Для чего применяется блокировка по напряжению
Максимальная токовая защита с пуском по напряжению
В ряде случаев не удается выполнить достаточно чувствительную защиту только по току, особенно на подстанциях, питающих двигательную нагрузку. Для повышения чувствительности можно применить защиту с блокировкой по напряжению.
Функциональная схема МТЗ с дополнительным органом напряжения показана на рис. 5.11. Измерительный орган напряжения выполняется при помощи реле минимального напряжения KV и действует совместно с реле KA измерительного органа тока по логической схеме «И» на пуск реле времени КТ.
Рис. 5.11. Функциональная схема МТЗ с пуском по напряжению.
Во время КЗ, когда возрастает ток и уменьшается напряжение, срабатывают оба измерительных органа (и тока, и напряжения) и с заданной выдержкой времени МТЗ действует на электромагнит отключения YAT через указательное реле КН и блок-контакт выключателя SQ. Если же в результате перегрузки защищаемого элемента токовое реле КА срабатывает, исполнительный орган напряжения блокирует действие МТЗ, поскольку реле напряжения KV не срабатывает. Недействие реле напряжения при перегрузке обеспечивается выбором такой уставки, чтобы оно не срабатывало при минимальном рабочем напряжении.
Измерительный орган напряжения может быть выполнен с тремя реле, включенными на междуфазные напряжения (рис. 5.12.а). Такая схема обеспечивает надежное срабатывание органа напряжения при любом виде междуфазных КЗ, поскольку при этом снижается хотя бы одно из междуфазных напряжений.
 |  |
| а) | б) |
Рис. 5.12. Схемы цепей напряжения пускового органа.
Во втором варианте (рис. 5.12.б) измерительный орган выполняется комбинированным из двух реле напряжения KV 1, KV 2. Реле максимального напряжения KV 2, включенное через фильтр напряжения обратной последовательности ZV 2, служит для пуска МТЗ при несимметричных КЗ. Реле минимального напряжения KV 1, включенное через размыкающий контакт KV 2, предназначено для действия при трехфазных КЗ. Такая схема измерительного органа напряжения по сравнению с первым вариантом (рис. 5.12.а) обеспечивает более высокую чувствительность как при несимметричных, так и при симметричных КЗ.
Первичный ток срабатывания МТЗ с пуском по напряжению определяется по условию отстройки от номинального тока I ном трансформатора:
.
Уставка срабатывания реле минимального напряжения выбирается исходя из следующих условий:
возврата после отключения внешнего КЗ
отстройки от остаточного напряжения самозапуска после действия АПВ или АВР
, где:
– междуфазное напряжение в месте установки МТЗ в условиях самозапуска после отключения внешнего КЗ, может быть принято равным 
;
– междуфазное напряжение в месте установки МТЗ в условиях самозапуска после действия АПВ или АВР заторможенных электродвигателей, может быть принято равным 
;
– коэффициент отстройки, равный 1,2;
– коэффициент возврата, равный 1,1.
Напряжение обратной последовательности срабатывания реле KV 2 комбинированного исполнительного органа напряжения (рис. 5.12.б) отстраивается от напряжения небаланса 
фильтра ZV 2:
.
Чувствительность для токового реле определяется по вышеуказанной формуле; для реле минимального напряжения по формуле:
, где:
– первичное значение междуфазного напряжения в месте установки МТЗ при металлическом трехфазном КЗ между фазами в расчетной точке в режиме, обусловливающем максимальное значение этого напряжения.
Для выполнения защиты двухобмоточного трансформатора вполне достаточно установки на обеих сторонах двухэлементной токовой защиты. При этом для защиты трансформатора со схемой соединения Y/∆, реле на стороне ВН должны быть включены на три ТТ собранные по схеме треугольника. Отсечка стороны НН может использоваться в качестве логической защиты шин. Максимальная защита используется в качестве максимальной защиты ввода, а дополнительный токовый орган блокирует логическую дифзащиту трансформатора стороны ВН.
Дата добавления: 2019-07-15 ; просмотров: 2876 ; Мы поможем в написании вашей работы!
7-8. Максимальная токовая защита с блокировкой минимального напряжения
а) Схема защиты
В ряде случаев при определении тока срабатывания пусковых токовых реле максимальной токовой защиты по формуле (7-13) отстройка от максимального тока нагрузки
с учетом коэффициента самозапуска приводит к такому загрублению защиты, при котором не обеспечивается необходимая чувствительность. В этих случаях для повышения чувствительности защиты применяется блокировка минимального напряжения.
Принципиальная схема максимальной токовой защиты с блокировкой минимального напряжения приведена на рис, 7-22. Схема включает в себя три пусковых токовых реле мгновенного действия 1T, 2T, ЗТ, три блокирующих реле минимального напряжения 1Н, 2Н, ЗН, одно реле времени В, одно промежуточное реле П и одно указательное реле У.
