Коммерциялық емес акционерлік қоғамы
«Өндіріс кәсіпорындарын электрмен жабдықтау» кафедрасы
АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

 

Электр энергетикалық  жүйелердің релелік қорғаныс жобалаудың негіздері
5В071800 – Электр энергетикасы мамандығының
студенттері үшін дәрістер жинағы

 

Алматы 2013

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Арыстанов Н.Н., Агимов Т.Н. электр энергетикалық жүйелердің релелік қорғаныс жобалауының негіздері. 5В071800 – Электр энергетикасы мамандығының студенттері үшін дәрістер жинағы. - Алматы: АЭжБУ, 2013. – 46 б.

 

Дәрiстердiң жинағында релелiк қорғаныстың құрылымдарының жобалауының сұрақтары бойынша конструкторлық құжаттаманы бiрыңғай жүйенiң негiзгi ережелерi, автоматты жобалаудың жүйелерi, қысқа тұйықталу және толық емес фазалар режимдерiнiң есептеуi, релелiк қорғаныс құрылымдары тағайындамаларының есептеуi туралы мәліметтер берілген.

Без. 27, әдеб. Көрсеткіші - 9 атау.

Пікір беруші: техн.ғыл.канд., доц. Р.Д. Абилов

«Алматы энергетика және байланыс университеті » коммерциялық емес акционерлік қоғамының 2011 ж жоспары бойынша басылады.

©  «Алматы  энергетика  және  байланыс  университеті » КАЕҚ, 2013 ж.

 

Мазмұны

Кіріспе                                                                                                                   4

1 дәрiс. Конструкторлық құжаттаманың бiрыңғай жүйесінің негiзгi ережелерi. Конструкторлық құжаттаманы өңдеудiң кезеңдерi. Конструкторлық құжаттардың комплекттiгi. Сызбаларды рәсiмдеуiнiң ережелерi. Сұлбалардың түрлерi. Мәтiндi құжаттар.

       5

2  дәрiс. Автоматты жобалаудың жүйелерi. Графикалық программалар. Жоба құжаттамалары құрайтын қосымшалары. Зақымданулардағы токтар және кернеулердi есептеу үшiн программалары. Релелiк қорғанысын есептеу программалары.

10

3 дәрiс. Симметриялы емес қысқа тұйықталулар. Симметриялы құраушылар жүйесі. Симметриялы емес қысқа тұйықталулардағы токтардың және кернеулердiң векторлары. Толық емес фазалар режімдері. Қысқа тұйықталулар және толық емес фазалар режімдерiнiң есептеулерi үшiн, комплекстiк сұлбалардың қолданылуы.

11

4 дәрiс. Трансформаторлардың бойлық дифференциалды қорғанысы. Дифференциалды қорғаныстағы балансты емес токтар. Трансформаторлардың дифференциалды қорғаныстарының сұлбалары. Дифференциалды қорғаныстардың есептелуi. Микропроцессорлық терминалдармен істелiнген трансформаторларының қорғаныстарын есептеу ерекшелiгi.

21

5  дәрiс. Генераторлардың релелiк қорғанысы. Статордың орамында көп фазалы қысқа тұйықталулардан қорғаныс. Статордың орамында бiр фазалық закымдаулардан қорғаныс. Генератордағы қалыптан тыс режімдерінен қорғаныс. Қоздыру тізбектерінің қорғанысы. Генераторлардың релелiк қорғанысын есептеу.

30

6 дәрiс. Құрама шиналардың релелiк қорғанысы. Шиналардың дифференциалды қорғанысы. Шиналардың дифференциалды қорғаныс сұлбалары. Шиналардың толық емес дифференциалды қорғанысы. Шиналардың релелiк қорғанысының есептелуi.

38

7 дәрiс. Ажыратқыштардың басқару сұлбалары. Ток және кернеу трансформаторларының тізбектері. Оперативтік қоректену және сигнализация тізбектері.

43

8  дәрiс. Радиал желiлерiнiң автоматикасы. Автоматтық қайталап қосу. Резервтiк қоректенудi автоматтық қосу.

