Основные требования, предъявляемые к релейной защите и автоматике

РЫЛЬСКИЙ АВИАЦИОННО ТЕНХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

Автоматизация и релейная защита в системах электроснабжения объектов

Учебное пособие по предмету

«Электроснабжение объектов»

Г

Автоматизация и релейная защита в системах автоматики.

«Электроснабжение объектов»

Учебное пособие РАТК.ГА. Рыльск 2003.г.

В данном учебном пособии представлена автоматизация и релейная защита в системах электроснабжение объектов по предмету «Электроснабжение объектов».

Предназначено для курсантов очного и заочного отделения по специальности

 1806 «Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт электрического и

Электромеханического оборудования аэропортов».

Составил:                          Мищенко В.А., преподаватель

Рецензенты:                     Шабловский Е.С., председатель ЦК.

                                            Бедрик Н.В. , зав. отделением.

 Учебное пособие соответствует учебной программе по предмету

«Электроснабжение объектов»

Одобрено методическим кабинетом РАТК.ГА.

Компьютерный набор и редактирование: Громаков М.В. 

Типография РАТК.ГА.

Тираж 20 экз.

Г. Рыльск Курская обл.

      ул. Дзержинского, 18.

                                                                                       ã РАТК.ГА.2003.г.

Содержание

 Глава 1

АВТОМАТИЗАЦИЯ И РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

Назначение релейной защиты и автоматики

В условиях эксплуатации возможны повреждения отдельных эле­ментов системы электроснабжения. В ряде случаев повреждение должно быть ликвидировано в течение долей секунды, совершенно очевидно, что человек не в состоянии справиться с такой задачей. Поэтому для определения места повреждения и подачи сигнала на отключение соответствующих выключателей устанавливаются спе­циальные автоматические устройства. Это и есть релейная за­щита, действующая на отключение. В некоторых

случаях выключение и защита совмещаются в одном аппарате (пре­дохранитель, автомат).

Иногда в условиях эксплуатации возникают ненормальные ре­жимы, существование которых допустимо в течение некоторого времени. Нарушение нормального режима в этих случаях может быть ликвидировано действием оперативного персонала. При этом нецелесообразно немедленное отключение элемента электрической сети, а достаточно дать сигнал персоналу. Это осуществляется ре­лейной защитой, действующей на сигнал.

Релейная защита - только часть автоматики, получившая приме­нение в системах раньше других автоматических устройств. Вместе с тем, одна релейная защита не в состоянии обеспечить надежность и бесперебойность электроснабжения. В этом нетрудно убедиться на примере рассмотренных схем электроснабжения. Распределительную подстанцию в сетях напряжением б... 10 кВ обычно выпол­няют в виде двух секций. Каждая питающая линия связана только со своей секцией и обеспечивает питание потребителей только своей секции. Совершенно очевидно, что при повреждении одной из ли­ний и ее отключении соответствующая секция обесточивается, а элек­троснабжение ее потребителей прекращается. Электроснабжение потребителей может быть восстановлено, если включить секцион­ный аппарат. Эта операция должна быть осуществлена максималь­но возможно быстро для потребителей первой категории, поэтому в качестве секционного аппарата используется выключатель и для его включения используется устройство автоматики, получившее назва­ние автоматического включения резерва - АВР.

Опыт эксплуатации воздушных линий электропередачи показал, что после быстрого отключения до 70... 90% повреждений самоуст­раняются, а линия, включенная повторно, остается в работе. И здесь повторное включение осуществляется с помощью автоматики - ус­тройством, получившим название автоматического повторного включения - АПВ.

Основные требования, предъявляемые к релейной защите и автоматике

Релейная защита и автоматика должны удовлетворять ряду тре­бований, основными из которых являются: селективность, чувстви­тельность, быстродействие, надежность.

Под селективностью понимается свойство релейной защиты, действующей на отключение, избирать поврежденный участок и отключать только его. Для релейной защиты, действующей на сиг­нал, под селективностью понимается способность однозначно ука­зывать место возникновения ненормального режима и конкретный элемент системы электроснабжения, требующий вмешательства пер­сонала.

