Рекомендовано Сибирским региональным
учебно-методическим центром
высшего профессионального образования
для межвузовского использования в качестве
учебного пособия для студентов, обучающихся
по направлению подготовки 140400
«Электроэнергетика и электротехника»
Красноярск
УДК 621.316.925(07)
ББК 31.27–053я73
Э455
Рецензент:
В. В. Смирнов, канд. техн. наук директор филиала ОАО «СО ЕЭС» Красноярского РДУ, А. И. Гиль, начальник службы РЗ и А филиала ОАО «СО ЕЭС» Красноярского РДУ.
Э455 Электроэнергетика. Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем; учебное пособие / Ю. А. Ершов, О. П. Халезина, А. В. Малеев, Д. П. Перехватов. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2012.– 79 с.
Рассмотрены расчеты параметров характерных аварийных режимов электрических систем, уставок и коэффициентов чувствительности микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики объектов электрических систем.
Приведены методические указания по выполнению курсового и дипломного проектирования. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 140200.62 «Электроэнергетика и электротехника», а также специалистов, обучающихся по направлению 140200.65 «Электроэнергетика», магистров по профилю 140400.68.02 «Электроэнергетические системы, сети, электропередачи, их режимы, устойчивость и надежность» всех форм обучения.
УДК 621.316.925(07)
ББК 31.27–053я73
© Сибирский федеральный
университет, 2012
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ВЫБОР ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
И НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ
РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ 7 2. ВЫБОР ТИПОВ ЗАЩИТ 11
3. ПРОДОЛЬНАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ
ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРА, АВТОТРАНФОРМАТОРА,
ГЕНЕРАТОРА, БЛОКА 13
3.1. Основные положения 13
3.2. Конфигурация терминала 17
3.3. Расчет уставки дифференциального тока срабатывания
дифференциальной токовой защиты 18
3.4. Расчет уставки тока начала торможения
дифференциальной токовой защиты 19
3.5. Расчет уставки тока торможения блокировки
дифференциальной токовой защиты 20
3.6. Расчет уставки коэффициента торможения
дифференциальной токовой защиты 21
3.7. Расчет уставки уровня блокировки по второй гармонике 22
3.8. Расчет уставки дифференциальной отсечки 22
3.9. Проверка чувствительности
дифференциальной токовой защиты 23
3.10. Перечень уставок дифференциальной защиты
трансформатора шкафа ШЭ2607 041 23
4. РАСЧЕТ РЕЗЕРВНЫХ ЗАЩИТ ТРАНСФОРМАТОРА, АВТОТРАНФОРМАТОРА, БЛОКА ГЕНЕРАТОР–ТРАНСФОРМАТОР 24
4.1. Максимальная токовая защита 24
4.2. Максимальная токовая защита с пуском минимального
напряжения 25
4.3. Дистанционная защита трансформатора 28
5. ТОКОВАЯ НАПРАВЛЕННАЯ ЗАЩИТА НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ 31
6. ЗАЩИТА ШИН СТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ 34
6.1. Общие положения 34
6.2. Особенности выбора уставок дифференциальной
токовой защиты шин ШЭ2607 061 35
6.3. Выбор уставки реле контроля исправности цепей
переменного тока 37
6.4. Выбор уставки чувствительности токового органа 37
6.5. Выбор уставки устройства резервирования отключения
выключателя 37
6.6. Защита секции шин 38
7. ЗАЩИТА ДВИГАТЕЛЕЙ 39
7.1. Защита от междуфазных коротких замыканий 39
7.2. Защита от перегрузки 40
7.3. Защита от однофазных замыканий на землю 40
7.4. Защита минимального напряжения 41
8. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНАЯ ЗАЩИТА ЛИНИИ
ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ТИПА ШЭ2607 081 42
9. ВЫБОР УСТАВОК НАПРАВЛЕННОЙ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ
МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ТИПА ШЭ2607 031 48
10. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТИ-РОВАНИЮ 60
10.1. Варианты задания 61
10.2. График выполнения курсовой работы 63
10.3. Определение расчетных режимов работы
электроэнергетической системы для расчета объекта 64 10.4. Составление схемы замещения прямой (обратной)
и нулевой последовательности, расчет их параметров 65
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 69
ПРИЛОЖЕНИЕ 71
ВВЕДЕНИЕ
В области электроэнергетики за последнее десятилетие произошли качественные изменения, вызванные широким использованием цифровой (микропроцессорной) техники. Существенные преимущества релейной защиты на микропроцессорной основе по сравнению с электромеханическим и электронным устройствами релейной защиты заключаются в следующем:
• повышение аппаратной надежности, снижение массы и габаритов устройств благодаря существенному уменьшению числа используемых блоков и соединений (одно микропроцессорное устройство выполняет обычно различные защитные функции, для реализации которых ранее требовалось несколько устройств);
• значительное повышение удобства обслуживания и возможность сокращения обслуживающего персонала;
• расширение и улучшение качества защитных функций (чувствительность, селективность, статическая и динамическая устойчивость функционирования);
• непосредственная регистрация процессов и событий, анализ возникших в энергосистеме повреждений;
• принципиально новые технологии управления устройствами релейной защиты и передачи от нее информации на географически удаленные уровни управления;
• технологичность процесса производства и передачи электроэнергии.
