Питання та відповіді щодо мікропроцесорної захисти та автоматичних пристроїв: пояснення основних функцій та ключових аспектів застосування
Що таке мікрокомп'ютерне пристрій захисту?
Відповідь: Мікрокомп'ютерний пристрій захисту - це автоматичний пристрій, який може виявляти несправності або аномальні умови роботи електричного обладнання в енергетичній системі, і діяти для відключення вимикачів або видавання сигналів тривоги.
Які є основні функції мікрокомп'ютерного захисту?
Відповідь:
Автоматично, швидко та вибірково відокремити несправне обладнання від системи, відключаючи вимикачі, забезпечуючи, що ненесправне обладнання швидко повертається до нормальної роботи, і запобігаючи подальшому пошкодженню несправного обладнання.
Виявити аномальні умови роботи електричного обладнання, і на основі вимог до експлуатаційного обслуговування, спрацювати сигнали тривоги або відключити обладнання, яке може бути пошкоджене або перейти в стан несправності при продовженій роботі. Релейний захист, що реагує на аномальні умови, зазвичай не потребує немедленної дії і може включаючи затримку.
Які є основні вимоги до мікрокомп'ютерного захисту?
Відповідь: Мікрокомп'ютерний захист грає ключову роль у забезпеченні безпечного, стабільного та надійного функціонування енергетичних систем і швидкого вилучення несправностей. Тому релейний захист повинен задовольняти наступним вимогам:
Вибірковість: При виникненні системної несправності, пристрій захисту повинен відокремити лише несправне обладнання, забезпечуючи, що ненесправне обладнання продовжує працювати, таким чином мінімізуючи область відключення та досягаючи вибіркової роботи.
Швидкодія: Після виникнення системної несправності, якщо несправність не буде швидко вилучена, вона може поширитися. Наприклад, під час короткого замикання напруга значно падає, що призводить до замедлення або зупинки двигунів поблизу точки несправності, порушуючи нормальну продукцію. Крім того, генератори не можуть передавати енергію під час несправності, що може призвести до нестабільності системи. Більш того, несправне обладнання має великий струм несправності, що призводить до серйозних механічних та теплових пошкоджень. Чим довше триває струм несправності, тим більш серйозними є пошкодження. Тому після виникнення несправності система захисту повинна якомога швидше відокремити її.
Чутливість: Пристрій захисту повинен надійно виявляти несправності та аномальні умови в межах свого захищеного ділянки. Це означає, що він повинен чутливо працювати не тільки під час трифазних металевих коротких замикань при максимальних умовах роботи, але й під час двофазних коротких замикань з високим переходним опором при мінімальних умовах роботи, підтримуючи достатню чутливість та надійну роботу.
Надійність: Надійність системи захисту є критично важливою. Вона не повинна відмовляти при виникненні несправності в межах своєї захищеної ділянки, ні повинна невірно працювати, коли несправності немає. Ненадійний пристрій захисту, коли він введений в експлуатацію, може сам стати джерелом розширення або навіть прямої аварії.
Коротко описати мікрокомп'ютерні захисти, використовувані для трансформаторів, та їх відповідні функції.
Відповідь: Трансформатори є важливим обладнанням в енергетичних системах. Їх несправності сильно впливають на надійність поставок електроенергії та нормальне функціонування системи. Великі трансформатори також мають велику вартість, тому повинні бути встановлені пристрої захисту з відмінною продуктивністю та надійністю, відповідно до їхньої потужності та важливості.
Несправності трансформаторів можна поділити на внутрішні та зовнішні несправності в корпусі.
Внутрішні несправності в корпусі включають: Фазові короткі замикання, короткі замикання між витками та однофазні заземлення. Струми короткого замикання генерують дуги, які можуть спалювати витки, ізоляцію та серцевину, і можуть призвести до інтенсивної випаровування масла трансформатора, що може призвести до вибуху корпусу.
Зовнішні несправності в корпусі включають:Фазові та однофазні заземлення на виходних втулках та виходних провідниках.
Аномальні умови роботи включають: Перевищення струму через зовнішні короткі замикання, перевантаження через різні причини, та низький рівень масла в корпусі.
На основі цих типів несправностей та аномальних умов, повинні бути встановлені наступні пристрої захисту:
Газовий (Бухгольц) захист для внутрішніх коротких замикань в корпусі та низького рівня масла.
Диференційний захист або моментний захист від перевищення струму для багатофазних коротких замикань в витках та виходних провідниках, заземлення витків та виходних провідників в системах з великим заземленням, та коротких замикань між витками.
Захист від перевищення струму (або захист від перевищення струму з початковим напруговим стартом або захист від негативного послідовного струму) для зовнішніх фазових коротких замикань, як резервний захист для газового та диференційного (або моментного) захисту.