48

Әдебиеттер тiзiмi

51

 

Кіріспе

 

Бұл берілген электр энергетикалық жүйелердің релелік қорғаныс жобалауының негіздері дәрiстер жинағында дәрістер 8 бөлімге жіктелініп тақырып ретінде көрсетілген. Әр дәрістің мақсаты, қаралатын сұрақтары, есептеу  өрнектері және сұлбалары келтірілген. Дәрісте жалпы релелiк қорғаныстың құрылымдарының жобалау сұрақтары бойынша мағлұматтар және де конструкторлық құжаттаманың  бiрыңғай жүйесінiң негiзгi ережелерi, автоматты жобалау жүйелерi оған қолданылатын бағдарламалар, қысқа тұйықталу және толық емес фазалар режимдерiнiң есептеуi, релелiк қорғаныс құрылымдары тағайыншамаларының есептеуi туралы мәліметтер  келтірілген. Сонымен қатар  жоғарғы кернеулі қондырғылардың  релелік қорғаныс түрлері, олардың есептелуі және басқару тізбектерімен қолдану сұлбалары шартты белгіленулері түсіндіріледі. Әрбір дәріс бойынша негізгі мәселелерге шолу жасалып қазіргі таңдағы қолдануы бойынша өзгерістер мен ерекшеліктері салыстырулар бойынша толықтырылады.

 

1  дәрiс

 

Конструкторлық құжаттаманың бiрыңғай жүйесінің негiзгi ережелерi. Конструкторлық құжаттаманы өңдеудiң кезеңдерi. Конструкторлық құжаттардың комплекттiгi. Сызбаларды рәсiмдеуiнiң ережелерi. Сұлбалардың түрлерi. Мәтiндi құжаттар.

 

Дәріс мақсаты: студенттерді конструкторлық құжаттаманың бiрыңғай жүйесінің негiзгi ережелерiмен және де оларды өңдеу кезеңдерімен таныстыру. Сонымен қатар сызбалар түрлерімен оларды рәсімдеу ережелерімен  және  мәтінді құжаттарды меңгеру болып табылады.

 

Тұтынушыға қоректену көзiнен электр энергиясының берілу жолдардын көрсететiн электр қондырғылардың бас сұлбаларынан, немесе бірінші реттік қосулардың сұлбаларынан, басқа екiншi реттік қосулардың сұлбасы  болады. Бұл сұлбаларда екiншi реттік құрылымдардың элементтерi, олардың және негiзгi жабдықтардың элементтері (өлшеу трансформаторлар, коммутациялық аппаратура) арасындағы қосылуы шартты сызба түрiнде суреттер көмегiмен көрсетiлген. Екiншi реттік құрылымдарға бақылау-өлшеу құралдары, электр энергиясының есепке алу құралы, релелiк қорғаныс және автоматика құрылымдары, басқару аппаратурасы, бiтеулер, апаттық және ескерту сигнализацияларды жатады.

Екiншi реттік қосулардың сұлбалары тағайындалуы бойынша принципиалдық, толық, монтаждық болып бөлінеді.

Принципиалдық сұлбалар жеке элементтерге: релелiк қорғаныстың тізбектеріне, басқару және сигнализация тізбектеріне, өлшегiш аспаптардың қосуларына  қарай жасалады. Бұл сұлбалар толық сұлбалардың құрастыруы үшiн негiзгі сұлба болып табылады. Толық сұлбалар бас сұлбаның  функционалдық, технологиялық немесе құрылымдық белгi (меншiктi мұқтаждықтардың қосуы, трансформатор, желiсi) бойынша ерекшеленген бiр қосылымы жататын екiншi реттік реттік қосуларды қамтиды.

Монтаждық сұлбалар жұмыстық сызбалар ретінде  пайдаланылады, яғни екiншi реттік тізбектердің монтажы іске асырылады. Монтаждық сұлбаларда қалай және қандай құралдармен (бақылау кабелдерiнiң көлденең қимасы және түрi, қысқыштардың құрастырулары, сынау блоктары) электр байланыстарды iске асырылатыны көрсетiледi. Монтаждық сызбаларда  екiншi реттік тізбектерге жататын (басқару қалқандары, релелiк шкафтар және панелдер, ТҚ ұяшықтар) жабдықтардың аймақтық орналастырылулары есепке алынады.

