Итог по защитам типовых присоединений 6(10) кВ

Приветствую коллеги.

Сегодня мы завершаем рассмотрение защит и автоматики типовых присоединений 6(10) кВ. Проведем небольшую работу над ошибками по прошлым статьям и добавим на схемы недостающие элементы.

Хочу сказать большое спасибо всем, кто комментировал, давал советы и подсказывал моменты, которые я упустил. Без вас эта работа была бы неполной.

Ну, а теперь давайте рассмотрим дополнительные функции, которые будут внесены в финальный отчет.

 

Защита от обрыва фаз линии (ЗОФ)

Предложение Дмитрия Актаева

В изначальном варианте я учитывал ее (защита от неполнофазного режима) только в двигателях 6(10) кВ, но по-сути она будет полезна и на линиях.

ЗОФ обычно выполняется при помощи контроля токов обратной последовательности, которые появляются при обрыве одной ли двух фаз. Наличие I2, при отсутствии аварийных токов, говорит либо о сильно несимметричной нагрузке, либо об обрыве провода. На 6(10) кВ нет однофазной нагрузки поэтому за исключением каких-то особенных случае (выпрямительная нагрузки, тяговые ПС и т.д.) сама нагрузка хорошо симметрирована за счет трехфазного исполнения и конструкции понижающих силовых трансформаторов. Поэтому признак по I2 для ЗОФ достаточно надежный.

Данная защита будет добавлена в качестве опциональной на линии 6(10) кВ.

 

Контроль цепей напряжения (КЦН)

Предложение Александра Ряжских

Здесь стоит отметить, что контроль цепей напряжения обычно входит в состав тех защит и автоматики, где есть цепи напряжения (дистанционные, направленные, АВР и т.д.) В случае нарушения цепей напряжения КЦН должен блокировать защиту или переводить ее в ненаправленный режим.

Здесь же речь идет об алгоритме КЦН в терминале ТН (10) кВ, который я упустил из виду, когда писал соответствующую статью. Этот алгоритм обычно действует на сигнализацию, для привлечения дежурного и оперативного персонала.

По принципу действия самым надежным наверное является алгоритм КЦН на сравнении суммы фазных напряжений и напряжения 3Uo c одного ТН. Если есть существенная разница между этими величинами, то возможно произошел обрыв провода.

Полное отключение цепей ТН контролируют через блок-контакт автомата питания шинок ТН (через дискретный вход). Также существуют и другие алгоримты КЦН, но их мы сейчас рассматривать не будет.

Стоит отметить, что данная функция может быть реализована и в других терминалах с цепями напряжения (например, на вводных терминалах), но в ТН это делать удобнее

КЦН будет добавлен в защиты и автоматику ТН 6(10) кВ.

 

Защита минимального напряжения БСК 6(10) кВ

Предложение Александра Ряжских

Защита минимального напряжения, которая отключает БСК при исчезновении напряжения на секции (например, при потере питания или отключении ввода). Требуется для того, чтобы не включить неразряженную батарею, например, при включении по АВР.

ЗМН будет внесена в обязательные функции защит БСК 6(10) кВ

 

Небалансная защита БСК 6(10) кВ

Предложение Константина

Небалансная защита БСК основана на измерении токов между симметричными секциями установок, собранных в двойную звезду. При пробое отдельного конденсатора баланс сопротивлений секций нарушается и между ними начинает протекать ток, который и фиксирует небалансная защита.

Обычно данная защита используется для БСК 110 кВ и выше, но сегодня в проектах начинают появляться БСК 6(10) кВ аналогичной конструкции.

Небалансная защита будет внесена в опциональные функции защит БСК 6(10) кВ, для компенсирующих установок по схеме «двойная звезда».

 

Защита от двойных замыканий на землю на двигателях 6(10) кВ

Предложение Александра Ряжских

Защиту от двойных замыканий на землю в принципе может выполнять и трехтрансформаторная МТЗ, которая чаще всего и применяется в современных проектах. Однако, если схема двухтрансформаторная, то защиту от данного вида повреждения должна выполнять защита нулевой последовательности, которая подключается к ТТНП.

Обычно двойные замыкания на землю устраняет защита от ОЗЗ, но если она выполняется с выдержкой времени, то добавляют отдельную степень (или реле), которое настраивается с бОльшим током, но уже без выдержки времени. На ОЗЗ и переходные процессы оно не действует, но большие токи КЗ через землю чувствует.

