Како је релејна заштита далековода

Непрекидан и поуздан транспорт електричне енергије до потрошача један је од главних задатака који енергетичари константно решавају. Да би се то обезбедило, створене су електричне мреже које се састоје од дистрибутивних трафостаница и прикључних далековода. За премештање енергије на велике удаљености користе се носачи на које су окачене спојне жице. Изоловани су између себе и земље слојем амбијенталног ваздуха. Такви водови се по врсти изолације називају надземни водови.

Ако је удаљеност транспортне магистрале кратка или је из сигурносних разлога потребно сакрити далековод у земљу, онда се користе каблови.

Надземни и кабловски далеководи су стално под напоном, чија је вредност одређена структуром електричне мреже.

Намена релејне заштите далековода

У случају квара изолације на било којој локацији на каблу или продуженом надземном воду, напон примењен на вод ствара цурење или струју кратког споја кроз оштећени део.

Разлози за кршење изолације могу бити различити фактори који су у стању да елиминишу или наставе свој деструктивни ефекат. На пример, рода која лети између жица надземног далековода ствара фазно-фазно коло својим крилима и гори, пада у близини.

Или је дрво које расте веома близу ослонца, током олује, налет ветра оборио на жице и проузроковао кратки спој.

У првом случају, кратки спој је настао у кратком временском периоду и нестао, ау другом је повреда изолације била дуготрајне природе и захтевала је уклањање од стране особља за одржавање.

Таква оштећења могу проузроковати велику штету електранама. Струје насталих кратких спојева имају огромну топлотну енергију, која може спалити не само жице далековода, већ и уништити енергетску опрему енергетских подстаница.

Из ових разлога, свако оштећење електричних водова које настане мора се одмах поправити. Ово се постиже уклањањем напона са оштећене линије на страни напајања. Ако такав далековод прима струју са обе стране, онда се обе морају искључити.

Функције сталног праћења електричних параметара стања свих далековода и уклањања напона са њих са свих страна у случају ванредних ситуација додељене су сложеним техничким системима, који се традиционално називају релејном заштитом.

Придев "релејни" је изведен од елементарне основе засноване на електромагнетним релејима, чији су дизајни настали појавом првих далековода и до данас се усавршавају.

Модуларни заштитни уређаји, широко уведени у праксу енергетских инжењера заснована на микропроцесорској технологији и рачунарској техници не искључују потпуну замену релејних уређаја и по устаљеној традицији се уводе и у уређаје релејне заштите.

Принципи релејне заштите

Органи за надзор мреже

За праћење електричних параметара далековода неопходно је поседовати инструменте за њихово мерење, који су у стању да константно прате сва одступања од нормалног режима у мрежи и истовремено испуњавају услове за безбедан рад.

У далеководима са свим напонима ова функција је додељена мерним трансформаторима који се деле на трансформаторе:

• струја (ТТ);

• напон (ВТ).

Пошто је квалитет заштитног рада од примарног значаја за поузданост целокупног електросистема, онда се пред мерне ЦТ и ВТ постављају повећани захтеви за тачност рада, који су одређени њиховим метролошким карактеристикама.

Класе тачности мерних трансформатора за употребу у уређајима за релејну заштиту и аутоматизацију (релејна заштита и аутоматика) стандардизоване су вредностима «0,5», «0,2» и «П».

Инструментални напонски трансформатори

Општи приказ уградње напонских трансформатора на ДВ 110 кВ приказан је на фотографији испод.

Овде се може видети да ВТ нису инсталирани нигде дуж продужног вода, већ на разводном уређају електричне трафостанице. Сваки трансформатор је својим примарним терминалима повезан са одговарајућим проводником надземног вода и уземљења.

Напон претворен из секундарних намотаја излази преко прекидача 1П и 2П кроз одговарајуће проводнике кабла за напајање. За употребу у заштитним и мерним уређајима, секундарни намотаји су повезани према шеми "звезда" и "трокут", као што је приказано на фотографији за ВТ-110 кВ.

Да смањи губитак напона и прецизног рада релејне заштите, користи се посебан напојни кабл и постављају се повећани захтеви за његову уградњу и рад.

Мерни ВТ се креирају за сваки тип линијског напона и могу се пребацивати према различитим шемама за обављање специфичних задатака. Али сви они раде на општем принципу претварања линеарне вредности напона далековода у секундарну вредност од 100 волти, тачно копирајући и наглашавајући све карактеристике примарних хармоника на одређеној скали.

Однос трансформације ВТ одређен је односом линијских напона примарног и секундарног кола. На пример, за разматрани надземни вод 110 кВ записано је на следећи начин: 110000/100.

Инструментални струјни трансформатори

Ови уређаји такође претварају оптерећење примарне линије у секундарне вредности уз максимално понављање било каквих промена хармоника примарне струје.