Энергия объектiсінің барлық iшкi кабелдiк байланыстары кабелдiк журналдарда көрсетiледi. Онда әрбiр кабел туралы қажеттi мәлiметтi болады: жобаға сәйкес оның аты және нөмiрі; кабелдiң түрi; оның талсымдарының саны және көлденең қимасы; оның шамамен құрылым ұзындығы; оның басымен аяғының қосу орны; өткiзгiштерінің таңбалануы.

Монтаж  процесiнде сөзсiз пайда болатын, өзгерістерді енгiзгеннен кейiн, электр құралдарын пайдалануда негізгі құжат ретінде қолданылатын орындаушылық принципиалды және монтаждық сұлбалар құрылады.

Принципиалдық және толық сұлбалар көріну формасы бойынша ашық  және оралған болып келеді. Оралған сұлбаларда барлық құралдар мен аппараттар оларға жататын барлық орамдары және түйіспелермен  бірге блок түрлерiнде бейнеленедi. Оралған сұлбаға кіретін элементтер санының көп болуы  сұлба оқылуын қиындатады. Оларда сызба түріндегі және шынайы тәжірібе жүзінде электр қосуларының дұрыс орындалуын тексеру қиын.

Қазіргі таңда кеңінен қолданыс тапқан ашық сұлбаларда, аппараттар және құралдар құрама элементтерге бөлінеді. Бұл элементтер өзара ток ағу ретiмен байланыстырылады, мысалы, «+» полюсынан «-» полюсқа, немесе фазадан фазаға (фазадан нөлге). Сұлба ток өту ретiнде орналасқан, элементтер қатарынан тұрады: солдан оңға қатарлардың орналастырылуымен тiгiнен (жоғарыдан төменге оқылатын) оқылады. Сұлбалар аппаратураның тiзiмдерiмен толығады (кестелiк формада) - шартты белгiлеу түрi бойынша құралдар және релелер, олардың типі, техникалық мәлiметтері, кей жағдайларда зауыт тiзiм нөмiрi.

Ашық сұлбалар релелiк қорғау, басқару және автоматиканың күрделi сұлбаларын жобалауда таптырмайтын  сұлба болып табылады. Бұл сұлба  әрекетін оңай бақылау, жалған тізбекті сонымен қатар екiншi реттік қосылу тізбектеріндегі  қарастырылмаған жерге қосуларды жылдам анықтау мүмкiндiгін бередi. Ашық сұлбалар монтаждық бiрлiктер, аппаратура және релеге ғана емес, жеке тізбектер мен кабелдерге  де айқын және ыңғайлы таңбалануын талап етедi.

Жеке энергетикалық объектілердiң қуатының артуы, өндiрiстiк процестердi басқаруды автоматтандыру, оған байланысты екiншi реттік қосулардың сұлбаларының күрделенуi және басқару мен сигнализацияның тізбектерлерінің жұмыс сенiмдiлiгін арттыру қойылатын талаптары екiншi реттік қосулардың сұлбаларының құрастыруға және орындауына ерекше мұқияттылықты талап етедi. Екiншi реттік тізбектерлердің сұлбалары келесi жалпы талаптарды қанағаттандыруы керек:

1) Сұлбаның айқын құрылымы, жылдам әрекеттеніп бүлінуді немесе тізбектердің жалған жұмысын жылдам анықтау қажет.

2) Екiншi реттік тізбектің әрбiр жалғануының сенiмдi жұмысының қамтамасыз етілуі  кез келген ТҚ ұяшықтардың немесе оперативті тізбектердің қосылу аумағындағы жағдайын тексеру мүмкіндігі болып табылады. Мұндай тексеру екiншi реттік тізбектерінің әрбiр қосылуының (немесе кешендi құрылымның екiншi реттік тізбектерінің жүйесiнің) қоректенуiнде жеке автоматты сөндiргiш (сақтағыштар) арқылы оңай iске асырылады, ал олардың әрекет етуіне сигнализация беру үшiн қосалқы түйіспелер қолданылады. Қорғауыш құрылымдар, селективтілігі және қажеттi сезгiштiгі,  доғаның ықпал етуін  есепке алына отырып таңдалынады. Екiншi реттік қосылулар  тізбегінің тармақтылығын және осыған байланысты тораптағы қалыпты емес режимдермен  бұзылулардың пайда болу ықтималдығын ескере отырып, басқару тізбектерін басқа тізбектерден (сигнализация, бекіту және тағы басқалар) бөлу орынды болып табылады.

