Расчет параметров апв для параллельной линии.

Расчет уставок устройств АПВ параллельных линий с поперечной дифференциальной токовой защитой имеет свои особенности.

Рис. 9.1. Схема сети с поперечной направленной дифференциальной защитой и АПВ.

Если выдержки времени устройств АПВ по концам линии одинаковы, то при устойчивом к.з. на одной из линий возможна неправильная работа защиты.

Для исключения этого выдержка времени устройства АПВ выключателя, включающегося вторым t_АПВ3 должна быть отстроена следующим образом:

 

(9.4)

 

где: t_{АПВ 1} - время АПВ выключателя Q1, с;

разброс выдержек времени реле времени выключателя Q1, с;

(1,1 - 0,9) t_{в,в 1} - максимальный разброс по времени включения выключателя Q1, с;

t _рз1 - время срабатывания защиты Q1, с;

t_{ов 1} - время отключения выключателя Q1, с;

разброс выдержек времени реле времени выключателя Q1, с.

 

Для реле РПВ-358 и выключателя МКП-110:

;

с.

 

Аналогично выбираются и выдержки времени устройства АПВ для выключателей Q3 и Q4. Если условия выбора одинаковы, то время срабатывания АПВ выключателя Q3 принимается равным Q2, а для устройства АПВ выключателя Q4 - равным времени срабатывания устройства АПВ Q1. При этом время для каждой пары выключателей Q2-Q4 и Q1-Q3 оказывается различным.

 

Выбор устройства АПВ.

 

На параллельных линиях устанавливаются устройства АПВ однократного действия с двух сторон защищаемого участка. При этом время срабатывания АПВ должно быть выбрано с учетом каскадного действия защит.

Произведем установку АПВ на выпрямленном оперативном токе с использованием комплектного реле РПВ-358, в которое входят (рис.9.2,а):

реле времени КТ, создающее выдержку времени t _АПВ1 от момента пуска устройства АПВ до замыкания цепи контактора включения выключателя;

промежуточное реле KL1 с двумя обмотками - обмоткой тока KL1.1 (последовательной) и обмоткой напряжения KL1.2; реле при срабатывании замыкает цепь включения выключателя;

конденсатор С1, в результате разряда которого срабатывает реле KL1 и обеспечивает однократность действия УАПВ; резисторы: R1, обеспечивающий термическую стойкость реле времени; R2, ограничивающий скорость заряда конденсатора С1; R3, разряжающий конденсатор С1 при срабатывании устройств защиты, после действия которых не должно происходить АПВ, и при отключении выключателя ключом управления SA (запрет АПВ); диод VD, предотвращающий разряд конденсатора С1 при понижении напряжения на блоке питания и заряда (UGV) вследствие близких коротких замыканий.

Для питания электромагнита отключения YAT выключателя используется предварительно заряженный конденсатор С2 блока питания и заряда UGV (рис.9.2, б). В схему введено промежуточное реле KL2 для разделения оперативных цепей электромагнита отключения и реле РПВ-358. Электромагнит включения YAC выключателя получает питание от трансформатора собственных нужд T1 через мощный выпрямитель VS (рис.9.2, в).

 

Работа схемы АПВ.

 

Схема действует следующим образом. При отключении выключателя по любой причине вследствие замыкания его вспомогательного контакта Q1 срабатывает реле положения выключателя KQT и замыкает свой контакт KQT.1 в цепи пуска устройства АПВ. Если отключение произошло не от ключа управления SA, то он остается в положении “Включено”, а его контакт SA.1 замкнут. Таким образом, фиксируется несоответствие положений ключа управления и выключателя, необходимое для пуска реле времени КТ. Его контакт КТ.1, размыкаясь без выдержки времени, включает резистор R1, обеспечивая термическую стойкость реле, а контакт КТ.2 с заданной выдержкой времени подключает обмотку KL1.2 промежуточного реле к конденсатору С1. Вследствие разряда конденсатора реле KL1 срабатывает и замыкает контакт KL1.1 в цепи контактора включения выключателя КМ, в которую включена последовательная обмотка KL1.1 реле. Она удерживает реле KL1 в возбужденном состоянии до полного включения выключателя. При успешном АПВ выключатель остается во включенном положении. Действие устройства АПВ фиксируется указательным реле КН.

Схема становится готовой к новому повторному действию после заряда конденсатора С1. Время заряда принимается t_АПВ2 =20с. При этом обеспечивается однократность действия устройства АПВ, так как конденсатор заряжается только при включенном положении выключателя. Включения выключателя при не успешном АПВ не происходит.

В схему УАПВ включено двухобмоточное реле блокировки KBS с замедленным возвратом t_В.Р. =0,3... 0,4 с. Замедление достигается закорачиванием последовательной обмотки KBS.2 реле его замыкающим контактом KBS.3 (рис.9.2,б). Реле предназначается для предотвращения многократных включений выключателя при неисправностях в оперативных цепях, например при сваривании контакта KL1.1. В таких случаях при первом воздействии на отключение выключателя реле KBS срабатывает и самоудерживается контактом KBS.1 в цепи обмотки KBS.1, а его контакт KBS.2 размыкает цепь контактора КМ электромагнита включения YAC выключателя.

 

Рис.9.2. Схема устройства АПВ на выпрямленном оперативном токе с использованием реле РПВ-358.

Выбор устройства АВР.

 

Требования к устройствам АВР.