Захист від нуль-послідовного струму для зовнішніх заземлень в системах з великим заземленням.
Захист від перевантаження для симетричних перевантажень тощо.
Які захисти встановлюються для 600МВт генераторно-трансформаторної (ген-трансформаторної) установки?
Відповідь:
Диференційний захист генераторно-трансформаторної установки
Диференційний захист генератора
Диференційний захист головного трансформатора
Захист генератора від втрати екситації
Захист генератора від відсутності синхронізації
Захист генератора від зворотного потужності
Захист генератора від нижчої частоти
Захист від перевищення екситації
Захист генератора від заземлення статора
Захист генератора від перевищення струму
Захист генератора від негативного послідовного струму з оберненим часом
Захист генератора від перевантаження статора
Захист генератора від втрати води
Захист головного трансформатора від нуль-послідовного струму в нейтральній точці
Газовий (Бухгольц) захист головного трансформатора
Захист головного трансформатора від зниження тиску
Які є відмінності між диференційним та газовим захистами головного трансформатора? Чи можуть обидва захисти виявляти внутрішні несправності трансформатора?
Відповідь: Диференційний захист є основним захистом для трансформаторів; газовий захист є основним захистом від внутрішніх несправностей трансформатора.
Діапазон захисту диференційного захисту охоплює первинне електричне обладнання між трансформаторами струму на всіх сторонах головного трансформатора, включаючи:
Багатофазні короткі замикання на виходних провідниках та витках трансформатора
Серйозні короткі замикання між витками
Заземлення витків на виходних провідниках в системах з великим заземленням
Діапазон захисту газового захисту включає:
Внутрішні багатофазні короткі замикання в трансформаторі
Короткі замикання між витками, та короткі замикання між витками та серцевиною або зовнішнім корпусом
Порушення серцевини (такі як перегрівання та пошкодження)
Низький рівень масла або витікання масла
Погана контактність в переключниках витків або дефектна зварка провідників
Диференційний захист може бути встановлений на трансформаторах, генераторах, секціях шин та лініях передачі, тоді як газовий захист є унікальним для трансформаторів.
Для внутрішніх несправностей трансформатора (окрім невеликих коротких замикань між витками), обидва диференційний та газовий захисти можуть реагувати. Оскільки внутрішні несправності призводять до руху масла та збільшення первинного струму, обидва захисти можуть активуватися. Який з них працює першим, залежить від характеру несправності.
Які типи несправностей захищаються за допомогою нуль-послідовного струму, струму через розрив та нуль-послідовного напруги в нейтральній точці головного трансформатора? Які принципи налаштування?
Відповідь: Захист від нуль-послідовного струму, струму через розрив та нуль-послідовної напруги в нейтральній точці головного трансформатора призначені для захисту від заземлень на власних виходних лініях обладнання. Вони загалом служать резервним захистом для заземлень в системі 110–220 кВ на стороні високої напруги трансформатора. Захист від нуль-послідовного струму використовується, коли нейтраль трансформатора заземлена; захист від нуль-послідовної напруги використовується, коли нейтральна точка не заземлена; захист від струму через розрив використовується, коли нейтраль трансформатора заземлена через іскровий розрив.
Захист від нуль-послідовного струму має невеликий початковий струм, зазвичай близько 100 А, з часом дії приблизно 0,2 секунди. Захист від нуль-послідовної напруги зазвичай налаштований на подвійну номінальну фазну напругу. Для уникнення тимчасових перехідних напруг під час однофазного заземлення, час затримки зазвичай встановлюється на 0,1–0,2 секунди. Довжина розриву на стороні 220 кВ нейтральної точки трансформатора зазвичай становить 325 мм, з напругою пробою RMS 127,3 кВ. Коли напруга в нейтральній точці перевищує напругу пробою, розрив пробивається, дозволяючи нуль-послідовному струму протікати через нейтральну точку. Час захисту встановлюється на 0,2 секунди.
Що таке основний захист та резервний захист?
Відповідь: Основний захист - це захист, який при короткому замиканні задовольняє вимоги системної стабільності та безпеки обладнання, та вибірково відключає несправності на захищеному обладнанні та всій лінії.
Резервний захист - це захист, який вилучає несправності, коли основний захист або вимикач не працює.
Яка функція генератора з примусовою екситацією?
Відповідь:
Підвищує стабільність енергетичної системи.
Дозволяє швидке відновлення напруги після вилучення несправності.
Поліпшує надійність роботи захисту від перевищення струму з затримкою.
Поліпшує умови самозапуску двигунів під час системних несправностей.