3) Жалған (айналым) тізбектерді шығару. Жобалауда ескерiлмеген тізбек жалған болып ескеріледі, оның пайда болуы сұлбаға жалған әрекет тудырады. Мұндай жалған тізбектер, сұлбалардағы қажеттi бөлгiш және көбейтушi релелер жоқ болғанда, басқару және сигнализация тізбектерінің нақты  бөлiнбеуінде, сұлбаның кез келген бөлігіндегі кездейсоқ жерге қосылу  мен үзілуді ескермегенде пайда бола алады. Басқару тізбектер үшiн маңызды болып табылады: қосатын немесе ажырататын электромагниттердiң жұмысы тек қана осы операцияны өткiзуге команда беретiн тиiстi құрылымдардың түйіспелері тұйықталғанда ғана орын алуы қажет. Ашық сұлбаларды құрастырғанда және тексергенде көптеген жағдайларда  жалған тізбектерді  құратын, көлденең деп аталатын тізбектерге көңіл бөлу қажет.

Оперативтік ток тізбектерінде әсiресе басқару тізбектердегі  пайда болатын кездейсоқ жерге қосылулар салдарынан туындалатын  екiншi реттік тізбектердің оқшауламасының бақылау қажеттілігі түсiндiрулерді талап етпейдi.

Осы жағдайда кез келген құрылымдарды орынсыз ажыратуға ғана емес, апаттық қосуды тудыратын, қарастырылмаған энергетикалық қондырғылардың жеке элементтерiнiң қосылуы рұқсат етiлмейдi. Сондықтан, айнымалы оперативтік ток сұлбаларын   құрастырғанда,   релелердiң немесе басқару электромагниттердiң өздiгiнен iске қосылу ықтималдығын  азайту үшiн, тізбек орамдарында жерге тұйықталу пайда болғанда орамның шықпасын нөлмен (N) бiрiккен тізбегімен үнемi жалғастыру қажет.

4) Сұлбаның сенiмдi жұмыс жасауын қамтамасыз ету. Құрылымдар сенiмдi жұмыс үшiн тізбекті  түрде жалғасқан түйіспелердің көп мөлшерде қолдануы ұсынылмайды. Мысалы, 220 В кернеу қоректенуінде, тізбектердегі тiзбектi түрде жалғанған түйіспелерінің шектi саны - бес. Монтаждық сұлбалардың құрастыруында, құрылғының  (құрал) кез келген клеммасына немесе бірқатар қысқыштарға қосылатын өткішгіштердің максималды мәні-2-ден аспауын ескеру қажет. Тұрақты оперативтік ток сұлбаларын құрастырғанда, жетек шкафтарында орналасқан коммутациялық аппараттардың басқару  электромагниттердiң орамдарындағы  коррозияның бұзылу әсерiн азайту үшiн, ораманың бір шықпасын, терiс потенциалы бар тізбекпен үнемi жалғастырады.

Сұлбалардағы элементтердiң және екiншi реттік тізбектердің құрылымдарының әрiптiк позициялы белгiленулері латын әрiптерiмен орындалады және жобалау институттарының нормативтiк материалдарымен анықталады. Мысалы, ток релесі KA,  аралық реле – KL, ток трансформаторы – ТА, басқару тізбектерін ауыстырып қосқыш - SA белгiленеді  және т. б.

Элементтерге  реттiк нөмiрін, сұлбаға бiрыңғай  әрiптiк позициялы белгiленген элементтердiң түрiне қарай  бірден бастап шекті мәніне дейін, тағайындау керек.

Мысалы, сұлбадағы сигналдық көрсеткiш тақталар саны 5 дана  олар, HLA1-ден HLA5-ке  дейін белгiлеледi.

Позициялық белгiдегi цифрлар және әрiптер бiр шрифт өлшемдерiмен орындалады және элементтердiң график түрiндегі суретiнiң үстiнде қойылады. Элементтi таратылған әдiс түрiнде көрсеткенде, берiлген позициялық белгi оның әрбiр құрама бөлiгінің  қасында қойылады.

