Налагодження пристроїв релейного захисту та автоматики (стр. 4 из 6)

(3.13)

де

– активна складова опору лінії Л2.

Другою умовою вибору уставки спрацювання другої ступені є відлагодження від хибного спрацювання під час максимального навантаження лінії, згідно (3.11).

З двох умов (3.11) та (3.13) вибирається менше значення.

III –а ступінь

Уставка спрацювання третьої ступені за активною складовою аналогічно як і за реактивною складовою з врахуванням опору дуги визначається з виразу:

(3.14)

Другою умовою вибору уставки спрацювання третьої ступені за активною складовою опору є відлагодження від хибного спрацювання під час максимального навантаження лінії, згідно (3.11).

З двох умов (3.11) та (3.14) вибирається менше значення.

4. ЦИФРОВІ ЗАХИСТИ ТРАНСФОРМАТОРІВ

4.1 Загальна характеристика цифрових захистів трансформатора

Сучасні цифрові захисти трансформаторів виконують у вигляді багатофункціональних комплексів. Тобто один пристрій може виконувати функції диференційного захисту, захисту від надструмів зовнішніх к.з., захисту від перевантажень, захисту від коротких замикань на землю, виконувати функції вимірювання, реєстрації параметрів аварійних режимів, деякі функції автоматики, керування тощо. До того ж основні характеристики цифрових захистів та автоматики мають суттєво кращі показники, ніж захисти, реалізовані з використанням електромеханічних чи напівпровідникових елементів.

Для прикладу розглянемо цифровий пристрій фірми ALSTOMR3IPM, призначений для захисту триобмоткового трансформатора (автотрансформатора).

Схема під’єднання цього пристрою до вторинних кіл трансформаторів струму триобмоткового трансформатора наведена на рис. 4.1. На рисунку використано умовні та позиційні позначення, прийняті згідно класифікації ANSI з РЗА (повна класифікація кодів ANSI наведена в додатку).

Пристрій виконує наступні функції:

· трифазний диференційний захист трансформатора;

· двоступеневий трифазний захист від перевантажень;

· трифазний максимальний струмовий захист від надструмів зовнішніх к.з.;

· захист від замикань на землю;

· резервування відмови вимикача;

· вимірювання фазних струмів з усіх сторін трансформатора;

· вимірювання та запам’ятовування координат режиму та параметрів спрацювання захистів під час аварій у мережі: струмів замикання на землю, максимальних значень струмів к.з., значень струмів у струмових колах диференційного захисту;

· діагностування резерву вимикачів – вимірювання та запам’ятовування рівня зношення полюсів вимикача (

);

· реєстрування струмів к.з.;

· реєстрування логічних сигналів захистів, в тому числі реєстрування спрацювання окремих ступенів захисту;

· реєстрування логічних сигналів від зовнішніх пристроїв;

· керування зовнішніми пристроями;

· пересилання інформації на вищі рівні керування через комп'ютерну мережу.

Для зв’язку із зовнішніми пристроями захист має 7 входів (на рис. 8.39 “вхід1” ¸ “вхід7”), функції п’яти з яких призначають довільно. Це може бути керування даного пристрою іншими пристроями, блокування його роботи, перемикання груп уставок захистів тощо.

Пристрій має 12 вихідних реле (на рис. 4.1 Х1 ¸ Х12), функції 11 із яких задають довільно. Це може бути дія на вихідні кола вимикання вимикачів, дія в кола сигналізації, дія на інші вихідні пристрої тощо. Одне вихідне реле (Х12) використовують для діагностування справності пристрою.

На лицевій панелі пристрою розміщено 13 світлодіодів, функції 6 із них задають довільно, з допомогою решти контролюють параметри пристрою, наприклад, наявність напруги живлення, увімкнений стан пристрою, несправність тощо.

Для керування пристроєм на лицевій панелі розміщена клавіатура, а для контролю за параметрами спрацювання пристрою (уставками, константами тощо) на передній панелі розміщено дисплей на рідких кристалах.

Керування пристроєм, його налагодження можна здійснювати від персонального комп'ютера, який під’єднують до послідовного порту на лицевій панелі пристрою, або через інтерфейс локальної мережі.

