International scientific e-journal

ΛΌГOΣ. ONLINE

16 (December, 2020)

e-ISSN: 2663-4139
КВ №20521-13361Р

ENGINEERING AND IT

UDC 621.316.925

EOI 10.11232/2663-4139.16.04

РЕЛЕЙНИЙ ЗАХИСТ ЛІНІЙ

АБРАМОВ Сергій Володимирович

здобувач ступеня магістра факультет електроенерготехніки та автоматики

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

 

УКРАЇНА


Анотація. Максимальний струмовий захист, струмова відсічка, логічний захист шин – основні методи релейного захисту ліній. Останнім часом логічний захист шин, для здешевлення проектів, стали застосовувати в кільцевих мережах з багатостороннім живленням. Для цього пускові органи захистів виконують спрямованими. Даний варіант потрібно всебічно розглядати з урахуванням надійності системи релейного захисту та в разі особливо відповідальних об'єктів, віддавати перевагу диференціальному захисту шин.

Ключові слова: релейний захист; максимальний струмовий захист; трансформатор струму; логічний захист шин; струмова відсічка.

Одною з найбільш характерних і чітких ознак виникнення коротких замикань, а також більшості інших порушень нормального режиму роботи лінії є різке збільшення струму, який в цих аварійних умовах стає значно більше струму навантаження. Струм, що виникає в аварійних умовах, на відміну від струму нормального режиму прийнято називати надструмом. Таким чином, поява надструму є ознакою виникнення аварії. На використанні цієї ознаки заснований принцип дії максимального струмового захисту. До максимального струмового захисту підводиться через трансформатори струму струм, що проходить по елементу, що захищається . При нормальних значеннях струму навантаження лінії, захист не діє, але коли струм збільшиться і досягне (або перевищить) заздалегідь встановлену величину, захист прийде в дію (спрацює) і відключить вимикач. Значення струму, при якому відбувається спрацьовування захисту, називається струмом спрацьовування захисту. Таким чином першою вимогою, якій повинен задовільнять максимальний струмовий захист, є правильне виявлення моменту виникнення аварії, що досягається установкою строго певної величини струму спрацьовування.

Поява надструму в будь-якому елементі не завжди є ознакою пошкодження саме цього елемента. Надструм проходить не тільки по пошкодженій елементу, але і по зв'язаних з ним неушкодженим елементів електроустановки або електромережі.

Другою вимогою, якому повинен задовольняти максимальний струмовий захист, є правильний вибір пошкодженої ділянки. Для виконання цієї вимоги, яка називається вибірковістю або селективністю, максимальні струмові захисту дільниць електромережі повинні мати різний час спрацьовування, зростаючі в напрямку до джерела живлення.

Час спрацювання захисту від моменту виникнення надструму до впливу на вимикач називається витримкою часу.  Для виявлення моменту виникнення аварії та забезпечення дії, максимальний струмовий захист складається з двох органів: пускового органу, який виявляє момент виникнення к. з. або іншого порушення нормального режиму роботи і виробляє пуск захисту, і уповільнює органу (органу витримки часів і), який уповільнює дію захисту для створення селективності.

В якості пускових органів максимального струмового захисту використовуються реле збільшення струму (максимальні струмові реле), а в якості уповільнючого органу - реле часу.

Максимальний струмовий захист є найбільш простий і дешевої захистом і тому широко застосовується для захисту генераторів, трансформаторів, електродвигунів і ліній електропередачі з одностороннім, а в ряді випадків і з двостороннім живленням.

Струмовою відсічкою називається максимальний струмовий захист з обмеженою зоною дії, що має в більшості випадків миттєву дію.

На відміну від максимального струмового захисту, селективність дії струмової відсічки досягається не витримкою часу, а обмеженням зони її дії. Для цього струм спрацьовування відсічки відбудовується не від струму навантаження, а від струму к. з. при к. з. в кінці захищаємої лінії або в інший певній точці, де відсічка не повинне діяти. Принцип дії відсічки заснований на тому, що величина струму к. з. убуває при видаленні місця к. з. від джерела живлення. При к. з. на початку лінії у місця установки захисту величина струму к. з. має найбільше значення і в міру віддалення місця к. з. від джерела живлення поступово зменшується, оскільки збільшується опір до місця к. з. Струм спрацьовування відсічки миттєвої дії вибирається так, щоб вона не працювала при пошкодженнях на суміжній лінії або в трансформаторі живильної підстанції. Для цього струм спрацьовування повинен бути більше максимального значення струму к. з. при к. з. на шинах протилежної підстанції.

