Какой прибор дает условие алгоритма отключения нитки

Устройство резервирования при отказе выключателя (УРОВ) в сетях 110—220 кВ — Схемы УРОВ

Ниже рассмотрен ряд схем УРОВ, наиболее часто встречающихся в эксплуатации. Из современных типовых схем приведены схемы УРОВ подстанции с двумя системами шин и фиксированным распределением присоединений; УРОВ для схемы мостика с тремя выключателями (выключатели в сторону линии); УРОВ с контролем по напряжению рассмотрен в варианте подстанции с двумя системами шин и фиксированным присоединением элементов. Для такой же первичной схемы рассмотрен вариант УРОВ с контролем по току и предварительным отключением выключателя присоединения, а также УРОВ с контролем по току, с предварительным отключением выключателя и с запоминанием факта срабатывания защит. Рассмотрение перечисленных схем УРОВ дает возможность познакомиться с общими принципами построения и позволяет разобраться в других вариантах выполнения схем УРОВ для подстанции с двойной системой шин с фиксированным присоединением элементов, с контролем наличия тока в поврежден’ ном элементе и контролем наличия отключающего импульса. Схема оперативных цепей УРОВ приведена на рис. 6, а, схема выходных цепей и сигнализации — на рис. 6, б. Схема рассчитана на подключение к каждой системе шин трех трансформаторов (автотрансформаторов) и шести линий, каждая из которых оснащена высокочастотной защитой. При необходимости количество подключенных линий к схеме может быть увеличено за счет ввода в нее резервных контактов. Схема предполагает также наличие шиносоединительного и обходного (ОВ) выключателей. На рис. 6 в целях упрощения показаны цепи одного трансформатора и двух линий на каждую систему шин.

Рис. 6. УРОВ для схемы двойной системы шин с фиксированным присоединением элементов, с контролем протекания тока по повременному присоединению и с контролем отключающего импульса:
а — оперативные цепи

Рис. 6. (продолжение):
выходные цепи и цепи сигнализации

Для каждого присоединения (линии, трансформатора, ШСВ, ОВ) используется однотипная цепочка, состоящая из последовательно соединенных замыкающих контактов двух реле типа РТ-40/Р и размыкающего контакта реле положения ВКЛЮЧЕНО KQC. Трехфазные токовые реле типа РТ-40/Р включаются в одну из обмоток ТТ соответствующего присоединения. На линиях, оснащенных резервными защитами типа ЭПЗ-1636, реле РТ-40/Р включаются в токовые цепи этой защиты и расположены на этой же панели. У трансформаторов токовые реле включаются в токовые цепи дифференциальной защиты со стороны соответствующего выключателя, причем ТТ в этом случае собраны в треугольник. Схема соединения токовых реле РТ-40/Р и диапазон уставок в подавляющем большинстве случаев обеспечивают их чувствительность при всех видах повреждений и работе защиты присоединения. Последовательное включение обмоток и последовательное включение контактов реле продиктованы требованиями надежности. Для повышения надежной работы контактов токовых реле оперативные цепи УРОВ построены таким образом, чтобы замыкание и размыкание контактов при измерении нагрузки по присоединению в нормальном режиме работы происходило без коммутации тока.
С целью повышения надежности схемы УРОВ в ряде энергосистем разработаны токовые трехфазные реле с реагирующими органами в виде кодовых реле или герконов. Контактная система у таких реле не подвержена возможности механического повреждения, а поэтому в схемах используется только одно реле. Необходимо отметить, что реле типа РТ-40/Р имеют большое потребление. Так, реле с номинальным током 5 А имеет сопротивление при токах 0,2-4 номинального 1,5-^2 Ом в зависимости of режима протекания токов по обмоткам реле. Столь значительные дополнительные сопротивления, вносимые в токовые цепи защит, ухудшают условия их работы, поэтому допустимость включения обмоток реле РТ-40/Р должна проверяться расчетом.
Реле положения ВКЛЮЧЕНО KQC, с помощью которого в схеме УРОВ осуществляется контроль наличия отключающего импульса, при включенном положении выключателя находится в сработанном положении. При подаче от защит импульса на отключение обмотка реле KQC шунтируется и реле возвращается в исходное состояние независимо от того, отключился выключатель или нет. При этом размыкающий контакт реле =KQC, включенный последовательно с контактами КА токовых реле, оказывается замкнутым.
Наличие в схеме УРОВ контакта реле KQC играет блокирующую роль. Например, когда линия в работе, токовые реле обтекаются током и сработаны, защита из-за неисправности выведена, но ошибочно не выведен пуск УРОВ от этой защиты. Снятие действия защиты на отключение выключателя и пуска УРОВ осуществляется, как правило, индивидуальными оперативными накладками, установленными в цепях контактов выходных реле защит. В рассматриваемом случае накладка в цепи отключений разомкнута, а в цепи пуска УРОВ — оставлена включенной. При ложной работе защиты импульс на отключение выключателя отсутствует и реле KQC остается в сработанном состоянии, благодаря чему цепь на срабатывание пусковых реле KL1 (или KL2, KL7, KL8, KL11, KL12) образоваться не может даже при замкнувшихся контактах KL13.1 (или KL14.1, КТ2.1, КТ3.1). Такое включение контактов реле KQC значительно снижает вероятность ложной и излишней работы УРОВ.
Положение контактов реле на схеме рис. 6 соответствует их рабочему состоянию. Все реле схемы, за исключением KL16, KL17, KL22, KL23, KL33-KL35, находятся нормально в несработанном состоянии. Положение реле KL16, KL17, KL22 и KL23 определяется режимом работы обходного выключателя и положением крышек соответствующих испытательных блоков. Реле KL33, KL34 и KL35 обеспечивают контроль исправности схемы, нормально находятся в сработанном положении (контакты перечисленных реле показаны в режиме обесточенного положения их обмоток).
Рассмотрим поведение схемы УРОВ в различных режимах.
При КЗ на линии W1 срабатывают защиты линии и действуют на отключение выключателя, шунтируя при этом обмотку реле KQC; при возврате реле KQC его контакт в цепи пуска УРОВ замыкается. При отказе линейного выключателя токовые реле КА линии остаются в сработанном состоянии, их контакты замкнуты. Через контакты токовых реле, контакты выходных реле защит линии и размыкающий контакт KL12.2 срабатывает реле KL13. При срабатывании всеми пятью контактами выполняются следующие операции:
KL13.1 подает минус на обмотки группы пусковых реле KL1-KL12;
КЫ3.2 подготавливает цепь пуска реле времени КТ1, общего для присоединений обеих систем шин;
KL13.3 подготавливает выходную цепь с действием на отключение первой системы шин (рис. 6,6);
КЫ3.4 подготавливает цепь запрета АПВ присоединений первой системы шин (рис. 6, б);
КЫ3.5 подрывает цепь обмотки реле KL34, при этом срабатывает реле времени КТ4, запускается контроль исправности схемы УРОВ (рис. 6, а).
При замыкании контакта KL13.1 при условии, что замкнуты контакты токовых реле КА и реле KQC, срабатывает реле KL11 — пусковое реле УРОВ первой системы шин от всех линий данной системы шин. Контакт KL11.1 с учетом замкнувшегося ранее контакта KL13.2 запускает реле времени УРОВ КТ1, а также подводит плюс к контактам КТ2.2 и КТ3.2 реле времени КТ2 и КТЗ. Контакт KL11.2 размыкает цепь обмотки реле KL14 (повторителя пусковой цепи УРОВ от присоединений второй системы шин). Контакт KL11.3 повторно размыкает цепь обмотки реле KL34 схемы контроля исправности цепей оперативного тока.
Если КЗ ликвидируется при нормальном отключении выключателя поврежденной линии, то возвращаются в исходное положение выходные реле защиты этой линии, размыкаются контакты токовых реле КА и вся схема УРОВ возвращается в исходное положение (реле KQC после отключения выключателя- остается обесточенным, а его контакты замкнутыми). Если из-за какой-либо неисправности после отключения линии не вернулись выходные реле защиты, схема УРОВ все равно возвращается в исходное положение, потому что размыкаются контакты реле КА. Если же (что очень мало вероятно) не разомкнутся контакты обоих токовых реле, то после возврата защиты линии отпадает якорь реле KL13, снимается контактом KL13.1 минус с обмотки реле XL 11, обеспечивая его возврат.
Таким образом, схема УРОВ запускается при любом срабатывании защит линий с действием на отключение выключателя. Несрабатывание его выходных органов определяется наличием выдержки времени, отстроенной от времени нормального отключения выключателя, и возвратом его защит (отсчет выдержки, как видно из предыдущего, начинается от момента подачи команды на отключение выключателя и одновременно пуска УРОВ) Если же после действия защит и пуска схемы УРОВ выключатель не отключился и сохранились все факторы, пускавшие схему УРОВ, то продолжает работать реле времени КТ1. После замыкания с заданной выдержкой его контакта срабатывает реле KL24 и сигнализирующее о работе УРОВ первой системы шин реле КН1. При этом контакт KL24.1 с учетом замкнутого ранее контакта KL13.3 образует цепь на отключение присоединений первой системы шин через отключающее устройство SX1; контакт KL24.2 подготавливает цепь на запрет АПВ присоединений первой системы шин. Эта щгаь остается разомкнутой контактами KL1.2 и KL4.2. В тех случаях, когда при действии УРОВ из-за отказа выключателя линии АПВ считается недопустимым, устанавливается перемычка, шунтирующая контакты KL1.2 и KL4.2 (рис. 6, б). В этом случае одновременно с действием УРОВ на выходные реле ДЗШ образуется цепь через контакты KL24.2 иКЫ3.4 на запрет АПВ системы шин.
Контактом KL24.3 подрывается цепь обмотки KL33 с повторным пуском схемы контроля оперативных цепей.

