Релейная защита — один из важнейших элементов автоматизации электрических систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Принципиальная электрическая схема газовой защиты трансформатора

2. Работа электрической схемы газовой защиты

3. Устройство и принцип действия газового реле РГЧЗ с чашкообразными элементами и реле ВF80/Q

4. Эксплуатация и ремонт элементов газовой защиты

5. Техника безопасности при техническом обслуживании элементов релейной защиты и автоматики

Заключение

Список литературы

Введение

В электрической системе могут возникать повреждения отдельных элементов, которые приводят к аварии, нарушающей работу системы. Наиболее опасны нарушения изоляции, приводящие к коротким замыканиям. При этом резко увеличивается ток в месте короткого замыкания и во всех элементах системы между генераторами и местом повреждения, а кроме того, сильно понижается напряжение в системе и тем больше, чем ближе расположен участок к месту короткого замыкания.

Увеличение тока может вызвать повреждение электрооборудования из-за его динамического и теплового действия: электрическая дуга может разрушать поврежденный элемент и близлежащее оборудование, а снижение напряжения приводит к нарушению работы потребителей электроэнергии. Поэтому необходимо возможно быстрее отключить поврежденный элемент.

Основное назначение релейной защиты -- определение поврежденного участка и подача команды на автоматическое отключение его с целью быстрейшего восстановления нормальной работы остальной части электрической системы и прекращения разрушения оборудования на поврежденном участке.

Кроме того, релейную защиту используют для обнаружения ненормальных режимов работы оборудования, которые могут привести к аварии, и сигнализации о них дежурному персоналу (предупреждающая сигнализация).

Релейная защита -- один из важнейших элементов автоматизации электрических систем, так как без нее невозможна нормальная работа электрических установок.

К релейной защите предъявляют следующие основные требования: селективность (избирательность), быстродействие, чувствительность и надежность в работе.

Различают несколько видов релейной защиты: максимальная токовая защита, направленная токовая, газовая, различные дифференциальные защиты и комплекты релейных защит.

1. Принципиальная электрическая схема газовой защиты трансформатора

Рис. 1. Схема газовой защиты

2. Работа электрической схемы газовой защиты

Схема газовой защиты показана на рис. 1. При снижении уровня масла или незначительных повреждениях срабатывает сигнальный элемент газового реле КS, сообщая о нарушении режима работы трансформатора с помощью указательного реле КН1. При серьезных повреждениях срабатывает отключающий элемент газового реле КS, т. е. замыкает контакты и воздействует на промежуточное реле КL, которое подает импульс на отключающие электромагниты YA1 и, YA 2 выключателей QF1 и QF2 и отключает трансформатор. Одновременно отключающий элемент газового реле КS воздействует на указательное реле КН2 для подачи сигнала об отключении трансформатора.

3. Устройство и принцип действия газового реле РГЧЗ с чашкообразными элементами и реле ВF80/Q

Рис. 2. Схема газового реле РГЧЗ с чашкообразными элементами:

1 - кожух; 2 - лопасть; 3 - соединение с крышкой; 4, 5 - подвижные и неподвижные контакты; 6,8 - сигнальный и отключающий элементы; 7 - упор; 9 - пружина; 10 - ось

Для защиты трансформаторов от внутренних повреждений, которые вызваны электрической дугой или нагревом, сопровождаемым разложением масла и выделением газа, применяют газовые реле РГЧЗ и ВF80/Q (ГДР), которые устанавливают между крышкой трансформатора и расширителем.

Реле РГЧЗ имеет чугунный кожух 1 (рис. 2) с фланцами, в котором помещены на осях 10 два чашкообразных элемента -- сигнальный 6 и отключающий 8 с подвижными контактами 4, замыкающимися на неподвижные 5 во время опускания чашки. Чашка сигнального элемента состоит из пружины 9 и упора 7 для ограничения ее движения вверх. Отключающий элемент имеет лопасть 2.

При снижении уровня масла в трансформаторе в результате утечки или вытеснения скопившегося в реле газа сначала опускается верхний сигнальный, а затем нижний отключающий элементы и контакты замыкаются. При бурном выделении газов поток масла или газов повернет лопасть 2 отключающего элемента по часовой стрелке относительно оси 10, чашка опустится и контакты замкнутся на отключение поврежденного трансформатора.

