Презентация "Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем" – проект, доклад

Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем

Тема: Общие сведения о релейной защите и автоматике

Введение

Релейная защита и автоматика – это комплекс автоматических устройств, состоящих из устройств автоматического управления и устройств автоматического регулирования. Устройства автоматического управления включают в себя устройства релейной защиты и устройства автоматики (АПВ, АЧР и т.д.) Устройства автоматического регулирования включают в себя различные автоматические регуляторы (частоты, возбуждения, коэффициента трансформации и т.д.)

Назначение релейной защиты: Быстрое выявление и автоматическое отключение поврежденных элементов системы электроснабжения от остальной (неповрежденной) части; Выявление нарушений нормальной работы оборудования (ненормальных режимов) и подача предупредительных сигналов.

Виды повреждений

Опасные факторы КЗ: Электродинамическое действие; Термическое действие; Снижение напряжения.

Ненормальные режимы работы

Перегрузка оборудования; Качания; Асинхронный режим работы синхронного генератора.

Свойства релейной защиты

Селективность; Быстродействие; Чувствительность; Надежность.

Селективность

Селективность – это свойство защиты отключать только поврежденный элемент. Она обеспечивает способность защиты однозначно указать место возникновения ненормального режима, либо указать конкретный элемент СЭС.

Защиты делятся на: Абсолютно селективные (срабатывают только при внутренних КЗ); Относительно селективные (срабатывают при внешних и внутренних КЗ).

Основная защита – это защита, которая выполняет два требования: защищает весь объект и срабатывает с минимальным временем (относительно остальных защит). Резервная защита – это защита, которая срабатывает при выходе из строя основной защиты. Она имеет большее время срабатывания, чем основная защита. Резервирование может быть ближним и дальним.

A1, А3 – основные защиты; А2, А4 – резервные защиты.

Быстродействие

Длительное существование режима КЗ может привести к следующим отрицательным последствиям: Нарушение устойчивости работы энергосистемы; Увеличение объема повреждения оборудования; Повреждение другого оборудования, по которому проходят токи КЗ; Нарушение работы потребителей.

tсз– время от момента возникновения КЗ до момента появления исполнительного сигнала на выходе устройства релейной защиты.

t0– возникновение КЗ; t0…t1– время срабатывания защиты (tсз); t1…t2– время отклю-чения выключателя (tов ≈ 0,06…0,15 с); t0…t2– время отключения элемента (tоэ = tсз +tов);

Чувствительность

Чувствительность – это способность устройства РЗ срабатывать при любых возможных повреждениях при минимальных режимах работы СЭС, она характеризует устойчивость срабатывания защиты при КЗ в любой точке защищаемой зоны.

Iсз – ток срабатывания защиты; Iкз.min – минимальный ток КЗ, определенный при трех условиях: 1) минимальный режим работы источника питания (эквивалентное сопротивление энергосистемы максимально); 2) КЗ в конце зоны действия защиты; 3) КЗ металлическое.

Надежность

Надежность – это способность устройства выполнять заданные функции при заданных условиях эксплуатации. Функции основной защиты: Срабатывание основной защиты при внутреннем КЗ; Несрабатывание основной защиты при внешнем КЗ; Несрабатывание основной защиты при нормальном режиме работы. При невыполнении функций возникает отказ функционирования, он может быть трех видов: Отказ срабатывания (невыполнение 1-й функции); Излишнее срабатывание (невыполнение 2-й функции); Ложное срабатывание (невыполнение 3-й функции).

Классификация защит

Структура защиты

ИЧ – измерительная часть (орган) ; ЛЧ – логическая часть; ИспЧ – исполнительная часть; TA, TV - измерительные трансформаторы тока и напряжения

Классификация реле

Электрическим реле называют аппарат, предназначенный для выполнения скачкообразных изменений в выходных цепях при заданных значениях электрических воздействующих величин.

По материальной базе: а) Электромеханические Электромагнитные; Индукционные; Магнитоэлектрические. б) Полупроводниковые; в) Микропроцессорные. По типу воздействующей величины: а) Реле тока; б) Реле напряжения; в)Реле мощности (направления мощности); г) Реле сопротивления.

По способу подключения к сети: а) Первичные (подключаются непосредственно в измерительную цепь); б) Вторичные (подключаются в измерительную цепь через первичный измерительный преобразователь).

По способу воздействия на коммутационный аппарат (отключающее устройство): а) Прямого действия (ИспЧ механически связана с отключающим устройством коммутационного аппарата); б) Косвенного действия (ИспЧ управляет цепью электромагнита отключения выключателя).

По назначению: а) Измерительные: Максимальные; Минимальные; Комбинированные. б) Логические: Промежуточные; Времени; Указательные. По количеству воздействующих величин: а) С одной воздействующей величиной; б) С двумя воздействующими величинами.

Оперативный ток

Оперативным током называют ток, питающий цепи дистанционного управления выключателями, оперативные цепи РЗ, автоматики, телемеханики и сигнализации. Находят применение следующие виды оперативного тока: Постоянный оперативный ток; Выпрямленный оперативный ток; Переменный оперативный ток.

Система постоянного оперативного тока

Система переменного оперативного тока

Источники переменного оперативного тока: Трансформаторы тока. Трансформаторы напряжения. Трансформаторы собственных нужд.

TA – трансформатор тока; YAT – электромагнит отключения выключателя; KA – катушка токового реле.

ТН – трансформатор напряжения; ТТ – трансформатор тока; КО – катушка отключения выключателя; Т – реле тока.

Система выпрямленного оперативного тока

ТА – трансформатор тока; TV – трансформатор напряжения; БПТ, БПН – блок питания (токовый и напряжения).

Предварительно заряженный конденсатор

ТА – трансформатор тока; TV – трансформатор напряжения; YAT – электромагнит отключения выключателя; С – конденсатор; UZ – выпрямитель.