Защита от двойных замыканий на землю будет добавлена для всех двигателей 6(10) кВ, как опциональная.

 

На этом все. Осталось только отредактировать схемы и собрать итоговый документ. Как будет готово — сообщу.

Кстати, первыми PDF-отчет получать те, кто подписался на одну из наших почтовых рассылок. Позже выложу все на сайте.

Всем хорошей рабочей недели. Пока!

Защита от обрыва фазы

ЗУ от обрыва фазы устанавливаются в цепи фидера питания с берега и предназначены для его отключения при обрыве фазы. Тем самым исключается массовый выход из строя судовых 3-фазных АД вследствие перегрузки по току при работе в 1-фазном режиме. Этот вид защиты может быть построен на операционном усилителе DA типа 140УД1В (рис. 20.1, а).

Принцип действия ЗУ основан на сравнении двух напряжений: входного U_вх и опорного U_on, приложенных соответственно к инверсному 9 и прямому 10 входам. Напряжение U_вх получено при помощи схемы выпрямления на диодах VD1-VD3 и пропорционально току фидера питания с берега. Напряжение U_on создано током, протекающим по цепи: «+» 6,3 В — потенциометр RP1 — корпус, снимается с нижней части потенциометра. Дифференциальное входное напряжение U = U_вх — U_оп между входами 9 и 10 имеет полярность большего из этих напряжений.

При нормальном режиме работы береговой сети U_вх > U_on (рис. 41.2, б), поэтому напряжение U имеет полярность: «+» на входе 9, «-» на входе 10. Через входы усилителя DA протекает ток по цепи: «+» схемы выпрямления — R4- вход 9 — вход 10 — R5-RP1 — «-» схемы выпрямления. На выходе усилителя DA существует небольшое отрицательное напряжение U_вых1 (рис. 20.1, в), недостаточное для включения реле KV1.

При обрыве фазы токи в исправных фазах одинаковы по значению и сдвинуты на 180°. При этом в промежутках времени t входное напряжение уменьшается до значения

U_вх < U_on (рис. 9.4, г), вследствие чего полярность напряжения U изменяется на обратную. Через входы усилителя DA потечет ток обратного направления по цепи: «+» 6,3 В -верхняя часть RP1-R5 — вход 10 — вход 9 — VD4 — корпус. На выходе усилителя DA напряжение скачком изменится от U_вых1 до U_вых2 (рис. 2, д). При этом включается реле KV1, замыкающее свои контакты в цепи независимого расцепителя АВ питания с берега, который отключает береговую сеть от судна.

Диодный ограничитель напряжения на диоде VD4 предназначен для ограничения напряжения на входе 9 до безопасного значения при токах перегрузки и КЗ в цепи фидера питания с берега. При номинальном токе фидера ток через VD4 не протекает, так как прямое напряжение на диоде меньше порогового, при котором диод открыт. При увеличении тока в цепи фидера увеличивается выпрямленное диодами VD1-VD3 напряжение, вследствие чего напряжение на R4 становится больше порогового. Через резистор R4 и открытый диод протекает ток, создающий на VD4 практически неизменное напряжение. Последнее объясняется тем, что при увеличении выпрямленного напряжения одновременно возрастает падение напряжения на R4.

Рисунок 20.1 – Принципиальная схема защитного устройства от обрыва фазы (в) и графики напряжений (б, в, г, д)

Избирательность защиты электрических сетей. Это свойство защиты состоит в отключении в кратчайшее время поврежденного участка сети с сохранением бесперебойного снабжения электроэнергией остальных. Пусть работу приемников электроэнергии обеспечивает генератор G2, а генератор G1 отключен (рис. 20.2, а). Включены АВ: генератора QF4, секционный QF3, распределительного щита QF2 и отдельного приемника QF1. Точками К1-К4 обозначены возможные места (ступени) КЗ. При КЗ на любой из ступеней должен отключиться только один из перечисленных АВ. Избирательность защиты сети можно получить настройкой ЗУ по времени отключения или току срабатывания.

