Объявления

Если вы интересуетесь релейной защитой и реле, то подписывайтесь на мой канал

Сработала ТО (Страница 1 из 2)

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений с 1 по 20 из 21

1 Тема от berestov.82 2015-06-01 17:19:29

• berestov.82
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2014-02-25
• Сообщений: 99
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Тема: Сработала ТО

Доброго времени суток. Отключился отходящий фидер 6кВ по ТО и зам. на землю. КЗ в «перчатке» при переходе КЛ в ВЛ на опоре. Длинна кабеля до опоры примерно 100-150 метров по эстакаде. Всё бы ничего, но в результате произошла посадка напряжения на СШ-6кВ к которой подключён данный фидер. Данный фидер не совсем ответственный, а вот два других, запитанных с данной СШ-6кВ ответственные. От этих двух фидеров работает важное технологическое оборудование. В результате посадки отключились вспомогательные механизмы: маслонасосы, вентиляторы охлаждения и т.д. Один фидер имеет протяжённость более 2 км. кабелем, второй около 1 км до ТП 6/0,4кВ. S=16МВА питающего трансформатора 110/6кВ, есть реактор перед СШ-6кВ. Никакой двигательной нагрузки на СШ-6кВ нет. Вопрос таков: не уж то такое близкое КЗ может вызвать такую глубокую посадку напряжения: ниже 45В по вторичке.

2 Ответ от doro 2015-06-01 17:23:19

• doro
• свободный художник
• Неактивен

• Откуда: г. Краснодар
• Зарегистрирован: 2011-01-08
• Сообщений: 9,481

Re: Сработала ТО

Элементарно, Ватсон!
Даже при отсутствии осциллограмм подтверждается расчетом. Место КЗ определено, хотя бы приблизительно? Расчет выполняется без проблем.

3 Ответ от matu 2015-06-04 22:57:40

• matu
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2013-02-21
• Сообщений: 716
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Сработала ТО

Эта два ответственные фидеры также отключились по ЗМН? Или просто цепочки управления по 0,4 кВ развалились от провала напряжения?

4 Ответ от GRadFar 2015-06-05 04:46:17 (2015-06-05 04:52:55 отредактировано GRadFar)

• 
• GRadFar
• Пользователь
• Неактивен

• Откуда: г. Алматы, Казахстан
• Зарегистрирован: 2012-08-08
• Сообщений: 1,467
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Сработала ТО

ЗМН опередила ТО? Повод проверить ТО — то ли задержки непредусмотренные (включая привод выключателя), то ли уставками определено.
ЗЫ: да и ЗМН смотреть надо — 1-й ступенью как раз отключаются менее отвественные механизмы, на второй — уж точно выдержка должна перекрыть с лихвой все огрехи ТО.
Вариант — таки отвалился ввод и потом был включен втихушку.

5 Ответ от berestov.82 2015-06-05 15:13:42

• berestov.82
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2014-02-25
• Сообщений: 99
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Сработала ТО

Эта два ответственные фидеры также отключились по ЗМН? Или просто цепочки управления по 0,4 кВ развалились от провала напряжения?

По ЗМН не было отключения. Пускатели по 0,4кВ отпали и встали АД-6кВ по технологии.

6 Ответ от berestov.82 2015-06-05 15:26:35

• berestov.82
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2014-02-25
• Сообщений: 99
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Сработала ТО

Ввода по 6кВ не отключались. На ТО выдержки нет, смотрел осциллограмму с Сепам: обработка сигнала+собственное время отключения выключателя 6кВ. Задержки по отключению не было. А ЗМН только на сигнал выполнена, так как нет двигательной нагрузки от данной СШ-6кВ. А вот два ответственных фидера, запитанные от данной СШ-6кВ: один до ТП-6/0,4кВ где вспомогательное оборудование для ГТС; другой фидер до ЗРУ-6кВ где основа это АД-6кВ и вспомогательное к нему: задвижки, маслонасосы и т.д. В данном ЗРУ-6кВ ЗМН есть, но с выдержкой 0,5 сек. по U уставки не знаю. И она не успела сработать. Возможно стоит перепроверить уставку ТО, но она выдана проектным институтом. Для расчета данные нужно собирать и считать токи КЗ. Расстояние от СШ-6кВ, где была посадка до места КЗ не такое и уж и большое. Возможно случившееся закономерно.

