Transformatoru, mašīnu, kopņu, līniju un padevēju diferenciālā aizsardzība

Rallijs Latvija-2011 (Jūnijs 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Diferenciālas aizsardzības principi

Diferenciālā aizsardzība ir ļoti noderīga aizsardzības metode, ko var izmantot, lai aizsargātu jebkuru tīkla komponentu, piemēram, transformatorus, iekārtas, kopnes, līnijas un padeves.

Transformatoru, mašīnu, kopnes, līniju un padevēju diferenciālā aizsardzība (foto kredīts: proenergo.net)

Diferenciālais relejs salīdzina objekta ienākošo fāzes straumi ar tā paša objekta izejošajām fāzes strāvām . Ja šie strāvas amplitūdu vai fāzes leņķi atšķiras viens no otra vai abi pārsniedz atļauto relay iestatījumu vērtības, relejs atgriezīsies.

Mērīšanas princips nodrošina, ka relejs darbojas tikai uz defektiem aizsardzības zonā, kas nozīmē, ka aizsardzība ir absolūti selektīva.

Tāpēc aizsardzības laiks ir ļoti īss, parasti īsāks nekā viens cikls. Aizsardzības joma tiek definēta kā apgabals starp strāvas mērīšanas punktiem.

Vēl viena priekšrocība, ko rada mērīšanas princips, ir augsta jutība. Aizsardzība var reaģēt uz defektu plūsmu, kas ir tikai daži procenti nominālās strāvas. Pieejamā jutība ir atkarīga no izmantotā releja tipa, strāvas transformatoru īpašībām un aizsargātā objekta.

Saskaņā ar darbības principiem diferenciālo aizsardzību var iedalīt šādās diferencētās shēmās:

  1. Zema pretestība un
  2. Augsta pretestība

Zema impedances diferenciālis princips

Zemas impedances diferenciālā shēma mēra strāvas abās aizsargājamā objekta pusēs un veido no tiem diferenciālo strāvu I d, 1. zīmējumu. Praksē neliela diferenciāļa strāva, ko galvenokārt rada strāvas transformatoru un releja kļūdu mērīšana, var pamanīt, lai gan aizsardzības jomā nav vainas.

Transformatora aizsardzības pielietojumos tā dēvēto acīmredzamo diferenciālo strāvu, kā šis, papildus izraisa transformatora bezslodzes strāva, pārslēga pārslēdzēja stāvoklis un īslaicīgi ar transformatora ieslēgšanās strāvu, kas pilnībā parādās kā diferenciālā strāva.

Diferenciālās strāvas lielums, ko izraisa mērīšanas kļūdas un pārslēga pārslēga stāvoklis, ir tieši proporcionāls transformatora slodzes strāvai. Īpaši svarīga situācija no acīmredzami atšķirīgā pašreizējā viedokļa parādās pie defektiem, kas atrodas tieši ārpus aizsardzības teritorijas.

Caurplūdes strāva ir augsta un var saturēt DC komponentu, kas var izraisīt strāvas transformatoru piesātinājumu, kā rezultātā tiek panākts īslaicīgs diferenciālās strāvas palielinājums. Lai izvairītos no diferenciālā releja nepatiesas darbības, relejs jāstabilizē, kas nozīmē, ka augstāka caurlaides strāva, lielāka diferenciālā strāva ir nepieciešama, lai izslēgtu.

Stabilizējošā strāva I b veidojas no fāzes strāvām, ko mēra aizsargājamā objekta abās pusēs.

Stabilizētā diferenciālā releja darbības raksturlielumi

Stabilizēta diferenciālā releja darbības raksturlieluma piemērs ir parādīts 1. attēlā. Raksturojuma formu nosaka pamata iestatījums, sākuma koeficients un otrs pagrieziena punkts, 1. attēls.

Lai stabilizētu pašreizējās vērtības, kas ir lielākas par otro pagrieziena punktu, sākuma attiecība ir fiksēta.

1. attēls - zemas pretestības tipa diferenciālās strāvas releja darbības raksturlielumi

Kā norāda nosaukums, pamata iestatījums definē releja pamata jutību aizsargātā objekta bez slodzes apstākļos.

Pamatregulējumam jābūt lielākam nekā, piemēram, transformatora ierosmes strāvai vai līnijas uzlādes strāvai pie maksimālā darba sprieguma, lai izvairītos no nepareizas releja darbības . Pamatregulējums ietekmē arī visu raksturlīknes līmeni un līdz ar to arī darbības jutību augstāka stabilizējošā strāvas līmenī.

Sākotnējais koeficients uztver redzamās diferenciālās strāvas avotus, kas ir tieši proporcionāli caurplūstošai strāvai. Tas galvenokārt ir sākuma koeficients kopā ar otro pagrieziena punktu, kas nosaka iekšējā transformatora vai mašīnas kļūmju releja darbības jutību, kad šie priekšmeti tiek ievietoti.

