Kuidas on elektriliinide releekaitse

Elektrienergia pidev ja töökindel transport tarbijateni on üks peamisi ülesandeid, mida energeetikud pidevalt lahendavad. Selle tagamiseks loodi jaotusalajaamadest ja ühendusliinidest koosnevad elektrivõrgud. Energia liigutamiseks pikkade vahemaade taha kasutatakse tugesid, mille külge riputatakse ühendusjuhtmed. Need on omavahel ja maapinna vahel isoleeritud välisõhu kihiga. Selliseid liine nimetatakse isolatsiooni tüübi järgi õhuliinideks.

Kui transpordimaantee vahemaa on lühike või ohutuse huvides on vaja elektriliin maasse peita, kasutatakse kaableid.

Õhu- ja kaabelliinid on pidevalt pinge all, mille väärtuse määrab elektrivõrgu ehitus.

Elektriliinide releekaitse eesmärk

Isolatsioonirikke korral kaabli või pikendatud õhuliini mis tahes kohas tekitab liinile rakendatav pinge kahjustatud sektsiooni kaudu lekke- või lühisvoolu.

Isolatsiooni purunemise põhjused võivad olla erinevad tegurid, mis suudavad oma hävitavat mõju kõrvaldada või jätkata. Näiteks õhuliini juhtmete vahel lendav toonekurg tekitab tiibadega faasidevahelise vooluringi ja põleb, kukkudes lähedale.

Või lükkas tormi ajal toe lähedale kasvanud puu tuulepuhanguga juhtmetele ja põhjustas neil lühise.

Esimesel juhul tekkis lühis lühiajaliselt ja kadus ning teisel juhul oli isolatsiooni rikkumine pikaajalise iseloomuga ja nõudis hooldustöötajate poolt eemaldamist.

Sellised kahjustused võivad elektrijaamadele suurt kahju tekitada. Tekkivate lühiste vooludel on tohutu soojusenergia, mis võib põletada mitte ainult elektriliinide juhtmeid, vaid hävitada ka elektrialajaamade toiteseadmeid.

Nendel põhjustel tuleb kõik elektriliinide kahjustused kohe parandada. See saavutatakse pinge eemaldamisega toitepoole rikkega liinilt. Kui selline elektriliin saab voolu mõlemalt poolt, peavad mõlemad pingest välja lülitama.

Kõigi elektriliinide seisukorra elektriliste parameetrite pideva jälgimise ja nendelt igast küljest pinge eemaldamise funktsioonid hädaolukordade korral on määratud keerukatele tehnosüsteemidele, mida traditsiooniliselt nimetatakse releekaitseks.

Omadussõna "relee" on tuletatud elektromagnetreleedel põhinevast elementaarbaasist, mille konstruktsioonid tekkisid esimeste elektriliinide ilmumisel ja mida täiustatakse tänapäevani.

Modulaarsed kaitseseadmed, mida on laialdaselt kasutatud energeetikainseneride praktikas põhineb mikroprotsessortehnoloogial ja arvutitehnoloogial ei välista releeseadmete täielikku väljavahetamist ja väljakujunenud traditsiooni kohaselt võetakse need kasutusele ka releekaitseseadmetes.

Releekaitse põhimõtted

Võrgujärelevalveasutused

Elektriliinide elektriliste parameetrite jälgimiseks on vaja nende mõõtmiseks instrumendid, mis suudavad pidevalt jälgida võrgus esinevaid kõrvalekaldeid tavarežiimist ja samal ajal täita ohutu töötamise tingimusi.

Kõigi pingetega elektriliinides on see funktsioon määratud mõõtetrafodele. Need liigitatakse trafodeks:

• vool (TT);

• pinge (VT).

Kuna kogu elektrisüsteemi töökindluse seisukohalt on esmatähtis kaitsetalitluse kvaliteet, siis esitatakse mõõte-CT-dele ja VT-dele kõrgendatud nõuded töötäpsusele, mille määravad ära nende metroloogilised omadused.

Releekaitse- ja automaatikaseadmetes (releekaitse ja automaatika) kasutatavate mõõtetrafode täpsusklassid on standarditud väärtustega «0,5», «0,2» ja «P».

Instrumentide pingetrafod

Üldvaade pingetrafode paigaldamisest 110 kV õhuliinile on toodud alloleval fotol.

Siin on näha, et VT-sid ei paigaldata mitte kuhugi piki pikendusliini, vaid elektrialajaama lülitusseadmesse. Iga trafo on primaarsete klemmide kaudu ühendatud õhuliini ja maandusahela vastava juhtmega.

