НПФ "Электроэнергетика"
Поставка электрооборудования: дуговые защиты для КРУ и КСО,
реле и устройства защиты, оптические датчики, счетчики импульсов
+74955074408
upiter-as@mtu-net.ru
Пушкино
Заказать звонок
141200 Россия Московская область г Пушкино ул.Кудринское шоссе,д.6, офис 4
Оцените нашу компанию
Всего отзывов: 1 Средний балл: 5
 
Голосование

Ваша роль в бизнесе?

Руководитель Собственник Специалист Менеджер Частное лицо

Дуговые защиты на примере существующих и особенности дуговой защиты "ОВОД-МД"

В настоящее время наиболее часто применяющиеся ячейки имеют в своем составе выключатели с коммутационной способностью 20 и даже 31,5 кА .При возникновении дугового перекрытия с такими токами происходит прожигание металла стенок ячеек и перенос повреждения в соседние ячейки. Увеличение термической стойкости за счет утолщения стенок приводит к повышению цены, веса и осложняет монтаж ячеек. (повышение же термической стойкости в 1,5 раза потребует увеличения толщины железа в 2 раза) Некоторые исследователи предполагают, что при интенсивном горении дуги и выделении большого количества водорода в камерах образуется гремучая смесь Н2О2, которая может привести к взрыву в соседних, неповрежденных ячейках. Кроме того при относительной герметичности современных ячеек и отсутствии разгрузочных клапанов внутренне избыточное давление при КЗ не только разрушает аппараты, но и значительно деформирует корпус ячейки (происходит вздутие), что приводит и к механическому разрушению ячейки и ее элементов.
Учитывая все это, в п. 5.4.19 новой, 15-й редакции Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ директивно предлагается установка дуговой защиты в КРУ. Осталось решить, какой именно.
Основных способов распознавания дуговых КЗ два вида:
– Способы, основанные на контроле параметров и характеристик электрической цепи с дугой: спектрального состава тока или напряжения, модулей и аргументов фазных и симметричных составляющих токов и напряжений, уровней несимметрии токов или напряжений, сопротивлений или вольт-амперных характеристик короткозамкнутой цепи. Эти способы позволяют использовать традиционные для релейной защиты сигналы – токи и напряжения. Наряду с известными достоинствами в преобразовании и обработке токов и напряжений имеется и ряд недостатков, заключающихся в том, что данные признаки могут наблюдаться не только при внутренних дуговых КЗ, но и при внешних КЗ. Последнее затрудняет распознавание внутреннего повреждения, т.е. не позволяет выполнить защиту с абсолютной селективностью. Однако выполненные исследования, например [1], показывают возможность информационного совершенствования дуговых защит и, как следствие, повышение распознаваемости рассматриваемых режимов, о чем будет сказано отдельно.
– Способы, основанные на контроле параметров электрической дуги и сопутствующих ей явлений: температуры, давления, электрической проводимости окружающей среды (степени ионизации газов), излучения, оптических свойств среды, электромагнитного излучения. Они позволяют увеличить степень распознаваемости дуговых КЗ в КРУ. Влияние эксплуатационных режимов на функционирование защит, реализующих способы контроля этой группы, с учетом конструктивных особенностей КРУ минимально.