Реле ВF80/Q (рис. 3) имеет верхний 1 и нижний 4 поплавки в виде пластмассовых шариков, несущие соответственно постоянные магниты 2 и 6. В стеклянных неподвижно закрепленных трубках 5 и 3 находятся магнитоуправляемые контакты, которые взаимодействуют с магнитами 2 и 6. При утечке масла или вытеснении его газом сначала опускается верхний, а затем нижний поплавок и замыкаются контакты в трубках 5 и 3. На контакт в трубке 3 воздействует также перемещающаяся при движении потока масла слева направо пластинка 7. Для проверки работы поплавков на крышку реле выведена кнопка, связанная с ними. Нажимая на кнопку, можно последовательно опускать верхний и нижний поплавки, имитируя срабатывание реле.

Рис. 3. Газовое реле ВF80/Q:

1, 4 - верхний и нижний поплавки; 2, 6 - постоянные магниты; 3, 5 - трубки; 7 - пластинка

4. Эксплуатация и ремонт элементов газовой защиты

Эксплуатация и ремонт устройств релейной защиты осуществляются в энергосистемах центральной, а на предприятиях электрических сетей местной службой релейной защиты, автоматики и измерений. Персонал этих служб периодически проверяет устройства релейной защиты (пункты управления, панели релейной защиты, ключи управления, накладки) и при необходимости ремонтирует. Результаты всех проверок заносят в отдельные протоколы проверок и испытаний или в специальный рабочий журнал. Как правило, все проверки релейной защиты проводят по графику одновременно с ремонтом оборудования распределительных устройств.

После проверок или ремонта ввод в действие релейной защиты осуществляется дежурным персоналом с разрешения вышестоящего оперативного персонала. Ответственность за правильность положения переключателей, накладок, предохранителей, блинкеров и других устройств во время эксплуатации распределительных устройств и подстанций несет дежурный или оперативный персонал, за которым закреплено это оборудование или установки.

Все случаи работы и отказа релейной защиты, установленные при эксплуатации, записывают в оперативный журнал и сообщают в службу защиты и автоматики. Выявленные дефекты и нарушение действия защиты могут устранять только работники службы защиты и автоматики.

Проверку и ремонт устройств защиты должен проводить специально обученный и допущенный к самостоятельной проверке персонал. При выполнении работ на панелях и в цепях оперативного тока управления релейной защиты принимают все меры безопасности и предосторожности против ошибочных действий (отключения или включения), ложных отключений оборудования. Эти работы проводят в определенной последовательности согласно схемам и в соответствии с программой. При этом используют только изолированный и испытанный повышенным напряжением инструмент. Плановые проверки релейной защиты проводят не реже одного раза в 3 года одновременно с капитальным ремонтом оборудования РУ. В объем полных проверок защиты кроме испытаний, определяемых системой устройства, входят испытания изоляции, осмотры состояния аппаратуры и коммутации, проверки уставок и других параметров защиты и опробование ее в действии. Сопротивление цепей измеряют мегаомметром (оно должно составлять не менее 1 МОм). При полных проверках цепи защиты испытывают переменным током напряжением 1 кВ.

Ремонт реле и электромагнитов, встроенных в приводы масляных выключателей, выполняют вместе с ремонтом привода. При осмотре обращают внимание на прочность крепления и сохранность реле и электромагнитов. С помощью ручного включения реле и электромагнитов при отключенном и отсоединенном от выключателя приводе проверяют правильность взаимного расположения и механическое взаимодействие деталей реле и электромагнитов с механизмом привода.

При ремонте реле смазывать отключающие планки, стойки и оси ролика запрещается, так как с течением времени смазка густеет и может нарушить нормальную работу привода. Все операции при ремонте реле выполняют с осторожностью, обеспечивая сохранность мелких деталей, резьбы винтов, изоляции обмоток и деталей из пластмассы. По окончании ремонта регулируют механизм привода, ход сердечника и усилие, обеспечивающее выбивание защелки запирающего механизма привода. Для окончательной проверки качества и состояния механизм привода несколько раз отключают, постепенно увеличивая натяжение пружины до тех пор, пока он без заеданий надежно и четко будет срабатывать.

Для проверки и испытания элементов релейной защиты применяют различные измерительные приборы, нагрузочные и регулировочные устройства. электрический реле защита трансформатор

При измерении напряжения, тока и мощности используют обычные переносные электроизмерительные приборы. Постоянный ток в цепях измеряют магнитоэлектрическими приборами, которые имеют равномерную шкалу и не подвергаются влиянию внешних магнитных полей. Применяя встроенные выпрямительные устройства, на основе магнитоэлектрических приборов изготовляют комбинированные приборы для измерения постоянного и переменного тока.

