7.2.

**Jegyzet. Két párhuzamosan kapcsolt negatív és nulla sorrendű ellenállás ellenállását a 7.1 képlet segítségével határozzuk meg.

***Jegyzet. Az áram két negatív és nulla sorrendű ellenállás között oszlik meg a 7.2 képlet szerint.

****Jegyzet. Az áram a nulla sorozat két szakasza között oszlik meg a 7.2 képlet szerint.

*****Jegyzet. A kétfázisú testzárlat áramát hozzávetőleges képlet jelzi, a pontos értéket geometriailag határozzuk meg, lásd alább.

Fázisáramok meghatározása szimmetrikus komponensek számítása után

Egyfázisú zárlat esetén a teljes rövidzárlati áram a sérült fázisban folyik, a többi fázisban nem folyik áram. Az összes sorozat árama egyenlő egymással.

Az ilyen feltételeknek való megfelelés érdekében a szimmetrikus elemek a következőképpen vannak elrendezve (7.3. ábra):

Ia 1

Ia 2

I a 0 I b 0 I c 0

Ia 0

Ia 2

Ib 1

Ic 2

Ia 1

Ic 1

Ib 2

Egyenáramok

Fordított áramok

Az áramok nullák

Ic 1

Ib 1

Ic 0

Ib 0

egymás utáni

Ic 2

Ib 2

7.3. Vektor diagramok szimmetrikus alkatrészekhez egyfázisú rövidzárlattal

Egyfázisú zárlat esetén az áramok I1 = I2 = I0. A sérült fázisban egyenlő nagyságúak és fázisban egybeesnek. A sértetlen fázisokban az összes sorozat egyenlő árama egyenlő oldalú háromszöget alkot, és az összes áram összege 0.

Kétfázisú testzárlat esetén az áram egy sértetlen fázisban nulla. A pozitív sorrendű áram egyenlő az ellenkező előjelű nulla és negatív sorrendű áramok összegével. Ezen rendelkezések alapján megszerkesztjük a szimmetrikus komponensek áramait (7.4. ábra):

Ia 1

Ia 2

Iс 2

Ib 2

Ia 0

I a 0 I b 0 I c 0

Iс 2

Ib 2

Iс 1

Ib 1

Ia 2

Ic 0

Iс 1

Ib 1

Ib 0

Rizs. 7.4 A kétfázisú hibaáramok földhöz viszonyított szimmetrikus összetevőinek vektordiagramjai

Az elkészített diagramból látható, hogy a fázisáramok földzárlat esetén meglehetősen nehézkesek, mivel a fázisáram szöge eltér a szimmetrikus komponensek szögétől. Grafikusan kell megszerkeszteni, vagy ortogonális vetületeket kell használni. A gyakorlathoz kellő pontossággal azonban az aktuális érték egy egyszerűsített képlettel határozható meg:

I f = I 1 + 1 2 (I 2 + I 0 ) = 1,5 I 1

A 7.3. táblázatban szereplő áramok kiszámítása ezzel a képlettel történik.

Ha összehasonlítjuk a 7.3. táblázat szerinti kétfázisú földzárlat áramait a 7.1. táblázat szerinti kétfázisú és háromfázisú zárlatok áramával, akkor megállapíthatjuk, hogy a kétfázisú zárlat áramai -áramkör a föld felé valamivel kisebb, mint a kétfázisú földzárlat árama, ezért a védelem érzékenységét a kétfázisú zárlat áramával kell meghatározni. A háromfázisú zárlati áramok ennek megfelelően nagyobbak, mint a kétfázisú zárlati áramok

földelés, ezért a védelem felállításához szükséges maximális zárlati áram meghatározása háromfázisú zárlat segítségével történik. Ez azt jelenti, hogy a védelmi számításokhoz nincs szükség kétfázisú földzárlati áramra, és nem kell számolni. A helyzet némileg megváltozik az erős erőművek buszainak rövidzárlati áramainak számításakor, ahol a negatív és nulla sorrendű ellenállás kisebb, mint a közvetlen sorrendű ellenállás. De ennek semmi köze az elosztó hálózatokhoz, és az erőműveknél az áramokat számítógépen számítják ki egy speciális program segítségével.