Sekundaarmähistest muundatud pinge väljastatakse lülitite 1P ja 2P kaudu läbi toitekaabli vastavate juhtide. Kaitse- ja mõõteseadmetes kasutamiseks ühendatakse sekundaarmähised vastavalt "tähe" ja "kolmnurga" skeemile, nagu on näidatud VT-110 kV fotol.

Vähendama pingekadu ja releekaitse täpne töö, kasutatakse spetsiaalset toitekaablit ning selle paigaldamisele ja kasutamisele seatakse kõrgendatud nõuded.

Mõõte-VT-d luuakse iga liinipinge tüübi jaoks ja neid saab lülitada vastavalt erinevatele skeemidele konkreetsete ülesannete täitmiseks. Kuid nad kõik töötavad üldpõhimõttel, mille kohaselt teisendatakse ülekandeliini pinge lineaarväärtus sekundaarseks väärtuseks 100 volti, kopeerides ja rõhutades täpselt kõiki primaarsete harmooniliste omadusi teatud skaalal.

VT teisendussuhe määratakse primaar- ja sekundaarahelate liinipingete suhtega. Näiteks vaadeldava 110 kV õhuliini jaoks on see kirjutatud järgmiselt: 110000/100.

Instrumentide voolutrafod

Need seadmed muudavad ka primaarliini koormuse sekundaarseteks väärtusteks, korrates maksimaalselt primaarvoolu harmooniliste muutusi.

Elektriseadmete lihtsamaks kasutamiseks ja hooldamiseks paigaldatakse need ka alajaamade jaotusseadmetele.

Voolutrafod Need on õhuliini ahelasse kaasatud erineval viisil kui VT: need oma primaarmähisega, mida tavaliselt esindab ainult üks pööre alalisvoolujuhtme kujul, lõigatakse lihtsalt liini faasi igasse juhtmesse.Seda on ülaltoodud fotol selgelt näha.

CT teisendussuhe määratakse nimiväärtuste valiku suhtega elektriliini projekteerimise etapis. Näiteks kui toiteliin on ette nähtud kandma 600 amprit ja CT sekundaarsest eemaldatakse 5 A, kasutatakse tähistust 600/5.

Elektris aktsepteeritakse kasutatavate sekundaarvoolude väärtuste jaoks kahte standardit:

• 5 A kõikidele CT-dele kuni 110 kV (kaasa arvatud);

• 1 A 330 kV ja kõrgemate liinide jaoks.

Sekundaarsed TT-mähised ühendatakse kaitseseadmetega ühendamiseks vastavalt erinevatele skeemidele:

• täistäht;

• mittetäielik täht;

• kolmnurk.

Igal ühendil on oma spetsiifilised omadused ja seda kasutatakse teatud tüüpi kaitseks erineval viisil. Näide voolutrafode ja voolurelee mähiste ühendamisest täistähtahelaga on näidatud fotol.

See on kõige lihtsam ja levinum harmooniline filter, mida kasutatakse paljudes kaitserelee ahelates. Selles juhitakse iga faasi voolusid eraldi samanimelise releega ja kõigi vektorite summa läbib ühises nulljuhtmes sisalduvat mähist.

Voolu- ja pingemõõtetrafode kasutamise meetod võimaldab toiteseadmetel toimuvad primaarprotsessid täpses skaalas üle kanda sekundaarahelasse, et neid kasutada releekaitse riistvaras ja luua loogika tööks vajalikke algoritme. seadmed hädaabiseadmete protsesside kõrvaldamiseks.

Asutused saadud teabe töötlemiseks

Releekaitses on peamiseks tööelemendiks relee - elektriseade, mis täidab kahte põhifunktsiooni:

• jälgib vaadeldava parameetri, näiteks voolu kvaliteeti, ja tavarežiimis säilitab stabiilselt ega muuda oma kontaktsüsteemi olekut;

• kui saavutatakse kriitiline väärtus, mida nimetatakse seadistuspunktiks või reaktsiooniläveks, vahetab see kohe oma kontaktide asendit ja jääb sellesse olekusse seni, kuni vaadeldav väärtus normaliseerub.

Sekundaarahelates voolu- ja pingereleede lülitamise ahelate moodustamise põhimõtted aitavad mõista siinuse harmooniliste kujutamist vektorsuuruste järgi koos nende esitamisega komplekstasandil.