Для проверки аппаратуры релейной защиты служат амперметры, миллиамперметры, микроамперметры, вольтметры и милливольтметры классов точности 0,2 и 0,5. Комбинированные малогабаритные многопредельные приборы (ампервольтметры, вольтомметры, ампервольтомметры) изготовляют на основе магнитоэлектрического микроамперметра с выпрямителем, набором шунтов и добавочных резисторов и применяют для измерения сопротивлений, напряжения и тока в цепях постоянного и переменного тока. Эти приборы имеют пять шкал для измерений: переменного напряжения до 1В (первая нижняя шкала); сопротивлений (вторая); переменного напряжения до 3В (третья); тока и напряжения в цепях переменного тока (четвертая); тока и напряжения в цепях постоянного тока (пятая). Переход с одной шкалы на другую осуществляется поворотом переключателя. Для питания прибора служит гальванический элемент 1,ЗФМЦ-0,25.

Для измерения электрических величин в цепях переменного тока используют электромагнитные приборы, которые просты по конструкции и надежны в работе (вольтметры, амперметры и миллиамперметры класса точности 0,5). Для расширения пределов измерений служат измерительные трансформаторы напряжения и тока.

Напряжение, ток и фазовые углы во вторичных цепях под нагрузкой измеряют вольтамперфазоиндикаторами ВАФ-85. Эти приборы определяют: ток на пределах 10, 50 и 250 мА с разрывом измеряемой цепи и на пределах 1, 5 и 10 А без ее разрыва, напряжения в пределах до 250 В, фазу напряжения и тока, чередование фаз, направление и значение переменного магнитного поля. Погрешность прибора составляет ±5%, а по углу -- ±5°.

Время действия электрических аппаратов защиты измеряют электросекундомером. Прибор ПВ-53Л работает от сети переменного тока 110 или 220 В и позволяет измерять время с точностью до 10 с. Его погрешность составляет 0,05 с. Для измерения времени, составляющего тысячные доли секунды, применяют миллисекундомер.

Для измерения временных параметров реле при их проверке служит прибор Ф 738 с цифровой индикацией, определяющий время срабатывания или отпускания реле, а также кратковременного замыкания или размыкания их. Диапазон интервалов времени, измеряемых прибором, составляет от 0,0001 до 10 с.

Для измерения больших сопротивлений изоляции применяют мегаомметры. Они также служат для испытаний изоляции повышенным напряжением постоянного тока и конденсаторов на искру. Мегаомметр МП01 выпускают на напряжение 100, 500 и 1000 В, МС-0,5 -- на напряжение 2500 В и М4100/1-5 -- на напряжение 100, 250, 500, 1000 и 2500 В.

При измерении сопротивления цепи или объекта применяют омметры с встроенным гальваническим элементом. Омметр М471 имеет класс точности 1,5. Для более точных измерений сопротивлений (от микроома до ома) пользуются мостами.

При проверке элементов защиты используют также различные приспособления и устройства: реостаты -- для регулирования тока; автотрансформаторы ЛАТР-1 и ЛАТР-2 -- для регулирования напряжения; фазорегулятор -- для регулирования фазного угла; нагрузочные реостаты (до 100 А) и трансформаторы (до нескольких сотен ампер) -- для получения больших токов, имитирующих токи первичных цепей.

Для ускорения и упрощения проверки и испытаний реле и устройств защиты применяют комплексные устройства УПЗ, которые состоят из нагрузочных трансформаторов, регулировочных аппаратов и измерительных приборов, смонтированных в одном или нескольких блоках. Блоки содержат переключатели, выключатели и выводные зажимы для соединения между собой и с объектом регулировки и проверки. Устройство УПЗ-1 состоит из двух блоков проверки К500 и К501, соединенных между собой кабелями с разъемами РП-10. Оно служит для наладки и проверки простых релейных защит на месте их установки, является основной частью устройства УПЗ-2, используемого для проверки сложных защит, а также позволяет измерять переменное и постоянное напряжение и ток, время срабатывания или возврат реле, время отключения и включения выключателей и т. д.

