Bagaimanakah perlindungan geganti talian kuasa

Pengangkutan elektrik yang berterusan dan boleh dipercayai kepada pengguna adalah salah satu tugas utama yang sentiasa diselesaikan oleh jurutera kuasa. Untuk menyediakannya, rangkaian elektrik yang terdiri daripada pencawang pengedaran dan talian kuasa penyambung telah dicipta. Untuk menggerakkan tenaga pada jarak yang jauh, sokongan digunakan untuk wayar penyambung digantung. Mereka terlindung di antara mereka dan tanah oleh lapisan udara ambien. Talian sedemikian dipanggil talian atas dengan jenis penebat.

Jika jarak lebuh raya pengangkutan adalah pendek atau atas sebab keselamatan adalah perlu untuk menyembunyikan talian kuasa di dalam tanah, maka kabel digunakan.

Talian kuasa atas dan kabel sentiasa di bawah voltan, nilainya ditentukan oleh struktur rangkaian elektrik.

Tujuan perlindungan geganti talian kuasa

Sekiranya berlaku kegagalan penebat di mana-mana lokasi pada kabel atau talian atas lanjutan, voltan yang dikenakan pada talian mewujudkan kebocoran atau arus litar pintas melalui bahagian yang rosak.

Sebab untuk memecahkan penebat boleh menjadi pelbagai faktor yang dapat menghapuskan atau meneruskan kesan merosakkannya. Contohnya, burung bangau yang terbang di antara wayar talian kuasa atas menghasilkan litar fasa ke fasa dengan sayap dan terbakar, jatuh berdekatan.

Atau pokok yang tumbuh sangat hampir dengan sokongan, semasa ribut, telah tumbang pada wayar oleh tiupan angin dan menyebabkan mereka litar pintas.

Dalam kes pertama, litar pintas berlaku untuk jangka masa yang singkat dan hilang, dan dalam kes kedua, pelanggaran penebat adalah bersifat jangka panjang dan memerlukan penyingkiran oleh kakitangan penyelenggaraan.

Kerosakan sedemikian boleh menyebabkan kerosakan besar kepada loji kuasa. Arus litar pintas yang terhasil mempunyai tenaga haba yang besar, yang boleh membakar bukan sahaja wayar talian kuasa, tetapi juga memusnahkan peralatan kuasa pencawang kuasa.

Atas sebab-sebab ini, sebarang kerosakan pada talian elektrik yang berlaku mesti dibaiki segera. Ini dicapai dengan mengeluarkan voltan dari talian rosak pada bahagian bekalan. Jika talian kuasa sedemikian menerima kuasa dari kedua-dua belah pihak, maka kedua-duanya mesti dinyahtenagakan.

Fungsi pemantauan berterusan parameter elektrik keadaan semua talian kuasa dan mengeluarkan voltan daripadanya dari semua pihak sekiranya berlaku situasi kecemasan diberikan kepada sistem teknikal yang kompleks, yang secara tradisinya dipanggil perlindungan geganti.

Kata sifat "geganti" berasal daripada asas asas berdasarkan geganti elektromagnet, reka bentuk yang timbul dengan penampilan talian kuasa pertama dan sedang diperbaiki hingga ke hari ini.

Peranti pelindung modular, diperkenalkan secara meluas dalam amalan jurutera kuasa berasaskan teknologi mikropemproses dan teknologi komputer jangan mengecualikan penggantian lengkap peranti geganti dan, mengikut tradisi yang ditetapkan, juga diperkenalkan ke dalam peranti perlindungan geganti.

Prinsip perlindungan geganti

Pihak Berkuasa Pemantauan Rangkaian

Untuk memantau parameter elektrik talian kuasa, adalah perlu untuk mempunyai instrumen untuk pengukurannya, yang dapat sentiasa memantau sebarang penyelewengan dari mod biasa dalam rangkaian dan pada masa yang sama memenuhi syarat untuk operasi yang selamat.

Dalam talian kuasa dengan semua voltan, fungsi ini ditugaskan untuk mengukur transformer. Ia dikelaskan kepada transformer:

• semasa (TT);

• voltan (VT).

Oleh kerana kualiti operasi perlindungan adalah kepentingan utama untuk kebolehpercayaan keseluruhan sistem elektrik, maka peningkatan keperluan untuk ketepatan operasi dikenakan pada CT dan VT pengukur, yang ditentukan oleh ciri metrologi mereka.

Kelas ketepatan mengukur transformer untuk digunakan dalam perlindungan geganti dan peranti automasi (perlindungan geganti dan automasi) diseragamkan oleh nilai «0.5», «0.2» dan «P».

Alatubah voltan instrumen

Pandangan umum pemasangan transformer voltan pada talian atas 110 kV ditunjukkan dalam foto di bawah.