Pildi alumises osas on vektordiagramm näidatud siinuste jaotumise tüüpilise juhtumi kohta kolmes faasis A, B, C tarbija toiteallika töörežiimis.

Voolu- ja pingeahelate seisukorra jälgimine

Osaliselt on sekundaarsete signaalide töötlemise põhimõte näidatud CT ja relee mähiste sisselülitamise ahelas vastavalt ORU-110 täistähe- ja VT-skeemile. See meetod võimaldab teil vektoreid lisada järgmistel viisidel.

Releemähise kaasamine nende faaside mis tahes harmoonilistesse võimaldab teil täielikult juhtida selles toimuvaid protsesse ja õnnetuste korral vooluringi tööst välja lülitada. Selleks piisab, kui kasutada voolu või pinge jaoks sobivaid releeseadmete konstruktsioone.

Ülaltoodud skeemid on erinevate filtrite mitmekülgse kasutamise erijuht.

Liinit läbiva võimsuse juhtimise meetodid

Releekaitseseadmed juhivad võimsuse väärtust kõigi samade voolu- ja pingetrafode näitude põhjal.Sel juhul kasutatakse üld-, aktiiv- ja reaktiivvõimsuse üldtuntud valemeid ja suhteid ning nende väärtusi, mis on väljendatud voolude ja pingete vektorites.

On arusaadav, et vooluvektori moodustab liinitakistusega rakendatud emf ja see ületab võrdselt selle aktiivse ja reaktiivse osa. Kuid samal ajal toimub komponentidega Ua ja Up lõikudes pingelangus vastavalt pingekolmnurgaga kirjeldatud seadustele.

Võimsust saab liini ühest otsast teise üle kanda ja elektri transportimisel isegi tagurpidi pöörata.

Selle suuna muutused on tingitud:

• koormuse ümberlülitamine operatiivpersonali poolt;

• võimsuse kõikumised süsteemis, mis on tingitud siirdehäirete ja muude tegurite mõjust;

• avariirežiimide tekkimine.

Releekaitse- ja automaatikasüsteemi osana töötavad toitereleed (PM) võtavad arvesse kõikumisi selle suundades ja on konfigureeritud töötama kriitilise väärtuse saavutamisel.

Liinitakistuse kontrollimise meetodid

Releekaitseseadmeid, mis arvutavad elektritakistuse mõõtmise põhjal kauguse lühise asukohani, nimetatakse lühidalt kaugus- või DZ-kaitseks. Samuti kasutavad nad oma töös voolu- ja pingetrafo ahelaid.

Takistuse mõõtmiseks kasutage Ohmi seaduse väljenduskirjeldatud vaadeldava vooluringi osa jaoks.

Kui siinusvool läbib aktiivset, mahtuvuslikku ja induktiivset takistust, kaldub nende pingelanguse vektor erinevatesse suundadesse. Seda võetakse arvesse kaitserelee käitumises.

Selle põhimõtte kohaselt töötavad releekaitse- ja automaatikaseadmetes mitut tüüpi takistireleed (RS).

Liinisageduse reguleerimise meetodid

Elektriliini kaudu edastatava voolu harmooniliste võnkeperioodi stabiilsuse säilitamiseks kasutatakse sageduse juhtreleed. Need töötavad põhimõttel, et võrreldakse sisseehitatud generaatori tekitatud võrdlussiinuslainet lineaarsete mõõtetrafode saadud sagedusega.

Pärast nende kahe signaali töötlemist määrab sagedusrelee vaadeldava harmoonilise kvaliteedi ja seatud väärtuse saavutamisel muudab kontaktsüsteemi asendit.

Liiniparameetrite juhtimise omadused digitaalsete kaitsete abil

Releetehnoloogiaid asendavad mikroprotsessorite arendused ei saa töötada ka ilma voolude ja pingete sekundaarsete väärtusteta, mis eemaldatakse mõõtetrafodest TT ja VT.

Digitaalkaitsete tööks töödeldakse teavet sekundaarse siinuslaine kohta diskreetimismeetoditega, mis seisnevad analoogsignaalile kõrgsageduse pealekandmises ja juhitava parameetri amplituudi fikseerimises graafikute ristumiskohas.

Tänu väikesele diskreetimisastmele, kiiretele töötlemismeetoditele ja matemaatilise lähendusmeetodi kasutamisele saavutatakse sekundaarvoolude ja pingete mõõtmise kõrge täpsus.

Sel viisil arvutatud arvväärtusi kasutatakse mikroprotsessorseadmete töö algoritmis.