Рисунок 20.2. Избирательная защита участков электрической сети: а — принципиальная схема; б — временная диаграмма

Избирательность защиты по времени отключения достигается при выполнении условия t₁ < t₂ < … < t_n, где t₁ t₂, . . ., t_n — время отключения АВ на соответствующем участке сети. Таким образом, быстрее остальных должен отключаться АВ, наиболее удаленный от генератора. Например, при КЗ в точке К1 первым должен отключиться выключатель QF1 (рис. 20.2, б). Нарушение этого условия приводит к необоснованному отключению неповрежденных участков сети и затрудняет поиск поврежденного участка.

Избирательность защиты по времени невозможно обеспечить при помощи установочных АВ, отключающих токи КЗ практически мгновенно, так как собственное время срабатывания всех аппаратов этого типа примерно одинаково и не регулируется. Поэтому установочные АВ применяют для защиты наиболее удаленных от генераторов участков электрической сети (в основном фидеров с приемниками электроэнергии). Создать систему избирательной защиты по времени позволяют селективные АВ типов AM и АМ-М, снабженные замедлителями расцепления с уставками на срабатывание в зоне токов КЗ: 0,18; 0,38; 0,63 и 1,0 с. Указанные уставки обеспечивают возможность построения 5-ступенной системы защиты по времени при условии, что на последней ступени применен установочный АВ с собственным временем срабатывания t_авт < 0,03 с.

Избирательность по времени можно получить при помощи предохранителей. Для этого необходимо, чтобы номинальные токи плавких вставок предохранителей на защищенных смежных участках сети отличались не менее чем на 3-4 ступени применяемого рода номинальных токов: 6, 10, 15, 20, 25, 60, 80, 100, 125, 160, 200, 225, 300, 350, 430, 500 и 600 А.

Избирательность защиты по току срабатывания достигается при выполнении условия i₁ < i₂ < . . . < i_n, где i₁, i₂. ….. i_n — токи срабатывания (отключения) ЗУ на отдельных участках сети. Таким образом, ток отключения ЗУ должен уменьшаться по ступеням защиты в направлении от источника электроэнергии к приемникам. Однако практически добиться полной избирательности по току не всегда возможно вследствие того, что токи КЗ отдельных участков электрической сети могут достигать значений, при которых происходит одновременное отключение АВ на двух-трех защищаемых смежных участках.

Защита от обрыва фазы

ЗУ от обрыва фазы устанавливаются в цепи фидера питания с берега и предназначены для его отключения при обрыве фазы. Тем самым исключается массовый выход из строя судовых 3-фазных АД вследствие перегрузки по току при работе в 1-фазном режиме. Этот вид защиты может быть построен на операционном усилителе DA типа 140УД1В (рис. 20.1, а).

Принцип действия ЗУ основан на сравнении двух напряжений: входного U_вх и опорного U_on, приложенных соответственно к инверсному 9 и прямому 10 входам. Напряжение U_вх получено при помощи схемы выпрямления на диодах VD1-VD3 и пропорционально току фидера питания с берега. Напряжение U_on создано током, протекающим по цепи: «+» 6,3 В — потенциометр RP1 — корпус, снимается с нижней части потенциометра. Дифференциальное входное напряжение U = U_вх — U_оп между входами 9 и 10 имеет полярность большего из этих напряжений.

При нормальном режиме работы береговой сети U_вх > U_on (рис. 41.2, б), поэтому напряжение U имеет полярность: «+» на входе 9, «-» на входе 10. Через входы усилителя DA протекает ток по цепи: «+» схемы выпрямления — R4- вход 9 — вход 10 — R5-RP1 — «-» схемы выпрямления. На выходе усилителя DA существует небольшое отрицательное напряжение U_вых1 (рис. 20.1, в), недостаточное для включения реле KV1.

При обрыве фазы токи в исправных фазах одинаковы по значению и сдвинуты на 180°. При этом в промежутках времени t входное напряжение уменьшается до значения U_вх < U_on (рис. 9.4, г), вследствие чего полярность напряжения U изменяется на обратную. Через входы усилителя DA потечет ток обратного направления по цепи: «+» 6,3 В -верхняя часть RP1-R5 — вход 10 — вход 9 — VD4 — корпус. На выходе усилителя DA напряжение скачком изменится от U_вых1 до U_вых2 (рис. 2, д). При этом включается реле KV1, замыкающее свои контакты в цепи независимого расцепителя АВ питания с берега, который отключает береговую сеть от судна.