7 Ответ от doro 2015-06-05 15:45:55

• doro
• свободный художник
• Неактивен

• Откуда: г. Краснодар
• Зарегистрирован: 2011-01-08
• Сообщений: 9,481

Re: Сработала ТО

Возможно стоит перепроверить уставку ТО, но она выдана проектным институтом.

Не только стоит, но непременно обязательно. У большинства проектных организаций это — среднепотолочные данные, которые перепроверяются соответствующей эксплуатирующей организацией. Проектировщики в большинстве случаев пользуются не очень достоверными исходными данными, полученными от заказчика. Это и компенсируется уточненным расчетом по месту.
Как вам нравится проблема, которая нашу энергосистему трясла несколько лет? КЗ на ВЛ-110 (довольно сложное, переходящей с однофазного на междуфазное и с линии на линию двухцепного транзита, приводящее к отключению генераторов на ТЭС за километров 100-150 защитой обратной последовательности? Каких только предположений не высказывали, кого только не подключали (вплоть до Чубайса посредством Шульгинова). А решение оказалось элементарным. Очень старая и крутая проектная организация (антирекламу делать не буду) перепутала трансформаторы тока на стороне 10 кВ со стороной 110 кВ. Не менее крутая организация при контрольной проверке уставок это промухала. И, наконец, организация, в чьей зоне ведения находятся соотсветствующие уставки, это тоже промухала.
Так что давайте без авторитетов все пересчитывать.

Случаи неправильных действий защит

Как известно, обычно трансформаторы тока в сетях 6–10 кВ устанавливаются в фазах А и С. В фазе В трансформаторы тока не устанавливаются. Замыкание на землю сопровождается малыми токами, при которых защиты от междуфазных коротких замыканий (КЗ) не срабатывают, а должна подействовать защита от ОЗЗ. При двойных замыканиях на землю ток резко увеличивается и должна сработать защита от междуфазных КЗ.

В процессе работы на подстанциях одной из энергосистем (подстанции 2 и 3 на рис. 1) выяснилось (эксперимент проводил к.т.н. доцент А.И. Щеглов, НГТУ), что те токопроводы, которые на одной из подстанций считались принадлежащими фазе А, на другой подстанции обозначались как фаза В и т.д. Такой разнобой в наименованиях фаз, как показало проведенное обследование, не редкость на сетевых подстанциях 6–35 кВ.

На рис. 1 наименование сборных шин на подстанции 2 соответствует аналогичному на головной подстанции 1, а на подстанции 3 токопровод, обозначенный как фаза А, соответствует фазе С на головной подстанции, токопровод В соответствует фазе А, а фаза С на подстанции 3 соответствует фазе А на подстанции 1. При этом чередование фаз на подстанции 3 сохраняется, все векторные диаграммы при принятом наименовании фаз соответствуют стандартным, потребители не ощущают «перепутывания» фаз. Связи между подстанциями 2 и 3 по сети, кроме указанных на рисунке, отсутствуют.

При возникновении однофазного замыкания на землю в фазе В на подстанции 2 напряжение в двух других фазах повышается. В процессе проводимого эксперимента произошел пробой изоляции на землю на одном из присоединений подстанции 3. На подстанции 3 соответствующая фаза была обозначена как фаза В и в ней не был установлен трансформатор тока. В действительности повредившаяся фаза соответствует фазе А на головной подстанции. В результате двойное замыкание в фазе В на обеих подстанциях, являясь, по сути, междуфазным КЗ, не привело к срабатыванию защит от междуфазных КЗ на подстанциях, поскольку фазы В (в действительности – разные фазы) не обработаны трансформаторами тока. Сработала защита от междуфазных КЗ на питающей ЛЭП (ЛЭП-4 на рис. 1). Если на подстанции 2 фазы не перепутаны, то она останется не отключенной вместе с ОЗЗ.

Такое действие защиты, кроме увеличения количества отключенных присоединений, может сильно осложнить последующий поиск поврежденного участка, поскольку на ЛЭП-4 – единственной, где сработала защита, повреждение отсутствует. На поврежденных же участках, где защита от ОЗЗ отстроена по времени от времени срабатывания защиты от КЗ, ни одна защита не сработала.

Очевидно, что из сложившегося положения можно выйти, если привести обозначения одинаковых фаз на разных подстанциях в соответствие друг с другом. Если же это по какой-то причине затруднительно, то можно дополнительно установить на подстанциях трансформаторы тока в фазе В и защиту от междуфазных КЗ в трехфазном исполнении. Дешевле установить на подстанциях надежную защиту отходящих присоединений от ОЗЗ, способную четко функционировать при уровнях токов, соответствующих междуфазным КЗ.