Di sini dapat dilihat bahawa VT tidak dipasang di mana-mana di sepanjang talian sambungan, tetapi pada suis pencawang elektrik. Setiap pengubah disambungkan oleh terminal utamanya kepada konduktor yang sepadan bagi talian atas dan litar tanah.

Voltan yang ditukar daripada belitan sekunder dikeluarkan melalui suis 1P dan 2P melalui konduktor kabel kuasa yang sepadan. Untuk digunakan dalam peranti pelindung dan pengukur, belitan sekunder disambungkan mengikut skema "bintang" dan "delta", seperti yang ditunjukkan dalam foto untuk VT-110 kV.

Untuk mengurangkan kehilangan voltan dan operasi tepat perlindungan geganti, kabel kuasa khas digunakan dan peningkatan keperluan dikenakan pada pemasangan dan operasinya.

Mengukur VT dicipta untuk setiap jenis voltan talian dan boleh ditukar mengikut skema yang berbeza untuk melaksanakan tugas tertentu. Tetapi mereka semua bekerja pada prinsip umum untuk menukar nilai linear voltan talian penghantaran ke nilai sekunder 100 volt, dengan tepat menyalin dan menekankan semua ciri harmonik utama pada skala tertentu.

Nisbah transformasi VT ditentukan oleh nisbah voltan talian litar primer dan sekunder. Sebagai contoh, untuk talian atas 110 kV yang dipertimbangkan, ia ditulis seperti berikut: 110000/100.

Alatubah arus instrumen

Peranti ini juga menukar beban talian primer kepada nilai sekunder dengan pengulangan maksimum sebarang perubahan dalam harmonik arus primer.

Untuk pengendalian dan penyelenggaraan peralatan elektrik yang lebih mudah, ia juga dipasang pada peranti pengedaran pencawang.

Transformer semasa Mereka dimasukkan ke dalam litar talian atas dengan cara yang berbeza daripada VT: mereka dengan penggulungan utama mereka, yang biasanya diwakili oleh hanya satu pusingan dalam bentuk wayar arus terus, hanya dipotong ke dalam setiap wayar fasa talian.Ini dapat dilihat dengan jelas dalam foto di atas.

Nisbah transformasi CT ditentukan oleh nisbah pemilihan nilai nominal pada peringkat reka bentuk talian kuasa. Sebagai contoh, jika talian kuasa direka untuk membawa 600 amp dan 5 A akan dikeluarkan dari sekunder CT, maka sebutan 600/5 digunakan.

Dalam elektrik, dua piawaian diterima untuk nilai arus sekunder yang digunakan:

• 5 A untuk semua CT sehingga dan termasuk 110 kV;

• 1 A untuk talian 330 kV dan lebih tinggi.

Penggulungan TT sekunder disambungkan untuk sambungan ke peranti pelindung mengikut skema yang berbeza:

• bintang penuh;

• bintang tidak lengkap;

• segi tiga.

Setiap sebatian mempunyai ciri khusus tersendiri dan digunakan untuk jenis perlindungan tertentu dengan cara yang berbeza. Contoh menyambungkan pengubah arus dan gegelung geganti arus ke litar bintang penuh ditunjukkan dalam foto.

Ini adalah penapis harmonik yang paling mudah dan paling biasa digunakan dalam banyak litar geganti pelindung. Di dalamnya, arus dari setiap fasa dikawal oleh geganti berasingan dengan nama yang sama, dan jumlah semua vektor melalui gegelung yang termasuk dalam wayar neutral biasa.

Kaedah menggunakan transformer pengukur arus dan voltan memungkinkan untuk memindahkan proses utama yang berlaku pada peralatan kuasa ke litar sekunder pada skala yang tepat untuk kegunaannya dalam perkakasan perlindungan geganti dan penciptaan algoritma untuk operasi logik peranti untuk menghapuskan proses peralatan kecemasan.

Pihak berkuasa untuk memproses maklumat yang diterima

Dalam perlindungan geganti, elemen kerja utama ialah geganti — peranti elektrik yang melaksanakan dua fungsi utama:

• memantau kualiti parameter yang diperhatikan, sebagai contoh, semasa, dan dalam mod biasa ia mengekalkan secara stabil dan tidak mengubah keadaan sistem hubungannya;

• apabila nilai kritikal yang dipanggil titik set atau ambang tindak balas dicapai, ia segera menukar kedudukan kenalannya dan kekal dalam keadaan ini sehingga nilai yang diperhatikan kembali ke julat normal.

Prinsip membentuk litar untuk menukar relay arus dan voltan dalam litar sekunder membantu memahami perwakilan harmonik sinusoidal oleh kuantiti vektor dengan perwakilannya dalam satah kompleks.