Ради лакшег рада и одржавања електро опреме постављају се и на разводне уређаје трафостаница.

Струјни трансформатори Они су укључени у коло надземног вода на другачији начин од ВТ: они са својим примарним намотајем, који је обично представљен само једним окретом у облику жице једносмерне струје, једноставно су урезани у сваку жицу линије линије.Ово се јасно види на горњој фотографији.

Однос трансформације ЦТ одређен је односом избора номиналних вредности у фази пројектовања далековода. На пример, ако је струјна линија пројектована да носи 600 ампера и 5 А ће бити уклоњено из ЦТ секундара, онда се користи ознака 600/5.

У струји су прихваћена два стандарда за вредности секундарних струја које се користе:

• 5 А за све ЦТ до и укључујући 110 кВ;

• 1 А за водове 330 кВ и више.

Секундарни ТТ намотаји су повезани за повезивање са заштитним уређајима према различитим шемама:

• пуна звезда;

• непотпуна звезда;

• троугао.

Свако једињење има своје специфичне карактеристике и користи се за одређене врсте заштите на различите начине. Пример повезивања струјних трансформатора и намотаја струјног релеја у коло пуне звезде приказан је на фотографији.

Ово је најједноставнији и најчешћи хармонијски филтер који се користи у многим круговима заштитних релеја. У њему се струје из сваке фазе контролишу помоћу посебног истоименог релеја, а збир свих вектора пролази кроз завојницу укључену у заједничку неутралну жицу.

Метода употребе струјних и напонских мерних трансформатора омогућава пренос примарних процеса који се одвијају на енергетској опреми у секундарно коло у тачној размери за њихову употребу у хардверу релејне заштите и креирање алгоритама за рад логике. уређаји за елиминисање процеса опреме за хитне случајеве.

Овлашћења за обраду примљених информација

У релејној заштити, главни радни елемент је релеј — електрични уређај који обавља две главне функције:

• прати квалитет посматраног параметра, на пример, струје, ау нормалном режиму стабилно одржава и не мења стање свог контактног система;

• када се достигне критична вредност која се зове задата тачка или праг одзива, он одмах мења положај својих контаката и остаје у овом стању све док се посматрана вредност не врати у нормални опсег.

Принципи формирања кола за пребацивање струјних и напонских релеја у секундарним колима помажу у разумевању репрезентације синусоидних хармоника векторским величинама са њиховим представљањем у комплексној равни.

У доњем делу слике приказан је векторски дијаграм за типичан случај расподеле синусоида у три фазе А, Б, Ц у режиму рада напајања потрошача.

Праћење стања струјних и напонских кола

Делимично, принцип обраде секундарних сигнала приказан је у колу за укључивање ЦТ и релејних намотаја према пуној звезди и ВТ шеми ОРУ-110. Овај метод вам омогућава да додате векторе на следеће начине.

Укључивање намотаја релеја у било који од хармоника ових фаза омогућава вам да у потпуности контролишете процесе који се одвијају у њему и искључите круг из рада у случају несреће. Да бисте то урадили, довољно је користити одговарајуће дизајне релејних уређаја за струју или напон.

Горе наведене шеме су посебан случај разноврсне употребе различитих филтера.

Методе контроле снаге која пролази кроз вод

Релејни заштитни уређаји контролишу вредност снаге на основу очитавања свих истих струјних и напонских трансформатора.У овом случају се користе добро познате формуле и односи укупне, активне и реактивне снаге између њих и њихових вредности изражених векторима струја и напона.

Подразумева се да се вектор струје формира примењеном емф на отпор линије и подједнако савладава њене активне и реактивне делове. Али истовремено, у одељцима са компонентама Уа и Уп долази до пада напона према законима описаним напонским троуглом.

Снага се може пренети са једног краја линије на други, па чак и обрнути када се преноси електрична енергија.

Промене у његовом правцу су резултат:

• пребацивање оптерећења од стране оперативног особља;

• флуктуације снаге у систему због утицаја прелазних појава и других фактора;

• појава хитних режима.

Енергетски релеји (ПМ) који раде као део система релејне заштите и аутоматизације узимају у обзир флуктуације у својим смеровима и конфигурисани су да раде када се достигне критична вредност.

Методе контроле отпора линије

Релејни заштитни уређаји који израчунавају растојање до локације кратког споја на основу мерења електричног отпора називају се краће дистанце или ДЗ заштита. У свом раду користе и струјна и напонска трансформаторска кола.

За мерење отпора користите Израз Омовог законаописано за део струјног кола који се разматра.

Када синусоидна струја прође кроз активни, капацитивни и индуктивни отпор, вектор пада напона на њима одступа у различитим правцима. Ово се узима у обзир понашањем заштитног релеја.

