Примеры сетей
Существует ряд проблем, которые обычно возникают в промышленных и коммерческих сетях, и некоторые из них рассматриваются в следующих пунктах. Неисправность координации приводит к неприятному отключению автоматических выключателей и нежелательных электрических эффектов.
Проблемы координации в электрических сетях, которые приводят к неприятному срабатыванию ЦП
Давайте рассмотрим некоторые проблемы координации в сетях:
- Защита от замыкания на землю с остаточно-подключенными трансформаторами тока
- Четырехпроводные двухфазные подстанции
- Использование 3-полюсных CB
- Использование одиночного заземляющего электрода
1. Защита от замыкания на землю с остаточно-подключенными трансформаторами тока
Для четырехпроводных систем остаточное подключение трехфазных трансформаторов тока к элементу реле замыкания на землю обеспечит защиту от замыканий на землю, но элемент реле замыкания на землю должен быть установлен выше максимального однофазного тока нагрузки, чтобы избежать неприятного срабатывания. Гармонические токи (которые могут суммироваться в нейтральном проводнике) также могут приводить к ложному срабатыванию.
Элемент реле замыкания на землю также будет реагировать на фазово-нейтральную ошибку для фазы, которая не покрывается элементом перегрузки по току, где применяются только два элемента сверхтока.
Если требуется, чтобы защита от замыканий на землю реагировала только на ток замыкания на землю, защитный элемент должен быть подключен к трехфазным трансформаторам, а также к нейтральному трансформатору тока или к кожному балансу.
В этом случае максимальная токовая защита должна применяться ко всем трем фазам, чтобы гарантировать, что все фазово-нейтральные неисправности будут обнаружены с помощью максимальной токовой защиты.
Размещение CT в нейтральном заземляющем соединении для управления реле замыкания на землю обеспечивает защиту от замыканий на землю в источнике питания для 4-проводной системы. Если нейтральный КТ опущен, нейтральный ток воспринимается реле как ток замыкания на землю, и настройка реле должна быть увеличена, чтобы предотвратить срабатывание при нормальных условиях нагрузки.
Рисунок 1 - Подключение CBCT (трансформатор тока к сердечнику) для четырехпроводной системы
Когда реле замыкания на землю приводится в действие от остаточных трансформаторов тока, значения тока и времени реле должны быть такими, чтобы защита была стабильной при прохождении переходного тока ТЧ через реле.
Такой ток разлива может протекать в случае переходного, асимметричного насыщения КТ при прохождении тока повреждения смещения, пускового тока или пускового тока двигателя.
Риск такого нежелательного отключения больше при развертывании электронных реле с низким импедансом, а не в электромеханических реле замыкания на землю, которые представляют значительный импеданс цепи реле.
Включение реле из КТТ с сердечником баланса (CBCT) обычно позволяет получить более чувствительные настройки без риска неправильного отключения с фазными трансформаторами с фазой. Когда этот метод применяется к четырехпроводной системе, важно, чтобы как фазный, так и нейтральный проводники проходили через КТ-апертуру сердечника.
Для 3-проводной системы следует соблюдать осторожность при расположении оболочки кабеля, иначе кабельные повреждения, связанные с оболочкой, могут не привести к работе реле (рисунок 1 выше).
Вернуться к содержанию ↑
2. Четырехпроводные двухфазные подстанции
Согласование реле замыкания на землю, защищающее четырехпроводные системы, требует особого рассмотрения в случае установок с низким напряжением, с двойным питанием. Хорчер (Координация перегрузки по току для двойных подстанций, Джордж Р. Хорчер, IEEE, том 1A-14, No.6, 1978.) предложил различные способы достижения оптимальной координации.
Ниже описаны проблемы обеспечения оптимальной защиты для общих конфигураций.
2.1. Использование 3-полюсных CB
Когда оба нейтрала заземлены на трансформаторах, а все автоматические выключатели имеют 3-полюсный тип, нейтральная шина в распределительном устройстве создает двойное нейтральное соединение с землей, как показано на рисунке 2.
В случае незащищенной неисправности заземления фидера или замыкания на шине, когда оба входных выключателя закрыты и выключатель секции шины разомкнут, ток замыкания на землю будет разделяться между двумя соединениями заземления.
Реле защиты от замыкания на землю R E2 может работать, отключая питание до здоровой секции распределительного щита, а также реле R E1 отключает питание к неисправной секции.
Рисунок 2 - Двухканальные четырехпроводные системы: использование 3-полюсных CB
Если только один входной выключатель питания закрыт, реле замыкания на землю на стороне с питанием будет видеть только часть тока повреждения, протекающего в нейтральной шине.
Это не только значительно увеличивает время работы реле, но и снижает его чувствительность к низкоуровневым замыканиям на землю.
Решение этой проблемы заключается в использовании 4-полюсных СВ, которые переключают нейтральную, а также три фазы. Тогда существует только один путь замыкания на землю и работа реле не скомпрометирована.
Вернуться к содержанию ↑
2.2 Использование однополюсного электрода
Конфигурация, иногда используемая с четырехпроводными двухфазными подстанциями, где используется только 3-полюсная шинная секция CB, - использовать один заземляющий электрод, подключенный к средней точке нейтральной шины в распределительном устройстве, как показано на рисунке 3.
При работе с отключенными входными главными выключателями и выключателем секции шины необходимо разблокировать выключатель секции шины, прежде чем произойдет замыкание на землю, чтобы добиться дискриминации.
Время координации между реле замыкания на землю R F и R E должно быть установлено на уровне неисправности F 2 для подстанции, где оба входных выключателя питания и выключатель шины закрыты.
Когда подстанция приводится в действие с отключенным переключателем секции шины и закрыт один или оба входных выключателя питания, возможен небалансный ток нагрузки сборной шины, вызванный однофазным нагрузкой, для управления реле R S1 и / или R S2 и непреднамеренное отключение входящий выключатель.
Рисунок 3 - Четырехпроводные системы с двойным питанием: использование одноточечного нейтрального заземления
Блокировка цепи отключения каждого реле R S с нормально замкнутыми вспомогательными контактами на выключателе секции шины может предотвратить это.
Однако, если на одной стороне сборной шины возникает замыкание на землю, когда реле R S уже задействованы, возможно возникновение контактной расы. Когда размыкатель шинного отсека открывается, его размыкающий контакт может закрыться до того, как контакт отключения R R на здоровой стороне может открыть (сбросить).
Повышение уровня срабатывания реле R S1 и R S2 выше максимального неуравновешенного нейтрального тока может препятствовать отключению обоих выключателей питания в этом случае. Однако наилучшим решением является использование 4-полюсных автоматических выключателей и независимо заземление с обеих сторон шины.
Если во время замыкания на землю сборной шины или незащищенной неисправности заземления фидера, при необходимости отключается выключатель секции шины, вспомогательный контакт блокировки размыкания также не работает. Это предотвратит работу реле R S1 и R S2 и обеспечит резервную защиту, в результате чего неисправность должна быть очищена в конце концов реле меньшей токовой защиты от перегрузки по току.
Альтернативный способ получения резервной защиты может заключаться в подключении второго реле R E последовательно с реле R E, которое имеет время работы, превышающее время работы реле R S1 и R S2.
Но поскольку дополнительное реле должно быть организовано для отключения обоих входных выключателей, будет обеспечена резервная защита, но избирательность шины будет потеряна.
Пример защиты типичного распределителя с двойным питанием приведен в этой ранее опубликованной технической статье.
Вернуться к содержанию ↑
Ссылка // Руководство по сетевой защите и автоматизации от Alstom Grid