Tinumu un apgriezienu īssavienojumi un zemējuma defekti tinumos vai citur aizsargājamajā apgabalā ir vainas tipi, kas prasa jutīgu un ātru aizsardzību.

Otrais pagrieziena punkts arī ietekmē aizsardzības stabilitāti pie defektiem ārpus aizsardzības teritorijas .

Šajā situācijā relejs nedrīkst darboties nepareizi un atvienot strāvas slēdzi acīmredzamās diferenciālās strāvas ietekmē. Jo mazāks ir otrā pagrieziena punkta iestatījums, jo labāk būs iegūt stabilitāte. No otras puses, iekšējā bojājuma releja jutīgums vienā laikā var samazināties, jo īpaši transformatoru aizsardzības programmās. Ņemot vērā DT precizitātes robežvērtības, bojājuma strāvas līmeņus un to piegādes virzienus, kā arī aizsargājamā objekta jutīguma prasības, parasti ir viegli atrast otrā pagrieziena punkta iestatījumu.

Stāvošajam stabilizācijas līmenim virs otrā pagrieziena punkta augstā sākuma proporcija nodrošina stabilitāti pie defektiem, kas rodas ārpus aizsardzības zonas.

Stabilitātes problēmas

Stabilitātes problēmas var rasties, pārslēdzot impulsa strāvas. Kad aizsargāts jaudas transformators ir ieslēgts, impulsa strāva pilnībā parādās kā diferenciāla strāva, tādā gadījumā vienīgi releja stabilizēšanai nepietiek, lai novērstu nepatiesu releju darbību.

Šī situācija prasa bloķēšanas funkciju, kas balstīta uz otro harmoniku, lai kavētu stabilizētās darbības darbību. Otrā harmonika parasti ir pārspīlēta strāvas plūsmā.

Problēmas var rasties arī tad, kad aizsargātā ģeneratora barošana ar transformatora strāvas padevi ir diezgan augsta salīdzinājumā ar nominālo strāvu. Šādos gadījumos nesimetriskas fāzes strāvas, kas satur otrajā harmoniku, var izraisīt strāvas transformatoru netiešu piesātinājumu un tādējādi relatīvo releju diferenciālo strāvu.

Lai nodrošinātu releja darbību šādos apstākļos, otrās harmonikas bloķēšanas funkcijas aktivizēšana bieži ir attaisnojama .

Transformatora aizsardzības pielietojumos stabilitāte tiek apdraudēta ar pagaidu pārspriegumu . Pieaugošais spriegums rada pieaugošu magnetizējošo strāvu, jo transformators ir piesātināts, un to pilnībā uztver kā diferenciālo strāvu.

Kad attiecība starp diferenciālo strāvu un stabilizējošo strāvu pārsniedz iestatījumus, relejs darbojas. Operāciju var kavēt , iekļaujot bloķēšanas funkciju, kuras pamatā ir piektā harmonika .

Piesātinātā strāvas transformatora magnetizējošā strāva satur daudz šīs īpašās harmonikas. Ja pārslodzes situācija pasliktinās, piektās harmonikas īpatsvars parasti palielinās līdz noteikta ceļa punkta līmenim. Šajā brīdī var būt lietderīgi noņemt bloķēšanu un iespējot releja darbību, lai novērstu pārmērīgu transformatora pārmērīgu izliešanu. To var izdarīt ar piekto saskaņoto bloķēšanas atbrīvošanas funkciju .

Lai panāktu pēc iespējas ātru un uzticamu releju darbību pie defektiem aizsardzības zonā, papildus stabilitātes posmam tiek izmantota augstā pakāpiena pakāpe . Augsta līmeņa posmu nevar bloķēt, un tas nav stabilizēts. Augsta iestatījuma pakāpe darbojas, kad diferenciālā strāva uzreiz pārsniedz iestatīto sākuma vērtību.

Lai strauji un droši darbotos augstā pakāpē, aizsardzībai izmantoto strāvas transformatoru precizitātes robežas koeficients ir pietiekami augsts. Tas arī novērsīs nevajadzīgu otrās harmonikas bloķēšanas funkciju darbību, tādējādi novēršot stabilu posmu darbības papildu kavēšanos.

No vienas puses, aizsardzībā izmantoto strāvas transformatoru precizitātes robežvērtību pietiekama līdzība nodrošina arī to, ka relejs saglabā stabilitāti pie defektiem ārpus aizsardzības zonas.

Atgriezties pie satura ↑

Augstas pretestības atšķirības princips

Pateicoties tā darbības principam, augstas impedances diferenciālā shēma ir īpaši viegli īstenojama un uzstādīta, un tai ir augsta ekspluatācijas drošība, 2. attēls. Augstas pretestības shēmas stabilizāciju veic atsevišķs stabilizējošais rezistors.

Kā norāda nosaukums, šis rezistors tiek izmantots, lai novērstu nepareizas relay operācijas ar defektiem ārpus aizsardzības apgabala . Šādas darbības var izraisīt diferenciāļa strāva, kas rodas no netiešās strāvas transformatoru piesātinājuma.