После погашения от действия УРОВ системы шин поврежденная линия обесточивается, возвращаются в исходные положения токовые реле КА, защиты линии и все реле схемы УРОВ.
Следует иметь в виду, что при работе УРОВ в режиме повреждения линии и отказа ее выключателя выдержка времени УРОВ определяется выдержкой времени реле времени КТ1 и суммой времени срабатывания трех промежуточных реле KL13, KL11 и KL24. Поскольку в современных схемах УРОВ 110—220 кВ используются реле типа РП-23 с временем срабатывания 30—60 мс, то с учетом времени УРОВ в полной схеме 0,4 с время действия трех промежуточных реле составляет 20-45% этого значения.
В процессе перевода линии на обходной выключатель выполняются следующие операции. Токовые цепи основной защиты линии переводятся на ТТ обходного выключателя. Если оперативные цепи линейной защиты питаются через автоматический выключатель, общий с оперативными цепями выключателя линии, производится также перевод оперативных цепей защиты на ОВ, а в схему основной защиты линии вводятся цепи отключения ОВ. Как правило, перевод указанных цепей производится с помощью переключений крышек испытательных блоков (ИБ), расположенных на панели основной защиты. Через ИБ и контакты токовых реле, включенных в схему ОВ, подается также плюс к выходному контакту линейной защиты, участвующему в схеме УРОВ. Этот же контакт теперь вместо воздействия на реле КЫЗ будет воздействовать- на реле KL15, поскольку реле KL15 является общим реле, воспринимающим воздействие защит ОВ в схему УРОВ при работе ОВ на любой из систем шин. С помощью испытательных блоков SG6 или SG7 схемы ДЗШ одновременно с переключениями в схеме ЦЗШ обеспечивается срабатывание реле KL22 (при фиксации ОВ за первой системой шин) или KL23 (при фиксации ОВ за второй системой шин). При этом разрываются цепи возможного действия защит ОВ на другую систему шин (контакты KL22.1, KL22.2, KL23.1, KL23.2 соответственно в цепях обмоток реле KL12, КЫ4, КЫЗ и KL11).
Защита ОВ, выполняющая роль резервных защит линии с соответствующими уставками, вводится на отключение ОВ.
При повреждении на линии, зафиксированной за первой системой шин и включенной через ОВ, в схеме УРОВ срабатывает реле KL15. При этом через замыкающий контакт KL15.1 и замкнутый размыкающий контакт KL23.1 срабатывает реле KL13. Через замкнувшийся контакт KL13.1 при замкнутых контактах токовых реле КА в схеме ОВ и замкнувшемся контакте KQC ОВ после подачи импульса на отключение выключателя срабатывает реле KL7. По цепи контактов KL7.1 и KL23.2 срабатывает реле KL11.
Срабатывание реле KL11 и КЫЗ приводит к запуску реле времени КТ1, и, если произойдет отказ выключателя, после замыкания контакта реле КТ1, срабатывания KL24 и КН1 УРОВ через контакты KL24.1,
KL13.3, отключающее устройство SX1 (рис. 6, б) воздействует на погашение первой системы шин.
При срабатывании УРОВ из-за отказа выключателя линии полное время складывается из времени срабатывания одного реле времени и трех промежуточных реле, а при отказе ОВ время действия УРОВ будет увеличено на время срабатывания двух промежуточных реле, или на 0,06—0,12 с. Зависимость времени действия УРОВ от режима работы является недостатком схемы УРОВ и может привести к излишним срабатываниям резервных защит линий с противоположных сторон (например, защиты на ПС5 на рис. 1 при отказе ОВ, заменяющего выключатель линии на ПС1). Согласование по времени защит линии с УРОВ в режимах отказа ОВ влечет за собой увеличение времени действия защит.
Известны случаи почти одновременного возникновения КЗ на двухцепных линиях. Такие повреждения вызываются либо одними и теми же причинами (например, наброс), либо являются следствием тех же причин (дуга от повредившейся первой линии перебрасывается на другую линию). Разница во временах повреждения может составлять 0,1-0,2 с. В большинстве случаев линии, выполненные на двухцепных опорах, подключаются к разным системам шин. При повреждении на одной из линий схема пуска УРОВ приходит в действие и набирает часть своего времени в период нормального отключения выключателя и последующего возврата отдельных сработавших реле. Если к этому моменту произойдет повреждение второй линии и срабатывание выходных реле ее защит, то реле времени КТ1 может не вернуться и продолжать работать уже по цепям пуска УРОВ присоединения второй системы шин. В результате даже при нормальном отключении второй линии реле КТ1 может доработать, что приведет к излишней работе УРОВ. Для устранения указанной опасности в схему УРОВ введена блокировка: в цепь обмотки реле KL13 включен размыкающий контакт KL12.2 пускового реле схемы УРОВ линий второй системы шин, а в цепь обмотки реле KL14 включен размыкающий контакт KL11.2 пускового реле схемы УРОВ линий первой системы шин. Таким образом, при повреждении на линии W1 и пуске УРОВ по цепям первой системы шин до возврата реле KL11 пуск УРОВ от защит присоединений другой системы шин невозможен. После нормального отключения выключателя размыкаются контакты реле КА, возвращаются в исходное положение реле KL11 и KL13, а затем КТ1. Цепь повторного пуска реле времени даже при замкнутых контактах выходных реле присоединений другой системы шин образуется только после срабатывания KL14. Поэтому вероятность невозврата реле времени практически исключена.

Однако такая блокировка несовершенна и имеет следующие недостатки.
1. В ряде случаев двухцепные линии подключены к одной и той же системе шин и в этом случае при рассматриваемом повреждении блокировка не сможет выполнить поставленную перед ней задачу.
2. Если сумма времен срабатывания реле KL14 и КЦ2 окажется меньше времени возврата реле КТ1, то возможно проявление рассмотренного выше дефекта.
Отметим, что при повреждении на любой линии данной системы шин срабатывает одно и то же пусковое реле (для первой системы шин KL11), поскольку задача УРОВ в этом случае одна и не зависит от конкретной линии — отключение данной системы шин. В этом плане количество линий, подключенных в схему УРОВ, не ограничено. Некоторым ограничением является количество контактов (рис. 6, б), действующих на останов высокочастотных аппаратов ДФЗ.
При повреждении в трансформаторе, например 77, с отказом его выключателя, примыкающего к рассматриваемой системе шин, через замкнувшиеся контакты токовых реле КА трансформатора, замкнутый (с учетом подачи импульса на отключение) размыкающийся контакт реле положения ВКЛЮЧЕНО KQC, замкнутый размыкающийся контакт KL16.1 (при работе через свой выключатель крышка испытательного блока SG1 снята и обмотка реле KL16 обесточена) и контакт защиты 77 срабатывает реле KL13. После замыкания контакта KL13.1 срабатывает реле KL1. Далее схема работает так же, как и при отказе выключателя линии с образованием цепи на отключение первой системы шин. Запрет АПВ системы шин образуется по цепи контактов KL24.2, KL1.2, KL13.4. Эта цепь собирается одновременно с образованием цепи на отключение системы шин. Общее количество последовательно срабатывающих реле при работе УРОВ такое же, как и при отказе линейного выключателя: одно реле времени и три промежуточных реле, причем реле времени и два промежуточных реле те же, что и при работе УРОВ по цепи отказа линейного выключателя. Таким образом, время действия УРОВ в обоих случаях практически одинаково.
При выводе в ремонт выключателя трансформатора и работе Т1 через ОВ действие всех защит трансформатора переводится на отключение ОВ, при этом вставляется рабочая крышка испытательного блока SG1, чем обеспечивается срабатывание реле KL16. Если при повреждении трансформатора и отказе ОВ работали защиты Т1, то схема УРОВ будет работать точно так, как описано выше, только цепь на срабатывание реле KL13 и KL1 будет образовываться не по цепи контактов реле КА, KQC выключателя трансформатора и размыкающего контакта реле KL16.1, а по цепи контактов реле КА, KQC обходного выключателя и замыкающего контакта реле KL16.2. Если же по каким-либо причинам при работе 77 через обходной выключатель подействовали только защиты ОВ, то схема УРОВ будет работать, как рассмотрено при отказе ОВ, заменяющего выключатель линии. При этом и время действия УРОВ будет больше на время срабатывания двух промежуточных реле. В рассматриваемой ситуации одновременно со срабатыванием реле KL7 через контакт KL16.2 сработает реле KL1, что
обеспечит образование выходной цепи запрета АПВ шин. В случае одновременного срабатывания защит ОВ и трансформатора запуск УРОВ произойдет по обеим цепям, время его действия будет определяться той частью схемы, которая работает быстрее.
Ввод в действие цепей защит ШСВ в схему пуска УРОВ определяется режимом работы ШСВ. В нормальном режиме при работе обеих систем шин с заданной фиксацией защиты ШСВ, как правило, отключены и их цепи в пуске УРОВ участвовать не должны. При работе на одной системе шин и опробовании другой системы шин включением ШСВ на случай повреждения опробуемой системы шин с отказом ШСВ в схемах ДЗШ предусматривается обычно цепь, обеспечивающая через 0,3-0,4 с. отключение работающей системы шин. Наличие цепей пуска УРОВ от защит ШСВ является в данном случае дублирующим, как бы резервирующим отказ защиты шин при отказе ШСВ, и поэтому не обязательным.
Целесообразность пуска УРОВ от защит ШСВ, выполняющих роль делительных защит, вызывает сомнение, поскольку эти защиты, как правило, ненаправленные и по факту их срабатывания невозможно выбрать систему шин, которую необходимо отключить. Очевидным режимом, когда защиты ШСВ обязаны запускать схему УРОВ, является режим запетления одного из присоединений (обычно линии), когда все присоединения переведены на одну систему шин, а на другую через ШСВ включена линия, выключатель которой либо запетлен, либо с него снят оперативный ток. Функции защиты линии возлагаются в этом случае на защиты ШСВ. Поскольку при этом распределительное устройство работает в режиме нарушенной фиксации и срабатывание ДЗШ приводит к отключению всех присоединений, безразлично, по какой цепи пуска УРОВ — первой или второй системы шин — будет работать схема. Поэтому в целях упрощения защита ШСВ осуществляет запуск УРОВ по цепям обеих систем шин.
Работа УРОВ будет происходить следующим образом. При срабатывании защит ШСВ работают реле KL13 и KL14. После замыкания контактов KL13.1 и KL14.1 срабатывает реле KL8, затем КТ1 и KL24 с образованием цепей, действующих на выходные реле ДЗШ обеих систем шин. На подстанциях с обходной системой шин и обходным выключателем использование ШСВ в рассмотренном режиме запетления линейного выключателя крайне редок. Если же такой режим и возникает, то в большинстве случаев на токовые императивные цепи ШСВ переводятся основные и резервные защиты линии, а защита ШСВ остается отключенной. Поэтому целесообразно в цепях пуска УРОВ обеих систем шин контакты защит ШСВ исключить.
Ниже рассматриваются режимы работы УРОВ при повреждениях на системе шин.
Повреждение первой системы шин с отказом ШСВ (фиксация присоединений не нарушена). В этом режиме УРОВ должен воздействовать на отключение второй системы шин. При срабатывании выходных реле ДЗШ срабатывает реле времени КТ2 и своим замыкающим без выдержки времени контактом КТ2.1 подводит минус хк обмоткам реле KL1-KL12. Если после подачи команды на отключение ШСВ контакт KQC ШСВ замкнулся, а ток по ШСВ протекает и контакты репе КА ШСВ замкнуты, срабатывает реле KL8. При этом контакт KL8.1 подводит плюс к контакту КТ2.2 (реле КЫЗ и KL14 не работают, поэтому не будет работать и КТ1); контакт KL8.2 подготавливает цепь действия на выходные реле защиты шин (рис. 6, б); контакт KL8.3 запускает схему контроля исправности.
После срабатывания реле времени КТ2 и замыкания его контакта КТ2.2 срабатывают указательное реле КН2, сигнализирующее о работе УРОВ при повреждении на шинах с отказом ШСВ, и группа выходных реле KL25, KL27, KL29, KL31. При этом (рис. 6, б) по цепи контактов KL8.2 и KL25.1 и накладки SX2 образуется цепь на выходные реле защиты второй системы шин. Подготавливается также цепь отключения трансформаторов данной системы шин (контакт KL25.2 в цепи выходных реле трансформатора 77), однако эта цепь не организуется, поскольку предполагается, что выключатель трансформатора отключился нормально, токовые реле КА в цепи этого выключателя обесточены и реле пуска УРОВ KL 1 не сработало.
После срабатывания реле КТ2 замыкаются также контакты KL27.2, KL27.3, KL27.4, KL29.1, KL29.2, KL29.3 в цепях останова передатчиков ВЧ защит линий, что обеспечивает локализацию повреждения в случаях, если дополнительно на отказ ШСВ накладывается отказ линейного выключателя.
Если одна из линий включена через ОВ, а защита линии оснащена ВЧ блокировкой, то по цепи контактов KL31.1 и KL22.3 образуется цепь на останов ВЧ аппарата; указанный сигнал реализуется в случаях, если нормальное отключение ОВ не состоялось.
Таким образом, из всех перечисленных срабатываний реализуется только требуемая команда на отключение второй системы шин.
Повреждение системы шин с отказом выключателя линии W1. После срабатывания ДЗШ срабатывает реле КТ2, которое контактом КТ2.1 подводит минус к реле KL1-KL12. С учетом сработавших реле КА линии и отпавшего якоря реле KQC выключателя линии W1 срабатывает реле КЫ1. После замыкания контакта с выдержкой времени КТ2.2 срабатывают реле КН2, KL25, KL27, KL29, KL31.
Рассмотрим цепи останова ВЧ передатчиков линий, поскольку замыкания других контактов не приводят к образованию цепей отключения. Останов ВЧ передатчиков нормально отключившихся линий не приводит к каким-либо дополнительным событиям. Останов передатчика на линии с отказавшим выключателем приводит к тому, что ВЧ защита линии воспринимает такой режим, как повреждение на линии, и срабатывает с обеих сторон линии. Действие ее с противоположной стороны приводит к отключению последнего источника, питающего место повреждения. При АПВ (запрет АПВ на противоположную сторону линии не передается) произойдет повторное действие всех защит и УРОВ. Предполагается, что ДЗШ в этом режиме будет чувствительна.