Releekaitse ja automaatika loogiline osa

Pärast seda, kui mööda elektriliini edastatava elektrivoolu voolude ja pingete algväärtused modelleeritakse mõõtetrafode abil, mis valitakse töötlemiseks filtrite abil ja mille releeseadmete tundlikud organid voolu, pinge, võimsuse, takistuse ja sageduse jaoks vastu võtavad, käes on loogikareleede ahelate kord.

Nende konstruktsioon põhineb releedel, mis töötavad täiendavast konstantse, alaldatud või vahelduvpinge allikast, mida nimetatakse ka töökorras, ja sellest toidetavad ahelad on töökorras. Sellel terminil on tehniline tähendus: väga kiiresti, ilma tarbetute viivitusteta, teha oma lülitusi.

Loogikaahela töökiirus määrab suuresti hädaseiskamise kiiruse ja seega ka selle hävitavate tagajärgede astme.

Oma ülesannete täitmisel nimetatakse tööahelates töötavaid releesid vahepealseteks: nad saavad signaali mõõtekaitseseadmelt ja edastavad selle kontaktide lülitamisega täitevorganitele: väljundreleed, solenoidid, elektromagnetid lahtiühendamiseks või toitelülitite sulgemiseks. .

Vahereleedel on tavaliselt mitu paari kontakte, mis töötavad vooluringi moodustamiseks või katkestamiseks. Neid kasutatakse erinevate releekaitseseadmete vaheliste käskude samaaegseks reprodutseerimiseks.

Releekaitse tööalgoritmis on sageli sisse viidud viivitus, et tagada selektiivsuse põhimõte ja moodustada teatud algoritmi jada. Seadistamise ajal blokeerib see kaitsetoimingu.

See viivitussisend luuakse spetsiaalsete ajareleede (RV-de) abil, millel on kellamehhanism, mis mõjutab nende kontaktide kiirust.

Releekaitse loogiline osa kasutab ühte paljudest algoritmidest, mis on loodud erinevateks juhtudeks, mis võivad tekkida teatud konfiguratsiooni ja pingega elektriliinil.

Toiteliini voolu juhtimisel põhineva kahe releekaitse loogika toimimise kohta saame näiteks tuua vaid mõned nimetused:

• voolukatkestus (kiiruse näit) viivituseta või viivitusega (garantii raadiosagedusliku selektiivsuse), võttes arvesse võimsuse suunda (tänu RM-releele) või ilma selleta;

• liigvoolukaitset saab varustada samade juhtseadistega nagu lahtiühendamisel, koos liini madalpinge kontrolliga või ilma.

Releekaitseloogika töösse tuuakse sageli erinevate seadmete automatiseerimise elemente, näiteks:

• ühefaasiline või kolmefaasiline toitelüliti uuesti sulgemine;

• varutoiteallika sisselülitamine;

• kiirendus;

• sagedus mahalaadimine.

Liinikaitse loogilise osa saab teha väikeses releepesas otse toitelüliti kohal, mis on tüüpiline kuni 10 kV pingega välistele täielikele jaotusseadmetele (KRUN), või releeruumis mitu 2x0,8 m paneeli. .

Näiteks 330 kV liini kaitseloogika saab paigutada eraldi kaitsepaneelidele:

• reserv;

• DZ — kaugjuhtimispult;

• DFZ — diferentsiaalfaas;

• VCHB — kõrgsagedusblokeering;

• OAPV;

• kiirendus.

Väljundahelad

Lineaarrelee kaitse viimaseks elemendiks on väljundahelad, mille loogika põhineb ka vahereleede kasutamisel.

Väljundahelad moodustavad liinikaitselülitite tööjärjekorra ja määravad koostoime külgnevate ühenduste, seadmetega (näiteks kaitselüliti rikkekaitse - kaitselüliti hädaolukorra väljalülitamine) ja muude releekaitse ja automaatika elementidega.

Lihtsatel liinikaitsetel võib olla ainult üks väljundrelee, mis kaitselüliti välja lülitab. Hargnenud kaitsega keerukates süsteemides luuakse spetsiaalsed loogikaahelad, mis töötavad kindla algoritmi järgi.

Lõplik pinge eemaldamine liinist hädaolukorras toimub toitelüliti abil, mis aktiveeritakse väljalülituva elektromagneti jõul. Selle tööks tarnitakse spetsiaalsed jõuketid, mis taluvad võimsaid koormusi.Ki.