Tā kā strāvas transformatoru ķēdes ir galvaniski savstarpēji savienotas, visiem aizsardzības strāvas transformatoriem jābūt tādam pašam apgriezienu skaitam !

Starpstrāvas transformatoru izmantošana nav ieteicama, jo tas palielina prasības, kas noteiktas galvenajiem strāvas transformatoriem, un pazemina aizsardzības jutīgumu. Augsta pretestības princips ir īpaši piemērots mašīnu, īsu līniju un kopņu sistēmu īssavienojumu aizsardzībai, kā arī šo un transformatoru aizsardzībai pret zemestrīcēm efektīvi iezemētajos un ar zemu pretestību mazinātu tīklos.

Augstas pretestības shēmas stabilizācijas modelis pamatojas uz pieņēmumu, ka viens no pašreizējiem aizsardzības transformatoriem pilnīgi piesātina pie defektiem ārpus aizsardzības zonas, bet pārējie strāvas transformatori vispār nepiesātina. Ideja ir virzīt redzamo diferenciālo strāvu, kas veidojas minētajā veidā, lai plūst cauri piesātināta strāvas transformatoram, nevis caur releju .

Tā kā piesātinātās strāvas transformatora pretestība ir zema, augsta pretestība, tas ir, stabilizējošais rezistors, ir savienota virknē ar releja ķēdi.

Tagad visa diferenciālā strāva ir spiesta plūst caur piesātinātās strāvas transformatora sekundāro ķēdi, ko var aprakstīt, magnēzējošās reaktīvās strāvas signāla īssavienošanai XE 2. attēlā.

Pēc tam sekundārajā ķēdē izveidotais sprieguma kritums būs tāds pats kā releja ķēdes 2. attēlā. Šis stabilizējošais spriegums nedrīkst izraisīt releja darbību.

2. attēls. Viena fāzes ekvivalenta shēmas shēma un darbības princips pie defektiem ārpus aizsardzības zonas un stabilizējošā sprieguma aprēķināšana U S ir releja iestatīšanas kritērijs

Kur:

  • R S ir stabilizējošais rezistors,
  • R U ir atkarīgs no sprieguma rezistors (varistors).

Ja aizsardzība tiek īstenota, izmantojot sprieguma releju, izvēlētajam iestatījumam jābūt vienādam ar aprēķināto stabilizējošo spriegumu vai pārsniedz to. Stabilizējošā rezistora vērtību nosaka saskaņā ar šo sprieguma iestatījumu. Sprieguma releja gadījumā stabilizējošais rezistors bieži tiek integrēts relejā.

Ja aizsardzība tiek īstenota, izmantojot strāvas releju, vispirms jānosaka pašreizējā vērtība, pie kuras relejs jādara .

Ar stabilizējošo spriegumu un strāvas iestatījumu iegūst stabilizējošā rezistora vērtību. Parasti strāvas releja gadījumā stabilizējošais rezistors ir jāiestata atsevišķi un jāpievieno releja ķēdei.

Ja defekti atrodas aizsardzības zonā, strāvas transformatori mēģina barot sekundāro strāvu proporcionāli īsslēguma strāvai caur releju. Taču, tā kā releja ķēdes pretestība ir augsta, sekundārais spriegums var pārsniegt releja un sekundāro vadu vērtējumu.

Šī iemesla dēļ no sprieguma atkarīga rezistora jāpievieno paralēli relejam, lai ierobežotu spriegumu līdz drošam līmenim .

DT piesātinājuma ietekme uz diferenciālas aizsardzības shēmām

Pastāvīgajiem transformatoriem, ko izmanto augstas pretestības aizsardzības programmās, jābūt atbilstošam precizitātes ierobežošanas koeficientam, kas spēj nodrošināt pietiekami daudz strāvas pārveidošanas ķēdē par defektiem aizsardzības apgabalā. Šī prasība ir izpildīta, ja strāvas transformatoru ceļgala spriegums ir vismaz divreiz lielāks par izvēlēto stabilizējošo spriegumu.

Tādā veidā aizsardzība darbojas ātri un droši arī attiecībā uz diferenciālo strāvas līmeni, kas nedaudz pārsniedz noteikto vērtību.

Aizsardzībai nepieciešami X vai PX strāvas transformatori atbilstoši attiecīgi BS 3938 vai IEC 60044-1, kuru atkārtojamību nosaka ceļa punkta spriegums un sekundārās ķēdes pretestība. X vai PX klases CT specifikācijās tiek sniegta arī magnetizējošā strāva, kas atbilst ceļa punkta spriegumam. Šī pašreizējā vērtība ir nepieciešama, lai aprēķinātu aizsardzības vispārējo jutību.

Atgriezties pie satura ↑

Atsauce // Distribution Automation rokasgrāmata - Relay Coordination by ABB

Saistītie elektriskie ceļveži un izstrādājumi

MEKLĒŠANA: raksti, programmatūra un ceļveži