Новое взрывозащищенное электрооборудование — Аппараты защиты от токов утечки

Аппараты защиты от токов утечки предназначены для предупреждения поражения обслуживающего персонала электрическим током, а также исключения пожаров и снижения вероятности взрывов шахтной атмосферы токами утечек. Состоят аппараты из узла контроля изоляции фаз сети относительно земли, узла защитного отключения с помощью коммутационного аппарата в случае снижения сопротивления изоляции сети до значения уставки срабатывания аппарата И узда снижения кратковременного тока утечки, обусловленного действием обратной ЭДС после отключения сети от питающего трансформатора. Последний узел выполняется в виде устройств компенсации емкостных токов утечки в сетях напряжением до 660 В либо в виде устройства обнаружения и закорачивания на землю поврежденной фазы в сетях напряжением 1140 В [17; 66].
Аппараты защиты от токов утечки в электрических сетях напряжением 1140 В. Система защиты от токов утечки в электрических сетях напряжением 1140 В состоит из комплекса аппаратов, контролирующих сопротивление изоляции сети (блок БЗО), производящих защитное отключение сети в случае снижения этого сопротивления до опасного уровня (блок БЗО и автоматический выключатель) и снижающих кратковременный ток утечки до требуемой величины (блок БКЗ). В систему входит также высоковольтное комплектное распределительное устройство КРУВ (высоковольтная ячейка), которое отключает трансформаторную подстанцию при повреждении ее изоляции или отказе автоматического выключателя. Технические характеристики блоков (аппаратов) защиты БЗО и БКЗ приведены в табл. 26.

26. Аппараты защиты от токов утечки

* Длительный ток утечки при действии резервной защиты равен 0,025 А.
** Для АЗШ-2 — 400 К 275 X 250 мм; для АЗШ-3— 620 X 480 X 440 мм.
*** Для АЗШ-2 — 18 кг; для АЗШ-3— 70 мм.

В блоке (аппарате) защитного отключения БЗО собраны два, работающие независимо друг от друга устройства: контроля изоляции и защитного отключения (рис. 22). Одно из них, выполняющее функции основной защиты, собрано по схеме с последовательным включением измерительного релейного элемента К2 в оперативную цепь.

Трансформатор Тр2 присоединен после контактов автоматического выключателя А, поэтому до его включения основная защита выполняет функции БРУ, а после включения —общесетевой защиты от токов утечки. Второе устройство выполняет функции резервной защиты к собрано по схеме с параллельным относительно сопротивления изоляции Rиз и источника
оперативного напряжения Еон включением обмотки реле К1.

Искусственная нулевая точка, образованная соединенными в звезду обмотками трансформатора Тр1, соединена с источником оперативного напряжения через размыкающий контакт автоматического выключателя и резистор R2. При отключенном автоматическом выключателе это устройство осуществляет контроль изоляции элементов, расположенных в распределительном устройстве низкого напряжения трансформаторной подстанции, включенных перед силовыми контактами выключателя А. После включения последнего устройство контролирует всю сеть, на которую подано напряжение, а также осуществляет самоконтроль исправности элементов его схемы и отключает сеть при возникновении опасных токов утечки, отказе основной защиты или автоматического выключателя.
До подачи высокого напряжения на трансформаторную подстанцию Тр контакты 2А и 2К2 в цепи нулевого расцепителя НРД высоковольтной ячейки замкнуты и дают возможность взвести КРУВ.
Рис. 22. Упрощенная схема системы защиты от токов утечки в электрических сетях напряжением 1140 В.
Если подстанция исправна, то реле K1 срабатывает и замыкает контакты 1KI, 1К2 в цепях нулевых расцепителей автоматического выключателя НРА и НРЯ. При этом HPА срабатывает и дает возможность, включив выключатель А, подать напряжение на сеть. Если же сопротивление изоляции отходящего от подстанции присоединения мало, то реле К2 срабатывает и размыкает контакты 1К2 и 2К2 в цепях питания
НРА и HPЯ. При этом НРА отключается и блокирует от включения автоматический выключатель А. Реле K1 резервной защиты остается включенным, а его контакт 2К1 — замкнутым. Поэтому КРУВ не отключается и на трансформаторную подстанцию продолжает подаваться напряжение.
Поскольку значение уставки основной защиты выше, а время ее срабатывания ниже, чем те же параметры резервной защиты, при исправной аппаратуре и появлении опасных токов утечки всегда срабатывает автоматический выключатель. Устройство КРУВ отключается в случае повреждения изоляции элементов подстанции, включенных до силовых контактов автоматического выключателя, при отказе этого выключателя или основной защиты.
Для повышения надежности работы системы защиты реле К2 своим переключающим контактом 1К2 воздействует не только на нулевой, но и на независимый расцепители автоматического выключателя.
Снижение кратковременных токов утечки (токов через тело человека) обеспечивается блоком БКЗ, его принципиальная электрическая схема приведена на рис. 23. В отличие от упрощенной схемы (рис. 22), здесь реле К2 основной защиты включено через усилитель на транзисторах V1, V2. Этот усилитель представляет собой схему сравнения постоянных оперативного и эталонного токов.
Эмиттер-базовый переход транзистора V3 включен параллельно входу усиливающих транзисторов VI, VI. Поэтому оперативный ток, меньший эталонного, протекающего через эмиттер-базовый переход транзистора V3, замыкается, минуя вход усиливающих транзисторов. Когда же оперативный ток превышает эталонный, разностный ток течет через базовые переходы транзисторов VI, V2, которые откроются и реле К2 сработает.
Значение уставки срабатывания основной защиты регулируется резистором R17. Параллельно резистору R16 к зажимам 18, 19 блока БЗО присоединен замыкающий контакт реле напряжения К2, расположенного в блоке БКЗ. Это реле срабатывает после включения автоматического выключателя к, шунтируя резистор R16, уменьшает значение уставки основной защиты.
Взвод реле К1 резервной защиты при подаче напряжения на трансформаторную подстанцию Тр осуществляется с помощью реле К3, кратковременно срабатывающего за счет заряда конденсатора С6 и затем отключающегося. Если цепи Дз исправны, то конденсатор С2 заряжается до напряжения на стабилитроне V23 и затем разряжается через обмотку реле K1. Значение уставки резервной защиты регулируется резистором R5.

Рис. 23. Принципиальная электрическая схема блока БЗО защитного отключения на напряжение 1140 В.

При регулировке значений уставок должна соблюдаться следующая последовательность. Сначала регулируется значение уставки резервной защиты, затем — основной в режиме общесетевой защиты (при зашунтированных зажимах 18, 19) и в режиме БРУ.
Проверка работоспособности БЗО производится нажатием кнопки S. При установке переключателя на контакт 6 проверяется только основная защита, а на контакт 5—обе. Килоомметр и кнопка S устанавливаются на крышке трансформаторной подстанции и соединяются с БЗО монтажными проводами.
Блок БКЗ (рис. 24) состоит из статического компенсатора и устройства обнаружения и замыкания на землю фазы сети с поврежденной изоляцией. Компенсирующий дроссель L блока настроен с помощью изменения воздушного зазора в магнитопроводе на емкость сети, равную 0,5 мкФ на фазу. Устройство обнаружения и замыкания на землю фазы имеет три одинаковых узла А, В, С, каждый из которых контролирует напряжение между соответствующей фазой сети и землей, и релейный блок РБ.
Узлы А, В, С построены на принципе сравнения эталонного тока, пропорционального линейному напряжению сети, и тока, определяемого напряжением относительно земли той фазы, к которой присоединен блок. При снижении сопротивления изоляции между фазой сети и землей ток уменьшается, а когда становится меньше эталонного, транзисторы V2, V3 усилителя открываются, и реле К1 срабатывает. Своим контактом А-К1, В-К1 или С-К1, в зависимости от того, какой блок сработал, реле К1 включает цепь питания реле К4, К5 или К6, которые через резистор R4 соответствующего узла закорачивают фазу сети на землю.
Во избежание ложных срабатываний блока БКЗ его работой управляет блок БЗО. Замыкающий контакт реле К2 блока БЗО включен между зажимами 16, 17 релейного блока РБ, а входы усилителей узлов А, В, С зашунтированы контактами реле К3.

Обмотки исполнительных реле К4, К5, К6 в релейном блоке РБ включены так, что замыкание контактов реле К1 в цепи любого из них ведет к одновременному размыканию цепи питания обмоток двух других реле. Этим обеспечивается защита от короткого замыкания в случае сбоев в работе БКЗ и одновременного включения реле К1 в нескольких измерительных блоках.
Аппарат АЗПБ защиты от токов утечки с самоконтролем исправности элементов предназначен (см. табл. 26) для встройки в распределительные устройства низкого напряжения передвижных трансформаторных подстанций. Выпускается в виде блока, элементы которого закрыты стальным кожухом, обеспечивающим защиту от проникновения внутрь пыли и влаги, может воздействовать как на нулевой, так и на независимый расцепители выключателя А-3700, а также на оба расцепителя одновременно.
Выполняет аппарат следующие функции: предварительный контроль сопротивления изоляции отключенного от трансформатора присоединения низковольтной сети (магистрального кабеля и присоединенных к нему электроприемников); контроль изоляции фаз сети под рабочим напряжением и защитное отключение сети; автоматическую компенсацию емкостных токов утечки; самоконтроль исправности элементов схемы контроля изоляции и защитного отключения.

Аппарат АЗПБ состоит из устройства контроля изоляции и устройства автоматической компенсации емкостных токов утечки. Его принципиальная схема показана на рис. 25.
Принцип действия устройства контроля изоляции основан на методе сравнения постоянного оперативного тока с пульсирующим эталонным. Источником оперативного тока является выпрямитель, собранный на диоде V40, резисторе R39 и конденсаторе C18, сглаживающем пульсации выпрямленного напряжения. Выпрямитель питается через контакты К1. 4 реле К1 от обмоток W2, W4 трансформатора Тр4 при поданном на сеть напряжении и от одной обмотки W2 при отсутствии напряжения в сети. Первичная обмотка W1 трансформатора Тр4 связана с обмоткой 127 В трансформатора собственных нужд передвижной трансформаторной подстанции.
Эталонный ток от мостового выпрямителя V31, питающегося от обмотки трансформатора Тр4, протекает через резистор R29, блок регулировки уставок аппарата и диод V33, шунтирующий вход усилителя на транзисторах V35— V37. Трансформатор собственных нужд подстанции подключается до главных контактов автоматического выключателя, а первичные обмотки трансформатора Тр3 — после указанных контактов.