По овом принципу, многе врсте отпорничких релеја (РС) раде у уређајима за заштиту и аутоматизацију релеја.

Методе контроле фреквенције линије

Да би се одржала стабилност периода осциловања хармоника струје која се преноси кроз далековод, користе се релеји за контролу фреквенције. Они раде на принципу упоређивања референтног синусног таласа који производи уграђени генератор са фреквенцијом коју добијају линеарни мерни трансформатори.

Након обраде ова два сигнала, фреквентни релеј одређује квалитет уоченог хармоника и, када се достигне задата вредност, мења положај контактног система.

Карактеристике контроле параметара линије дигиталним заштитама

Развој микропроцесора који замењује релејне технологије такође не може да ради без секундарних вредности струја и напона, који се уклањају из мерних трансформатора ТТ и ВТ.

За рад дигиталних заштита, информација о секундарном синусном таласу се обрађује методама узорковања, које се састоје у суперпоновању високе фреквенције на аналогни сигнал и фиксирању амплитуде контролисаног параметра на пресеку графика.

Због малог корака узорковања, брзих метода обраде и употребе методе математичке апроксимације, добија се висока тачност мерења секундарних струја и напона.

Овако израчунате нумеричке вредности се користе у алгоритму за рад микропроцесорских уређаја.

Логички део релејне заштите и аутоматике

Након што су почетне вредности струја и напона електричне енергије која се преноси дуж далековода моделована мерним трансформаторима одабраним за обраду филтерима и примљеним од стране осетљивих органа релејних уређаја за струју, напон, снагу, отпор и фреквенцију, на реду су кола логичких релеја.

Њихов дизајн се заснива на релејима који раде од додатног извора константног, исправљеног или наизменичног напона, који се назива и оперативним, а кола која се њиме напајају су оперативна. Овај израз има техничко значење: врло брзо, без непотребних одлагања, извршити своје прекидаче.

Брзина рада логичког кола у великој мери одређује брзину искључења у нужди и самим тим степен његових деструктивних последица.

У начину на који обављају своје задатке, релеји који раде у радним колима називају се средњим: они примају сигнал од мерног заштитног уређаја и преносе га пребацивањем својих контаката на извршне органе: излазне релеје, соленоиде, електромагнете за искључивање или затварање прекидача напајања. .

Средњи релеји обично имају неколико парова контаката који раде на стварању или прекидању кола. Користе се за симултану репродукцију команди између различитих уређаја за релејну заштиту.

У алгоритам рада релејне заштите често се уводи кашњење да би се обезбедио принцип селективности и формирао редослед одређеног алгоритма. Блокира рад заштите током подешавања.

Овај улаз за кашњење се креира помоћу посебних временских релеја (РВ) који имају механизам сата који утиче на брзину њихових контаката.

Логички део релејне заштите користи један од многих алгоритама дизајнираних за различите случајеве који се могу јавити на далеководу одређене конфигурације и напона.

Као пример можемо навести само неке називе рада логике две релејне заштите засноване на контроли струје далековода:

• струјни прекид (индикација брзине) без одлагања или са закашњењем (гарантује РФ селективност), узимајући у обзир смер снаге (због РМ релеја) или без њега;

• Заштита од прекомерне струје може бити обезбеђена истим контролама као и искључење, заједно са или без провере ниског напона линије.

У рад логике релејне заштите често се уводе елементи аутоматизације различитих уређаја, на пример:

• једнофазни или трофазни прекидач за напајање;

• укључивање резервног напајања;

• убрзање;

• фреквенцијско растерећење.

Логички део заштите водова може се обавити у малом релејном одељку директно изнад прекидача, што је типично за екстерну комплетну расклопну опрему (КРУН) напона до 10 кВ, или заузимати неколико панела 2к0,8 м у релејној просторији. .

На пример, заштитна логика за 330 кВ вод се може поставити на одвојене заштитне панеле:

• резерва;

• ДЗ — даљински;

• ДФЗ — диференцијална фаза;

• ВЦХБ — високофреквентно блокирање;

• ОАПВ;

• убрзање.

Излазна кола

Излазна кола служе као завршни елемент линеарне релејне заштите.Њихова логика се такође заснива на употреби међурелеја.

Излазна кола формирају редослед рада линијских прекидача и одређују интеракцију са суседним прикључцима, уређајима (на пример, заштита од квара прекидача — хитно искључивање прекидача) и другим елементима релејне заштите и аутоматизације.

Једноставне заштите линије могу имати само један излазни релеј који искључује прекидач. У сложеним системима са разгранатом заштитом креирају се посебна логичка кола која раде по одређеном алгоритму.

Коначно уклањање напона са линије у случају нужде се врши помоћу прекидача за напајање, који се активира силом окидајућег електромагнета. За његов рад испоручују се специјални ланци снаге, који могу да издрже моћна оптерећења.Ки.