Диодный ограничитель напряжения на диоде VD4 предназначен для ограничения напряжения на входе 9 до безопасного значения при токах перегрузки и КЗ в цепи фидера питания с берега. При номинальном токе фидера ток через VD4 не протекает, так как прямое напряжение на диоде меньше порогового, при котором диод открыт. При увеличении тока в цепи фидера увеличивается выпрямленное диодами VD1-VD3 напряжение, вследствие чего напряжение на R4 становится больше порогового. Через резистор R4 и открытый диод протекает ток, создающий на VD4 практически неизменное напряжение. Последнее объясняется тем, что при увеличении выпрямленного напряжения одновременно возрастает падение напряжения на R4.

Рисунок 20.1 – Принципиальная схема защитного устройства от обрыва фазы (в) и графики напряжений (б, в, г, д)

Избирательность защиты электрических сетей. Это свойство защиты состоит в отключении в кратчайшее время поврежденного участка сети с сохранением бесперебойного снабжения электроэнергией остальных. Избирательность защиты сети можно получить настройкой защитных устройств (ЗУ) по времени отключения или току срабатывания.

I.2. Исследование работы защиты от несимметрии (обрыва) фаз

I.2.1. Краткие теоритические сведения

Устройство защиты SPAC801 обеспечивает защиту от несимметрии (обрыва) фаз. Блок сравнивает минимальный и максимальные фазные токи и определяет разницу между ними по формуле:

(I.2.1)

Защита от обрыва фаз не работает при токах, меньших 0,1×I_N[2]. Характеристики защиты от несимметрии (обрыва) фаз, реализуемой в устройствеSPAC801, приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Характеристики защиты

Уставка	Диапазон уставок
	по току	по времени
I%	10…100 % IN	1…300 c

Защита запускается, если разница между токами превышает значение уставки ∆I. Через время, определяемое уставкой по времени срабатыванияt>, происходит срабатывание защиты. Благодаря установке программных переключателей сигналы запуска и срабатывания могут выдаваться на требуемые выходные реле.

С помощью программных переключателей защита от обрыва фаз может быть выведена из работы. При этом на дисплее вместо соответствующих уставок показываются символы «- — -».

I.2.2. Порядок проведения исследования

1.Выставьте в исходное положение, если ранее это не было сделано, органы управления стендом:

— поставьте тумблер SA3 в положение 2;

— поставьте тумблер SA5 в положение 1;

— поставьте тумблер SA6 в положение 0;

— соедините клеммы Ia,Ib,Icи 0 с помощью четырех проводов с соответствующими клеммами трансформаторов тока;

— включите автоматические выключатели А1 и А2;

— включите вводной Q1 и фидерныйQ2 выключатели с помощью кнопок “ВКЛ”;

2. В соответствии со значением уставки по несимметрии фазных токов в выданном варианте задания (см. Приложение І.1) и выбранной самостоятельно уставке по времени срабатывания защиты, необходимо выставить данные уставки в устройство защитыSPAC801 согласно методике, описанной выше в п.1.2(11).

3.Выставьте заведомо завышенные значения уставок по току срабатывания защиты от междуфазных замыканий, тем самым загрубив основную токовую защиту, для проведения исследований с защитой от несимметрии фаз.

4.Установите тумблерSA3 в положение 1 и отрегулируйте с помощью реостатов блока нагрузки значения несимметрии токов по фазам меньше, чем ранее выставленная уставка, и переведите тумблерSA5 в положение 2. Защита не должна срабатывать. Зафиксируйте параметры данного опыта в таблице исследований (аналогично табл. 1.5).

5.Поставьте тумблерSA5 в положение 1.

6. С помощью реостатов блока нагрузки выставьте новое значение несимметрии по двум фазам, больше значения уставки, и переведите тумблерSA5 в положение 2. При этом проследите за срабатыванием защиты и отключением выключателяQ2. Проконтролируйте за отображением индикации на блоках измерения и управления, а также показания секундомера. Внесите полученные данные в таблицу исследований.

7.Поставьте органы управлением стенда в исходное состояние:

— поставьте тумблер SA5 в положение 1;

— поставьте тумблер SA3 в положение 2;

— включите выключатель Q2 с помощью кнопки “ВКЛ”;

8.Подсоедините устройство защиты к исследуемой линии поставив тумблерSA5 в положение 2, тем самым устройство контролирует нормальный режим работы линии. Сымитируйте обрыв одной из фаз с мощью тумблераSA2. При этом должна сработать защита от обрыва фаз. Параметры опыта внесите в таблицу исследований.