Поэтому при отключенном автоматическом выключателе, но поданном на подстанцию высоком напряжении и включенном разъединителе, на обмотках трансформатора Тр4 имеются соответствующие напряжения, Напряжение же на обмотках трансформатора Тр3 отсутствует и, следовательно, реле К1 отключено, его размыкающий контакт К1.4 в цепи питания источника оперативного тока замкнут, а замыкающий контакт К1.3 в блоке регулировки уставок разомкнут. Оперативный ток протекает через заземлитель з, землю, дополнительный заземлитель Дэ, резистор R26 и по цепи: земля, сопротивление изоляции отходящего от подстанции присоединения, фазы сети, первичные обмотки трансформатора Тр3. Далее оперативный ток течет через замкнутые размыкающие контакты К 1.2 реле К1, резисторы R24, R35, R36 и вход усилителя.

Эталонный ток течет черtз резисторы R29, R30 и далее через резисторы R31, R32 при напряжении сети 660 В или R34 при напряжении 380 В в зависимости от положения контактов переключателя S2.2. Ручка переключателя S2 (тумблера) выведена на лицевую панель блока и закрыта колпачком. Замыкается эталонный ток через диод V33.
Если сопротивление изоляции сети велико и оперативный ток меньше амплитуды эталонного тока, то в интервалы времени, когда эталонный ток превышает оперативный, через эмиттер-базовые переходы транзисторов V35, V36 ток не течет. Когда же эталонный ток становится меньшим оперативного, ток, равный нх разности, протекает через указанные переходы транзисторов V35 — Vi17, В результате усилитель периодически открывается и закрывается. Усилитель питается от выпрямителя, состоящего нз диода V34 и конденсатора С17 и соединенного с обмоткой W5 трансформатора Тр4. Если же транзисторы V35 — V37 открыты, то через стабилитрон V38 и конденсатор С19 протекает ток, заряжающий указанный конденсатор. Когда же транзисторы закрыты, конденсатор C19 разряжается через обмотку реле К2. Последнее включается и переключает свои контакторы К2.2 и К2.3 в цепях независимого и нулевого расцепителей автоматического выключателя.
В случае снижения сопротивления изоляции сети до значения уставки аппарата оперативный ток в течение всего периода изменения эталонного тока превышает амплитудное значение последнего. Усилитель при этом постоянно открыт, а конденсатор C19 прекращает периодически разряжаться через обмотку реле К2. Это реле отключается и своими контактами К.2.2, К2.3 препятствует включению автоматического выключателя, а значит, и подаче напряжения на сеть с поврежденной изоляцией.
Работа устройства в режиме общеcетевой защиты аналогична описанной. При этом реле К1 и его замыкающие контакты включены, размыкающие — отключены, а оперативный ток протекает через обмотки W1, W2, компенсирующего дросселя L4, выпрямитель V30 и замыкающий контакт KL2 реле.
Такое построение схемы обеспечивает отключение реле К2 не только при снижении сопротивления изоляции сети, но и в случае повреждения элементов схемы или заземлителей. При срабатывании устройства загорается лампа Н2.
Сопротивление изоляции сети может быть определено по прибору PR, шкала которого отградуирована в килоомах. Подсветка шкалы, а также сигнализация о подаче напряжения на аппарат производятся лампой. Проверяется аппарат соединением через его замыкающий контакт и резисторы R27, R28 фазы сети с заземлителем Дз. При исправных аппарате и цепях его соединения с фазами сети и заземлителями, допустимом сопротивлении заземлителей аппарат срабатывает в случае нажатия кнопки S.
Цепь из стабилитрона V32 и резистора R33 частично стабилизирует оперативный ток и позволяет обеспечить изменение значений уставок аппарата, соответствующее изменению напряжения сети.
Устройство автоматической компенсации состоит из компенсирующего дросселя L4, генератора на транзисторе V1, измерительного усилителя на транзисторах V3—V5 и усилителя мощности на транзисторах V13, V15, V16, нагрузкой которого является обмотка управления Wy. Отличительной особенностью
усилителя является стабилизация коэффициента усиления с помощью резисторов R6, R7 и R20, R21, R22 делителя тока и регулирующих транзисторов V3, V13, включенных параллельно входу усилителя. Коэффициент усиления такого усилителя может быть определен по формуле Ку = (1 + R6/R7)а, где а — коэффициент усиления регулирующего транзистора, включенного по схеме с общей базой, т. е. фактически определяется соотношением сопротивлений делителя тока, так как а колеблется в пределах 0,95—0,98.
Начальный ток измерительного усилителя при емкости сети, равной нулю, срезается транзистором V8, база-коллекторный переход которого присоединен параллельно входу усилителя мощности, а эмиттер-базовый переход через резисторы R11—R14 — к источнику постоянного напряжения. Этот источник состоит из выпрямительного моста на диодах V17—V19, V26—V28, резисторов R17, R19, стабилитронов V10, V14 и конденсатора С11. Питается указанный выпрямитель от вторичных обмоток трансформатора Тр3 через конденсаторы С12—С14, осуществляющие гальваническую развязку с источником напряжения на диодах V20— V25. От этого источника питаются цепи генератора и усилителей, а также обмотка реле. Для обеспечения искробезопасности выходных цепей аппарата в режиме БРУ обмотки W1, W2 компенсирующего дросселя L4 зашунтированы контактом К 1.2 реле K1, а в цепь разряда разделительного конденсатора C15 включен резистор R24.
Осуществление аппаратом функций самоконтроля исправности его элементов и цепей заземления з и Дз может вызвать затруднения в определении причины срабатывания аппарата. Для проверки аппарата необходимо рассоединить штепсельный разъем на напряжение 660 В (с контактами 1’—7′) и, повернув его на 180° в плоскости разъема, поставить на прежнее место. При этом аппарат окажется отсоединенным от контролируемой сети и цепи проверки. Если сигнальная лампа Н2 погаснет, т. е. реле К2 взведется, то это будет свидетельствовать об исправности аппарата и наличии повреждения изоляции сети для цепи заземления аппарата. Если же лампа Н2 будет продолжать гореть, то можно сделать вывод о неисправности аппарата. Погасание лампы H1 свидетельствует о нарушении в цепи питания аппарата напряжением 127 В.
Если при нажатии кнопки S «Проверка» стрелка килоомметра отклоняется, но аппарат не срабатывает, это означает, что сопротивление заземлителей з или Дз выше нормы, но недостаточно для срабатывания аппарата. При дальнейшем увеличении сопротивления должен сработать аппарат и загореться сигнальная лампа Н2. В этом случае для проверки следует замкнуть зажимы з и Дз. Если работоспособность аппарата восстановится, необходимо проверить исправность заземлителей.
Аппарат защиты АЗШ от токов утечки выпускается (см. табл. 26) в трех
исполнениях: АЗШ-1, АЗШ-2 в пылебрызгозащищенном исполнении со степенью защиты от внешних воздействий не ниже, чем у 1Р54 и АЗШ-З во взрыво- защищенном исполнении. Аппарат АЗШ-1 предназначен для встройки в трансформаторные подстанции серии ТСВП, АЗШ-2 — для встройки в еще эксплуатирующиеся на шахтах подстанции серии ТКШВП взамен блоков БЗП-1Л, а АЗШ-3 — для работы совместно с автоматическими выключателями серий АВ и АФВ.
На рис. 26 приведена принципиальная электрическая схема аппарата АЗШ. Принцип действия схемы аналогичен принципу действия схемы аппарата АЗПБ.
Устройство контроля изоляции работает по принципу сравнения постоянного измерительного тока, протекающего через сопротивление изоляции сети от источника постоянного напряжения, состоящего из диода УД16 и конденсаторов С9, C10, и эталонного тока, протекающего через диод УД12, резисторы R8, R12 (или резистор R13) и транзистор VT2. Цепь эталонного тока питается от источника тока через диод УД1 и конденсатор С2. На вход транзистора VT2 через резистор R4 подается ток, выпрямленный мостом УД2—УД5. Параметры схемы выбраны такими, чтобы транзистор VT2 работал в режиме насыщения. При этом в цепи эталонного тока протекают импульсы, имеющие форму, близкую к прямоугольной, что повышает точность работы устройства [17].
Для снижения потребляемой усилителем мощности параллельно резистору R11 в цепь разряда конденсатора С7 через обмотку реле К2.1 включен сдвоенный транзистор УТ3, VT7. Когда усилитель на транзисторах VT4, VT5 открыт, ток заряда конденсатора С7 протекает через диоды УД13, УД14. Транзисторы VT3, VT7 в этом режиме заперты напряжением на диоде УД13. Во второй части периода, когда усилитель закрыт, конденсатор С7 разряжается через обмотку реле Κ2.1, резистор R1I ч входы транзисторов VT3-7 открывая последние.
В результате основная часть тока разряда конденсатора протекает через открытые транзисторы УТ3, VT7 и обмотку реле Κ2.1.
Размыкающий контакт К2.4 реле К2.1 включен в цепь питания катушки выходного реле К3.1. Напряжение питания на это реле подается от источника, состоящего из диода УД8, резистора R6 и конденсатора С5. Параметры схемы выбираются такими, чтобы время заряда конденсатора С5 через резистор R6 до напряжения срабатывания реле К3.1 было большим, чем время включения реле K2.1 при подаче напряжения на аппарат.

Рис. 26. Принципиальная электрическая схема аппарата АЗШ защиты от токов утечки.

В этом случае реле Κ3.1 остается выключением и срабатывает лишь при отключении пеле Κ2.1, вызванном снижением сопротивления изоляции сети. Контакты К2.2 и К3.2 выведены на штепсельный разъем и предназначены для включения в цепи расцепителей автоматических выключателей.
Устройство автоматической компенсации аппарата АЗШ отличается от устройства, применяемого в АЗПБ, тем, что сигнал, пропорциональный емкости сети, снимается с помощью трансформатора TV3, первичная обмотка которого включена в цепь измерительного колебательного контура, т. е. управляющий сигнал пропорционален току в колебательном контуре, а не напряжению на нем. Это Дает возможность исключить из схемы амплитудный селектор. Питание измерительного генератора, собранного на транзисторах VT12, VT13, производится от электронного стабилизатора напряжения, состоящего из транзистора VT18, стабилитронов VD26, VD27 и резисторов R30, R31.
В аппарате АЗШ-2 предусмотрено устройство тепловой защиты подстанции, элементы устройства на схеме показаны штриховой линией. Работает устройство по принципу сравнения постоянных токов [17], протекающих через резисторы R1, R3 и терморезистор, установленный в трансформаторной подстанции, В нормальном режиме ток в цепи терморезистора меньше тока цепи резисторов R1, R3, поэтому усилитель на транзисторе VT1 закрыт, а реле K11 отключено.
При нагреве обмотки трансформатора выше нормы сопротивление терморезистора снижается настолько, что ток, протекающий через него, становится больше тока, протекающего через резисторы R1-3. Ток, равный разности между указанными токами, потечет через вход усилителя и откроет его. В результате реле сработает и замкнет цепь питания катушки реле K3.1, оно также сработает и вызовет отключение нагрузки подстанции.

Логическая защита шин

Диагностика цепей на обрыв при помощи обтекания током

Вернемся к дискретным цепям, в которых нельзя использовать метод избыточной информации. Это все входные цепи с единичными контактами, переключателями и кнопками со стороны плюса опер. тока

Если вы можете пропускать небольшой фиксированный ток через такую цепь, то контроль на обрыв становится реальным. Правда создать такую цепь не просто, да и сама конструкция не вызывает у релейщиков доверия (см. рисунок ниже)

Зная напряжение опер. тока и номинал шунтирующего контакт резистора R вы определяете ток контроля цепи. Резкое увеличение тока в цепи означает замыкание контакта (работа с соответствии с основным алгоритмом), а исчезновение тока контроля Ik — обрыв цепи.