5. Техника безопасности при техническом обслуживании элементов релейной защиты и автоматики

Работы в устройствах релейной защиты и автоматики должен производить персонал, допущенный к самостоятельной проверке соответствующих устройств. При работах на панелях и в цепях управления релейной защиты и автоматики принимают все меры предосторожности против ошибочного отключения (или включения) оборудования и используют только изолированный инструмент. Выполнение этих работ без проверенных схем, заданных объемов и последовательности работ (типовая или специальная программа или перечень работ) запрещается.

Во избежание поражения людей при прикосновении к конструкциям или корпусам оборудования, оказавшимся под напряжением, применяют ряд защитных мер: защитное заземление; выравнивание потенциалов; защитное отключение; разделяющие трансформаторы; защитные средства и т. п.

Защитное заземление является основной защитой от поражения электрическим током при повреждении оборудования. Другая защитная мера -- выравнивание потенциалов, которую применяют совместно с системой заземления и другими защитными мероприятиями, достигается устройством контуров заземления, внутри которых размещают электроустановки. Внутри такого контура напряжение прикосновения и напряжение шага значительно меньше, чем вне его. В ряде случаев невозможно достигнуть безопасных условий работы без выравнивания потенциалов.

В сетях до 1000 В в качестве защитной меры используют разделяющие трансформаторы, что позволяет изолировать питание электроприемников от общей электрической сети. Вторичная обмотка разделяющего трансформатора не заземляется и прикосновение к ней не создает опасности, поскольку вторичная сеть небольшая, т. е. токи утечки малы и не опасны для человека. Разделяющие трансформаторы следует применять при работе с переносными электроприемникам, если они не выполнены на безопасное напряжение.

В качестве защитных мер используют также изолирующий инструмент, подставки и другие защитные средства. Каждая из защитных мер обладает преимуществами и недостатками и поэтому имеет свою область применения.

Заключение

На основании выше изложенного, можно сделать следующие выводы.

Основное назначение релейной защиты -- определение поврежденного участка и подача команды на автоматическое отключение его с целью быстрейшего восстановления нормальной работы остальной части электрической системы и прекращения разрушения оборудования на поврежденном участке.

Кроме того, релейную защиту используют для обнаружения ненормальных режимов работы оборудования, которые могут привести к аварии, и сигнализации

Релейная защита -- один из важнейших элементов автоматизации электрических систем, так как без нее невозможна нормальная работа электрических установок.

Различают несколько видов релейной защиты: максимальная токовая защита, направленная токовая, газовая, различные дифференциальные защиты и комплекты релейных защит.

Максимальная токовая защита предназначена для отключения электроустановки при превышении максимально допустимого тока в цепи.

Проверку и ремонт устройств защиты должен проводить специально обученный и допущенный к самостоятельной проверке персонал.

При выполнении работ на панелях и в цепях оперативного тока управления релейной защиты принимают все меры безопасности и предосторожности против ошибочных действий (отключения или включения), ложных отключений оборудования.

Для проверки и испытания элементов релейной защиты применяют различные измерительные приборы, нагрузочные и регулировочные устройства.

Плановые проверки релейной защиты проводят не реже одного раза в 3 года одновременно с капитальным ремонтом оборудования РУ.

При полных проверках цепи защиты испытывают переменном током напряжением 1 кВ.

Список литературы

1. Крюков В.И. Обслуживание и ремонт электрооборудования подстанций и распределительных устройств: Учеб. Пособие для ПТУ. - 2-е изд., перераб. И доп.-М.: Высш. Шк., 2000. - 367 с., ил.

2. Ремонт трансформаторов 110 кв. и выше, М. "Энергия". Антонов Г.В., 1999

3. Справочник по наладке электрооборудования электростанций и подстанций / Н.А. Воскресенский, А.Е. Гомберг, Л.Ф. Колесников и др.; Под ред. Э.С. Мусаэляна. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энерготомиздат, 2004. с.

4. Атабеков В.Б. Ремонт трансформаторов, электрических машин и аппаратов: Учеб. для ПТУ. - 3-е изд., перераб и доп. - М. Высш. шк., 2003. - 383 с.

5. Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин - Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий. - М.: ПрофОбрИздат, 2001 - стр. 277-311

6. М.П. Костенко, Л.М. Пиотровский - Электрические машины. "Энергия" Ленинград, 2005 - стр. 47-48

7. В.Я. Беспалов, Н.Ф. Котелец - Электрические машины. - М.: Академия, 2006 - стр. 236 - 241

8. Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин - Технология электромонтаж работ. - М.: Академия, 2000 - стр. 278-280

Размещено на Allbest.ru