Қажеттi  жағдайда, элементтiң құрама бөлiктерiне, реттiк нөмiрiн нүкте арқылы позизиялық белгіленетін, реттiк нөмiрлер тағайындалады. Мысалы: KL3.2 - үшiншi аралық реленiң екiншi түйіспесі, VD3.2 - үшiншi диодтық құрастырудың екiншi диоды.

Токтың электр фазасына элементтiң тиiстiлiгiн белгiлеу үшiн нүкте арқылы қойылатын  фазалар индексін (А,В,С) қолдануға рұқсат етiледi. Мысалы: ТА1.С – С фазасының бiрiншi ток  трансформаторы.

Күштік коммутациялық аппараттардың сигналдық түйіспелер жағдайы аппараттың кодымен бірдей қойылады.

Бiр тағайындауды бiртұтас таңбалаумен барлық сұлбаға жалпы тізбектің элементтерiнiң жиынтығы (клеммалар, қысқыштар және олар жалғастыратын өткiзгiштер немесе кабелдердің талсымдар) шағын шиналы деп аталады. Мысалы, шағын шиналар релелiк залда панельдер қатарынан үстiнде орналасқан қатты шыбықша-өткізгіштер, немесе релелiк панелдердiң клемма қатарлары немесе КРУ бөлiмдердi жалғастыратын бұрауы оқшауламаланған өткiзгiштер түрлердi иемдене алады. Сұлбаның жұмысының сенiмдiлiгi үшiн шағын шиналар сақина бойынша орындалады. Шағын шиналар зақымдарды ықшамдауының жеңiлдету үшiн коммутациялық құрылымдар (ажыратқыштар, пакеттi ажыратқыштар және тағы басқалар) көмегiмен секциялай алады. Басқару, сигнализация, синхронизация, кернеулік шағын шиналарына принципиалдық сұлбалардың элементтеріне ұқсас позициялы белгiлердi тағайындайды. Бiрiншi әрiп Е шинаның ортақ кодын белгi қояды. Екiншi әрiп  шинаның функционалдық тағайындауын (басқару, сигнализация тағы сол сияқтылар) кодты белгi қояды. Үшiншi әрiп шина туралы қосымша мәлiметтi (апаттық – А, ескертiлетін – Р және тағы басқа) бередi, егер бұл керек болса. Шинаның реттiк нөмiрi iлгерiде болады, егер оның қажетi жоқ болса түсiре алады.  Керек болса, шинаның белгiсi орталық сигнализацияның бөлiмшесiнiң нөмiр таңбалаушы цифрмен немесе фаза таңбалаушы әрiппен (мысалы кернеу шиналары үшiн) толықтыра алады.

Сұлбалардың құрастыруында тізбектердің таңбалауының бiрнеше әдiстер қолданылады: өтпелі, қарсы және құрамалы таңбалау.

Өтпелі таңбалаудың жанында тізбектердің бөлiмшелердi тізбектердің өткiзгiштері қосылатын аппарат немесе құралдың қысқыштарының нөмiрлеуден және шартты белгiлеулерiден тәуелсiз белгi қойылады және сұлбаның барлық электр байланыстырған қысқыштары бiрдей таңбаланады. Мысалы: А411 жалғағыш өткiзгiштiң екi шетінде. Қолданылатын тізбектердің белгiлерімен зауыт жасалынған стандартты электр техникалық құрылымдардың қабылданған нөмiрлеумен және белгiлерімен сәйкестендіру қажет болса, оларды тізбектердің негiзгi белгiлеуінің  жанына  келтiредi, бiрақ басқа жағынан,  яғни  тізбектердің тiк орналастырылуында оң жағынан  келтіреді. Сұлбадағы тізбектердің көлденең орналастырылуында тізбектердің белгiлерi өткiзгiш бөлiмшелердiң үстiнде қойылады. Аппараттар немесе панелдiң қысқыштарының нөмiрлерi өткiзгiштiң бөлiмшесiнің астында түйіспе немесе қысқыштың суреттің жанында қойылады.