Минусы данной схемы очевидны: нужен внутренний источник питания цепей и схема анализа тока в каждом дискретном входе терминала. Да и установка резисторов параллельно каждому внешнему НО-контакту довольно скучное занятие. Поэтому в реальности схему применяют нечасто, хотя устройства с внутренним источником питания дискретных входов на рынке есть.

Фиксация обрыва цепей с использованием возврата реле

Идея стара, как релейная защита и надежна на АК-47. Запитываете катушку реле или внутреннюю схему терминала РЗА, сторожевой контакт размыкается и ждет своего часа. Если питание исчезло или произошел обрыв цепи, то контакт возвращается в замкнутое состояние под действием пружины. Для фиксации неисправности потребуется цепи со смежным опер. ток, которыми обычно выступают цепи центральной сигнализации (см. рисунок ниже)

Для контроля питания терминала даже не нужно дополнительных элементов потому, что реле “Отказ” есть в каждом устройстве (обычно два контакта — для ЦС и АСУ/ТМ). Если же хотите контролировать все оперативные цепи, то можно в самый конец повесить промежуточное реле с НЗ-контактом (на рисунке KL). Я не люблю такие схемы потому, что выглядит достаточно колхозно и увеличивает количество оборудования, но почему бы и нет? Особенно, если входные сигналы важные

Контролируемые цепи: оперативные, цепи питания

Кстати, я бы применял реле “Отказ” даже на Цифровой подстанции с диагностикой через GOOSE-сообщения потому, что через них не всегда понятно, обрыв произошел или терминал вышел из строя. Хотя по косвенным признакам это можно попробовать определить

Алгоритм фиксации обрыва по избыточной информации

А что делать, если сигнал нужно взять по “нулю”?

Это довольно частое явление, например, прием сигнала через блок-контакт выключателя. Положение выключателя вам нужно определять и во включенном, и в отключенном состоянии. Какой бы БК вы не использовали в свое время он окажется в открытом положении (на входе терминала или реле “висит” 0)

Для таких случаев применяют вариант избыточной информации, т.е. подключаются сразу к двум типам блок-контактов — нормально замкнутому и нормально разомкнутому, которые механически связаны друг с другом (например, находятся на одном валу привода). При этом мы можем четко зафиксировать обрыв парной цепи, если сигнал отсутствует сразу на двух входах терминала.

Это классическая задача контроля цепей привода через реле/входы РПВ/РПО (см. картинку ниже, левая часть)

Кстати у меня есть подробная статья на эту тему.

Да, господа релейщики, чтобы вы не скучали — какого элемента не хватает в цепи РПВ/РПО для данного варианта реализации? Всякие блок-контакты элегаза и пружины считайте, что я просто не показал, но они как бы есть) Кроме этого, чего не хватает в схеме? Пишите в комментах)

Еще один вариант применения такого решения — это контроль цепей оперативной блокировки, с которыми на подстанциях большие проблемы (та же картинка, правая часть). Только вместо БК выключателей вы применяете БК разъединителей. Этот метод стал популярен с приходом цифровой оперативной блокировки и позволяет надежно зафиксировать обрыв цепей сигнализации о положения ножа.

Где еще используется метод фиксации обрыва по избыточной информации? В принципе во всех дискретных цепях, где мы может ее получить. Например, для контроля обрыва шинки блокировки ЛЗШ, при последовательном соединении контактов

Да, выше я писал, что блокировку ЛЗШ лучше делать по “единице”. Но это верно только “если нет способа подтвердить сигнал!” Внимательно прочитайте правило)

Алгоритм ЛЗШ обрабатывает сразу два логических сигнала — блокировка ЛЗШ от нижестоящих присоединений (размыкание контакта нижестоящей защиты) и пуск собственной ступени МТЗ. Если вы соберете шинку блокировки ЛЗШ, как показано на рисунке ниже, то сможете фиксировать обрыв этой шинки по простому признаку

Это тот же принцип, что для РПВ/РПО, но связь между логическими сигналами не столь очевидна. На электромеханике можно собрать аналогичную схему, но эти принципы получили массовое распространение именно с приходом МП РЗА.

Контролируемые цепи: все, кроме измерительных

Разновидности дуговой защиты

Существуют два типа защиты от дуговых замыканий: механическая (клапанная и мембранная) и электронная (фототиристорная и волоконно-оптическая).

Клапанная ЗДЗ

В защитном устройстве данного типа находится датчик в виде клапанов с выключателями, срабатывающий на повышение давления воздуха в результате появления дуги. Нарастание давления в ячейке способствует выбиванию крышки, которая замыкает контакт датчика (клапана), и происходит защитное отключение оборудования от сети.

Клапанная ЗДЗ проста в исполнении и обслуживании, отличается доступной ценой, надежностью при токах КЗ свыше 3кА. Но в связи с тем, что реле реагирует не на саму дугу, а на ее последствия (повышение давления), то при небольших токах КЗ имеет не вполне высокую чувствительность и несколько длительное время срабатывания.

Мембранная защита от дуги

ЗДЗ мембранного типа наделена шлангами, которые подведены к отсекам ячеек распредустройства. Система шлангов объединена через вентили обратного давления и подключена к мембранному выключателю, который срабатывает при повышении давления воздуха, создаваемого дугой.

Фототиристорный тип дуговой защиты

Относится к электронному виду защиты от дуговых замыканий, реагирует на вспышку от электрической дуги с помощью датчика, в качестве которого применяется полупроводниковый прибор – фототиристор.

Дуговая защита на основе фототиристорных датчиков обладает относительно высокой чувствительностью и быстротой реагирования. Однако их невозможно установить для полного обзора, трудно учесть организационные нюансы при контроле исправности. Также фототиристоры могут ложно срабатывать из-за токов утечки, прямых солнечных лучей или включенных ламп освещения.

Волоконно-оптическая ЗДЗ

Следующим представителем электронной защиты от дуговых замыканий является волоконно-оптический вид ЗДЗ – наиболее современный и качественный. Датчики размещают в отсеках ввода, выкатного элемента, в кабельном отсеке. Волоконно-оптическая линия связи служит передающим звеном при срабатывании датчика на вспышку дуги. Микропроцессорный терминал, получив сигнал от датчика, подает команду на отключение выключателей для устранения короткого замыкания.

Волоконно-оптическая ЗДЗ

Важно! Данные устройства релейной защиты наделены достоинствами фототиристорных ЗДЗ и не имеют их уязвимых характеристик. Высокая стоимость волоконно-оптических приборов оправдана эффективностью, надежностью и качеством

Лучшим представителем представленной защиты является прибор “Лайм”, имеющий самые эффективные технические характеристики:

• реагирование (быстродействие) – 0,7-0,9 мс, то есть выше в 10 раз, чем в обычных устройствах;
• время начала срабатывания – 40 мс;
• длительность работы после отключения (инерция) – 3 с;
• благодаря возможности подключения трех датчиков, достигается угол обзора более 1800С.

С целью экономии средств на монтаж оптической ЗДЗ выбирают рациональный вариант построения защиты, объединяя одноименные зоны: отсеки шинного моста, выключателей, трансформаторов тока. В зависимости от особенностей схемы, также применяют объединение разноименных зон.

Дуговая защита является необходимостью при эксплуатации энергооборудования. Особенно это требуется на предприятиях, в учреждениях и организациях, от бесперебойного электроснабжения которых зависят важные человеческие и технические факторы

Применение надежной и качественной системы защиты от электрической дуги избавит от рисков работу оборудования стратегической важности, а также жизнь и здоровье большого количества людей

Уставки по току задаются при программировании БМРЗФКС

-защиту минимального напряжения (ЗМН);

-квазитепловую защиту фидера;

-резервирование при отказах выключателя (УРОВ);

-логическую защиту шин (ЛЗШ);

-двукратное автоматическое повторное включение (АПВ);

-защиту смежного фидера контактной сети (токовая отсечка и вторая ступень ДЗ).

Для защиты фидеров ДПР были применены БМРЗ-ФПЭ, позволившие осуществить:

-токовую отсечку; трехступенчатую МТЗ, причем первые две ступени имеют независимую выдержку времени, а выдержка времени третьей ступени может быть как зависимой, так и независимой на выбор;

— защиту минимального напряжения;

-логическую защиту шин;

Другие защиты, входящие в МТ БМРЗФПЭ (защита нулевой последовательности и т.д.), не используются.

На выключателях вводов 27,5 кВ использованы МТ БМРЗФВВ, содержащие в себе:

-двухступенчатую МТЗ с блокировкой по напряжению;

-две ступени ДЗ («замочная скважина»);

-защиту минимального напряжения;

—УРОВ с возможностью включения выходного реле в цепи РЗА защит высокой стороны на пряжения силового трансформатора;

-логическую защиту шин;

-защиту от подпитки коротких замыканий на стороне высокого напряжения от смежных подстанций через контактную сеть.

Принцип действия дифференциальной защиты

Действие данной защиты базируется на сравнивании токов, которые приходят в участок нуждающийся в защите, и выходят из него. Для такого сравнения величины силы тока применяются трансформаторы тока, так как только за счёт них есть возможность измерять большие его величины. Лучше всего это видно на примере простейшей схемы, приведённой ниже.

В схеме трансформаторы тока обозначены ТА1 и ТА2. Вторичные цепи их соединяются с реле тока КА. Таким образом, получается, что обмотка главного реле защиты получает разницу токовых значений от двух трансформаторов, и при нормальном рабочем процессе она будет равна нулевому значению, а значит реле КА останется не втянутым. Однако если в цепи, которая защищается, происходит межфазное короткое замыкание (к. з.), то на обмотку реле поступит уже значение равное сумме нескольких токов, это и приведёт в движение подвижную часть электромеханического реле, которая, в свою очередь, замкнёт контакты и подаст сигнал на отключение оборудования от источника электрической энергии. Однако это всё в теории, а в практике всегда через катушку реле будет протекать некий небольшой ток небаланса, который при расчёте катушки необходимо учесть.

Вот несколько причин возникновения этого отрицательного явления:

• ТТ (трансформаторы тока) могут иметь характеристики значительно отличающие их друг от друга. Чтобы снизить эти показатели применяются более точные трансформаторы, изготовленные попарно специально для этого вида защиты;
• За счёт тока намагничивания, возникающего в обмотке защищаемого трансформатора в момент его включения из режима холостого хода, в рабочий режим с наличием нагрузки. Для того чтоб избежать ложного срабатывания реле КА нужно подобрать ток срабатывания реле побольше чем, самое большое значение тока намагничивания, которые может произвести защищаемый объект, в данном случае трансформатор;
• За счёт различного соединения обмоток (звезда-треугольник и наоборот). Для этого нужно выбрать число витков трансформаторов тока, участвующих в дифзащите, таким образом, чтобы они компенсировали эти неблагоприятные величины.

Ток небаланса в дифференциальной защите, возникающий при эксплуатации — это отрицательное явление, с которым нужно бороться и которое нужно обязательно учесть при расчёте данного защитного электрооборудования.

Необходимость дуговой защиты вызвана несовершенством токовой

Несмотря на требования пунктов ПУЭ п.3.3.31, п.3.3.42 о применении АПВ шин и АВР после ликвидации КЗ внутри отсеков КРУ, сегодня проектные организации и эксплуатирующие предприятия обоснованно сомневаются в необходимости выполнения этих требований и предпочитают блокирование АПВ шин и АВР при срабатывании дуговой защиты КРУ. Такое решение обосновано отрицательным опытом применения АПВ шин среднего напряжения у эксплуатирующих организаций. Обоснован ли этот подход? Обеспечивают ли существующие решения защит отключение дугового КЗ за время, в течение которого не возникает критичных повреждений внутри КРУ?Токовые ступенчатые защиты не могут быть использованы в качестве быстродействующей защиты от дуговых замыканий вследствие больших значений выдержек времени на питающих присоединениях (обычно более 0,5 с).С целью сокращения времени действия токовых защит на питающих присоединениях применяют логическую защиту шин (ЛЗШ), принцип действия которой основан на передаче блокирующих сигналов от устройств защиты отходящих присоединений. Однако, и в этом случае время срабатывания защиты превышает допустимое значение. Выдержка времени ЛЗШ обычно составляет не менее 100мс.