Часто застосовується поєднання струмової відсічки з максимальним струмовим захистом.

Внаслідок того, що струмова відсічка, як правило, захищає тільки частина лінії, вона застосовується не як основна, а як додатковий захист. Застосування струмової відсічки дає можливість прискорити відключення пошкоджень, що супроводжуються проходженням великих струмів к. з., що викликають глибокі зниження напруги на шинах підстанцій. У ряді випадків застосування струмових відсічек дозволяє також знизити витримки часу максимальних струмових захистів.

При поєднанні струмової відсічки з максимальним струмовим захистом виходить струмовий захист із ступінчастою характеристикою часу спрацьовування. Такий захист має відсічку, як перший ступінь (першу зону), в межах якої вона діє миттєво і максимальну, струмовий захист, як другу сходинку (другу зону), в межах якої діє з витримкою часу.

У ряді випадків застосовується поєднання відсічки миттєвої дії з відсічкою, що має невелику витримку часу (близько 0,5-1 с), і з максимальним струмовим захистом. При такому поєднанні захист має три ступені і відповідно триступеневу характеристику часу спрацьовування.

 

Сьогодні логічний захист шин є невід'ємною частиною системи релейного захисту та автоматики розподільних пристроїв 6-35 кВ. Його поширенню сприяв перехід від електромеханічної елементної бази до мікропроцесорних блоків.

Логічний захист шин потрібен, щоб скоротити час відключення коротких замикань на шинах 10 кВ.

При короткому замиканні на шинах 10 кВ логічний захист шин усуває його практично без витримки часу (0,1-0,15 с), а при замиканні на приєднання - логічний захист шин блокується, дозволяючи усунути КЗ нижчестоящим захистах.

Прості види захисту, на зразок максимального струмового, не можуть виконати селективну відключення короткого замикання на шинах 6-35 кВ без витримки часу, що призводить до збільшення пошкодження в розподільчому пристрої, де рівень струмів коротких замикань зазвичай високий.

Стандартний час спрацьовування максимального струмового захисту введення 6-10 кВ - 1-2 секунди, проти 0,1-0,15 секунд у логічного захисту шин. Виграш у швидкодії очевидний. В основному логічний захист шин застосовують для радіальних розподільчих мереж 6-35 кВ, особливо масово для напруги 6-10 кВ.

Велика кількість приєднань в таких мережах не дозволяють ефективно використовувати диференціальні захисту шин (дорого) і неповні диференціальні захисту шин (зазвичай захищають реактовані лінії, які рідко застосовують в розподільних мережах).

У цих умови логічний захист шин є єдиною недорогим захистом, що дозволяє швидко відключити короткі замикання на шинах 6-35 кВ.

логічний захист шин - це розподілений захист. Він не перебуває в одному конкретному терміналі, а розподілений по захистах вводів, СВ і приєднань, що відходять (ліній, трансформаторів, двигунів, БСК і т.д.).

Пускові органи захистів нижчестоящих приєднань дають інформацію про те, чи є замикання на приєднання, і в разі його наявності, замикають вихідні контакти свого терміналу для передачі сигналу на термінали введення і СВ. Це вихідний сигнал називається "Блокування логічного захисту шин ".

Блоки захисту приєднань з'єднані з блоками введення і секційного вимикачами мідними шинками для передачі сигналу по схемі "вихідні контакти - дискретний вхід". В даний час, розглядається питання передачі сигналів "Блокування логічного захисту шин " за допомогою інформаційних каналів (технологія МЕК-61850 GOOSE).


СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ:

 

  • Гловацкий, В.Г. & Пономарев, И.В. (2008). Релейная защита и автоматика распредсетей.

  • Шабад, М.А. (2007). Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. СПб: ПЭИПК.


RELAY LINE PROTECTION

ABRAMOV S.,
student of the Faculty of Electrical Engineering and Automation
National Technical University of Ukraine «Kyiv Polytechnic Institute named after Igor Sikorsky»
UKRAINE

Abstract.
Maximum current protection, current cut-off, logical bus protection - the main methods of relay line protection. Recently, logical bus protection, to reduce the cost of projects, began to be used in ring networks with multilateral power supply. To do this, the starting protection bodies perform directional. This option should be comprehensively considered taking into account the reliability of the relay protection system and in the case of particularly responsible objects, to prefer differential bus protection.


Keywords: relay protection; maximum current protection; current transformer; logical bus protection; current cut-off.

© Абрамов С.В., 2020

© Abramov S., 2020

 

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

PUBLISHED : 01.12.2020