7.3 PÉLDÁK A BERENDEZÉS KIVÁLASZTÁSÁRA AZ AKADÁLYÚ FELVONALOKHOZ 110-220 kV

7.1. Zsákutca légvonal 110-220 kV. Nincs áram a PS1-ről és a PS2-ről. A T1 PS1 elválasztón és rövidzáron keresztül csatlakozik. A T1 PS2 egy kapcsolón keresztül kapcsolható be. A HV T1 PS2 semleges oldala földelt, míg a PS1-en szigetelt. Minimális védelmi követelmények:

1.opció . Háromfokozatú védelmet kell alkalmazni a fázisok közötti rövidzárlatok ellen (az első fokozat időkésleltetés nélkül a PS2 HV buszokon a rövidzárlat ellen van beállítva, a második, rövid késleltetéssel a rövidzárlat ellen a PS1 és PS2 LV buszok, a harmadik fokozat a maximális védelem). Földzárlat védelem - 2 fokozat (az első fokozatot időkésleltetés nélkül lehangolja a buszokra küldött áramról a PS2 földelt transzformátor, a második fokozatot időkésleltetéssel, biztosítva annak koordinációját a külső hálózatvédelmekkel, de nem elhangolják a PS2 transzformátor által küldött zárlati áramtól). Kétlövéses vagy egyszeri automatikus lezárást kell alkalmazni. Az érzékeny szakaszokat a visszazárás során fel kell gyorsítani. A védelmek az ellátó alállomás megszakító meghibásodását váltják ki. További követelmények közé tartozik a fáziskimaradás elleni védelem, a felsővezetéken fellépő hiba helyének meghatározása, valamint a megszakító élettartamának figyelése.

2. lehetőség. Az elsőtől eltérően a földzárlat elleni védelem irányított, ami lehetővé teszi, hogy a fordított zárlati áramtól ne legyen beállítva, és ezáltal időkésleltetés nélkül érzékenyebb védelmet végezzen. Így lehetséges a teljes vonal védelme késedelem nélkül.

Jegyzet: Ez és az azt követő példák nem adnak pontos ajánlásokat a védelmi beállítások kiválasztására vonatkozóan. Valós körülmények között eltérő védelmi beállítás alkalmazható, amit egy konkrét tervezés során kell meghatározni. A védelmek helyettesíthetők más típusú, megfelelő jellemzőkkel rendelkező védőberendezésekkel.

A védelemkészletnek, mint már említettük, 2 készletből kell állnia. A védelem 2 eszközön valósítható meg a következők közül:

MiCOM P121, P122, P123, P126, P127 az ALSTOM-tól,

F 60, F650 a GE-től

két REF 543 relé az ABB-től – kiválasztva 2 megfelelő módosítás,

7SJ 511, 512, 531, 551 SIEMENS – választható 2 megfelelő módosítás,

két SEL 551 relé a SEL-től.

7.2. Nyílt hurkú tranzit a 3-as alállomáson.

A 2-es alállomásba kétkörös légvezeték lép be, melynek szakaszai párhuzamosan működnek. Lehetőség van a vágás PS2-re történő átvitelére javítási módban.