Достаточно простым техническим решением для защиты от дуговых КЗ является применение максимальной токовой защиты (МТЗ), положительными качествами которой являются простота, высокая элементная надежность и низкая стоимость. Ограничивающими факторами применения МТЗ являются относительная селективность и недостаточно высокое быстродействие из-за необходимости согласования с защитами смежных элементов.
Требованию абсолютной селективности отвечают токовые дифференциальные защиты и «логические защиты шин» (ЛЗШ) секций (на основе разрешающей МТЗ ввода и блокирующих МТЗ отходящих присоединений), в зону действия которых входят сборные шины и выключатели. «Мертвой» зоной этих защит являются отсеки измерительных трансформаторов тока (ТТ) и кабельной разделки – одни из наиболее вероятных мест повреждения. ЛЗШ может отказать в начальный период КЗ при наличии подпитки от мощных электродвигателей, что может быть исключено путем контроля направления мощности на данных присоединениях.
Для предотвращения вышеуказанных повреждений необходимо предусмотреть возможно быстрое отключение возникшего дугового замыкания. Защиту от избыточного давления во всех ячейках КРУ выполняют клапаны, которые в совокупности с концевыми выключателями выполняют также функцию дуговой защиты, и технологические зазоры тележек и отсеков. Надо отметить, что технологические зазоры ячеек (камер) могут привести к поражению персонала раскаленными продуктами дуги.
Однако для целей дуговой защиты использование традиционного клапана в ячейке значительно ухудшает ее потребительские качества (надежность). Клапанная дуговая защита как механическое устройство реагирует не на дугу, а на последствия дуги, и будет работать при достижении давления газов, достаточного для срабатывания, поэтому имеет определенные недостатки, – в частности недостаточную чувствительность.
При установке ячейки КРУ одной конструкции в разных точках энергосистемы клапанные дуговые защиты (КДЗ) имеют разную эффективность. Так как, клапанные дуговые защиты, установленные в ячейках К 37, К 59, К 104, надежно работают при токах более 7 кА, что на удаленных подстанциях с трансформаторами 2,5- 16 мВА является ограничивающим для применения. Эти данные приведены в статье Зотова А.Я. в журнале «Энергетик» №3 2006 г.. Также приведено время срабатывания клапанной защиты от 5 до 70 мс .Кроме того, КДЗ имеют недостоверный контроль исправности, так как для контроля используются не рабочие контакты концевых выключателей, а другая пара этого выключателя.
Широко применяемая в ячейках фототиристорная дуговая защита (ФДЗ) также обладает некоторыми серьезными недостатками – ограниченным обзором пространства, присутствием в зоне возможной дуги электронных компонентов (фототиристоров), сложностью организации контроля исправности фототиристоров, возможностью ложной работы из-за токов утечки при параллельном соединении n-числа фототиристоров, при попадании прямого солнечного света или при включении света ламп освещения отсеков КРУ.
На кафедре РЗА Новочеркасского государственного технического университета выполнена исследовательская работа по определению освещенности фототиристоров в различных отсеках ячейки КРУ различных производителей. Результатами этой работы являются рекомендации места установки фототиристоров и их числа для конкретных ячеек; предложена конструкция блоков фототиристоров, способы контроля исправности ФДЗ.
В конструкции некоторые производители применяют в своих ячейках оптоволоконной дуговой защиты (ОДЗ).
Живучесть ячейки обеспечивается тем, что время срабатывания ОДЗ не более 8 мс при минимальном токе дуги 160 А. Повреждения при таком быстродействии – как механические, так и прожиг – столь малы, что возникла проблема определения места повреждения в ячейке. ОДЗ, разработанная фирмой «ПРОЭЛ» (С.-Петербург), имеет постоянный внутренний контроль исправности волоконных линий связи и оптических датчиков .
Применение радиальной схемы построения ОДЗ и специальной конструкции оптической линзы позволяет при необходимости определить с точностью до отсека ячейки место возникновения дуги. Это является отличительным качеством по сравнению с аналогом фирмы АВВ, не говоря уже о стоимостных показателях.
Один комплект ОДЗ может обеспечить до 20 присоединений на подстанции и 2 систем шин (шинных мостов). ОДЗ имеет 3 группы датчиков, действующих на отключение вышестоящего выключателя. При рассмотрении направления действия ОДЗ принято, что при дуговом замыкании в ячейках отходящих фидеров независимо от места дуги отключаются вводной и секционный выключатели (как источники). При коротком замыкании в ячейке СВ и на шинном мосту отключается вводной выключатель, а при коротком замыкании в ячейке ввода ОДЗ действует на отключение выключателя трансформатора с высокой стороны. При этом действуют запреты на АВР СВ и АПВ трансформатора. Включение ячеек после срабатывания дуговой защиты возможно только после осмотра и выявления места дуги. В этом случае радиальное построение и возможность определения места дуги по индикации электронного блока ОДЗ обеспечивают выполнение операции выявления повреждения в максимально короткие сроки и с минимумом усилий, что повышает не только живучесть ячеек, но и сокращает длительность перерыва снабжения потребителя. Динамические повреждения в ячейках (разрушение опорных изоляторов, деформация ошиновки) также значительно меньше, чем без использования ОДЗ. Это позволяет выбирать сечение ошиновки из условий нагрузки, принимая за время tкз время ОДЗ со времени отключения вакуумного выключателя, т. е.

tрасч. = 0,008" + tоткл в.в.