ЛЗШ обладает рядом недостатков:

• отсутствие срабатывания при КЗ в «мертвой зоне» отсека подключения кабеля вводной ячейки КРУ;
• возможные отказы ЛЗШ, связанные с излишним блокирование защиты в случае подпитки места КЗ от мощных синхронных электродвигателей (с целью устранения данного недостатка возможно применение более сложной схемы защиты с использованием цепей напряжения и контролем направления мощности на отходящих линиях);
• возможные отказы ЛЗШ в сетях с низкоомным резистивным заземлением нейтрали, в которых ток замыкания на землю при КЗ на корпус КРУ может быть меньше уставки токовой защиты.

Таким образом, ЛЗШ также не может быть использована в качестве быстродействующей защиты КРУ от дуговых замыканий.

Автоматический ввод резерва (АВР)

АВР — это базовая автоматика для РУ с несколькими секциями.

При этом не стоит думать, что АВР делается всегда. Есть упрощенные ТП 10/0,4 кВ, в которых АВР делается обычно по стороне 0,4 кВ из-за того, что стороне 10 кВ, для удешевления и упрощения, применяют выключатели нагрузки и работают без ТН.

Алгоритм АВР в современных терминалах обычно делают распределенным на блоках РЗА ввода. Есть варианты АВР на блоках РЗА ТН 6(10) кВ, а также специальные устройства АВР, которые содержат только это алгоритм и управляют сразу тремя выключателями (например, БМРЗ-107-АВР и Сириус-АВР).

Если интересно как работает простой АВР 6(10) кВ, то посмотрите это видео

Алгоритм автоматического восстановления нормального режима (ВНР) позволяет вернуть схему в исходное положение без участия оперативного персонала, после того как напряжения на отключенном вводе восстановилось. Его используют не всегда, часто предпочитая возвращать нормальную схему вручную.

Разговор о защитах ввода мы продолжим в следующей статье, где рассмотрим РЗА ввода 6(10) кВ на ПС.

На рисунке
Терминал защиты и автоматики ввода 6(10) кВ типа БЭ2502А03.

Разработчик НПП «ЭКРА», www.ekra.ru.

БЭ2502А03 содержит все перечисленные в статье защиты

Какие преимущества дает УРОВ?

Изначально УРОВ, в виде панели с электромеханическими реле, применялось на подстанциях и станциях с РУ 220 кВ и выше. Его применение обусловлено повышенными требованиями к надежности отключение короткого замыкания за наименьший промежуток времени.

Представьте, что на линии 220 кВ, в соответствии с принципом ближнего резервирования, установлены комплекты основной (ДФЗ) и резервных защит (ДЗ, ТЗНП, ТО), и все это бесполезно из-за механической неисправности привода выключателя. Сигнал на отключение защитами выдан, но ничего не происходит, и линия продолжает «гореть».

Остается надежда только на защиты дальнего резервирования, которые установлены на противоположных концах соседних линий.

По требованию дальнего резервирования эти защиты обязаны чувствовать КЗ на смежной лини и устранять их. Но во-первых, выдержки времени в этом случае могут быть достаточно большими (особенно, если ДЗ или ТЗНП начинают чувствовать КЗ только после отключения некоторых параллельных линий). А во-вторых, дальнее резервирование удается обеспечить не всегда. К тому же при действии защит дальнего резервирования происходит отключение множества выключателей на разных подстанциях, что затрудняет работу диспетчера при локализации аварии.

В таких случая, требуется меры по усилению ближнего резервирования, т.е. установке устройства резервирования при отказе выключателя.

УРОВ принимает команду отключения выключателя от защит и если через время Туров отключения не происходит, то устройство дает команду на отключение смежных выключателей. Просто и надежно

При этом время отключения от УРОВ всегда определено как сумма времени действия собственной защиты присоединения плюс ступень селективности. К тому же УРОВ «использует» чувствительность своей защиты, которая выше, чем у защиты дальнего резервирования.

На напряжении 110 кВ и ниже УРОВ использовался реже из-за стоимости панели и отсутствия жестких требований к скорости отключения, как на сверхвысоком напряжении. Ведь панель УРОВ стоит денег и занимает место.

Однако, с развитием микропроцессорной техники функция УРОВ стала практически бесплатной. Распределенный алгоритм УРОВ стал использоваться в логике терминалов, а «снаружи» остались только шинки и ключи ввода/вывода. Сегодня УРОВ применяют на всех классах напряжения, начиная с 6 кВ.

Давайте рассмотрим, что дает УРОВ на стандартной подстанции по схеме «6-1» (одна секционированная система шин 6 кВ).

1 случай (удаленное КЗ на линии 1)

При возникновении короткого замыкания на линии 1 в зоне действия МТЗ (конец линии), защита срабатывает с выдержкой времени 0,9 с. При отказе выключателя алгоритм УРОВ отключит вводной выключатели через время Тзащ. = Тмтз + Туров = 0,9 + 0,3= 1,2 с.

Если алгоритм УРОВ отсутствует, то МТЗ ввода отключит КЗ через 1,5 с (дальнее резервирование).

Таким образом, мы получаем выигрыш 0,3 с.

Также обратите внимание, что здесь для пуска алгоритма мы используем МТЗ линии, а не ввода, что дает значительно большую чувствительность. Особенно сильна эта разница будет для секций 6 кВ с двигателями

2 случай (близкое КЗ на линии 1)

При возникновении короткого замыкания на линии 1 в зоне действия отсечки (начало линии), защита срабатывает с выдержкой времени 0,1 с. При отказе выключателя алгоритм УРОВ отключит вводной выключатели через время Тзащ. = Тто + Туров = 0,1 + 0,3= 0,4 с.

По дальнему резервированию мы так же получим 1,5 с, т.е. теперь выигрыш уже 1,1 с.

Очевидно, что и на 6 кВ применение УРОВ дает преимущество в быстродействии и чувствительности

При всех своих плюсах УРОВ — достаточно «опасная» функция и применять ее нужно обдуманно. Следует помнить, что при срабатывании УРОВ полностью отключает участок сети с блокировкой любой автоматики восстановления питания, такой как АПВ и АВР. Это означает невозможность быстрого восстановления нормального режима и массовый недоотпуск электроэнергии (особенно если нижестоящие потребители не имеют своих АВР).

В связи с этой особенностью при пуске УРОВ, помимо контроля тока через выключатель, применяют различные способы ограничения возможности излишнего действия.

О логике и схемах УРОВ мы поговорим в следующей статье

Работа ЛЗШ при КЗ на шинах

Другая цель применения ЛЗШ – это отключение напряжения при возникновении короткого замыкании на шинах. При этом речь идёт о КЗ, происходящем непосредственно на территории распределительного устройства (РУ) или подстанции. Данная ситуация имеет особенность. Замыкание происходит в непосредственной близи от трансформатора. Сопротивление шин до точки КЗ имеет минимальное значение. Ток замыкания будет крайне высоким, вплоть до десятков тысяч ампер. Терминал РЗиА, регистрируя такое большое значение, соберёт цепочку ЛЗШ быстрее, чем, если бы авария сформировалась где-то далеко от подстанции. Если по каким-либо причинам данный каскад защиты не отработает, то питание отключится тем, который стоит выше по цепи. При этом из работы выйдет вся секция. Срабатывание будет неселективным, что является нежелательным.

Применение

Несмотря на некоторые недостатки, защита минимального напряжения тесно связана с производственными процессами, обеспечивает надежное функционирование техническому оборудованию.

Применяется для обеспечения защиты на электростанциях, обеспечивает работу важных механизмов при кратковременном исчезновении собственного питания. Устанавливается на проблемных участках электросети и подстанциях, отключая в первую очередь потребителей третьей категории. Обеспечивает сохранение напряжения на жизненно-важных объектах (больницы, железная дорога, связь, водопровод, канализация).

Неполная дифференциальная токовая защита

Неполная дифференциальная токовая защита выполняется с помощью реле тока и реле минимального напряжения. Она представляет собой комбинированную отсечку по току и напряжению. Токовые органы включаются на сумму вторичных токов трансформаторов тока (с одинаковыми коэффициентами трансформации), установленных на питающих элементах и трансформаторе собственных нужд, если он имеется.
В целях улучшения отстройки защиты от токов небаланса, проходящих в реле тока при сквозных КЗ, токовые органы защиты выполняются с помощью реле тока типа РНТ-560, содержащих быстронасыщающиеся трансформаторы, поэтому они не реагируют на апериодическую составляющую тока КЗ. Орган напряжения защиты выполняется с помощью трех реле минимального напряжения типа РН-54/160, включенных на три междуфазных напряжения, которые подаются от трансформатора напряжения, установленного на шинах.
Рассматриваемая защита не действует при КЗ за реакторами отходящих линий, так как она отстраивается от них по току и напряжению.

Диагностика токовых цепей

Особенность токовых цепей состоит в том, что в них нет событий (появления или исчезновения значимого сигнала). Измерения идут постоянно, вне зависимости от наличия повреждения в первичной сети. Большую часть времени в этих цепях присутствует периодический сигнал, который не дает вам значимую информация для диагностики обрыва. И даже если сигнал исчезает, то это не обязательно означает обрыв. Возможно просто нагрузка в сети упала до нуля.

Таким образом, проконтролировать единичную токовую цепь на обрыв практически невозможно. Вы, конечно, сейчас напишите мне 100500 относительно честных способов контроля таких цепей (типа, измеряй ток I2, сравнивай с I1), но на практике, для ступенчатых защит, контроль обрыва токовых цепей не применяют. Здесь Цифровая подстанция действительно может дать фору обычной.

Другое дело дифференциальные защиты, где, при отсутствии повреждения “в зоне”, ток в защите всегда примерно равен нулю. Если вы сможете выбрать уставку алгоритма диагностики токовых цепей ниже максимального тока небаланса, но выше начальной уставки срабатывания ДЗТ, то сможете фиксировать обрывы токовых цепей . Что и делается на практике, причем как в микропроцессорных РЗА, так и в схемах с электромеханикой.

Из книги «Дифференциальная защита шин 110-220 кВ». И.Р. Таубес. БЭ. 1984 г.

Например, в схемах ДЗШ уставка начала характеристики срабатывания выбирается выше, чем рабочий ток самого нагруженного присоединения. При обрыве любой токовой цепи срабатывает сигнализация и ДЗШ выводится из работы. Это делается для того, чтобы не было ложного отключения при внешнем КЗ. Дальше у вас есть какое-то время на поиск обрыва и восстановление нормальной схемы.

Кстати, с появлением терминалов РЗА со второй группой токовых входов, под керн 0,5, появилась возможность контроля токовых цепей по избыточной информации, аналогично дискретным.

Заодно уменьшится количество электронных устройств, которые выполняют практически одни и те же функции. Правда у релейщиков и асушников могут возникнуть вопросы по объединению функций в одном устройстве. А там и служба телемеханики подтянется)

Защита от двойных замыканий на землю на двигателях 6(10) кВ

Предложение Александра Ряжских

Защиту от двойных замыканий на землю в принципе может выполнять и трехтрансформаторная МТЗ, которая чаще всего и применяется в современных проектах. Однако, если схема двухтрансформаторная, то защиту от данного вида повреждения должна выполнять защита нулевой последовательности, которая подключается к ТТНП.

