Логическая защита шин

Отличительными особенностями работы энергосистем являются:

• Быстрота;
• Взаимосвязанность;
• Согласованность процедур производства, распределения и потребления электрической энергии.

Для управления всеми процессами в энергосистеме используются специальные средства автоматического управления. Все используемые устройства автоматики по своему предназначению и области применения подразделяются на два класса:

1. Местная и системная технологическая автоматика;
2. Местная и системная противоаварийная автоматика.

Предназначение системной технологической автоматики заключается в обеспечении нормальной работы аппаратуры, а именно:

• Запуск блоков турбина-генератор и включение в работу синхронных генераторов;
• Автоматическое регулирование напряжения и реактивной мощности на шинах электростанции;
• Автоматическое регулирование частоты и обеспечение режима заданной нагрузки электростанции;
• Оптимальное распределение электрической нагрузки между блоками;
• Регулирование напряжения в распределительной сети;
• Регулирование частоты и перетекания мощности.

Системная противоаварийная автоматика предназначена для предотвращения и наиболее эффективной ликвидации последствий аварий, а именно:

• Защита электрического оборудования от короткого замыкания и нестандартных способов работы;
• Самостоятельное включение после ликвидации неисправности;
• Самостоятельное включение резервного оборудования;
• Автоматическая разгрузка по частоте;
• Автоматическое устранение асинхронного режима;
• Самостоятельное предупреждение перебоев устойчивости.

Главную роль среди устройств аварийной аппаратуры занимает релейная защита, которая оценивает поведение электрической питающей системы и ее компонентов в режимах больших негативных влияний и резких скачков электрических характеристик.

Негативные реакции могут быть вызваны рядом факторов, а именно:

• Пробоем или замыканием изолирующих элементов линий электропередач ввиду грозовых воздействий или при их загрязнении;
• Разрывом проводов или грозозащитных заземлений из-за намерзания льда или больших колебаний;
• Механической деформацией опор, повреждением изоляторов, схлестыванием проводов;
• Некомпетентными действиями оперативного персонала;
• Заводским браком оборудования.

Основными задачами релейной защиты являются:

1. Самостоятельное обнаружение неисправного элемента с последующей его изоляцией. Защитная система сообщает сигнал на срабатывание выключателей этого компонента, создавая приемлемые условия работы для нетронутой части энергетической системы;
2. Самостоятельное обнаружение необычного режима работы с использованием мер для его исправления. Отклонение от привычного режима первостепенно вызывается разными перегрузками, отключение которых не обязательно. Разгрузив оборудование, защита сообщает этот сигнал ошибки оперативному персоналу.

Релейная защита

Отличительными особенностями работы энергосистем являются:

• Быстрота;
• Взаимосвязанность;
• Согласованность процедур производства, распределения и потребления электрической энергии.

Для управления всеми процессами в энергосистеме используются специальные средства автоматического управления. Все используемые устройства автоматики по своему предназначению и области применения подразделяются на два класса:

1. Местная и системная технологическая автоматика;
2. Местная и системная противоаварийная автоматика.

Предназначение системной технологической автоматики заключается в обеспечении нормальной работы аппаратуры, а именно:

• Запуск блоков турбина-генератор и включение в работу синхронных генераторов;
• Автоматическое регулирование напряжения и реактивной мощности на шинах электростанции;
• Автоматическое регулирование частоты и обеспечение режима заданной нагрузки электростанции;
• Оптимальное распределение электрической нагрузки между блоками;
• Регулирование напряжения в распределительной сети;
• Регулирование частоты и перетекания мощности.

Системная противоаварийная автоматика предназначена для предотвращения и наиболее эффективной ликвидации последствий аварий, а именно:

• Защита электрического оборудования от короткого замыкания и нестандартных способов работы;
• Самостоятельное включение после ликвидации неисправности;
• Самостоятельное включение резервного оборудования;
• Автоматическая разгрузка по частоте;
• Автоматическое устранение асинхронного режима;
• Самостоятельное предупреждение перебоев устойчивости.

Главную роль среди устройств аварийной аппаратуры занимает релейная защита, которая оценивает поведение электрической питающей системы и ее компонентов в режимах больших негативных влияний и резких скачков электрических характеристик.

Негативные реакции могут быть вызваны рядом факторов, а именно:

• Пробоем или замыканием изолирующих элементов линий электропередач ввиду грозовых воздействий или при их загрязнении;
• Разрывом проводов или грозозащитных заземлений из-за намерзания льда или больших колебаний;
• Механической деформацией опор, повреждением изоляторов, схлестыванием проводов;
• Некомпетентными действиями оперативного персонала;
• Заводским браком оборудования.