Как видно из схемы, при срабатывании только токовых реле реле времени не запускается, так как цепь на его обмотку разомкнута контактом промежуточного реле П. Если сработают только блокирующие реле минимального напряжения, то реле времени тоже не запускается. Защита может подействовать на отключение только в том случае, если сработают одновременно токовые реле и реле минимального напряжения, что бывает только при к. з., когда возрастают токи и понижается напряжение. При перегрузках, превышающих ток срабатывания токовых реле, последние сработают, но отключение не произойдет, так как блокирующие реле минимального напряжения при перегрузках не срабатывают.
Защита может подействовать неправильно, если в момент перегрузки окажется в сработанном положении хотя бы одно реле минимального напряжения, что может иметь место при перегорании предохранителя или обрыве цепи от трансформатора напряжения. Поэтому схема предусматривает подачу предупредительного сигнала от контакта промежуточного реле П, которое срабатывает при замыкании контактов любого реле минимального напряжения. Получив такой сигнал, персонал должен немедленно принять меры к восстановлению цепи напряжения, а в случае невозможности — отключить защиту. Совпадение перегрузки с повреждением в цепях напряжения считается маловероятным.
Приведенная в качестве примера на рис. 7-22 трехфазная трехрелейная схема максимальной токовой защиты с блокировкой минимального напряжения применяется главным образом для защиты генераторов. Для защиты линий и трансформаторов чаще применяются двухфазные схемы, которые отличаются от рассмотренной количеством трансформаторов тока и токовых реле. Но во всех схемах должно быть три реле минимального напряжения, включенных на три фазных или три междуфазных напряжения.
Если защита предусмотрена для действия не только при междуфазных, но и при однофазных к. з., то дополнительно устанавливается одно реле максимального напряжения, включенное на напряжение нулевой последовательности. Контакт этого дополнительного реле включается параллельно контактам реле минимального напряжения.
б) Ток срабатывания
Ток срабатывания пусковых токовых реле при наличии блокировки минимального напряжения выбирается из тех же соображений, что и без блокировки (см. § 7-5), но по нормальному току нагрузки или номинальному току защищаемого оборудования и без учета коэффициента самозапуска. Поэтому определение тока срабатывания производится по формулам (7-13), (7-14), в которых Iн.макс. заменен Iн.норм. или Iном и исключен 
С указанными изменениями формулы для определения тока срабатывания пусковых токовых реле максимальной токовой защиты с блокировкой минимального напряжения имеют вид:
в) Напряжение срабатывания реле блокировки минимального напряжения ( вольтметровая блокировка)
Напряжение срабатывания реле блокировки минимального напряжения максимальной токовой защиты должно удовлетворять следующим условиям:
1) защита не должна действовать при эксплуатационных понижениях напряжения до минимально возможного рабочего значения;
2) защита должна надежно действовать при к. з. на защищаемом участке и иметь коэффициент чувствительности при к. з. в конце этого участка порядка 1,5;
3) защита должна действовать при к. з. на смежном участке и иметь коэффициент чувствительности при к. з. в конце смежного участка порядка 1,2.
Для выполнения первого условия напряжение срабатывания должно быть меньше минимального рабочего напряжения Uраб.мин. Однако выполнения только одного этого условия недостаточно. Так, если произойдет к. з., при котором вследствие понижения напряжения блокировка минимального напряжения сработает, то для того, чтобы после отключения к. з. реле вернулись в исходное положение, их напряжение возврата должно быть меньше минимального рабочего напряжения. Это требование вытекает из того, что после отключения к. з. напряжение может восстановиться не до нормальной величины, а только до значения, соответствующего минимальному рабочему напряжению. Таким образом, для выполнения первого условия необходимо, чтобы
где 
— коэффициент надежности отстройки, больший единицы.
Заменив Uв.з. через 
и Uс.з., получим формулу для определения напряжения срабатывания блокировки минимального напряжения
принимается равным 1,1.
Вторичное напряжение срабатывания определяется с учетом коэффициента трансформации трансформатора напряжения nH по формуле
где Uк.з.макс — максимальное значение остаточного напряжения в месте установки защиты при к. з. в конце защищаемого или резервируемого участка.
Коэффициенты чувствительности должны удовлетворять второму и третьему условиям.
7-8. Максимальная токовая защита с блокировкой минимального напряжения
а) Схема защиты
В ряде случаев при определении тока срабатывания пусковых токовых реле максимальной токовой защиты по формуле (7-13) отстройка от максимального тока нагрузки
с учетом коэффициента самозапуска приводит к такому загрублению защиты, при котором не обеспечивается необходимая чувствительность. В этих случаях для повышения чувствительности защиты применяется блокировка минимального напряжения.