Обычно двойные замыкания на землю устраняет защита от ОЗЗ, но если она выполняется с выдержкой времени, то добавляют отдельную степень (или реле), которое настраивается с бОльшим током, но уже без выдержки времени. На ОЗЗ и переходные процессы оно не действует, но большие токи КЗ через землю чувствует.

Защита от двойных замыканий на землю будет добавлена для всех двигателей 6(10) кВ, как опциональная.

На этом все. Осталось только отредактировать схемы и собрать итоговый документ. Как будет готово — сообщу.

Кстати, первыми PDF-отчет получать те, кто подписался на одну из наших почтовых рассылок. Позже выложу все на сайте.

Блокировочные устройства в электроустановках

Блокировкой наз. автоматические устройства, с помощью которых заграждается путь в опасную зону или предотвращаются неправильные, опасные для человека действия, переключения коммутационной аппаратуры.

Они применяются в основном в электроустановках с напряжением выше 1000 В в РУ, ТП, на испытательных стендах и т.п. Например, на вводных шкафах КТП устанавливают шесть блокировок, в шкафах КРУ – восемь.

Механическая блокировка выполняется с помощью замков, стопоров, защелок и др. приспособлений, которые стопорят подвижную часть механизмов в отключенном положении; применяется в эл. аппаратах (рубильниках, пускателях, выключателях и разъединителях) и в КРУ. Так, на дверях ячеек масляных выключателей монтируется блокировка, не позволяющая открыть дверь при включенном выключателе.

Электрическая блокировка применяется в технологических эл.установках напряжением до 1000 В и в испытательных стендах. Блокировка отключает напряжение при открывании дверей ограждения или при снятии крышек. Для этой цели служат блокировочные контакты, которые включаются в цепь управления пускового аппарата (магнитного пускателя

или контактора). На схеме электрической блокировки дверей испытательной установки: 1 – ограждение, 2 – удерживающая катушка, 3 – замок, 4 – пру-жина, 5 – блок-контакты, 6 – установка, 7 – дверь.

При наличии напряжения блокировка препятствует открытию двери.

Чтобы войти внутрь ограждения 1, надо снаружи отпереть замок 3. Дверь 7 откроется с помощью пружины 4, которая разомкнет блок контакты 5, включенные в цепь удерживающей катушки 2.. Магнитный пускатель КМ отключит эл.установку даже в случае, если ее забыли отключить кнопкой «стоп».

Пока человек находится внутри ограждения, пружина будет удерживать дверь открытой, а блок-контакты разомкнутыми. При этом напряжение на установку подать нельзя.

Чтобы включить установку под напряжение, надо выйти за ограждение и снаружи запереть за собой дверь. Блок-контакты на двери замкнутся. Но для включения установки этого недостаточно. Следует включить кнопку «пуск». Только тогда замкнется цепь удерживающей катушки, сердечник втянется и МП включит установку под напряжение.

Электромагнитная блокировка выключателей, разъединителей и заземляющих ножей широко применяется в РУ. Напр., блокировка между разъединителями и выключателями предотвращает возможность отключения разъединителя при наличии тока нагрузки, т.е. при включенном выключателе.

Электромагнитный замок укрепляется на приводах эл. аппаратов. Основным конструктивным элементом его является запорный стержень с пружиной. Для открывания замка вилку ключа со встроенным электромагнитом вставляют в гнезда замка. Если положение аппаратов правильное, будет подано напряжение на обмотку электромагнита, сердечник которого притянет стержень замка и откроет его.

Дата добавления: 2015-06-27 ; просмотров: 6217 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Читайте также:

1. II ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА МЕР БЕЗОПАСНОСТИ
2. II. Требования безопасности во время занятий
3. VI. Психологические методы повышения безопасности.
4. Анализ угроз информационной безопасности
5. Анализ факторов изменения безубыточного объема продаж и зоны безопасности предприятия
6. Безопасности
7. Безопасности
8. Безопасности
9. Безопасности
10. БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
11. Безопасности жизнедеятельности
12. Безопасности и общественного порядка

Устройства, предотвращающие попадание людей под напряжение в результате ошибочных действий называют блокировкой безопасности. По принципу действия, блокировки подразделяют на механические, электромагнитные и электрические.

Механическую блокировку применяют в электрических аппаратах (рубильниках, пускателях, автоматических выключателях), а также в комплектных распределительных устройствах. Блокировку выполняют (рисунок 5.2) с помощью самозапирающихся замков, стопоров, защелок и других механических приспособлений, которые стопорят поворотную часть механизма в отключенном состоянии.

В штепсельной надплинтусной розетке с блокировкой (типа РШНБ) при вынимании вилки контактные гнезда автоматически закрываются поворотной крышкой. Линейные разъединители и заземляющие ножи имеют механическую блокировку, которая препятствует подключению заземляющих ножей к включенным частям и подаче напряжения на заземленный участок линии. Эти блокировки выполняют с помощью диска с прорезью и сектора (рисунок 5.2, а) или двух дисков с фигурными вырезами (рисунок 5.2, б). Если при работе электроустановки линейный разъединитель включен, то заземляющий нож включить нельзя (схемы 1 рисунок 5.2, а и б),

Рисунок 5.2. Схемы блокировок:

а — механическая линейного разъединителя и заземляющего ножа с помощью диска с прорезью и сектора; б — механическая линейного разъединителя и заземляющего ножа с помощью двух дисков с фигурными вырезами (Д„ Дд — диски, связанные соответственно с заземляющими ножами и линейным

т.е. нельзя заземлить находящийся под напряжением участок линии. Заземляющий нож можно включить только при отключенном линейном разъединителе (схемы 2 рисунок 5.2, а и б), т.е. при отключенном участке линии. При включенном заземляющем ноже нельзя включить линейный разъединитель (схемы 3 рисунок 5.2, а и б), т. е. нельзя включить напряжение на заземленный участок линии.

На приводах разъединителей и выключателей, на дверях сетчатых ограждений электроустановок широко применяют механические блокировочные замки с запорным стержнем для стопорения блокируемого элемента. В электроустановках с одиночной системой шин применяют одноключевые замки, а с двойной системой — двухключевые поворотные замки или механические замки системы МБГ. С каждым блокируемым элементом возможны операции только после открытия замка ключом. Замки аппаратов одного присоединения к шинам имеют одинаковый секрет. Ключ можно вынуть только при закрытом положении замка. На все замки одного присоединения имеется только один ключ. Замок на приводе выключателя закрывает его при выключенном положении. Для включения выключателя замок открывают, но ключ вынуть нельзя до следующего отключения выключателя. Замки на приводах разъединителей закрывают при обоих положениях. Изменить положение разъединителя можно только с использованием ключа, а так как при включенном выключателе единственный ключ находится в замке привода выключателя, то включение разъединителя под нагрузкой невозможно.

Рисунок 5.3. Схема электромагнитной блокировки: 1 — привод; 2 — замок; 3 — шрифт; 4 — пушка; 5 — контактные гнезда; 6 — ключ; 7 — электромагнит; 8 — намагниченные стержни; 9— кольцо; 10 — блок-контакт; U — выключатель; 12 — пружина; 13 — стальной стержень; 14 — шинный разъединитель; /5, 16 — отверстия

Электромагнитную блокировку (ЭМБ) выключателей, разъединителей и заземляющих ножей применяют на ОРУ и ЗРУ при различных схемах соединения оборудования. ЭМБ обеспечивает определенную последовательность включения и отключения коммуникационных аппаратов и исключает возможность возникновения опасных ситуаций: включение или отключение разъединителя под нагрузкой, включение заземляющих ножей на участок линии под напряжением, подачу напряжения на заземленный участок линии. Осу­ществляют ЭМБ с помощью одинаковых по конструкции электромагнитных замков ЭМБЗ и одного электромагнитного ключа (рисунок 5.3).

Электромагнитный замок укрепляют на приводе электрического аппарата. Основным конструктивным элементом замка является запорный стержень с пружиной. С помощью запорного стержня привод аппарата запирают в одном из положений (стержень находится в одном из отверстий привода). Основным элементом ключа является

электромагнит (намагничивающийся стержень с обмоткой с пружиной). Для открывания замка вилку ключа вставляют в розетку соответствующего замка. Напряжение к гнездам подают автоматически блок-контактами, положение которых согласуется с положением привода выключателя или разъединителя: в розетку замков разъединителей напряжение подается только при выключенном выключателе, а в розетку замков сетчатых ограждений — при выключенных разъединителях.

Стержень ключа при наличии напряжения в розетке притягивает запорный стержень замка, который выдвигается, отверстия привода, и замок отпирается.

Электрическую блокировку применяют в технологических электроустановках напряжением до 1000 В и испытательных стендах при любых напряжениях. С помощью блокировочных контактов электрическая блокировка осуществляет отключение напряжения при открытии дверей ограждений и дверей кожухов или при снятии крышек. Блокировочные контакты можно включать непосредственно в силовую цепь или в цепь управления пускового аппарата (магнитного пускателя или контактора), если управление электроустановкой дистанционное. Вторая схема более предпочтительна.

Блокировочные контакты (БК), сблокированные с дверью, при открывании двери размыкают цепь питания катушки магнитного пускателя (МП), и напряжение от электроустановки отключается (рисунок 5.4). Электроустановка не может быть включена предварительно отключенной электроустановки), так как для включения необходимо еще нажать кнопку «Пуск». Приразмыкании цепи управления напряжение не может быть подано на электроустановку. Такимобразом, такая схема электрической блокировки обеспечивает полную степень безопасности.

Если БК включены в силовую цепь, то при открывании двери электроустановка обесточивается, а при закрытии попадает под напряжение. В этом случае при случайном закрытии двери электроустановка снова оказывается под напряжением, т.е. эта схема не может полностью обеспечить безопасность, и ее применение нежелательно.

Электрическую блокировку конструктируют так, чтобы она обеспечивала отключение напряжения при таком растворе дверей, дверец или снятии крышки, при котором человек не может проникнуть за ограждение к электроустановке под напряжением сам или с помощью инструмента.

В коммутационных электрических аппаратах на напряжение свыше 1000 В предусматривают следующие блокировки:

в ручных и пружинных приводах выключателей — установка механических блок-замков для блокирования с приводами разъединителей;

в приводах для выключателей на напряжение до 35 кВ включительно (кроме пружинных приводов с заводом пружины на одну операцию включения) — блокировка против повторения операции включения и выключения выключателя, когда команда на включение продолжает оставаться поданной после автоматического отключения выключателя.

Контрольные вопросы

1. Как выбирают коммуникационные аппараты, изоляторы и проводники?

2. Что подразумевают под типовыми зонами для размещения электрооборудования и электросетей с точки зрения требований электробезопасности?

3. Что называют блокировкой?

4. 4 Как устроена механическая блокировка?

5. Как устроена электрическая блокировка?

6. Как устроена электромагнитная блокировка?

Глава 6. ОСМОТР, ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ И КАТЕГОРИИ РАБОТ В ДЕЙСТВУЮЩИХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ

Дата добавления: 2014-12-27 ; Просмотров: 5860 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

• Опасные и вредные производственные факторы
• Производственный шум
• Производственная вибрация
• Источники электромагнитных полей и излучений
• Влияние электромагнитных излучений на организм

Средства защиты в электроустановках

В процессе эксплуатации электроустановок возникают условия, при которых, несмотря на самое совершенное конструктивное исполнение установок, не обеспечивается безопасность работающего, и поэтому требуется применение специальных средств защиты. К ним относятся приборы, аппараты, переносимые и перевозимые приспособления, служащие для зашиты персонала, работающего в электроустановках, от поражения электрическим током, электрического поля, продуктов горения, падения с высоты и т.п. Эти средства не являются конструктивными частями электроустановок, они дополняют ограждения, блокировки, сигнализацию, заземление, зануление и другие устройства.