В некоторой степени спасти ситуацию может установка на вводах в подстанцию защиты от ОЗЗ, согласованной по времени действия с защитой от междуфазных КЗ (выдержка времени защиты от ОЗЗ должна быть меньше, чем у защиты от КЗ). При этом отключение происходит на той подстанции, где произошло повреждение, что существенно облегчает последующую ликвидацию аварии и разбор ее причин.

ОЗЗ НА КАБЕЛЬНОЙ РАЗДЕЛКЕ

Непростая ситуация возникает при ОЗЗ на кабельной разделке, до места установки трансформатора тока нулевой последовательности (рис. 2). При этом повреждении защита рассматриваемого присоединения от ОЗЗ, выполненная на реле КА, не срабатывает, т.к. ток нулевой последовательности протекает от сборных шин до места замыкания, не попадая в кабельный трансформатор тока.

Составляющая тока нулевой последовательности 3I0 , которая протекает от потребителя к месту ОЗЗ, обычно бывает незначительной и не приводит к срабатыванию защиты (защита от нее отстраивается). Не срабатывает также защита от КЗ (по крайней мере, до того момента, когда ОЗЗ переходит в междуфазное КЗ). Известны случаи, когда ОЗЗ на кабельной разделке, сопровождающееся открытой дугой, приводило к возгоранию разлитого в ячейке масла или его паров и дальнейшему пожару. В результате возникала серьезная авария. В какой-то степени помочь выйти из затруднительного положения в данном случае может либо дуговая защита (она пока установлена далеко не на всех объектах), либо защита от ОЗЗ, установленная на вводах на подстанцию (такая защита в рассматриваемом случае отключит всю секцию, от которой питается поврежденная линия). Но такая защита на вводах в настоящее время также обычно не предусматривается.

ОЗЗ В «ПУЧКАХ КАБЕЛЕЙ» ОБЩИЕ ВОПРОСЫ

Интересные случаи неправильной работы защиты были обнаружены в «пучках кабелей», т.е. в тех случаях, когда питание потребителям выдается через несколько параллельно включенных кабелей. Известно, что в этом случае на каждом кабеле устанавливается свой трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП). Вторичные обмотки этих ТТНП, например, в соответствии с [1], могут быть включены либо параллельно, либо последовательно, после чего подключается токовое реле (например, РТЗ-51). В [1] со ссылкой на эксперименты, проведенные в 30-е годы прошлого века в ТЭП, рекомендуется, как правило, включать вторичные обмотки ТТНП последовательно.

Увеличение количества ТТНП в группе ведет к росту минимального тока срабатывания защиты, который можно получить. Например, в соответствии с [2] минимальный ток срабатывания защиты, использующей один ТТНП типа ТЗРЛ и реле РТЗ-51, равен 0,69 А. Если два ТЗРЛ по цепям вторичных обмоток включены параллельно, минимальный ток срабатывания составляет 0,97 А, а при последовательном соединении обмоток – 1,25 А. При наличии трех кабелей и соответственно трех ТТНП, вторичные обмотки которых соединены параллельно, минимальный ток срабатывания равен 1,19 А, а при последовательном соединении обмоток – 1,95 А.

Высокая точность приведенных результатов (до третьего знака) вызывает сомнения. Эксперименты, проведенные автором статьи совместно с инженером А.М. Хабаровым и доцентом А.И. Щегловым с трансформаторами тока типа ТЗЛМ, показывают, что при минимальной уставке реле РТЗ-51 первичные токи срабатывания комплектов защит, использующих разные экземпляры однотипных ТТНП, могут существенно отличаться от 0,69 А и друг от друга (в эксперименте с тремя разными ТТНП они находились в пределах 0,55–0,76 А). Отличаются и токи срабатывания при двух и большем количестве ТТНП.

В результате в каждом конкретном случае первичный ток срабатывания защиты приходится определять опытным путем, пропуская через окно (или окна) ТТНП провод и поднимая ток до момента срабатывания защиты. С таким неудобством приходится сталкиваться каждому специалисту, занятому эксплуатацией защит кабельных линий от ОЗЗ. В целом же тенденция, описанная в [2], сомнений не вызывает, хотя использование при проектировании защит от ОЗЗ приведенных в [2] величин может привести к значительным погрешностям.