Принципиальная схема максимальной токовой защиты с блокировкой минимального напряжения приведена на рис, 7-22. Схема включает в себя три пусковых токовых реле мгновенного действия 1T, 2T, ЗТ, три блокирующих реле минимального напряжения 1Н, 2Н, ЗН, одно реле времени В, одно промежуточное реле П и одно указательное реле У.
Как видно из схемы, при срабатывании только токовых реле реле времени не запускается, так как цепь на его обмотку разомкнута контактом промежуточного реле П. Если сработают только блокирующие реле минимального напряжения, то реле времени тоже не запускается. Защита может подействовать на отключение только в том случае, если сработают одновременно токовые реле и реле минимального напряжения, что бывает только при к. з., когда возрастают токи и понижается напряжение. При перегрузках, превышающих ток срабатывания токовых реле, последние сработают, но отключение не произойдет, так как блокирующие реле минимального напряжения при перегрузках не срабатывают.
Защита может подействовать неправильно, если в момент перегрузки окажется в сработанном положении хотя бы одно реле минимального напряжения, что может иметь место при перегорании предохранителя или обрыве цепи от трансформатора напряжения. Поэтому схема предусматривает подачу предупредительного сигнала от контакта промежуточного реле П, которое срабатывает при замыкании контактов любого реле минимального напряжения. Получив такой сигнал, персонал должен немедленно принять меры к восстановлению цепи напряжения, а в случае невозможности — отключить защиту. Совпадение перегрузки с повреждением в цепях напряжения считается маловероятным.
Приведенная в качестве примера на рис. 7-22 трехфазная трехрелейная схема максимальной токовой защиты с блокировкой минимального напряжения применяется главным образом для защиты генераторов. Для защиты линий и трансформаторов чаще применяются двухфазные схемы, которые отличаются от рассмотренной количеством трансформаторов тока и токовых реле. Но во всех схемах должно быть три реле минимального напряжения, включенных на три фазных или три междуфазных напряжения.
Если защита предусмотрена для действия не только при междуфазных, но и при однофазных к. з., то дополнительно устанавливается одно реле максимального напряжения, включенное на напряжение нулевой последовательности. Контакт этого дополнительного реле включается параллельно контактам реле минимального напряжения.
б) Ток срабатывания
Ток срабатывания пусковых токовых реле при наличии блокировки минимального напряжения выбирается из тех же соображений, что и без блокировки (см. § 7-5), но по нормальному току нагрузки или номинальному току защищаемого оборудования и без учета коэффициента самозапуска. Поэтому определение тока срабатывания производится по формулам (7-13), (7-14), в которых Iн.макс. заменен Iн.норм. или Iном и исключен 
С указанными изменениями формулы для определения тока срабатывания пусковых токовых реле максимальной токовой защиты с блокировкой минимального напряжения имеют вид:
в) Напряжение срабатывания реле блокировки минимального напряжения ( вольтметровая блокировка)
Напряжение срабатывания реле блокировки минимального напряжения максимальной токовой защиты должно удовлетворять следующим условиям:
1) защита не должна действовать при эксплуатационных понижениях напряжения до минимально возможного рабочего значения;
2) защита должна надежно действовать при к. з. на защищаемом участке и иметь коэффициент чувствительности при к. з. в конце этого участка порядка 1,5;
3) защита должна действовать при к. з. на смежном участке и иметь коэффициент чувствительности при к. з. в конце смежного участка порядка 1,2.
Для выполнения первого условия напряжение срабатывания должно быть меньше минимального рабочего напряжения Uраб.мин. Однако выполнения только одного этого условия недостаточно. Так, если произойдет к. з., при котором вследствие понижения напряжения блокировка минимального напряжения сработает, то для того, чтобы после отключения к. з. реле вернулись в исходное положение, их напряжение возврата должно быть меньше минимального рабочего напряжения. Это требование вытекает из того, что после отключения к. з. напряжение может восстановиться не до нормальной величины, а только до значения, соответствующего минимальному рабочему напряжению. Таким образом, для выполнения первого условия необходимо, чтобы
где 
— коэффициент надежности отстройки, больший единицы.
Заменив Uв.з. через 
и Uс.з., получим формулу для определения напряжения срабатывания блокировки минимального напряжения
принимается равным 1,1.
Вторичное напряжение срабатывания определяется с учетом коэффициента трансформации трансформатора напряжения nH по формуле
где Uк.з.макс — максимальное значение остаточного напряжения в месте установки защиты при к. з. в конце защищаемого или резервируемого участка.
Коэффициенты чувствительности должны удовлетворять второму и третьему условиям.