Принципы построения и алгоритмы, используемые в цифровой релейной защите (ЦРЗ), во многом отличаются от применяемых в электромеханическом и электронном устройствах релейной защиты, ввиду разной технических основы и различных способов обработки информации. Новые возможности цифровой обработки сигналов и обмена информацией позволяют реализовать целый ряд защитных функций, которые невозможно было осуществить ранее.
Всё это повышает эффективность релейной защиты при применении цифровых устройств, благодаря более полному учету повреждений в энергосистеме, большей долговечности и меньшим затратам на обслуживание, прежде всего профилактическое, из-за увеличения сроков между проверками и отсутствия необходимости ревизии каких-либо механических элементов.
Однако указанное повышение эффективности может быть достигнуто лишь при правильном понимании и применении функций цифровой релейной защиты, и в первую очередь функций сложных защит. Это обусловлено тем, что ЦРЗ обладает рядом существенных особенностей по сравнению с предыдущими поколениями устройств релейной защиты, что относится, прежде всего, к самой структуре построения ЦРЗ, где не существует физических блоков, соответствующих отдельным защитным функциям. Это определяет необходимость изменения подхода и к проверке ЦРЗ: подведением определенных комбинаций входных величин следует убедиться не только в действии проверяемых функций, но и в не действии других функций.
Другим моментом является значительное увеличение в цифровых защитах числа параметров, установка которых производится пользователем, и наличие в них большего числа сообщений различного вида, что в определенной степени усложняет обслуживание и требует квалифицированного персонала.
Как показывает статистика, общий процент неправильных действий ЦРЗ особенно сложных устройств в начальный период эксплуатации не меньше по сравнению с электромеханическими и электронными устройствами защит, а в некоторых случаях даже больше. Это определяется не отказами аппаратуры, а в первую очередь ошибками при проектировании и обслуживании, связанными с неправильным использованием отдельных функций защиты, ошибками при выборе и выставлении их параметров и уставок. Эффективным средством снижения ошибок является использование программ расчета уставок и автоматизированных средств проверки. Важным также является обеспечение допустимой электромагнитной обстановки на объекте для снижения влияния помех и исключения возможности повреждения ЦРЗ. Таким образом, реальная эксплуатационная эффективность ЦРЗ может быть достигнута лишь при правильном использовании ее функций и грамотной эксплуатации, что обуславливает необходимость соответствующей подготовки проектировщиков и эксплуатационного персонала энергосистем.
В предлагаемом пособии рассматриваются основные принципы выбора и расчета уставок современных устройств ЦРЗ, получивших наиболее широкое применение на объектах электроэнергетических систем Российской Федерации в последнее десятилетие. Авторы в своей работе опирались на существующие инструкции и Руководящие указания по расчету уставок релейной защиты и автоматики, утвержденные Министерством энергетики РФ.
Рассмотренные материалы могут быть использованы в курсовом и дипломном проектировании, а также в магистерской выпускной квалификационной работе. Они максимально приближены к практическим разработкам энергопредприятий Красноярской энергосистемы, что позволяет адаптировать учебные задания к реальным задачам эксплуатации энергосистемы.
Выбор измерительных
Дата: 2016-10-02, просмотров: 236.