ОДЗ надежно не срабатывает при попадании прямых лучей солнечного света или при зажигании ламп накаливания мощностью 60 вт на расстоянии далее 10 мм. Пуск дуговой защиты может разрешаться (блокироваться) посторонними факторами (током, напряжением и т. д.), для чего используется «сухой» контакт блокирующего элемента.
Оптоволоконная дуговая защита в отличие от своих аналогов (КДЗ, ФДЗ, оптической защиты фирмы ABB), сохраняет работо-способность при потере напряжения питания в течение 0,5 с. Защита имеет сертификат соответствия Госстандарта России. В настоящее время в эксплуатации находятся ОДЗ на более чем 1000-чи секцияй предприятий нефтегазодобывающей отрасли России и стран СНГ от Курил до Калиниграда и от Мурманска до Азербайджана.
ЛИТЕРАТУРА
1. Нагай В.И. Релейная защита ответвительных подстанций электрических сетей. – Энергоатомиздат, 2002. – 312 с.
2. Зотов А.Я. О дуговой защите шкафов КРУ(Н) 6–10 кВ на датчиках «Краб» и «Антенный» // Энергетик. – 1997. – № 3. – С. 17–18.
3. Нагай В.И., Сарры С.В. Определение чувствительности оптико-электрических защит от дуговых коротких замыканий в комплектных распределительных устройствах напряжением 6–10 кВ // Изв. вузов. Электромеханика. – 1999. – № 1. – С. 48–51.
4. Нагай В.И. Выбор и техническая реализация быстродействующих защит КРУ от дуговых коротких замыканий// Электро. – 2002.– № 1. – С. 35–39.
5. Середа Н.Н., Харитонов В.В. Применение фототиристоров для защиты сетей при дуговых коротких замыканиях // Материалы семинара «Новые комплектные электротехнические устройства». – М.: Московский Дом науч.-техн. пропаганды, 1990. – С. 53–57.
6. В.И. Нагай, С.В. Сарры, М.М. Котлов и др. Оптико-электрическая дуговая защита КРУН 6–10 кВ // Энергетик. – 2000. – № 8. – С. 38–39.
7. Нагай В.И. Сарры С.В., Войтенко А.С. Релейная защита КРУ с контролем светового потока // Промышленная энергетика. – 2001. – № 11. – С. 32–36. 8. Нагай В.И., Сарры С.В., Войтенко А.С. Быстродействующие релейные защиты КРУ от дуговых коротких замыканий с оптико-электрическими датчиками // Электрические станции. – 2002. – № 3. – С. 55–59.
9. Вайнштейн В.Л., Сурвилло Б.А. Фотореле защиты от дуговых КЗ // Энергетик. – 1989. – № 11. – С. 27–31.
10. Сухоручкин И.В., Бочаров Н.В. Реле защиты от дуговых замыканий // Электрические станции. – 1990. – № 5. – С. 89–91.
11. Коротков Л.В., Погодин Н.В. Быстродействующая оптическая система дуговой защиты ЗРУ 6–10 кВ // Релейная защита и автоматика энергосистем 2000: Тез. докл. XIV научно-технической конференции. – М.: ЦДУ ЕЭС России, 2000. – С. 48–49.
12. Крылов И.П. Устройство быстродействующей селективной световой дуговой защиты БССДЗ-01/02 // Сборник тез. докл. семинара-совещания начальников служб РЗА АО-энерго, начальников электролабораторий электрических станций, ведущих специалистов РЗА ОЭС Северного Кавказа, РАО «ЕЭС России», РП «Южэнерготехнадзор». – Пятигорск, 2001. – С. 112–114.
13. Калачев Ю.Н., Шевелев В.С. Устройство дуговой защиты для ячеек КРУ 6–10 кВ // Энергетик. – 2001. – № 1. – С. 25–26.
14. Демьянович М.В., Евреев А.И., Пименов А.В. и др. Новая дуговая защита для комплектных распределительных устройств // Энергетик. – 2001. – № 5 – С. 24. 15. Григорьев В.А., Милохин В.Е., Палей Э.Л. Волоконно-оптическая дуговая защита ячеек КРУ 6 -10 кВ // Энергетик. – 2002. – № 2. – С. 23–24.
15.А.М.Александров,Бабкин И.В., Э.Л.Палей «Новости Электротехники». №4 2001 г.

Читайте также