BAN BEN Ebben az esetben a PS3 szakaszkapcsolója be van kapcsolva. A tranzit csak a kapcsolási időre zár, és a védelem kiválasztásakor annak rövidzárlatát nem veszik figyelembe. Egy földelt nullával rendelkező transzformátor csatlakozik a PS3 1. szakaszához. A 2. és 3. alállomáson nincs áramforrás egyfázisú zárlathoz. Ezért a nem tápoldali védelem csak a „kaszkádban” működik, miután a tápoldali vezetéket leválasztják. Annak ellenére, hogy az ellenkező oldalon nincs áramellátás, a védelemnek irányítottnak kell lennie mind a földzárlat, mind a fázis-fázis közötti rövidzárlat esetén. Ez lehetővé teszi a fogadó oldal számára, hogy helyesen azonosítsa a sérült vonalat.

BAN BEN Általánosságban elmondható, hogy a rövid időkésleltetésű szelektív védelem biztosításához, különösen rövid vonalakon, négyfokozatú védelmet kell alkalmazni, amelynek beállításai a következők: 1 fokozat rövidzárból van beállítva.

V vezeték végén, a 2. szakasz a kaszkádban lévő párhuzamos vezeték első szakaszával és a szomszédos vezeték első szakaszával, a 3. szakasz pedig ezen felsővezetékek második szakaszával van összehangolva. A szomszédos vezetékkel való védelem összehangolásakor a két üzemmódúat veszik figyelembe: az első szakaszban - 1 légvezeték, a második szakaszban - 2, ami jelentősen durvítja a védelmet. Ez a három szakasz védi a vonalat, az utolsó, 4. szakasz pedig a szomszédos területet foglalja le. A védelmek időbeli koordinálásakor figyelembe veszik a megszakító meghibásodásának időtartamát, ami megnöveli az összehangolt védelmek időkésleltetését a megszakító meghibásodásának időtartamára. Az aktuális védelmi beállítások kiválasztásakor a két vezeték összterheléséhez kell igazítani, mivel a párhuzamos légvezetékek bármelyike bármikor kikapcsolhat, és a teljes terhelés egy légvezetékre lesz kötve.

BAN BEN A védőberendezések részeként mindkét védelmi készletnek irányítottnak kell lennie. A következő védelmi lehetőségek alkalmazhatók:

MiCOM, P127 és P142 az ALSTOM-tól,

F60 és F650 a GE-től,

két REF 543 relé az ABB-től - iránymódosítások vannak kiválasztva,

7SJ512 és 7SJ 531 relék a SIEMENS-től,

két SEL 351 relé a SEL-től.

Egyes esetekben érzékenységi okokból, a terhelési áramoktól való lehangolás vagy a szelektív működés biztosítása miatt szükség lehet távirányító használatára.

Z = L Z

onális védelem. Ebből a célból az egyik védelmet egy távolira cserélik. Távolságvédelem alkalmazható:

MiCOM P433, P439, P441 az ALSTOM-tól,

D30 a GE-től,

REL 511 az ABB-től – iránymódosítások vannak kiválasztva,

7SA 511 vagy 7SA 513 relé a SIEMENS-től,

SEL 311 relé a SEL-től.

7.4. TÁVVÉDELEM

Cél és működési elv

A távolságvédelem komplex, relatív szelektivitású, irányított vagy nem irányított védelem, amely minimális ellenállású relék felhasználásával készül, amelyek a távolsággal arányos vezetékellenállásra reagálnak a hibapontra, pl. távolságok. Innen származik a távolságvédelem (DP) elnevezés. A távolságvédelem reagál a fázisok közötti rövidzárlatokra (kivéve a mikroprocesszor alapú hibákat). A távolságvédelem megfelelő működéséhez áramkörökre van szükség a CT csatlakozásból és feszültségáramkörökre a VT-ből. Feszültségáramkörök hiányában vagy hibás működése esetén a távirányító túlzott mértékű működése lehetséges a szomszédos területek rövidzárlatánál.