Қарсы таңбалаудың жанында қосуларды позициялы белгiлерi (мекенжай) қолданылады. Тізбектің басында оның аяғының мекенжайы көрсетiледi, аяқта – басының қосуының мекенжайы көрсетіледі. Мысалы, өткiзгiштің басында А4-Х16 таңбалау өткiзгiштiң аяғы А4 құрылымының Х16 қысқышқа қосқанын бiлдiредi.

Тізбек бөлiмінiң құрамалы немесе аралас таңбалауында  оның өтпелі таңбалауы және оның аяғының мекенжайы көрсетiледi. Осы таңбалауының түрі пайдалануда өте ыңғайлы, өйткенi тізбектің функционалдық тағайындауын анықтауға және оның бас-аяғы бақылауға мүмкiндiк бередi. Мысалы,  А412-КА1 таңбалау А фазаның 412 ток тізбегінің аяғы КА1 ток релесiне қосылып тұрғанын бiлдiредi.

Басқару, автоматика, сигнализация, қорғау және өлшеу тізбектердің белгiлерi үшiн араб сандарын қолдануын ескеретiн цифрлы жүйе қабылданған. Керектi жағдайда марка латынша әлiппенiң бас әрiптермен әрiптiк қосымша да бола алады. Тізбек  бөлiмдері нөмiрлеу тізбектердің өткiзгiштерi  қосылатын аппарат пен құралдың қысқыштарының шартты белгiлеулерінен немесе нөмерленуінен тәуелсiз белгiленеді. Қолданылатын тізбектердің белгiлерiн, зауыт стандартты электротехникалық құрылымдардың жасауында қабылданған белгiлермен сәйкестендіру қажеттi жағдайда, тізбектің негiзгi белгiленуінің  жанында жақша ішінде, зауыт белгiсi көрсетiле алады. Аппараттардың түйіспелермен, релелердiң орауыштарымен, машиналардың орамдарымен, резисторлармен, конденсаторлармен айырылған тізбектердің бөлiмшелері әртүрлі бөлiмше болып есептеледi және де әртүрлі белгiленуі қажет. Сұлбаның бiр түйiнiнде қилысатын тізбектердің бөлiмшелерi бiрдей белгiленуі керек. Панелдiң қысқыштарының қатарындағы қысқышы арқылы өткенде тізбектің белгiсi өзгермейді. Тізбек бөлiктерiнiң белгiленуi қоректену көзiнің шартты сызба суретінен бастап  (автоматты ажыратқыш, сақтағыш, қоректену шинасы) тізбектей орындалады. Сұлбада тізбектердің көлденең орналастырылуында олардың белгіленуі өткiзгiш бөлiмдерінiң үстiнде қойылады. Аппараттар немесе панелдiң қысқыштарының нөмiрлерi өткiзгiш бөлiмдерiнің төменгі жақтан түйіспе немесе қысқыш суреттерiнiң жанында қойылады. Бiр жобалық функционалдық топтың барлық екiншi реттік тізбектер әртүрлі таңбалануы керек. Ұқсас жобалық топтардың тізбектерінің белгiлері бiрдей орындалуға тиiстi. Егер бiр толық сұлбада қысқыштардың қатарында, немесе бiр бақылау кабелiнде, әртүрлi жобалық функционалдық топтардың бiрдей белгiде болатын тізбектері  кездесетін болса, онда олардың айырмашылықтары  үшiн не бiр тізбектің нақтылы жобалық функционалдық топқа жататынын сипаттайтын индекспен толықтыруы керек. Айырмашылық индекс дефиспен бөлiніп тізбек  белгiсiнiң алдына қойылады. Жобалық функционалдық топтың белгiсi айырмашылық индекс ретiнде қолданылады.

 

          2  дәрiс

 

Автоматты жобалаудың жүйелерi. Графикалық бағдарламалар. Жоба құжаттамаларын құрайтын қосымшалар. Зақымданулардағы токтар және кернеулердi есептеу үшiн бағдарламалар. Релелiк қорғанысын есептеу бағдарламалары.

 

Дәріс мақсаты: жалпы релелік қорғаныстағы автоматты жобалау жүйелерін түсіндіру, сызбалық бағдарламаларды, зақымданған аумақтағы токтар мен кернеулерді есептеу үшін бағдарламаларды және қазіргі таңдағы қолданылатын релелік қорғаныс есептеу бағдарламарын оқытып  пайдалану жолдарын  меңгеру.