Как правило, указанная особенность не приводит к существенным затруднениям при выборе уставок. Однако бывают и другие случаи.

ПИТАНИЕ РАЗНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ОТ ОДНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

На рис. 3 показана схема, где к одному выключателю подключен пучок из двух кабелей. В цепи каждого кабеля установлен свой трансформатор ТА тока нулевой последовательности. Такое решение можно считать типовым, если оба кабеля идут к одному потребителю. Рассматриваемый же пример характерен для давно построенных подстанций, сетевой район вокруг которых продолжает развиваться. В таких случаях иногда, при невозможности или неэкономичности расширения КРУ на подстанции, принимают решение о подключении к одному выключателю двух потребителей, питающихся по отдельным кабелям. Иногда такие решения принимаются и на вновь проектируемых подстанциях, когда у работников проектной организации нет полной информации о потребителях и их схемах присоединения к ЛЭП. Вторичные обмотки ТА в данном случае были включены последовательно и к ним подключена обмотка токового реле КА. Специалисты, эксплуатирующие описываемую установку, отметили, что часто защита рассматриваемых фидеров от ОЗЗ не срабатывает при однофазных замыканиях на землю в кабелях. Как выяснилось впоследствии, рассматриваемые кабели идут к разным потребителям и не соединяются между собой на противоположной от питающей подстанции стороне. При ОЗЗ на одном из кабелей по схеме протекают токи нулевой последовательности (на рисунке изображены стрелками). По трансформаторам тока ТА эти токи, как видно из рисунка, протекают в разных направлениях.

Проведенные в НГТУ эксперименты показали, что характеристики срабатывания защиты, собранной по рассматриваемой схеме, выглядят так, как это показано на рис. 4. По вертикальной оси отложен ток в трансформаторе тока ТА1, а по горизонтальной оси – в трансформаторе тока ТА2. Если рабочая точка попадает внутрь характеристики срабатывания (на рисунке показано несколько характеристик, соответствующих разным уставкам на реле КА типа РТЗ-51: синяя соответствует уставке реле в 20 мА, красная – в 80 мА, зеленая – в 140 мА). Из рисунка видно, что даже незначительные токи в ТА1 могут заблокировать защиту, т.е. привести к отказу в срабатывании при ОЗЗ, несмотря на достаточно большой ток в трансформаторе ТА2. Например, если по ТА1 протекает ток в 15 А, то даже ток в 60 А, протекающий по трансформатору тока ТА2, не приводит защиту к срабатыванию.

Так и произошло в приведенном случае: несмотря на то, что токи нулевой последовательности, протекающие по ТА1 и ТА2, отличались во много раз, при таком токораспределении защита не срабатывала. Пришлось в цепь каждого ТА ставить свое токовое реле. Теперь защита работает нормально.

Справедливости ради следует отметить, что дальнейшие эксперименты А.М. Хабарова, результаты которых приведены на рис. 5, показали, что существенного улучшения характеристик защиты можно было добиться также, изменив схему соединения вторичных обмоток ТТНП с последовательной на параллельную. При этом зона несрабатывания защиты существенно уменьшалась и располагалась вблизи биссектрисы графика, т.е. заблокировать защиту теперь можно только противоположным по фазе током в ТА1, величина которого близка к току в ТА2. Обозначения на рис. 5 те же, что на рис. 4.

НАРУШЕНИЕ КОНТАКТНОГО СОЕДИНЕНИЯ

Еще один интересный случай, связанный с работой защиты на «пучке кабелей», проиллюстрирован рис. 6.

Потребитель М получает питание от секции сборных шин через пучок из двух кабелей и силовой выключатель. В нормальном режиме работы токи в фазах потребителя равны по величине и сдвинуты по фазе друг относительно друга на 120 электрических градусов (рис. 7а). Суммарный ток нагрузки, значение которого зависит от режима работы потребителя, равномерно распределяется по кабелям пучка. Векторная диаграмма первичных токов, протекающих по каждому кабелю, аналогична изображенной на рис. 7а, но величина каждого из этих токов в два раза меньше суммарного тока потребителя. В результате этого суммарный магнитный поток в каждом из кабельных трансформаторов тока нулевой последовательности равен нулю и токи во вторичных цепях этих трансформаторов отсутствуют. Реагирующий орган защиты находится в несработавшем состоянии.