В системах электроснабжения при наличии двух (и более) источников питания часто целесооб­разно работать по разомкнутой схеме. При этом все источники включены, но не связаны между собой, каждый из них обеспечивает питание выделенных потребителей. Такой режим работы се­ти объясняется необходимостью уменьшить ток КЗ, упростить релейную защиту, создать необходимый режим по напряжению, уменьшить потери электроэнергии и т. п. Однако при этом надеж­ность электроснабжения в разомкнутых сетях оказывается более низкой, чем в замкнутых, так как отключение единственного источника приводит к прекращению питания всех его потребителей. Электроснабжение потребителей, потерявших питание, можно вос­становить автоматическим подключением к другому источнику питания с помощью устройства автоматического включения ре­зервного источника (УАВР).

Применяют различные схемы УАВР, однако все они должны удовлетворять изложенным ниже основным требованиям.

1) Находиться в состоянии постоянной готовности к действию и срабатывать при прекращении питания потребителей по любой причине и наличии нормального напряжения на другом, резервном для данных потребителей источнике питания. Чтобы не допустить включения резервного источника на короткое замыкание, линия рабочего источника к моменту действия УАВР должна быть от­ключена выключателем со стороны шин потребителей. Отключенное состояние этого выключателя контролируется его вспомога­тельными контактами или реле положения, и эти контакты должны быть использованы в схеме включения выключателя резервного ис­точника. Признаком прекращения питания является исчезнове­ние напряжения на шинах потребителей, поэтому воздействующей величиной устройства АВР обычно является напряжение. При снижении напряжения до определенного значения УАВР приходит к действие.

2) Иметь минимально возможное время срабатывания t_АВР1. Это необходимо для сокращения продолжительности перерыва пи­тания потребителей и обеспечения самозапуска электродвигате­лей. Минимальное время t_АВР1 определяется необходимостью ис­ключить срабатывания УАВР при коротких замыканиях на эле­ментах сети, связанных с рабочим источником питания, если при этом напряжение на резервируемых шинах станет ниже напряже­ния срабатывания устройства АВР. Эти повреждения отключа­ются быстродействующими защитами поврежденных элементов. При выборе выдержки времени необходимо также согласовывать действие УАВР с действием УАПВ и с действием других уст­ройств АВР, расположенных ближе к рабочему источнику пита­ния.

3) Обладать однократностью действия, что необходимо для предотвращения многократного включения резервного источника на устойчивое короткое замыкание.

4)Обеспечивать вместе с защитой быстрое отключение резерв­ного источника питания и его потребителей от поврежденной ре­зервируемой секции шин и тем самым сохранять их нормальную работу. Для этого предусматривается ускорение защиты после АВР.

5)Не допускать опасных несинхронных включений синхронных электродвигателей и перегрузок оборудования.

 

В зависимости от конструкции коммутационного аппарата, схе­мы электроснабжения и ее номинального напряжения основные требования к устройствам АВР выполняются по-разному (напри­мер, сетевые УАВР, устройства АВР в сетях напряжением до 1 кВ).

Напряжение питания пускового органа напряжения ПОН для реле минимального напряжения выбирается так, чтобы он срабатывал только при полном исчезновении напряжения на шинах и не реагировал на понижения напряжения от внешних к.з. и от самозапуска двигателей. При этом надо учитывать термическую устойчивость стандартных реле напряжения.

Работа схемы АВР.

 

Примем АВР на постоянном оперативном токе, как наиболее подходящую для промышленного предприятия. Причем цепи катушек включения питаются от отдельных шинок EY из-за больших токов, потребляемых катушками включения масляных выключателей.

Поводом для начала работы АВР может быть отключение выключателя Q1 или Q2, либо исчезновение напряжения на шинах любой из секций.

Исходное состояние схемы:

- Q1 и Q2 – включены, Q3 – отключен;

- контакты реле положения выключателя «включено» KQC1.1, KQC1.2 – замкнуты;

- контакты реле положения выключателя «отключено» KQT1.1, KQT1.2 - разомкнуты.

При отключении, например, Q1 переключаются механические блокировки этого выключателя: Q1.2 – замыкается, Q1.1- размыкается. Теряет питание реле KQC1 и получает питание реле KQT1. Замыкается контакт KQT1.1, а контакт KQC1.1 размыкается не сразу, а с выдержкой времени t_ов. На это время возникает цепь на соленоид включения YAC выключателя Q3. Если Q3 оказывается включенным на к.з. и защита его отключает, то второго включения не будет, так как контакт KQC1.1 к этому времени будет разомкнут. Так обеспечивается однократность действия АВР.

При исчезновении напряжения на шинах работает пусковой орган ПОН на реле минимального напряжения KV1, KV2 и реле максимального напряжения на KV6. Через выдержку времени t_пон замыкаются контакты реле KT1, которые создают цепь на отключение выключателя Q1. После этого схема работает с начала.

 

Рис.9.3. Схема устройства автоматического включения

секционного выключателя на постоянном оперативном токе
Заключение

В курсовом проекте произведен расчет токов короткого замыкания трехфазных и двухфазных к.з. Выбран объем и перечень релейной защиты всех элементов системы электроснабжения.

Произведен расчет уставок реле токовых, дифференциальных, напряжения для защит элементов согласно задания. Определены выдержки времени для соответствующих реле.

Выбраны реле и соответствующие им трансформаторы тока.

Проверена чувствительность применяемых защит.

Разработаны полные схемы защит объектов согласно заданию.

Разработаны системы АПВ и АВР, выбраны уставки их срабатывания, место установки; описаны принципы их работы.

Список литературы

1. Попик В.А., Булатов Ю.Н. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. Учебное пособие. – БрГУ, 2011;

 

2. Попик В.А., Громова Т.Н. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. Методические указания. – БГУ, 2006;

 

3. Попик В.А.Дифференциальная защита понижающих трансформаторов (примеры расчетов). Методические указания. – БрГТУ, 2004;

 

4. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. – М.: Высшая школа, 1991;