 

Релелiк қорғаныстың жобалауында қолмен есептеулер түбегейлi еңбек шығынын талап етедi. Бұл себептен, алғашында  ЭЕМ  пайда болып одан кейін ӨЭМ пайда болғанда релелiк қорғаныстың тағайыншамаларын есептеу үшiн пайдалануға талпыныстар басталды.  Бұл бағдарламалар  тарату тораптар үшiн күрделі емес болған және де кiм осы есептеулермен айналысса осы бағдарламаларды өз қызығушылық  деңгейде өңдеген. Бағдарламаны әзiрлеу үшiн бағдарламалаудың алгоритм тiлдерiн қолданады: Бейсик, Фортран, Паскаль, Дельфи және тағы басқалар.  Күрделi кәсiби бағдарламалары орындау үшiн I-386 топтамасынан  бастап кез келген ЭЕМ қолдануға болады. Одан кейін бағдарлама әзiрлеуге кәсіби мамандар қосылады, күрделі емес бағдарламалар күрделi кешендерiндегі бағдарламаларға алмастырылады, енді олар есептеудiң барлық кезеңдерiн автоматтандыруға, сонымен қатар мәлiметтердi әзiрлеуге, параметрлердi есептеуге, апаттық шамалардың есептеуге, алмастыру сұлбасын құрастыруға, қорғаныстың тағайыншамаларын таңдау және нәтижелердi сақтауға мүмкiндiк туғызады.

Украина Электр динамика институтымен бірігіп «3000 түйiндерге дейiн көлемдi күрделi электр желiсіндегi апат режімдерiн есептеудiң бағдарламалар кешенi»  жасалынған. Қазiргі тағда V-VI-50 бағдарламалық кешен пайдаланады, осы кешен жүктеме токтарын  және желiдегi сыйымдылық токтарын, күрделi симметриялық емес режим токтарын есепке алуымен қатар күрделiлiгi кез келген деңгейдегі желiлерiндегi күрделi есептеулердi орындауға мүмкiндiк бередi. Бұл бағдарламалармен Укрэнерго барлық энергетикалық жүйелері  жабдықталған. Бұл кешенді тарату тораптарын есептеу үшiн қолдануға да болады, бірақ осы есептеулерге өте күрделі болып келеді. Ұқсас бағдарламалар Новосибирск политехникалық институтымен, Мәскеу энергия желiсiн жобалауымен бірге жасалынып енгізілген.

Бұдан басқа, көптеген басқа ұйымдардың жиынымен (жобалық, электр тораптар) өз меншiктi мұқтаждықтарына арналған меншiктi бағдарламалар пайдаланады.

Қажетті бағдарламаларды таңдауда, бағдарлама орындайтын есептерді нақты ұсыну керек, және бұл есептерге осы бағдарлама сәйкес келуiн анықтау керек.

Шағын есептеулер үшiн, мысалы оңай кескiн желiлерiндегi қысқа тұйықталу токтарын есептеуге, алгоритм тiлдерiнiң қолдануы бар арнайы бағдарламалары өндеу қажеттігі жоқ. Бұл жағдайда Microsoft Excel типтi бағдарламасының қолдануы бар есептеу бағдарламасының тәсiлiн қолдануға болады. Шамалы күрделi бiрақ, көлемдi тарату тораптарында ҚТТ-гын қарапайым есептеулерi үшiн, бағдарлама ұсынылатын келесi мүмкiндiктерге сүйене Microsoft Excel кестелiк процессоры таңдалған:

1)   Енгізілген мәлiметтер және есептеулер  нәтижелерi кестелiк формада          көрсетіледі олар Microsoft Word немесе Adobe Acrobat мәтiндiк бағдарламасына оңай жүргiзiледі және орынды аз алады.

2) Excel мәлiметтер енгізілетін ұяшықтардың мекенжайларымен операция жасайды, есептеудiң формуласы ұяшыққа енгізіледi, ал    есептеудiң нәтижесi кестеде автоматты тірде көрсетiледi.

3)   Салыстырмалы бағыттау басқа мәлiметтермен алдыңғы ұяшықтағы енгiзiлген бiр формуланы қолдана отырып есептеуге мүмкiндiк бередi.