Средства защиты, применяемые в электроустановках, могут быть условно разделены на четыре группы: изолирующие, ограждающие, экранирующие и предохранительные. Первые три группы предназначены для зашиты персонала от поражения электрическим током и вредного воздействия электрического поля и называются электрозащитными средствами.

Изолирующие электрозащитные средства изолируют человека от токоведущих частей, а также от земли.

Ограждающие электрозащитные средства предназначены для временного ограждения токоведущих частей, к которым возможно случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние, а также для предупреждения ошибочных операций с коммутационными аппаратами. К ним относятся временные переносные ограждения-щиты и ограждения-клетки, изолирующие накладки, временные переносные заземления и предупредительные плакаты.

Экранирующие электрозащитные средства служат для исключения вредного воздействия на работающих электрических полей промышленной частоты. К ним относятся индивидуальные экранирующие комплекты (костюмы с головными уборами, обувыо и рукавицами), переносные экранирующие устройства (экраны) и экранирующие тканевые изделия (зонты, палатки и т.п.).

Предохранительные средства защиты предназначены для индивидуальной защиты работающего от вредных воздействий неэлектрических факторов — световых, тепловых и механических, а также от продуктов горения и падения с высоты. К ним относятся защитные очки и щитки, специальные рукавицы из трудновоспламеняемой ткани, защитные каски, противогазы, предохранительные монтерские пояса, страховые канаты, монтерские когти.

Выбор необходимых средств защиты регламентируется правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок, нормами и правилами по охране труда и другими нормативно-техническими документами, а также определяются местными условиями на основании требований этих документов.

Средства защиты необходимо хранить и перевозить в условиях, обеспечивающих их исправность и пригодность к употреблению, поэтому они должны быть защищены от увлажнения, загрязнения и механических повреждений.

После изготовления и в процессе эксплуатации средства защиты подвергают испытаниям — электрическим, механическим. Результаты испытаний заносятся в специальные журналы. На все защитные средства, прошедшие испытания, должен ставиться штамп.

Общие правила пользования средствами защиты, применяемыми при эксплуатации электроустановок:

• электрозащитными средствами следует пользоваться по их прямому назначению в электроустановках напряжением не выше того, на которое они рассчитаны;
• основные электрозащитные средства рассчитаны на применение в закрытых установках, а в открытых электроустановках и на воздушных линиях — только в сухую погоду;
• перед употреблением средств защиты персонал обязан проверить их исправность, отсутствие внешних повреждений, очистить и обтереть от пыли, проверить по штампу срок годности. Нельзя пользоваться защитными средствами, срок годности которых истек.

Эксплуатацию электроустановок должен осуществлять электротехнический персонал, который делится на административно-технический, оперативный, ремонтный и оперативно-ремонтный.

Оперативный персонал осуществляет осмотр электрооборудования, подготовку рабочего места, техническое обслуживание, включая оперативные переключения, допуск к работам и надзор за работающими.

Ремонтный персонал выполняет все виды работ по его ремонту, реконструкции и монтажу.

Оперативно-ремонтный персонал совмещает функции оперативного и ремонтного персонала на закрепленных за ним электроустановках.

Административно-технический персонал организует все перечисленные виды работ и принимает в этих работах непосредственное участие. Все лица, входящие в электротехнический персонал, должны иметь квалификационную группу по электробезопасности, присваиваемую им по результатам аттестации специальной комиссией после проведения специального обучения. Лица, не достигшие 18-летнего возраста, к работе в электроустановках не допускаются.

На все виды ремонтов электрооборудования должны быть составлены графики. Периодичность и продолжительность всех видов ремонта установлена Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей. До вывода оборудования на капитальный ремонт должны быть составлены ведомости объема работ и в соответствии с ними подготовлены необходимые материалы и запасные части: составлена и утверждена техническая документация на работы: укомплектованы и приведены в исправное состояние инструменты и приспособления: подготовлены рабочие места и т.д. В случае особо опасных с точки зрения поражения электротоком работ на работу должен быть выдан наряд-допуск.

Защитные меры в электроустановках

Электрические сети и установки должны быть выполнены так, чтобы токоведущие части их были недоступны для случайного прикосновения.

Недоступность токоведуших частей достигается путем их надежной изоляции, применения защитных ограждений (кожухов, крышек, сеток и т.д.), расположения токоведущих частей на недоступной высоте.

В установках напряжением до 1000 В достаточную защиту обеспечивает применение изолированных проводов.

Для изоляции токоведущих частей (машин, аппаратов, приборов, проводов, кабелей) применяют различные изоляционные материалы и изделия, отличающиеся диэлектрическими и особыми физико- механическими свойствами (резина, пластмассы, бумага, фарфор, стекло, асбест, эбонит, стеклоткань, смолы, лаки, краски).

Надежность и безопасность работы электрооборудования в значительной мере зависит и от состояния изоляции токоведущих частей. Повреждение ее является основной причиной многих несчастных случаев, поэтому большое внимание уделяется контролю состояния изоляции.

Контроль изоляции — это измерение ее активного или омического сопротивления с целью обнаружения дефектов и предупреждения замыкания на землю и коротких замыканий.

Существует два вида контроля изоляции: периодический и постоянный.

• Постоянный контроль — это наблюдение за сопротивлением изоляции под рабочим напряжением в течение всего времени работы электроустановки без автоматического отключения.
• Периодический контроль состояния изоляции электроустановок напряжением до 1000 В производится не реже одного раза в три года.

Состояние изоляции проверяется также перед вводом электроустановок в эксплуатацию и после длительного пребывания в нерабочем положении.

Измерение сопротивления изоляции производят при помощи омметра (рис. 1) или мегомметра (рис. 2).

Изоляцию электроустановок испытывают напряжением промышленной частоты, как, правило, в течение 1 мин. Дальнейшее воздействие может испортить изоляцию.

Испытание изоляции повышенным напряжением производят при капитальном и текущем ремонтах электрооборудования, а также в случаях, когда во время работы обнаружен дефект.

Одним из способов снижения опасности поражения электрическим током является применение малых напряжений 12, 36 и 42 В для ручного электрифицированного инструмента, ручных переносных ламп и ламп местного освещения.

Рис. 2. Мегомметр

Электрическое разделение сети также уменьшает опасность поражения человека электрическим током. Разветвленная электрическая сеть большой протяженности имеет значительную электрическую емкость. В этом случае даже прикосновение к одной фазе является очень опасным. Рели сеть разделить на ряд небольших сетей такого же напряжения, которые будут обладать небольшой емкостью и высоким сопротивлением изоляции, то опасность поражения значительно снижается. Обычно электрическое разделение сетей осуществляется путем подключения отдельных электроустановок через
разделительные трансформаторы. Область применения защитного разделения сетей — электроустановки до 1000 В.

Во многих элементах электроустановок (кабельные вводы, распределительные устройства, провода воздушных линий и т.д.) средой, изолирующей человека от токоведущих частей, является воздух. В подобных случаях безопасность обеспечивается организационными мероприятиями, жестко регламентирующими приближение человека на опасные для него расстояния к токоведущим частям, а также путем расположения токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте.

К специальным защитным мерам от воздействия электрического тока относятся защитное заземление, защитное запуление, защитное отключение, блокировка, сигнализация и маркировка, использование изолирующих и ограждающих электрозащитных средств.

Блокировка, сигнализация и маркировка

Исследования показывают, что большинство несчастных случаев с персоналом, обслуживающим электроустановки, происходит в результате потери ими ориентировки при осмотрах, ремонтах и испытании. Блокировка, сигнализация и маркировка различных частей электроустановок, кабелей и проводов предупреждают неправильные действия работников.

Блокировочные устройства — наиболее надежное средство защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током: они препятствуют доступу работающих к токоведущим частям электроустановок, находящимся под напряжением.

В электроустановках и радиоустройствах широко применяются электрическая и механическая блокировки.

Электрическая блокировка воздействует только на контакты электрической цепи. Она может применяться при любых расстояниях от защищаемого объекта. Принцип действия электрической блокировки состоит в том, что открытие дверей шкафов или ограждения электроустановки или кожухов электрооборудования сопровождается разрывом электрической цепи и автоматическим отключением электроустановки или другого электрооборудования от источника тока. В другом случае блокировка дает возможность открыть двери шкафа или ограждения электроустановки или снять кожух электрооборудования только после предварительного отключения источника тока.

Недостатком электрической блокировки является ее зависимость от исправности электрической цепи, например, пригорание контактов делает невозможным открытие дверей ограждения передатчика или двери лифта, что может привести к несчастному случаю.

При механической блокировке открыть двери шкафов или ограждений можно только при предварительном выключении рубильника, т.е. подачи электропитания на установку, и, наоборот, включить рубильник можно только при закрытых дверях или надетых на электроустановки кожухах.

Используются жезловые и рычажные системы механической блокировки.

При жезловой системе все двери шкафов или ограждений имеют специальные замки, которые открываются одним ключом. Конструкция замка гакоиа, что повернуть ключ и вынуть его из замка можно, только выключив предварительно рубильник, снимающий высокое напряжение. Конструкция дверных замков не позволяет вынуть ключ, если дверь не закрыта. Включить рубильник можно только в том случае, если дверь ограждения будет закрыта и заперта.

При рычажной системе ручка управления рубильником механически связана с дверным заслоном замка. При выключении рубильника одновременно выдвигается заслон замка и только после этого можно открыть дверь шкафа или ограждения. При открытой двери конструкция замка не позволяет задвинуть заслон замка обратно и, следовательно, не допускает включения рубильника, когда за ограждением работает обслуживающий персонал.

Сигнализация — распространенное средство, позволяющее обслуживающему персоналу электроустановок ориентироваться в сложной обстановке, принимать меры предосторожности или предупреждать неправильные действия.

Наиболее часто применяется световая или звуковая сигнализация. При световой сигнализации зеленый свет ламп показывает, что напряжение с установки снято, красный свет — что установка находится под опасным напряжением. На радиоустройствах или электроустановках до 1000 В сигнальные лампы размещаются на пульте управления или около мест, где должны проводиться работы.

Способ включения, при котором сигнальные лампы гаснут при отсутствии напряжения, имеет тот недостаток, что выход из строя лампы или нарушение контакта будет служить неверным сигналом для обслуживающего персонала. Поэтому в целях безопасности обслуживающею персонала необходимо всегда, независимо от показаний сигнальных ламп, при входе за ограждение убедиться в отсутствии напряжения на установке при помощи переносных индикаторов напряжения.

В электроустановках напряжением выше 1000 В кроме сигнальных ламп применяются лампы тлеющего разряда (неоновые, аргоновые и т.п.), которые подвешиваются к тем частям установки, состояние которых они показывают. Лампы горят в электрическом поле, создаваемом включенной частью установки, и не требуют никакой проводки. На каждую фазу ставится своя лампа. Такая сигнализация облегчает работу обслуживающего персонала и предупреждает несчастные случаи.

К звуковой сигнализации относятся звонок и сирена, предупреждающие работающих о появлении напряжения на установке.

Для ориентации персонала при осмотре, ремонте и обслуживании электроустановок большое значение имеет маркировка — наличие надписей, а также различной окраски частей установки, кабелей, проводов и шин в цвета, соответствующих правилам техники безопасности. Надписи указывают назначение тех или иных проводов с относящимися к ним выключателями, предохранителями и измерительными приборами. Вместо надписей могут применяться условные обозначения — буквы, цифры и др.