ОПИСАНИЕ СХЕМЫ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ ЭТИХ ЛИНИЙ

Релейной защитой называют специальное устройство, состоящее из реле и других аппаратов, которые предназначены для предотвращения аварий или их развития при повреждениях и ненормальных режимах работы, либо для обеспечения автоматического отключения поврежденной части электроустановки или сети. Основным элементом релейной защиты является реле. Если повреждение не представляет для установки непосредственной опасности, релейная защита должна привести в действие сигнальные устройства.

Автоматическое отключение защищаемого элемента служит для предотвращения развития аварии и сохранения в работе всех неповрежденных элементов электроустановки. Релейная защита, срабатывающая на сигнал, приводит в действие сигнальное устройство (звонок, сирену, световое табло), извещающее обслуживающий персонал о необходимости принятия мер для устранения неисправности и восстановления нормального режима работы защищаемого элемента или всей электроустановки.

В современных электрических системах релейная защита тесно связана с автоматикой, предназначенной для быстрого автоматического восстановления нормального режима работы и питания потребителей, например устройство автоматического включения резервного питания (АВР) для электроприемников 1-и категории и автоматическое повторное включение (АПВ). Устройство АПВ предназначено для наиболее быстрого восстановления электроснабжения объектов. Любое короткое замыкание в сети сопровождается действием соответствующей защиты и отключением линии, что приводит к перерыву электроснабжения объектов. Но в ряде случаев короткие замыкания носят кратковременный характер и нарушенная изоляция восстанавливается с помощью устройств АПВ.

Для системы «линия – трансформатор» должны быть предусмотренные устройства релейной защиты от таких видов повреждений и ненормальных режимов:

- многофазных замыканий на линии, в обмотках и выводах трансформатора;

- однофазное замыкание на землю в линиях и трансформаторах;

- от токов в обмотках трансформатора, обусловленных перегрузками, выше допустимых;

- снижение уровня маслила в трансформаторе.

Для выполнения данных требований предусматриваются такие виды защиты: максимально-токовая защита с выдержкой времени; токовая отсечка без выдержки времени; защита от однофазных замыканий на землю; защита от повреждений внутри трансформатора.

На стороне 110 кВ установлена система отделитель-короткозамыкатель. При возникновении аварийной ситуации внутри защищаемой зоны (защищаемым элементом является силовой трансформатор) и срабатывании релейной защиты (в частности газового реле трансформатора) подаётся сигнал на включение короткозамыкателя на напряжение и создание искусственного короткого замыкания в сети, на которую реагирует защита на головном высоковольтном выключателе. Последний срабатывает и отключает фидер, обесточивая всех потребителей от данного выключателя.

За время бестоковой паузы АПВ отключается отделитель, который находится в паре с соответствующим сработавшим короткозамыкателем. Для исключения разрыва отделителя под током имеется специальная блокировка в виде трансформаторов тока в цепи короткозамыкателя на землю и исполнительного элемента. При повторной подаче питания от головного выключателя повреждённый участок цепи будет отключен отделителем.

Максимальная токовая защита выполнена так, чтобы при коротком замыкании сработает защита поврежденного оборудования электроустановки и отключит его выключатель. Максимально-токовая защита выполнена по двухрелейной схеме на переменном оперативном токе.

Защита от однофазных коротких замыканий выполнена при помощи трансформатора тока нулевой последовательности типа ТЗЛМ, установленного на кабельной линии 6 кВ.

Защита от повреждений внутри силовых трансформаторов представлена газовой защитой, которая основана на использовании явления газообразования, что имеет место практически при всех видах повреждений и ненормальных нагревов внутри бака маслонаполненого трансформатора.

Образование газа является следствием разложения масла и других изолирующих материалов под действием электрической дуги или недопустимых нагревов. Интенсивность газообразования зависит от характера и размеров повреждения. Это дает возможность выполнить газовую защиту, способную различать степень повреждения, и в зависимости от этого действовать на сигнал или отключение. Основным элементом газовой защиты является газовое реле, которое устанавливается в трубопроводе между баком и масло расширителем.

Газовое реле (рисунок 6.1) представляет собой металлический корпус (резервуар) 1, в который встроены два расположенных один над другим поплавка 12 и 15, снабженных ртутными контактами 5 и 2. Поплавки могут поворачиваться на осях 11 и 16, опирающихся на подшипники. Нормально корпус реле заполнен трансформаторным маслом, а ртутные контакты разомкнуты. При повреждениях в трансформаторе выделяющиеся газы поднимаются к расширителю, скапливаются в верхней части реле и вытесняют оттуда масло. Из-за понижения уровня масла верхний поплавок опускается, вращаясь вокруг оси, ртуть в его колбочке переливается, замыкает ртутные контакты и приводит в действие предупреждающую сигнализацию. При опускании нижнего поплавка замыкаются ртутные контакты, действующие на отключение трансформатора.

Рисунок 6.1. Газовое реле ПГ-22:

1 — корпус; 2,5 — нижний и верхний ртутные контакты; 3 — опорный стержень для крышки; 4 — соединительный провод; 6 — крышка реле; 7 — фарфоровый изолятор; 8 — зажим; 9 — экран; 10 — рамка для рабочих элементов; 11, 16 — оси вращения верхнего и нижнего поплавков; 12, 15 — верхний и нижний поплавки; 13 — груз; 14 — скоба; 17—пробка спускного отверстия.

При коротком замыкании в трансформаторе процесс газообразования протекает интенсивно, под действием газов масло выбрасывается в сторону расширителя, оба поплавка опрокидываются и трансформатор отключается мгновенно. [1] [3]