Основными задачами релейной защиты являются:

1. Самостоятельное обнаружение неисправного элемента с последующей его изоляцией. Защитная система сообщает сигнал на срабатывание выключателей этого компонента, создавая приемлемые условия работы для нетронутой части энергетической системы;
2. Самостоятельное обнаружение необычного режима работы с использованием мер для его исправления. Отклонение от привычного режима первостепенно вызывается разными перегрузками, отключение которых не обязательно. Разгрузив оборудование, защита сообщает этот сигнал ошибки оперативному персоналу.

Состав оборудования, установленного в ячейку КСО-298

Принцип работы ЗМН

Защита от минимального напряжения (ЗМН) имеет идентичный принцип работы во всех сферах защиты по напряжению. Для понимания, функциональность ЗМН можно объяснить на примере электрических двигателей.

Механизмы останавливаются при возникновении КЗ (короткое замыкание). После его ликвидации происходит самозапуск двигателей, подключенных к секциям или шинам. У каждой группы свое входное питание от трансформатора, либо иного источника. Пусковые токи в несколько раз превышают номинальные значения, во время запуска происходит «просадка» напряжения на секциях.

Защита ЗМН отключает незначительных потребителей участка сети — это электродвигатели не влияющие на процесс, их простой не вызовет сбой в производстве. Следовательно, уменьшается суммарный пусковой ток, напряжение в сети не имеет критичной просадки, его хватает на самозапуск главных двигателей или узлов.

Секционный (групповой) самозапуск электрических двигателей начинается после возобновления подачи питания.

Основные требования к защитным устройствам

Итак, по отношению к РЗА предъявляются следующие требования:

1. Селективность. При возникновении аварийной ситуации должен быть отключен только тот участок, на котором обнаружен ненормальный режим работы. Все остальное электрооборудование должно работать.
2. Чувствительность. Релейная защита должна реагировать даже на самые минимальные значения аварийных параметров (заданы уставкой срабатывания).
3. Быстродействие. Не менее важное требование к РЗА, т.к. чем быстрее реле сработает, тем меньше шанс повреждения электрооборудования, а также возникновения опасности.
4. Надежность. Само собой аппараты должны выполнять свои защитные функции в заданных условиях эксплуатации.

Простыми словами назначение релейной защиты и требования, предъявляемые к ней, заключаются в том, что устройства должны контролировать работу электрооборудования, своевременно реагировать на изменения рабочего режима, мгновенно отключать поврежденный участок сети и сигнализировать персонал об аварии.

Логическая защита шин: принцип действия

Логическая защита шин или сокращенно ЛЗШ входит в состав практически каждого микропроцессорного терминала РЗА. Основной ее задачей считается отключение короткого замыкания на шинах в течение минимально короткого времени, ограничивающегося только временем срабатывания электронной части терминала. Организация защиты может проводиться различными способами. В первом случае применяется дифференциальная защита. Для ее обустройства требуется дополнительная обмотка трансформаторов тока на всех секциях.

Их нужно соединить с дифференциальным реле, основная задача которого считается в момент КЗ отключить токи, входящие на шины от фидеров питания.

Защитить шины можно при подключении МТЗ питающих линий. Его устанавливают чаще всего. Однако, у этого вида защиты имеется существенный недостаток. С повышением тока КЗ с каждым мгновением его действия становится критической для электрооборудования.

Логическая защита шин характеризуется:

• Высокой степенью функциональности;
• Надежностью;
• Хорошим качеством.

При коротком замыкании происходит запуск МТЗ на котором произошло нарушение. Отключение произойдет через определенное время, предусмотренного для определенного тока замыкания. При наличии ЛШЗ происходит блокировка поступающего сигнала. Она происходит на терминалах фидеров, питающих секцию.

Эксплуатация

Устройство предназначено для эксплуатации в следующих условиях:

• рабочая температура окружающего воздуха от -40°С до +60°С,
• относительная влажность при 25°С — до 98%;
• атмосферное давление — от 550 до 800 мм рт. ст.;
• окружающая среда — невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных паров и газов, разрушающих изоляцию и металлы;
• место установки должно быть защищено от попадания брызг, воды, масел, эмульсий, а также от прямого воздействия солнечной радиации и электромагнитных помех;
• синусоидальная вибрация вдоль вертикальной оси частотой от 10 до 100 Гц с ускорением не более 1 g;
• многократные удары частотой от 40 до 80 ударов в минуту с ускорением не более 3 g, длительность ударного ускорения — от 15 до 20 мс.