Di bahagian bawah gambar, gambar rajah vektor ditunjukkan untuk kes biasa pengedaran sinusoid dalam tiga fasa A, B, C dalam mod operasi bekalan kuasa pengguna.

Memantau keadaan litar arus dan voltan

Sebahagiannya, prinsip pemprosesan isyarat sekunder ditunjukkan dalam litar untuk menghidupkan CT dan belitan geganti mengikut skema bintang penuh dan VT ORU-110. Kaedah ini membolehkan anda menambah vektor dengan cara berikut.

Kemasukan gegelung geganti dalam mana-mana harmonik fasa ini membolehkan anda mengawal sepenuhnya proses yang berlaku di dalamnya dan mematikan litar daripada operasi sekiranya berlaku kemalangan. Untuk melakukan ini, sudah cukup untuk menggunakan reka bentuk peranti geganti yang sesuai untuk arus atau voltan.

Skim di atas adalah kes khas penggunaan serba boleh penapis berbeza.

Kaedah mengawal kuasa yang melalui talian

Peranti perlindungan geganti mengawal nilai kuasa berdasarkan bacaan semua pengubah arus dan voltan yang sama.Dalam kes ini, formula dan nisbah yang terkenal jumlah, kuasa aktif dan reaktif di antara mereka dan nilainya yang dinyatakan oleh vektor arus dan voltan digunakan.

Difahamkan bahawa vektor semasa dibentuk oleh emf yang digunakan pada rintangan garisan dan mengatasi bahagian aktif dan reaktifnya secara sama rata. Tetapi pada masa yang sama, dalam bahagian dengan komponen Ua dan Atas, penurunan voltan berlaku mengikut undang-undang yang diterangkan oleh segi tiga voltan.

Kuasa boleh dipindahkan dari satu hujung talian ke satu lagi dan malah diterbalikkan apabila mengangkut elektrik.

Perubahan arahnya adalah hasil daripada:

• menukar beban oleh kakitangan operasi;

• turun naik kuasa dalam sistem disebabkan oleh kesan sementara dan faktor lain;

• kemunculan mod kecemasan.

Geganti kuasa (PM) yang beroperasi sebagai sebahagian daripada perlindungan geganti dan sistem automasi mengambil kira turun naik dalam arahnya dan dikonfigurasikan untuk beroperasi apabila nilai kritikal dicapai.

Kaedah kawalan rintangan talian

Peranti perlindungan geganti yang mengira jarak ke lokasi litar pintas berdasarkan ukuran rintangan elektrik dipanggil perlindungan jarak atau DZ untuk pendek. Mereka juga menggunakan litar pengubah arus dan voltan dalam kerja mereka.

Untuk mengukur rintangan, gunakan Ungkapan hukum Ohmditerangkan untuk bahagian litar yang sedang dipertimbangkan.

Apabila arus sinusoidal melalui rintangan aktif, kapasitif dan induktif, vektor penurunan voltan padanya menyimpang ke arah yang berbeza. Ini diambil kira oleh kelakuan geganti pelindung.

Menurut prinsip ini, banyak jenis geganti perintang (RS) berfungsi dalam perlindungan geganti dan peranti automasi.

Kaedah kawalan frekuensi talian

Untuk mengekalkan kestabilan tempoh ayunan harmonik arus yang dihantar melalui talian kuasa, geganti kawalan frekuensi digunakan. Mereka bekerja pada prinsip membandingkan gelombang sinus rujukan yang dihasilkan oleh penjana terbina dalam dengan frekuensi yang diperolehi oleh transformer pengukur linear.

Selepas memproses kedua-dua isyarat ini, geganti frekuensi menentukan kualiti harmonik yang diperhatikan dan, apabila nilai yang ditetapkan dicapai, mengubah kedudukan sistem hubungan.

Ciri-ciri kawalan parameter talian oleh perlindungan digital

Perkembangan mikropemproses yang menggantikan teknologi geganti juga tidak boleh berfungsi tanpa nilai sekunder arus dan voltan, yang dikeluarkan daripada pengubah pengukur TT dan VT.

Untuk pengendalian perlindungan digital, maklumat tentang gelombang sinus sekunder diproses dengan kaedah pensampelan, yang terdiri daripada menindih frekuensi tinggi pada isyarat analog dan menetapkan amplitud parameter terkawal di persimpangan graf.

Disebabkan oleh langkah pensampelan yang kecil, kaedah pemprosesan pantas dan penggunaan kaedah penghampiran matematik, ketepatan tinggi pengukuran arus dan voltan sekunder diperolehi.