І.3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ (ОЗЗ)

І.3.1. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Наиболее распространенным видом повреждений в сетях 6-35 кВ являются однофазные замыкания на землю (до 90% всех замыканий), которые не сопровождаются большими токами. Весьма часто эти повреждения являются первопричиной аварий, сопровождающихся значительным экономическим ущербом и создающих опасность для жизни эксплутационного персонала [5].

В электрических сетях напряжением 6-35 кВ ключевой проблемой для выбора принципов и типов устройств защиты от замыканий на землю является способ заземления нейтрали (режим заземления нейтрали). В России в этих сетях используются, главным образом, либо режим «Изолированная нейтраль», либо режим «Резонансно-заземленная нейтраль». В лабораторном стенде “Микропроцессорная защита ЛЭП” моделируется система электроснабжения с изолированной нейтралью.

Как видно из рис. І.3.1 фазы всех линий имеют емкость С по отношению к земле (условно они показаны сосредоточенными в одной точке линии). На поврежденной линии емкости фаз обозначены , а на неповрежденной линии, которая представляет всю остальную электрически связанную сеть –. От емкостии емкости зависит значение суммарного емкостного тока сети.

При металлическом 033 в точке К₁на фазеАчерез место повреждения будет проходить суммарный ток, определяемый емкостями неповрежденных фаз всей сети (емкость поврежденной фазы в создании этого тока не участвует, так как она зашунтирована в месте 033). Ток поврежденной фазы возвращается в сеть через емкости неповрежденных фаз (показано штриховыми линиями). Таким образом, реле защиты от 033, подключенное к поврежденной линии через специальный трансформатор тока нулевой последовательности кабельного типа (ТНП), реагирует на суммарный емкостной ток сети(за вычетом тока, определяемого емкостью поврежденной линии) [3].

Рис. I.3.1. Распределение емкостных токов при ОЗЗ в сети с изолированной нейтралью.

Токовая защита (ненаправленная) нулевой последовательности, используемая в устройстве SPAC801, реагирует на действующее значение полного тока нулевой последовательности промышленной частоты (3I₀).

Условие несрабатывания защиты при ОЗЗ на других ЛЭП (внешнем ОЗЗ):

(I.3.1)

где — коэффициент надёжности;

— коэффициент “броска”, учитывающий бросок емкостного тока в момент возникновения ОЗЗ, а также способность реле реагировать на него;

— ток ОЗЗ линии, зависящий от собственной емкости линии.

Примечание:Для применяемых усовершенствованных защит от ОЗЗ, например РТЗ-51 (полупроводниковой) рекомендуется. Для современных цифровых терминалов защиты от ОЗЗ серииSPACOM, в том числе устройстваSPAC801, можно принимать значение[3].

Несмотря на меньшее влияние броска емкостного тока на работу современных терминалов защиты при внешних ОЗЗ, не всегда возможно обеспечить селективность (избирательность) защиты в сети с изолированной нейтралью, особенно в сетях с нестабильной первичной схемой сети и, следовательно, периодически изменяющимися значениями собственных емкостных токов отдельных фидеров и суммарного емкостного тока, а также в сети с малым количеством фидеров.

Условие срабатывания защиты повреждённой линии:

(I 3.2)

где — общий ток однофазного замыкания на землю электрически связанных линий;

— коэффициент чувствительности.

Оба условия объединяет двойное неравенство:

(I 3.3)

Это неравенство является основой для расчета уставок защит от ОЗЗ всех ЛЭП данной сети и для проверки чувствительности этих защит.

Характеристики защиты от ОЗЗ, реализуемой в устройстве SPAC801, приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Защита от обрыва фазы

ЗУ от обрыва фазы устанавливаются в цепи фидера питания с берега и предназначены для его отключения при обрыве фазы. Тем самым исключается массовый выход из строя судовых 3-фазных АД вследствие перегрузки по току при работе в 1-фазном режиме. Этот вид защиты может быть построен на операционном усилителе DA типа 140УД1В (рис. 20.1, а).

