Схемы с питанием оперативных цепей защиты от блоков питания

Поскольку блоки питания (БП) выдают выпрямленное напряжение, схемы выполняются так же, как и схемы на постоянном токе.

Главный вопрос при выполнении защит на выпрямленном токе – способы подключения БП к трансформаторам тока и трансформаторам напряжения. Для защит от КЗ в качестве основных используют БП, подключаемые к трансформаторам тока. БП, подключаемые к трансформаторам напряжения, обеспечивают необходимую мощность при малых значениях тока.

Схемы включения токовых блоков должны выбираться из условия, чтобы на выходе блока имелось достаточное напряжение при всех возможных видах повреждения на защищаемом элементе.

1. В сети с изолированной нейтралью для защит, не рассчитанных на действие при КЗ за трансформатором с соединением обмоток Y/D, применяется включение БП на разность токов I_a–I_C (рис. 4.5.4).

Рис. 4.5.4

2. При необходимости действия защиты при КЗ за трансформаторами Y/D устанавливается второй БП.

Рис. 4.5.5

3. При соединении трансформаторов тока в двухфазную звезду БП включается в нулевой провод.

Рис. 4.5.6

В сетях с глухозаземленной нейтралью применяются аналогичные схемы.

БП, подключаемый к трансформаторам напряжения, включается на линейное напряжение.

Рис. 4.5.7

БП могут устанавливаться на каждом присоединении или использоваться как групповые.

Падение напряжения на выходах БП не должно быть меньше 0,8...0,9 U_ном. Выполнение этого условия проверяется расчетами.

В токовых БП принимаются специальные меры для стабилизации выходного напряжения и повышения отдаваемой мощности.

Схема комбинированного блока питания была представлена ранее на рис. 1.6.2. Емкость конденсатора С подбирается так, чтобы в сочетании с индуктивностью обмотки L обеспечивались условия феррорезонанса, наступающие при некотором токе , когда X_L=X_C. » 5 А.

Рис. 4.5.8

Схема защиты с использованием энергии заряженного конденсатора

Схема защиты представлена на рис. 4.5.9. Здесь: УЗ – зарядное устройство, питаемое от трансформатора напряжения или трансформатора собственных нужд.

Катушка отключения выключателя YAT питается током разряда конденсатора.

Рис. 4.5.9

Поведение МТЗ при двойных замыканиях на землю

Трансформаторы тока на всех элементах сети данного напряжения устанавливаются на одноименных фазах. Это делается для селективного отключения линий в сети с изолированной нейтралью при двойных замыканиях на землю.

При повреждении, изображенном на рис. 4.6.1, желательно отключить только одну из линий. При установке трансформаторов тока в фазах А и С защита отключит только первую линию.

Данный способ расстановки трансформаторов тока позволяет обеспечить селективность в 2/3 случаев.

Рис. 4.6.1

Область применения МТЗ

МТЗ применяется в качестве основной защиты для радиальных сетей до 10 кВ. Как резервная применяется в сетях всех напряжений.

Достоинства

1. Простота. 2. Надежность. 3. Небольшая стоимость. 4. Обеспечивает селективность в радиальных сетях с односторонним питанием.

Недостатки

1. Большие выдержки времени, особенно вблизи источников питания, в то время как именно здесь нужно быстро отключать КЗ.

2. Недостаточная чувствительность при КЗ в разветвленных сетях с большим числом параллельных цепей и значительными токами нагрузки.

Токовые отсечки

Принцип действия

Токовая отсечка – разновидность токовой защиты, позволяющая обеспечить быстрое отключение КЗ.

Токовые отсечки (ТО) подразделяются на

– отсечки мгновенного действия;

– отсечки с выдержкой времени (0,3...0,6 с).

Селективность токовых отсечек достигается ограничением их зоны работы.

Величина тока КЗ, протекающий по линии, зависит от места повреждения:

(5.1)

где E_C – ЭДС системы;

X_C – сопротивление системы;

X_WK – сопротивление линии до точки КЗ;

X_Y – удельное сопротивление линии;

L_K – длина от начала линии до места КЗ.

Рис. 5.1.1

Для обеспечения селективности ток срабатывания защиты I_C.З > I_КЗ1 – тока КЗ на шинах противоположной подстанции.

Токовые отсечки применяются как в радиальных сетях с односторонним питанием, так и в сети, имеющей двустороннее питание.

Схемы отсечек

В сети с глухозаземленной нейтралью применяют трехфазные схемы, от КЗ всех видов. Для защиты от междуфазных КЗ используется двухфазная схема «неполная звезда». Схемы ТО аналогичны схемам МТЗ за отсутствием реле времени у мгновенных отсечек.

В сети с изолированной нейтралью или заземленной через большое сопротивление применяются двухфазные схемы.

Как и МТЗ, ТО выполняется на постоянном и переменном оперативном токах.