Рассмотрите этапы проектирования РЗ и А. Исходные данные для проектирования систем РЗ и А.

Исходные данные сети
Исходная схема сети представляет собой однолинейную электрическую схему проектируемого района, на которой указывают:
1) схему с номинальными напряжениями, длина линий, марками проводов, наличием заземляющих тросов и их материала. Обязательно учитывают параллельность линий, частичную или полную, а также указывают расстояние между параллельными линиями;
2) схему электрических соединений электростанций и подстанций с параметрами трансформаторов, автотрансформаторов (мощность, напряжения КЗ, группы соединения обмоток, пределы регулировки напряжения), генераторов (мощность, номинальное напряжение, сверхпереходное реактивное сопротивление) [4]; кроме того, места установки и типы коммутационной аппаратуры;
3) приведенные к шинам подстанции защищаемой сети значения сопротивлений прямой (обратной) и нулевой последовательностей других частей системы, соответствующие максимальному и минимальному режимам работы;
4) места установки, типы и коэффициенты трансформации датчиков информации (трансформаторы тока (ТТ), трансформаторы напряжения (ТН)).

Основные режимы сети
Основные режимы сети касаются уровня загрузки системы и режима заземления нейтрали.
1. По уровню загрузки системы режимы разделяются на максимальный или нормально-эксплуатационный, когда в работе находятся все элементы энергосистемы, и минимальный, когда часть генераторов и линий отключены при минимальном режиме работы смежной системы. Режим работы для выбора уставок и оценки чувствительности защит рассматриваются конкретно для каждой защиты элемента сети и для каждого вида КЗ.

2. Режимы заземления нейтралей трансформаторов и автотрансформаторов принимают на основании следующих основных положений:
а) нейтрали всех автотрансформаторов заземляются наглухо;
б) заземление нулевых точек трансформаторов электростанций

в) режим заземления нейтралей нулевых точек понизительных трансформаторов

г) заземления нейтралей обмоток высокого напряжения соединенных в звезду и присоединенных к сети 110-220 кВ. (силовые трансформаторы с резко выраженной несимметричной нагрузкой)

5. Раскройте содержание следующих терминов: Векторная диаграмма токов в месте двухфазного короткого замыкания (10б 5в)

Билет№4

1. Рассмотрите выбор уставок защиты ТНЗ. «Мертвая» зона ТНЗ. Область применения ТНЗ и ее оценка.

2. Раскройте содержание следующих терминов: Делительная автоматика (ДА).

3. Рассмотрите отличие понятий Диспетчерская команда, Диспетчерское распоряжение, Диспетчерское разрешение.

4. Опишите применение в электроэнергетике: Расчет параметров прямой последовательности генераторов и синхронных компенсаторов.

5. Рассмотрите граничные условия однофазного короткого замыкания на фазе А..

1. Выбор уставок направленной защиты аналогичен выбору уставок для МТЗ и ТО. Таким образом, первое условие – это величина тока срабатывания Iсз должна быть отстроена от токов самозапуска двигателей в первый момент после отключения поврежденного участка:

Iсз> (kзkнIн.макс)/kвоз;

Выбранный по условию отстройки от нагрузки ток Iсз, проверяется по условию чувствительности защиты, которая характеризуется коэффициентом чувствительности:

kч=Iк.мин/Iсз;

где Iк.мин – минимальный ток короткого замыкания (КЗ). Как правило, ток однофазного замыкания на землю, в конце защищаемого участка. Защищаемым участком для МТЗ является линия, примыкающая к шинам, где установлено устройство РЗА, и следующий участок за шинами приемной подстанции.

kч на основном участке должен быть не менее 1, 5; для резервируемого участка не менее 1, 2.

Второе условие – это расчет токов в неповрежденных фазах при замыкании на землю. Дело в том, что токовые защиты не должны действовать при однофазных замыканиях на землю, для этого предусмотрены специальные защиты, реагирующие на токи нулевой последовательности.

При повреждении одной фазы в симметричной трехфазной сети, токи в неповрежденных фазах возрастают на некоторое расчетное значение. Это обусловлено тем, что ток замыкания на землю, притекает к нейтрали питающего трансформатора по земле, распределяется по трем фазам и возвращается к месту КЗ.

Иначе говоря, появляются токи подпитывающие место КЗ. В неповрежденных фазах ток нагрузки также увеличивается на расчетный коэффициент k, зависящий от места повреждения и количества заземленных нейтралей.