Понятие селективности присуще также устройствам автоматики, например, устройствам, действующим на отключение элементов.

Под чувствительностью релейной защиты понимается ее способность реагировать на возможные повреждения в минималь­ных режимах системы электроснабжения, когда изменение воздей­ствующей величины (величина, на которую реагирует защита) бу­дет минимальным. Обычно стремятся сделать защиту возможно более чувствительной, сохраняя, однако, ее селективность. Это тре­бование и ставит практический предел возможной чувствительнос­ти защиты.

Чувствительность защиты оценивается коэффициентом чувстви­тельности. Он регламентирует отношение между значением воздей­ствующей величины при повреждении в защищаемой зоне и уста­новленным на защите значением параметра ее срабатывания.

Чувствительность - одно из основных требований, предъявляе­мых к устройствам автоматики. Высокой чувствительностью дол­жны обладать, например, автоматические регуляторы возбуждения (АРВ) и автоматические регуляторы частоты (АРЧ), реагирующие на изменения напряжения и частоты в системе.

Быстродействие защиты необходимо в большинстве слу­чаев по следующим соображениям.

1. При КЗ мощность, отдаваемая генераторами станций, вблизи которых произошло КЗ, резко снижается. В результате скорость вращения генераторов возрастает. Если КЗ отключается защитой, имеющей выдержку времени, то к моменту его отключения генера­торы этой станции выйдут из синхронизма по отношению к другим станциям. Быстрое отключение КЗ может предотвратить наруше­ние синхронизма, представляющее собой наиболее тяжелую аварию в системе.

2. КЗ в любом элементе системы приводит к понижению напря­жения, снижению вращающего момента синхронных и асинхрон­ных двигателей и их торможению. При быстром отключении КЗ двигатели немедленно возвращаются к нормальному режиму, их торможение не является опасным. Отключение КЗ с выдержкой вре­мени может привести к полной остановке и необходимости отклю­чения синхронных и некоторых асинхронных двигателей.

3. Быстрое отключение КЗ уменьшает размеры нарушения изо­ляции и токоведущих частей в месте повреждения, уменьшает веро­ятность несчастных случаев.

4. Ускорение отключения повреждений повышает эффективность АПВ и АВР, так как чем меньше разрушения в месте КЗ, тем мень­ше вероятность успешного действия автоматики.

Время отключения повреждения складывается из времени дей­ствия защиты и времени действия выключателя. Следовательно, для ускорения отключения повреждений необходима не только быст­родействующая защита, но и быстродействующие выключатели. Защиты, действующиесо временем, не большим 0,1...0,2 с, считаются быстродействующими. Время отключения наиболее распрос­траненных выключателей не превышает 0,06... 0,15 с.

Для повышения надежности электроснабжения недостаточно только быстрого отключения поврежденного элемента, необходи­мо также быстро включить этот элемент повторно в работу или за­менить его резервным. Таким образом, быстродействием должны обладать также устройства АПВ и АВР.

Применительно к релейной защите и автоматике под надеж­ностью понимают свойство этих устройств выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени.

Для обеспечения надежности релейная защита и автоматика дол­жны выполняться при помощи высококачественных и надежно ра­ботающих реле и других элементов. Их монтаж должен быть на­дежным, т. е. таким, при котором исключается обрыв проводов, замыкание между ними, ложное срабатывание от механических со­трясений и др. Существенное значение для надежности имеет пра­вильная эксплуатация защиты и автоматики. Состояние всех уст­ройств защиты и автоматики должно периодически проверяться. Так как каждый элемент может оказаться неисправным, то надеж­ность защиты и автоматики тем выше, чем меньшее число элемен­тов они содержат. Особенно важно уменьшение числа наименее надежных элементов, которыми являются контакты реле. Поэтому для увеличения надежности устройства следует стремиться к его упрощению. Существенное повышение надежности устройств ре­лейной защиты и автоматики может быть достигнуто применением бесконтактных элементов.