Схема під’єднання та розрахунок параметрів спрацювання цифрового пристрою має ряд особливостей.

Вторинні обмотки трансформаторів струму зі всіх сторін силового трансформатора з’єднують у зірку, незважаючи на схеми з’єднання обмоток силового трансформатора. Це дає можливість розвантажити ті трансформатори струму, які для організації традиційного диференційного захисту з’єднувались в трикутник. Корегування фазового зсуву, викликаного різними групами з’єднання обмоток трансформатора, а також відлагодження диференційного захисту від хибної роботи під час зовнішніх однофазних к.з. реалізують на цифровому рівні алгоритмічно. Для цього у вихідній інформації задають характер з’єднань обмоток силового трансформатора, групи з’єднань. У пристрої передбачена можливість задавати полярність трансформаторів струму. Вимірювання струмів від трансформаторів струму може здійснюватись без зміни знаку, або знак може інвертуватись. Тобто на цифровому рівні можна здійснювати зміну полярності трансформатора струму, не змінюючи фізично його під’єднання у вторинних колах трансформаторів струму.

Уставки спрацювання за струмом окремих захистів задають у відносних одиницях, зведених до номінальних вторинних струмів трансформаторів струму – 5А або 1А.

Для роботи цифрового пристрою необхідно ввести ряд констант. Вони можуть вводитись з клавіатури, розміщено на лицевій панелі або з комп'ютера через спеціальний інтерфейс (на рис. 8.39 “Інтерфейс ПК”). До цієї інформації належать:

·номінальна частота системи (50 Гц, 60Гц);

·номінальні струми силового трансформатора для всіх сторін;

·номінальна потужність кожної сторони силового трансформатора;

·номінальні первинні та вторинні струми всіх трансформаторів струму, як фазних, так і трансформатора струму нульової послідовності;

·базові струми для кожної сторони силового трансформатора, які визначають як відношення номінального струму силового трансформатора до номінального первинного струму трансформатора струму відповідної сторони.

Розрахунок параметрів спрацювання окремих захистів, виконаних на цифровому пристрої R3IPT має ряд особливостей у порівнянні з розрахунком параметрів спрацювання захистів, реалізованих з використанням електромеханічної та напівпровідникової базі, які були розглянуті у попередніх розділах. Розглянемо розрахунок параметрів спрацювання основних захистів, виконаних із використанням пристрою R3IPT для триобмоткового трансформатора, який живиться зі сторони високої напруги. У формулах розрахунку використовуються деякі умовні позначення, які прийняті за кордоном.

Рис. 4.1. Схема під’єднання цифрового пристрою R3IPTЦифровий диференційний захист трансформатора

4.2 Диференціцйний захист трансформатора

Для розрахунку диференційного захисту розраховують його характеристику гальмування, наведену на рис. 4.2. Ця характеристика є подібною до характеристики гальмування реле серії ДЗТ-20.

Рис. 4.2. Характеристика гальмування реле R3IPT

Характеристику будують в осях

, де – диференційний струм; _. – струм гальмування, що дорівнює найбільшому струмові з усіх вторинних струмів трансформаторів струму.

Характеристика складається з 4-х ділянок.

1-а ділянка АВ. Її ще називають першим ступенем захисту. Згідно рекомендацій фірми ALSTOM, струм спрацювання першої ступені доцільно приймати

;(4.1)

2-а ділянка ВС. Для цієї ділянки необхідно задати нахил характеристики, тобто коефіцієнт гальмування

. Його розраховують у відсотках за виразом

(4.2)

де

– коефіцієнт відлагодження; – похибка трансформатора струму, яка для малих струмів дорівнює 5%; – діапазон регулювання коефіцієнта трансформації трансформатора в %.

Передбачена можливість змінювати коефіцієнт гальмування Р₁ у межах 20 ¸50 %.

3-а ділянка СD. Для цієї ділянки, як і для ділянки ВС, необхідно розрахувати коефіцієнт нахилу

(4.3)

де

– коефіцієнт відлагодження;

– коефіцієнт,який враховує похибку від аперіодичної складової, ;

– похибка трансформаторів струму, для великих струмів ця похибка складає ; – діапазон регулювання коефіцієнта трансформації в %.