Принцип действия ЗУ основан на сравнении двух напряжений: входного U_вх и опорного U_on, приложенных соответственно к инверсному 9 и прямому 10 входам. Напряжение U_вх получено при помощи схемы выпрямления на диодах VD1-VD3 и пропорционально току фидера питания с берега. Напряжение U_on создано током, протекающим по цепи: «+» 6,3 В — потенциометр RP1 — корпус, снимается с нижней части потенциометра. Дифференциальное входное напряжение U = U_вх — U_оп между входами 9 и 10 имеет полярность большего из этих напряжений.

При нормальном режиме работы береговой сети U_вх > U_on (рис. 41.2, б), поэтому напряжение U имеет полярность: «+» на входе 9, «-» на входе 10. Через входы усилителя DA протекает ток по цепи: «+» схемы выпрямления — R4- вход 9 — вход 10 — R5-RP1 — «-» схемы выпрямления. На выходе усилителя DA существует небольшое отрицательное напряжение U_вых1 (рис. 20.1, в), недостаточное для включения реле KV1.

При обрыве фазы токи в исправных фазах одинаковы по значению и сдвинуты на 180°. При этом в промежутках времени t входное напряжение уменьшается до значения U_вх < U_on (рис. 9.4, г), вследствие чего полярность напряжения U изменяется на обратную. Через входы усилителя DA потечет ток обратного направления по цепи: «+» 6,3 В -верхняя часть RP1-R5 — вход 10 — вход 9 — VD4 — корпус. На выходе усилителя DA напряжение скачком изменится от U_вых1 до U_вых2 (рис. 2, д). При этом включается реле KV1, замыкающее свои контакты в цепи независимого расцепителя АВ питания с берега, который отключает береговую сеть от судна.

Диодный ограничитель напряжения на диоде VD4 предназначен для ограничения напряжения на входе 9 до безопасного значения при токах перегрузки и КЗ в цепи фидера питания с берега. При номинальном токе фидера ток через VD4 не протекает, так как прямое напряжение на диоде меньше порогового, при котором диод открыт. При увеличении тока в цепи фидера увеличивается выпрямленное диодами VD1-VD3 напряжение, вследствие чего напряжение на R4 становится больше порогового. Через резистор R4 и открытый диод протекает ток, создающий на VD4 практически неизменное напряжение. Последнее объясняется тем, что при увеличении выпрямленного напряжения одновременно возрастает падение напряжения на R4.

Рисунок 20.1 – Принципиальная схема защитного устройства от обрыва фазы (в) и графики напряжений (б, в, г, д)

Избирательность защиты электрических сетей. Это свойство защиты состоит в отключении в кратчайшее время поврежденного участка сети с сохранением бесперебойного снабжения электроэнергией остальных. Избирательность защиты сети можно получить настройкой защитных устройств (ЗУ) по времени отключения или току срабатывания.

Защита ад от обрыва фазы

Неполнофазный режим (двухфазное питание) может возникнуть при питании с берега. При работе на двух фазах АД быстро перегреваются и выходят из строя.

В СЭЭС такую защиту выполняют не у каждого отдельного потребителя, а в целом для всей сети. Схемные решения устройств ЗОФН могут быть различны; рассмотрим схему с использованием соединения трансформаторов тока в открытый треугольник (зигзаг).

В полнофазном режиме реле Р находится под напряжением, контакт Р разомкнут, а независимый отключающий расцепитель ОР автомата питания с берега АПБ не имеет питания, АПБ включен. В данном режиме магнитная система ТТ насыщена, ЭДС вторичных обмоток несинусоидальна, первые гармоники компенсируются, а кратные трем – остаются; под их действием реле Р имеет питание.

При обрыве одной из фаз токи в оставшихся равны и сдвинуты по фазе на 180°, а ЭДС на выходе ТТ равна нулю, поэтому реле Р теряет питание, а контакт Р замыкается и включает под напряжение катушку ОР, АПБ отключается, судовая сеть СС отключается от береговой сети БС.

Устройство звуковой и световой сигнализации (УЗС-1)

Предназначено для использования в системах управления и защиты для контроля состояния цепей и устройств и сигнализации при возникновении неисправностей на контролируемых объектах.

Функциональный блок ФБ выдает питающие напряжения U₁=24 B, U₂=16 B.