Что такое МТЗ с блокировкой по напряжению? Отличия от обычной МТЗ
Обычная максимально токовая защита не всегда может отличить короткое замыкание от токов перегрузки, возникающих кратковременно. Например, при самозапуске электродвигателей потребляемый ими ток может быть классифицирован МТЗ как ток короткого замыкания.
Попытка отстроится от подобных режимов работы приводит либо к загрублению уставок по току, либо к необходимости увеличение выдержки времени срабатывания защиты. И то, и другое является нежелательным.
Чтобы обычной МТЗ дать информацию о том, что произошло именно короткое замыкание, применяют блокировку по напряжению.
Принцип действия защиты
Токовая часть защиты реализуется на обычных реле тока.
Но контакты их не действуют напрямую на выходное реле или на отключающую катушку выключателя. На этом пути дополнительно включаются нормально замкнутые контакты реле напряжения.
Выходные контакты реле тока подключаются параллельно друг другу. Последовательно с ними подключаются также собранные в параллель контакты реле напряжения, контролирующих все три линейных напряжения.
Срабатывание защиты происходит лишь в том случае, если сработает любая из комбинаций токовых и напряженческих реле.
А такое бывает только в случае короткого замыкания, при прочих режимах, считающихся номинальными, глубокой посадки напряжения не происходит. Соответственно, защита при штатных перегрузках работать не будет.
По количеству токовых реле конструкция защиты может быть в трехфазном (для генераторов) или двухфазном исполнении. Но во всех случаях количество реле напряжения все равно должно равняться трем.
Если предполагается защита при однофазных КЗ то дополнительно к контактам реле напряжения подключается нормально разомкнутый контакт реле напряжения нулевой последовательности, подключенного к соответствующей обмотке ТН.
Для формирования выдержки по времени сигнал из описанной выше схемы поступает на катушку реле времени. По сравнению с обычной МТЗ этот вид защиты имеет более высокую чувствительность.
Предотвращение излишних действий защиты на отключение. В цепи отключения устанавливается накладка для вывода защиты из действия. А вывод этот может потребоваться.
Ложное действие защиты возможно при неисправностях в цепях ТН, сопровождающихся срабатыванием одного или нескольких реле в цепях блокировки. В основном эти случаи возникают в результате перегорания предохранителей на стороне высокого или низкого напряжения ТН.
Поэтому в схему РЗА обязательно входит узел контроля исправности этих цепей.
Интересное видео о настройке и работе ТО и МТЗ смотрите в видео ниже:
Он может работать на сигнал или на вывод защиты из действия.
Обычной практикой является работа на сигнал, поскольку совпадение неисправности ТН с перегрузкой на присоединении, защищенной МТЗ с блокировкой по напряжению, считается маловероятным. У оперативного персонала есть время на принятие решения: вывести защиту из действия или найти неисправность в цепи ТН.
Требования к уставкам защиты
Уставка по току МТЗ с блокировкой по напряжению определяется только исходя из номинальных токов защищаемого оборудования, без учета самозапуска электродвигателей потребителей.
Уставка по времени срабатывания выбирается с учетом селективности отключения.
Напряжение для срабатывания реле блокировки определяется с учетом его снижения при номинальных режимах работы, когда защита работать не должна.
Максимальная токовая защита с блокировкой по напряжению
Защита выполняется на трех реле тока, включенных на фазные токи.
Токовые реле подключаются к трансформаторам тока, установленным со стороны нулевых выводов обмотки статора. Для исключения срабатывания защиты при перегрузках пусковой орган дополнен блокировкой по напряжению из двух реле напряжения, реле напряжения обратной последовательности KV2и реле минимального напряжения KV1 (рис. 5.3)
При перегрузках реле KV1 держит свой контакт разомкнутым, блокируя действие защиты. При несимметричных коротких замыканиях из-за появления напряжения обратной последовательности сработает реле KV2 и разорвет цепь питания реле напряжения KV1. Реле KV1, сработав, своим контактом подаст питание на промежуточное реле KL, и блокировка защиты снимется. При трехфазных коротких замыканиях работает KV1 и разрешает работу защиты.
Ток срабатывания токовых реле отстраивается от номинального тока генератора.
Напряжение срабатывания минимального реле напряжения отстраивается от минимального значения рабочего напряжения. Для предотвращения неправильного срабатывания защиты при самозапуске электродвигателей собственных нужд допускается в случае необходимости уменьшать напряжение срабатывания до 0,5Uном .
Напряжение срабатывания реле напряжения обратной последовательности выбирается из условия отстройки от напряжения небаланса на выходе фильтра.
Реле KA2, включенное на фазный ток генератора, выполняет функции защиты от перегрузки.
 |
Рис. 5.3.Схема максимальной токовой защиты с блокировкой по напряжению: