Защита сборных шин. Виды повреждений шин. Дифференциальная защита шин. Неполная дифференциальная защита шин. Автоматическое повторное включение шин. Особенности АПВ шин. Логическая защита шин (ЛЗШ).
Ответ:К числу наиболее характерных причин, вызывающих к. з. на шинах, следует отнести: перекрытие шинных изоляторов и вводов выключателей; повреждение трансформаторов напряжения и установленных между шинами и выключателями трансформаторов тока; поломка изоляторов разъединителей и воздушных выключателей во время операций с ними; ошибка обслуживающего персонала при переключениях в распределительных устройствах.
В качестве защит на генераторах и трансформаторах служат защиты от внешних к. з., а на линиях — максимальные или дистанционные защиты, однако эти защиты работают при к. з. на шинах с выдержкой времени, имеющей иногда значительную величину.
В таких случаях появляется необходимость в применении специальных защит шин, способных отключать повреждения на них без выдержки времени. Специальные защиты шин применяются в тех случаях, когда защита присоединений не в состоянии обеспечить необходимого быстродействия или селективности. В настоящее время в качестве быстродействующей и селективной защиты шин получила повсеместное распространение защита, основанная на дифференциальном принципе. На трансформаторах и секционных выключателях, питающих шины, у которых отходящие линии имеют реакторы, в качестве специальной защиты шин применяются токовые отсечки и дистанционные защиты.
Логическая защита шин (ЛЗШ) может использоваться как в открытых, так и в комплектных распредустройствах. На первом рисунке приведена простейшая схема логической защиты шин в комплексе с МТЗ на вводе 10 кВ. При КЗ на шинах или на отходящей линии пускается защита на вводе от питающего трансформатора (срабатывает реле KA). МТЗ на вводе отстроена по времени от защит отходящих линий и действует на отключение выключателя в двух случаях: отказе защит или выключателя отходящей линии; коротком замыкании на сборных шинах.
Но отстройка по времени от защит отходящих линий затягивает отключение повреждения и приводит к излишнему повреждению оборудования. Для обеспечения достаточно быстрого и селективного отключения можно выполнить дополнительную цепочку из последовательно включенных контактов токовых реле отходящих линий.
При коротком замыкании на любой отходящей линии (КЛ1 – КЛn) срабатывает токовое реле KA1 в ее схеме и токовое реле KA в схеме ввода. Контактами KA1 блокируется действие защиты на реле KL. При КЗ на шинах срабатывает реле KA в схеме ввода и нет срабатывания ни одного из реле KA1 в схемах отходящих линий. Реле KL срабатывает и действует на отключение выключателя ввода с запретом АПВ. Схема достаточно простая, но имеет ряд недостатков: 1)При выводе в проверку защиты любого присоединения разрывается вся цепь, защита выводится из работы. 2)Большое количество последовательно соединенных элементов снижает надежность схемы в целом. Нарушение контакта в любом токовом реле или в соединительных проводах приводит к отказу защиты.
Более удобна и надежна схема, приведенная на следующем рисунке. Токовые реле всех отходящих линий соединены параллельно. Для исключения случайного срабатывания защиты при проверках РЗА присоединений включается последовательно с контактами собственных выключателей. В данном случае реле KL выступает в роли блокирующего.
28)Автоматическое повторное включение. Назначение АПВ. Классификация АПВ. Осовные требования к устройствам АПВ. Выбор выдержек времени АПВ. Двухкратное АПВ.
Ответ:Многолетний опыт эксплуатации линий электропередачи показал, что значительная часть КЗ, вызванных перекрытием изоляции, схлестыванием проводов и другими причинами, при достаточно быстром отключении линий релейной защитой, самоустраняется. При этом электрическая дуга, возникшая в месте КЗ, гаснет, не успев вызвать существенных разрушений, препятствующих повторному включению линий под напряжение. Такие самоустраняющиеся повреждения называются неустойчивыми. Согласно ПУЭ обязательно применение АПВ – на всех воздушных и смешанных (кабельно-воздушных) линиях напряжением выше 1000 В. АПВ восстанавливает нормальную схему также и в тех случаях, когда отключение выключателя происходит вследствие ошибки персонала или ложного действия РЗ. Наиболее эффективно применение АПВ на линиях с односторонним питанием, так как в этих случаях каждое успешное действие АПВ восстанавливает питание потребителей.
Классификация АПВ: Основные требования к устройствам АПВ. В эксплуатации получили применение следующие виды АПВ: трехфазные, осуществляющие включение трех фаз выключателя после его отключения релейной защитой; однофазные, осуществляющие включение одной фазы выключателя, отключенной релейной защитой при однофазном КЗ; комбинированные, осуществляющие включение трех фаз при междуфазных повреждениях или одной фазы при однофазных КЗ.
Трехфазные АПВ в свою очередь подразделяются на несколько видов: простые (ТАПВ), быстродействующие (БАПВ), с проверкой наличия напряжения (АПВНН) или отсутствия напряжения (АПВОН), с ожиданием синхронизма (АПВОС), с улавливанием синхронизма (АПВУС) и др.
По виду оборудования, на которое действием АПВ повторно подается напряжение, различают: АПВ линий, АПВ шин, АПВ трансформаторов, АПВ двигателей.
По числу циклов (кратности действия) АПВ различают: АПВ однократного действия, АПВ многократного действия. 
, (20.1)
где t гп– время готовности привода, которое составляет 0,2-1,0 с для различных типов приводов; tзап = 0,3-0,5 с – время запаса, учитывающее погрешность реле времени АПВ.
29)Автоматический ввод резерва (АВР). Назначение АВР. Основные требования к устройствам АВР. Принцип действия АВР. Пусковые органы минимального напряжения. Расчет уставок АВР.
Ответ:Назначение АВР: Схемы электрических соединений энергосистем и отдельных электроустановок должны обеспечивать надежность электроснабжения потребителей. Высокую степень надежности обеспечивают схемы питания одновременно от двух и более источников (линий, трансформаторов), поскольку аварийное отключение одного из них не приводит к нарушению питания потребителей. Несмотря на эти преимущества многостороннего питания потребителей, большое количество подстанций, имеющих два источника питания и более, работает по схеме одностороннего питания. Применение такой менее надежной, но более простой схемы электроснабжения во многих случаях оказывается целесообразным для снижения токов КЗ, уменьшения потерь электроэнергии в питающих трансформаторах, упрощения релейной защиты, создания необходимого режима по напряжению, уменьшения перетоков мощности и т.п. Используются две основные схемы одностороннего питания потребителей при наличии двух или более источников. В первой схеме один источник включен и питает потребителей, а второй отключен и находится в резерве. Соответственно этому первый источник называется рабочим, а второй – резервным (рис.21.1,а, б). Во второй схеме все источники включены, но работают раздельно на выделенных потребителей. Деление осуществляется на одном из выключателей (рис.21.1,в,г).
Недостатком одностороннего питания является то, что аварийное отключение рабочего источника приводит к прекращению питания потребителей. Этот недостаток может быть устранен быстрым автоматическим включением резервного источника или включением выключателя, на котором осуществлено деление сети. Для выполнения этой операции широко используется АВР. При наличии АВР время перерыва питания потребителей в большинстве случаев определяется лишь временем включения выключателей резервного источника и составляет 0,3…0,8 с.
Рассмотрим принципы использования АВР на примере схем, приведенных на рис.21.1.
1. Питание подстанции А (рис.21.1,а) осуществляется по рабочей линии W1 от подстанции Б. Вторая линия W2, приходящая с подстанции В, является резервной и находится под напряжением (выключатель QЗ нормально отключен). При отключении линии W1 автоматически от АВР включается выключатель QЗ линии W2, и таким образом вновь подается питание потребителям подстанции А.
Схемы АВР могут иметь одностороннее или двустороннее действие. При одностороннем АВР линия W1 всегда должна быть рабочей, а линия W2 – всегда резервной. При двухстороннем АВР любая из этих линий может быть рабочей и резервной.
2.Питание электродвигателей и других потребителей собственных нужд каждого агрегата электростанции осуществляется обычно от отдельных рабочих трансформаторов (Т1 и Т2 на рис.21.1,б). При отключении рабочего трансформатора автоматически от АВР включаются выключатель Q5 и один из выключателей Q6 (при отключении Т1) или Q7 (при отключении Т2) резервного трансформатора ТЗ.
3. Трансформаторы Т1 и Т2 являются рабочими, но параллельно работать не могут и поэтому со стороны низшего напряжения включены на разные системы шин (рис.21.1,в). Шиносоединительный выключатель Q5 нормально отключен. При аварийном отключении любого из рабочих трансформаторов автоматически от АВР включается выключатель В5, подключая нагрузку шин, потерявших питание, к оставшемуся в работе трансформатору. Каждый трансформатор в рассматриваемом случае должен иметь мощность, достаточную для питания всей нагрузки подстанции. В случае, если мощность одного трансформатора недостаточна для питания всей нагрузки подстанции, при действии АВР должны приниматься меры для отключения части наименее ответственной нагрузки.
4. Подстанции В и Г (рис.21.1,г) нормально питаются радиально от подстанций А и Б соответственно. Линия WЗ находится под напряжением со стороны подстанции В, а выключатель Q5 нормально отключен. При аварийном отключении линии W2 устройство АВР, установленное на подстанции Г, включает выключатель Q5, таким образом питание подстанции Г переводится на подстанцию В по линии WЗ. При отключении линии W1 подстанция В и вместе с ней линия WЗ остаются без напряжения. Исчезновение напряжения на трансформаторе напряжения ТV также приводит в действие устройство АВР на подстанции Г, которое включением выключателя Q5 подает напряжение на подстанцию В от подстанции Г.
Расчет уставок АВР a. Реле однократного включения.
tов = tвкл + tзап, (21.1) где tвкл – время включения выключателя резервного источника питания; если выключателей два, то выключателя, имеющего большее время включения; tзап – время запаса, принимаемое равным 0,3…0,5с. б. Пусковой орган минимального напряжения.
Uср = Uост.н / Кн КU, (21.2)
Uср = Uзап /Кн КU, (21.3) где Uост.н – наименьшее расчетное значение остаточного напряжения при КЗ; Uзап – наименьшее напряжение при самозапуске электродвигателей; Кн – коэффициент надежности, принимаемый 1,25; КU – коэффициент трансформации трансформатора напряжения.
Ток срабатывания реле минимального тока должен быть меньше минимального тока нагрузки и определяется по формуле: Iср = Iнагр.мин / КнКI , (21.7) где: Iнагр.мин– минимальный ток нагрузки трансформатора; Кн– коэффициент надежности, принимаемый равным 1,5; КI– коэффициент трансформации ТТ. Выдержка времени определяется только по формуле (21.5) из условия согласования с защитой, действующей при КЗ в точке 6 (рис. 21.7). Согласования с защитами присоединений шин низшего напряжения не требуется.
г. Реле контроля наличия напряжения на резервном источнике питания. Напряжение срабатывания этого реле определяется из условия отстройки от минимального рабочего напряжении по формуле: Uср = Uраб.мин / Кн Кв КU, (21.8) где Uраб.мин – минимальное рабочее напряжение; Кн – коэффициент надежности, принимаемый равным 1,2; Кв – коэффициент возврата реле.