КБ – контролирующий блок, формирует запускающий импульс и включает световую сигнализацию при срабатывании любого из блок-контактов контролируемых объектов или цепей (для УЗС-1 – 10 блок-контактов).

Исполнительный блок ИБ служит для включения звукового сигнала при подаче запускающего импульса от КБ.

ЗИ – запускающий импульс;

КС – кнопка «стоп»;

U_ЗВ. – напряжение, приложенное к звонку;

Тр – триггер;

СЛ – сигнальная лампа.

Систестемы автоматического управления генераторными агрегатами в сээс.

Для управления ГА по определённым алгоритмам используются системы дистанционного автоматического управления (ДАУ) ГА.

ДАУ первичных двигателей ГА выполняет следующие функции:

1. Подготовка к пуску ПД;

2. Пуск;

3. Измерение частоты вращения ПД;

4. Контроль параметров, защита;

5. Остановка ПД.

Использование ДАУ повышает стабильность управления ГА и позволяет исключить постоянное несение вахты в машинном отделении.

РУ

К – команда

РУ – ручное управление

ДАУ делятся по назначению ГА (ДАУ основных ГА, ДАУ аварийных ГА),

и по типу ПД (ДАУ дизель-генератора, ДАУ турбогенератора).

Дау дизель-генераторов (дау дг) дау основных дг

Функции:

1. поддержание ДГ в прогретом состоянии;

2. дистанционный пуск ДГ из холодного или прогретого состояния, и вывод на номинальную частоту с выдачей сигнала о готовности приёманагрузки;

3. защита ДГ при аварийном отключении параметров (Давление масла, давление воды, их температура, частота вращения) с выдачей сигнала расшифровки причин неисправности

4. выдача предупредительных сигналов о состоянии параметров ДГ

5. дистанционная остановка по специпльной программе

6. аварийная (экстренная) остановка ДГ.

В настоящее время получают распространение интегрированные системы ДАУ ДГ, которые выполняют, кроме простейших функций, синхронизацию генераторов, включение на параллельную работу с последующим распределением нагрузки.

Такие системы ДАУ ДГ , как правило,встраиваются в генераторнуюсекцию ГРЩ и строятся на основе специализированныхпрограммных контроллеров.

предпочтительным является вариант унификации программно-аппаратных средств системы ДАУ ДГ и обще судовой АСУ ТЛ. В этом случае СУ СЭЭС и ДАУ ДГ являются подсистемами распределённой АСУ ДЛ судна с унификацией аппаратных и программных средств всех подсистем управления судовыми объектами.

Структура ДАУ ДГ:

,

БУ — блок управления

ОПУ — основной пункт управления

ВПУ — выносной пульт управления

БП — блок питания (обеспечивает питание 127 и 24 В.)

Все блоки, кроме ВПУ, устанавливаются в машинном отделении около ДГ.

На ОПУ расположены органы управления и табло световой сигнализации. ВПУ дублирует ОПУ.

БУ включает в себя:

— выходные устройства 10;

— блоки стабилизированного питания 1 и3;

— блоки контроля времени 2;

— блок пуска 4;

— блок остановки 5;

— блоки не отключаемых элементов 6;

— блоки аварийной защиты 7;

— усилители 8 и 9;

— датчики 11;

— исполнительный органы 12ю

Блоки 1 и 3 — выдают стабиллизированноеое напряжение 12 В.

Блок 2 — обеспечивает временные задержки для контроля длительности операций пуска или остановки ДГ.

Блок 4 — контролирует пусковые операции (проворачивание, прокатку масла, прогрев, выход на номинальную частоту)

Блок 5 — контролирует отключение нагрузки, снятие частоты вращения, остановку, отключение, охлаждение и т.д.

Блок 6 — логические элементы, с которых не снимается питание при номинальной работе ДГ (датчики давления масла при прокатке перед пуском ; сигналы на включение питания к блокам системы исполнительных органов экстренной остановки).

Блок 7 — останавливает дизель при недопустимом снижении давлении масла или воды, недопустимом повышении температуры масла или воды, аварийной частоты вращения.

Блок 8 – согласовывает характеристику БУ с исполнительными блоками ДГ.

Защита ВЛ 6-35 кВ при ОЗЗ и при разрыве фазы

Однофазные замыкания на землю (О33) на воздушных линиях (ВЛ) напряжением 6-35 кВ могут возникать при падении провода на землю, пробое изоляции, при касании проводом посторонних предметов.