Таким образом, второе условие выглядит так:

Icз=kн*Iнф;

где kн – коэффициент надежности 1, 15–1, 3;
Iнф – ток в неповрежденной фазе. Расчетное значение.

В итоге, Icз принимается равным, большему из двух полученных значений.

Для обеспечения селективности, защит действующих в одном направлении, токи срабатывания должны нарастать при обходе защит против их направленности.

Время их срабатывания в разветвленных сетях выбирается по ступенчатому принципу для устройств, работающих в одном направлении, как показано на рисунке.

Мертвая зона токовой направленной защиты. Чтобы реле направления мощности сработало, к нему нужно подводить напряжение.

При трехфазном КЗ в месте установки защиты напряжение равно 0.

Если , то реле работать не будет.

Появляется мертвая зона – зона, в пределах которой РНМ не действует. По величине эта зона небольшая.

Наличие мертвой зоны является недостатком направленной за­щиты.

К основным недостаткам данных защит можно отнести:

1. Большие выдержки времени вблизи источников питания;
2. Сложность согласования защиты в сетях с большими нагрузками и небольшими по кратности токами КЗ;
3. Наличие мертвой зоны при трехфазных замыканиях;
4. Необходимость постоянного контроля цепей напряжения питающих реле мощности.

В основном, направленные защиты применяются в качестве основной в сетях до 35 кВ. В сетях 110–220 кВ применяется в качестве резервной, иногда в сочетании с токовой отсечкой применяется как основная защита.

2. Делительная автоматика (защита) минимального напряжения (ДА) предназначена для разделения ЛЭП и последующего выделения поврежденного участка. Пуск ДА происходит при исчезновении напряжения на обеих секциях шин.
Функция ДА обычно используется на подстанциях с упрощенной схемой РУ, например, «мостик» (рис. 1). В целях экономии на такой ПС полноценная защита линий не устанавливается.
Обычно выделение поврежденного участка с помощью ДА минимального напряжения происходит в следующей последовательности:
1) например, на линии ВЛ 1 происходит КЗ; ВЛ 1 и ВЛ 2 отключаются с помощью выключателей Q1 и Q3 соответственно;
2) напряжение на обеих секциях подстанции исчезает, срабатывает ДА и отключает выключатель Q2;
3) происходит АПВ ВЛ 1 и ВЛ 2 с питающих сторон; на линии с устойчивым замыканием АПВ не будет успешным, в этом случае другая линия запитает подстанцию.
Если затем КЗ на линии будет устранено и напряжение на обеих секциях восстановлено, то можно автоматически вернуть схему в исходное состояние (включить выключатель Q2), используя для этого функцию АПВ СВ с контролем напряжений на двух секциях и при необходимости с контролем их синхронизма.

Функции автоматики:

• автоматика управления выключателем (АУВ) с трехфазным или пофазным приводом;
• УРОВ;
• трехфазное АПВ с контролем наличия напряжения на секциях
• шин и синхронизма между этими напряжениями;
• измерение и контроль цепей переменного напряжения двух секций (систем) шин;
• дискретные отключающие входы для подключения внешних защит;
• АВР секции шин.

3. Диспетчерская команда - Указание совершить (воздержаться от совершения) конкретное действие (действия) по управлению технологическими режимами работы и эксплутационным состоянием объектов электроэнергетики или энергопринимающих установок потребителей электрической энергии с управляемой нагрузкой, выдаваемое диспетчером вышестоящего диспетчерского центра по каналам связи диспетчеру нижестоящего диспетчерского центра или дежурному работнику.

Диспетчерское разрешение (далее – разрешение) – разрешение совершить конкретное действие (воздержаться от совершения действия) по управлению технологическими режимами и эксплуатационным состоянием объектов электроэнергетики, выдаваемое диспетчером вышестоящего диспетчерского центра по каналам связи диспетчеру нижестоящего диспетчерского центра или оперативному персоналу энергообъекта.

Диспетчерское распоряжение (далее – распоряжение) – документ в бумажной или электронной форме, определяющий содержание, порядок и сроки осуществления конкретных действий, связанных с управлением технологическими режимами работы и эксплуатационным состоянием объектов электроэнергетики, выдаваемый вышестоящим диспетчерским центром нижестоящему диспетчерскому центру, или оперативному персоналу энергообъекта.