Nilai berangka yang dikira dengan cara ini digunakan dalam algoritma untuk pengendalian peranti mikropemproses.

Bahagian logik perlindungan geganti dan automasi

Selepas nilai awal arus dan voltan elektrik yang dihantar sepanjang talian kuasa dimodelkan dengan mengukur transformer yang dipilih untuk diproses oleh penapis dan diterima oleh organ sensitif peranti geganti untuk arus, voltan, kuasa, rintangan dan frekuensi, ia adalah giliran litar geganti logik.

Reka bentuknya adalah berdasarkan geganti yang beroperasi daripada sumber tambahan voltan malar, diperbetulkan atau berselang-seli, yang juga dipanggil operasi, dan litar yang disalurkan olehnya beroperasi. Istilah ini mempunyai makna teknikal: sangat cepat, tanpa kelewatan yang tidak perlu, untuk melaksanakan suis mereka.

Kelajuan operasi litar logik sebahagian besarnya menentukan kelajuan penutupan kecemasan dan oleh itu tahap akibat yang merosakkannya.

Dalam cara mereka melaksanakan tugas mereka, geganti yang berfungsi dalam litar pengendalian dipanggil perantaraan: mereka menerima isyarat daripada peranti pelindung pengukur dan menghantarnya dengan menukar kenalan mereka kepada badan eksekutif: geganti keluaran, solenoid, elektromagnet untuk memutuskan sambungan atau menutup suis kuasa .

Geganti perantaraan biasanya mempunyai beberapa pasang sesentuh yang berfungsi untuk membuat atau memecahkan litar. Ia digunakan untuk mengeluarkan semula perintah secara serentak antara peranti perlindungan geganti yang berbeza.

Dalam algoritma operasi perlindungan geganti, kelewatan sering diperkenalkan untuk memastikan prinsip selektiviti dan untuk membentuk urutan algoritma tertentu. Ia menyekat operasi perlindungan semasa persediaan.

Input kelewatan ini dibuat menggunakan geganti masa khas (RV) yang mempunyai mekanisme jam yang mempengaruhi kelajuan kenalannya.

Bahagian logik perlindungan geganti menggunakan salah satu daripada banyak algoritma yang direka untuk kes berbeza yang boleh berlaku pada talian kuasa konfigurasi dan voltan tertentu.

Sebagai contoh, kami hanya boleh memberikan beberapa nama operasi logik dua perlindungan geganti berdasarkan kawalan arus talian kuasa:

• gangguan semasa (petunjuk kelajuan) tanpa kelewatan atau dengan kelewatan (menjamin selektiviti RF), dengan mengambil kira arah kuasa (disebabkan oleh geganti RM) atau tanpanya;

• perlindungan arus lebih boleh disediakan dengan kawalan yang sama seperti pemutus sambungan, lengkap dengan atau tanpa pemeriksaan voltan rendah talian.

Elemen automasi pelbagai peranti sering diperkenalkan ke dalam operasi logik perlindungan geganti, contohnya:

• suis kuasa fasa tunggal atau tiga fasa menutup semula;

• menghidupkan bekalan kuasa sandaran;

• pecutan;

• kekerapan memunggah.

Bahagian logik perlindungan talian boleh dilakukan dalam petak geganti kecil terus di atas suis kuasa, yang tipikal untuk suis lengkap luaran (KRUN) dengan voltan sehingga 10 kV, atau menduduki beberapa panel 2x0.8 m di dalam bilik geganti .

Sebagai contoh, logik perlindungan untuk talian 330 kV boleh diletakkan pada panel perlindungan yang berasingan:

• simpanan;

• DZ — jauh;

• DFZ — fasa pembezaan;

• VCHB - penyekatan frekuensi tinggi;

• OAPV;

• pecutan.

Litar keluaran

Litar keluaran berfungsi sebagai elemen terakhir perlindungan geganti linear.Logiknya juga berdasarkan penggunaan geganti perantaraan.

Litar keluaran membentuk susunan operasi pemutus talian dan menentukan interaksi dengan sambungan bersebelahan, peranti (contohnya, perlindungan kegagalan pemutus — tersandung kecemasan pemutus) dan elemen perlindungan dan automasi geganti yang lain.

Perlindungan talian mudah mungkin hanya mempunyai satu geganti keluaran yang menghalang pemutus. Dalam sistem kompleks dengan perlindungan bercabang, litar logik khas dicipta yang berfungsi mengikut algoritma tertentu.

Penyingkiran terakhir voltan daripada talian sekiranya berlaku kecemasan dilakukan dengan menggunakan suis kuasa, yang diaktifkan oleh daya elektromagnet tersandung. Rantai kuasa khas dibekalkan untuk operasinya, yang boleh menahan beban yang kuat.Ki.