ВЛ, как правило, не имеет защиты от разрыва фазы и падении провода на землю и от ОЗЗ с действием на отключение. В ПУЭ отсутствует требование о необходимости выполнения защиты от разрыва фазы.

Разрыв фазы вызывает появление токов обратной последовательности, оказывающих тепловое и механическое действие на электродвигатели, вплоть до их массового повреждения, выходу из строя другого оборудования, повышение напряжения.

Поиск «земли» осуществляется путем поочередного отключения ВЛ, что является анахронизмом XX века. Действие защиты от ОЗЗ на сигнал может при вести к возникновению опасных напряжений . Особенно это опасно в сельской местности и в густонаселенных районах города.

ОЗЗ может существовать неопределенно долгое время, повышая вероятность поражения людей и животных. Если ОЗЗ длительно не отключается, возникает опасность возникновения двойных и многоместных замыканий на землю (ДЗЗ и МЗЗ).

Существенно повышается вероятность возникновения пожаров, например, из-за возникновения высокотемпературной дуги в месте ОЗЗ.

В результате длительного протекания тока ОЗЗ грунт возле опоры высыхает, растет его сопротивление, в результате чего увеличивается опасность поражения людей и животных напряжением прикосновения.

При ОЗЗ возникают переходные сопротивления порядка нескольких килоом. Напряжение и токи нулевой последовательности при этом сильно уменьшаются, причем степень снижения рабочих сигналов, на которые реагируют защиты, зависит от величины переходного сопротивления и основных характеристик сети (емкость относительно земли, сопротивление заземляю щ его устройства и т.д.).

При больших переходных сопротивлениях рабочие сигналы защиты от ОЗЗ становятся соизмеримыми с небалансами, существующими в сети, от которых защита должна быть отстроена.

Выходом из создавшегося положения может служить кратковременное глухое заземление нейтрали 35 кВ силового трансформатора или при помощи трансформатора заземления нейтрали (ТЗН) [1].

При замыкании фазы на землю возникает ограниченный индуктивным сопротивлением ТЗН ток однофазного короткого замыкания (ОКЗ), который существенно повышает чувствительность защиты . Мощность ТЗН должна быть выбрана таким образом, чтоб была обеспечена чувствительность защиты при ОКЗ в конце ВЛ и чувствительность индикаторов повреждений.

Следует указать, что при переходе ОЗЗ в ДЗЗ ток КЗ составляет несколько килоампер. Однако, сопротивление заземляющего устойства выбирается по току ОЗЗ , а не по току ДЗЗ.

При действии защит на отключение всех присоединений предусматривается постоянное глухое заземление нейтрали. Кратковременное глухое заземление не исключает резистивного заземления нейтрали для ограничения перенапряжений уменьшая напряжение смещения нейтрали [2].

Выводы:

1. Для обеспечения чувствительности при замыкании на землю, повышения электробезопасности, локализации аварии, уменьшение вероятности перехода ОЗЗ в двойные замыкания на землю и многоместных замыканий на землю, для возможности определения места замыкания, целесообразно кратковременное или постоянное глухое заземление нейтрали с действием защиты на отключение.
2. Необходимо разработать технический регламент по электробезопасности, заземлению электроустановок, нейтралей в сетях 6 -10 кВ при действии защиты при ОКЗ на отключение.
3. Необходимо предусмотреть защиту от разрыва фазы с действием на отключение. Защита должна действовать при ОКЗ и при падении провода на землю.
4. Необходимо внести изменения в ПУЭ, предусмотрев действие защиты на ВЛ от ОКЗ и при разрыве фазы на отключение.
5. Для исключения феррорезонансных процессов и ограничение перенапряжения при самопроизвольном смещении нейтрали необходимо предусмотреть резистивное заземление нейтрали в случае кратковременного заземления нейтрали.

Литература:

1. Халилов Ф .Х., Евдокуиин Г.Л., Таджибаев А.И. Защита сетей 6 -35 кВ от перенапряжений //Санкт-Петербург. — 2001.
2. Кужеков С., Хмитчев В. Предотвращение многоместных повреждений КЛ 6 -10 кВ с помощью кратковременного низкоомного индуктивного заземления нейтрали // Новости Электро-Техники. — 2011. — 3(63)

Поделиться в социальных сетях