A több tápegységgel rendelkező összetett konfigurációs hálózatokban az egyszerű és irányított túláramvédelem (NTZ) nem tudja biztosítani a rövidzárlatok szelektív kikapcsolását. Tehát például a W 2 rövidzárlatánál (7.5. ábra) az NTZ 3-nak gyorsabban kell működnie, mint az RZ I, és a W 1 rövidzárlatával ellenkezőleg, az NTZ 1-nek gyorsabban kell működnie, mint az RZ 3-nak. egymásnak ellentmondó követelmények nem teljesíthetők az NTZ segítségével. Ezenkívül az MTZ és az NTZ gyakran nem felel meg a sebesség és az érzékenység követelményeinek. A rövidzárlatok szelektív kikapcsolása összetett gyűrűs hálózatokban távoli relévédelem (RD) segítségével valósítható meg.

A t 3 DZ időkésleltetés a t 3 = f (L PK) távolságtól (távolságtól) függ (7.5. ábra).

a relévédelem beépítési helye (P pont) és a rövidzárlati pont (K), azaz L PK, és ennek növelésével növekszik

távolságra. A sérülés helyéhez legközelebbi távérzékelés késleltetése rövidebb, mint a távolabbi távérzékelésé.

Például a K1 pontban bekövetkezett rövidzárlat során (7.6. ábra) a hibahelyhez közelebb található D32 rövidebb késleltetéssel működik, mint a távolabbi D31. Ha a K2 pontban rövidzárlat is fellép, akkor a D32 hatástartama megnő, és a zárlatot szelektíven kikapcsolja a sérülés helyéhez legközelebbi távérzékelés védelem.

A távirányító fő eleme a távmérő elem (MR), amely meghatározza a rövidzár távolságát a relévédelem beépítési helyétől. Az ellenállásrelék (PC) DO-ként használatosak, amelyek a tápvezeték sérült szakaszának (Z, X, R) teljes, reaktív vagy aktív ellenállására reagálnak.

Az elektromos vezeték fázisának ellenállása a P relé telepítési helyétől a rövidzárlati pontig (K pont) arányos ennek a szakasznak a hosszával, mivel az ellenállás értéke a rövidzárlati ponthoz egyenlő a hosszúsággal

szakasz szorozva a vonal ellenállásával: sp. .

Így a távoli elem vezetékellenállásra reagáló viselkedése a hibahely távolságától függ. Attól függően, hogy a DO milyen ellenállásra reagál (Z, X vagy R), a DZ teljes, reaktív és aktív ellenállású RE-re oszlik. A távirányítóban használt ellenállásrelék a társ

Z PK ellenállást a zárlati ponthoz, a feszültséget és az áramerősséget a távirányító helyén szabályozza (7.7. ábra).

∆ – távolságvédelem

NAK NEK A PC-terminálok másodlagos értékekkel vannak ellátva U P és I P a TN-ből és a CT-ből. A relét úgy tervezték, hogy viselkedése általában az U P és az I P arányától függ. Ez az arány némi ellenállás Z P. Z P = Z PK rövidzárlat alatt és a Z PK bizonyos értékeinél a PC aktiválódik; reagál a Z P csökkenésére, mivel rövidzárlat során U P csökken

változik, és I P nő. A legmagasabb értéket, amelyen a PC működik, a relé működési ellenállásának Z cp nevezzük.

Z p = U p I p ≤ Z cp

A kétirányú tápellátású távvezetékeken összetett konfigurációjú hálózatok szelektivitása érdekében a hibákat úgy kell irányítani, hogy a rövidzárlati teljesítmény a buszokról a villamos vezetékekre irányuljon. A hiba hatásának irányultsága további RNM segítségével, vagy a hibateljesítmény irányára reagálni képes irányított PC-k használatával biztosított.

		Az időfüggőség jellemzői
Rizs. 7.7. Áramkörök csatlakoztatása és	nincs távolságvédelem t = f (L
feszültségrelé ellenállás
feszültségrelé ellenállás	a – ferde b – lépcsős;
	a – ferde b – lépcsős;
Időkésleltetési jellemzők	távolságvédelem

A DS hatásidőnek a hibahely távolságától vagy ellenállásától való függését t 3 = f (L PK) vagy t 3 = f (Z PK) DS időkésleltetési karakterisztikának nevezzük. ha-

A függőség természete alapján a PD-ket három csoportra osztják: növekvő (lejtős) hatásidőjellemzőkkel, lépcsőzetes és kombinált jellemzőkkel.

(7.8. ábra). A lépcsős PD-k gyorsabban működnek, mint a ferde és kombinált jellemzőkkel rendelkező PD-k, és általában egyszerűbb kialakításúak. A ChEAZ gyártás lépcsőzetes jellemzőjével végzett távérzékelést általában három időlépéssel hajtották végre, ami a távérzékelés három hatászónájának felel meg (7.8. ábra, b). A modern mikroprocesszoros védelmek 4, 5 vagy 6 védelmi szinttel rendelkeznek. A ferde karakterisztikával rendelkező reléket kifejezetten az elosztó hálózatokhoz fejlesztették ki (például DZ-10).

A távolságvédelmi eszközöket használó szelektív hálózatvédelem elvei

A kétoldalas tápegységgel rendelkező távvezetékeken a PD-k az egyes tápvezetékek mindkét oldalán vannak felszerelve, és működniük kell, amikor az áramot a buszokról a tápvezetékre irányítják. Az egy irányban működő távreléket időben és lefedettségi területen össze kell hangolni egymással, hogy a zárlat szelektív kikapcsolása biztosított legyen. A vizsgált sémában (7.9. ábra) a D31, a távérzékelés, a D35 és a D36, D34, D32 összhangban állnak egymással.

Figyelembe véve, hogy a távirányító első fokozatai nem rendelkeznek időkésleltetéssel (t I = 0), a szelektivitás feltétele szerint nem működhetnek a védett tápvezetéken kívül. Ez alapján az időkésleltetés nélküli első fokozat hosszát (t I = 0) kisebbre vesszük, mint a védett vezeték hosszát, és általában a tápvezeték hosszának 0,8-0,9-szerese. A védett villamos vezeték többi részére és a szemközti alállomás buszaira e vezeték védelmének második szakasza vonatkozik. A második szakasz hossza és késleltetése összhangban van (általában) a következő szakasz távérzékelése első szakaszának hosszával és időkésleltetésével. Például a második diák

7.9. ábra A távrelé védelem időkésleltetéseinek koordinálása lépéskarakterisztikával:

∆ z – távolságrelé hiba; ∆ t – szelektivitási szint

A távvédelem utolsó harmadik fokozata egy tartalék, hossza a következő szakasz lefedésének feltétele alapján kerül kiválasztásra, védővédelem vagy megszakító meghibásodása esetén. Kitettségi idő

Az értéket ∆ t-vel hosszabbnak tekintjük, mint a következő szakasz második vagy harmadik távérzékelési zónájának időtartama. Ebben az esetben a harmadik szakasz lefedettségi területét a következő szakasz második vagy harmadik zónájának végétől kell felépíteni.

Távolságvédelmet alkalmazó vezetékvédő szerkezet

A háztartási villamosenergia-rendszerekben a DZ-t fázisközi zárlatok esetén alkalmazzák, az egyfázisú zárlatok esetén pedig egy egyszerűbb fokozatos nulla sorrendű túláramvédelmet (NP) használnak. A legtöbb mikroprocesszoros berendezés rendelkezik távolságvédelemmel, amely minden típusú károsodásra érvényes, beleértve a földzárlatot is. Az ellenállásrelé (RS) a VT-n és a CT-n keresztül csatlakozik a bemeneti primer feszültségekhez

a védett elektromos vezeték kezdete. Másodlagos feszültség a PC kapcsain: U p = U pn K II, és szekunder áram: I p = I pn K I.

A relé bemeneti kapcsai ellenállását a kifejezés határozza meg.