При нарушении одного из контактных соединений в кабельном пучке (например, в фазе А правого кабеля) ток в соответствующей фазе кабеля уменьшается. Но поскольку суммарный ток в фазе А потребителя определяется в основном сопротивлением потребителя, а не кабеля (сопротивление кабеля чрезвычайно мало по сравнению с сопротивлением потребителя), суммарный ток в фазе А потребителя практически остается прежним. Следовательно, возрастает на соответствующую величину ток в фазе А оставшегося исправным кабеля. На рис. 7б показана векторная диаграмма фазных токов в правом кабеле в рассматриваемом режиме.

Предполагается, что ток в фазе А продолжает протекать, но его величина уменьшилась по сравнению с токами в фазах В и С. Из рис. 7б видно, что сумма токов в фазах правого кабеля уже не равна нулю, она равна 3I’0. Это эквивалентно появлению в правом кабеле тока нулевой последовательности, причем этот ток может достигать весьма большой величины, соизмеримой с фазным током нагрузки. В результате во вторичной обмотке кабельного трансформатора тока нулевой последовательности правого кабеля возникает электродвижущая сила и ток, путь протекания которого рассмотрен ниже.

Ток в фазе А неповрежденного левого кабеля увеличился и стал больше токов в фазах В и С (рис. 7в). В результате суммарный магнитный поток в кабельном трансформаторе тока левого кабеля также стал отличным от нуля. Во вторичной обмотке этого трансформатора тока появилась электродвижущая сила и ток, направленный противоположно току в обмотке ТТНП левого кабеля. В результате токи, протекающие по вторичным обмоткам ТТНП, станут замыкаться через вторичные обмотки кабельных трансформаторов тока нулевой последовательности.

Специалисты одной из энергосистем, которые обратились к нам с описанием такого случая, отмечали, что при последовательном соединении вторичных обмоток ТТНП у них неоднократно отмечались отказы защиты от ОЗЗ. Сами факты нарушения контактных соединений они обнаруживали с помощью тепловизора. Нетрудно убедиться, что рассматриваемый случай, по сути, идентичен рассмотренному выше. При некоторых сочетаниях значений токов, возникающих при ОЗЗ в одном из кабелей, рабочая характеристика попадает в зону несрабатывания (рис. 4) и защита не срабатывает.

При малых «разбалансах» токов в одинаковых фазах разных кабелей ток в реагирующем органе защиты мал и ложное срабатывание защиты не происходит. При дальнейшем ухудшении контактных соединений появляется ток небаланса, который при одних ОЗЗ (например, в фазе А) может недопустимо загрубить защиту (ток срабатывания повышается в 1,5–1,9 раза), а при других ОЗЗ ток срабатывания может недопустимо снизиться, в результате чего защита может сработать излишне (при внешних ОЗЗ) или ложно (при отсутствии ОЗЗ) (рис. 4). Как и в предыдущем случае, переход к параллельному включению вторичных обмоток ТТНП несколько упростит ситуацию, хотя и не позволит полностью избавиться от проблемы.

Следует отметить, что последовательное соединение вторичных обмоток трансформаторов тока нулевой последовательности дает небалансы гораздо большей величины, чем при параллельном соединении (рис. 4, 5). Вероятность отказов защиты при ОЗЗ на защищаемом кабеле и вероятность ложных срабатываний (при отсутствии ОЗЗ в сети) при последовательном соединении вторичных обмоток ТТНП сильно возрастает.

В настоящее время на кафедре электрических станций НГТУ разрабатывается устройство, позволяющее предотвратить описанные выше отказы в срабатывании защиты и формирующее сигнал для обслуживающего персонала о нарушении контактного соединения в пучке кабелей. Кроме повышения надежности и эффективности защиты от ОЗЗ, такое устройство позволит избавиться еще от одной неприятности: при нарушении контактного соединения в одном кабеле соответствующая фаза второго кабеля может перегрузиться, повысится температура изоляции и ускорится ее старение.

Проведенные эксперименты показали, что совместная работа разъемного и неразъемного ТТНП, как при последовательном, так и при параллельном соединении их обмоток, существенно ухудшает характеристики защиты в рассмотренных выше случаях.

Литература

1. Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем. – М.: Энергия, 1976. – 560 с.

2. Корогодский В.И., Кужеков С.Л., Паперно Л.Б. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 248 с

Алексей Шалин, д.т.н., профессор кафедры электрических станций Новосибирского государственного технического университета