 

           3  дәрiс

 

Симметриялы емес қысқа тұйықталулар. Симметриялы құраушылар жүйесі. Симметриялы емес қысқа тұйықталулардағы токтардың және кернеулердiң векторлары. Толық емес фазалар режимдері. Қысқа тұйықталулар және толық емес фазалар режимдерiнiң есептеулерi үшiн комплекстiк сұлбаларды қолдану.

 

Дәріс мақсаты: релелік қорғаныстағы  қысқа тұйықталу токтарының   симметриялы және симметриялы емес құраушылар жүйесімен таныстыру. Сонымен қатар құраушылар жүйесіндегі токтармен кернеулер векторларын фазалар режимдерін есептеуді меңгеру  және де есептеу үшін қолданылатын сұлбаларды таныстыру.

 

Симметриялы емес ҚТ-ды симметриялы құраушылар әдiсін  қолданып есептеуге болады. Декарт координаталар жүйесiнде кез келген векторда екi бос дәрежесi болады, және оны өз проекциялармен көрсетуге болады

 

 

 

 

Симметриялы үш фазалық жүйенің векторларының қайсысын болса да басқа фазаның аттас векторымен, бұрылыс операторы арқылы көрсетуге болады

                                                        (3.1)

 

ал операторға вектордың көбейтуi оны оң бағытқа (сағаттық нұсқағыштың жүрiсiне қарсы) 1200-қа бұрылысын  бiлдiредi. Ал а2-ға көбейту 2400-қа сол бағытқа немесе қарама-қарсы бағытқа 1200-ға бұрылысқа сәйкес келедi. Бұрылыстың операторларының сомасы

 

олардың айырымы



Егер m және n бүтiн сандары және де   болса онда

Симметриялы үш фазалық жүйесiнде (3.1 суретті қара) векторлардың әрқайсыларын төмендегiше көрсетуге болады:

 

                                                                             (3.2)

 

Үш векторлардың симметриялы емес жүйесiн, үш симметриялық жүйелерге жiктеуге болады: олар тура, керi және нөлдiк реттіліктер.

Тура реттілік жүйе бір-бірімен 1200-қа ығысқан және негізгі симметриялық жүйедей ретімен кезектесетін үш бiрдей векторлардан тұрады (3.2,а суретті қара). Бұл жүйе «1» индексiмен белгiленеді.

 

 

3.1 сурет - Векторлардың симметриялы үш фазалық жүйесi

 

 

 

3.2 сурет - Тура (а), керi (б) және нөлдiк (в) реттіліктердің векторларының симметриялы жүйелерi

 

Керi реттілікте жүйе бір бірмен 1200-қа бұрылған үш бiрдей векторлардан тұрады, бiрақ бұл векторларының кезектесуі негiзгi симметриялық жүйеге қарама-қарсы (3.2,б суретті қара). Бұл жүйе «2» индексiмен белгiленеді.

Тура (кері) реттілік жүйенiң векторларының сомасы нөлге тең болғандықтан бұл жүйелер теңестірілген болып табылады:

 

 

 

 

Нөлдiк реттілік жүйе (3.2, в суретті қара) бір бағытты үш бiрдей векторлардан тұрады. Бұл жүйе «0» индексiмен белгіленеді. Нөлдiк реттілік жүйе симметриялы, бiрақ теңестiрілмеген:

 

 

 

Тура, кері және нөлдiк реттіліктердің құраушылары бойынша бастапқы симметриялы емес жүйенi қалпына келтiруге болады:

 

                                                                                   (3.3)

 

Егер А фазасын ерекше фазаға қабылдасақ, онда (3.1), (3.2) және 3.2 суретті есепке алып (3.3) теңдеулердiң жүйесiн келесi түрде жазып алуға болады:

                                                                                        (3.4)

 

(3.4) теңдеулер симметриялы емес жүйесiнен симметриялы құраушыларын  ерекшелеуге мүмкiндiк бередi. Ол үшiн алдын ала iзделетiн құраушының коэффициенттерiн (3.1 кестені қара) теңестiрiп барлық үш теңдеуді қосу керек. Мысалы, тура реттілік құраушыны ерекшелену үшiн, барлық үш теңдеулерді (3.4) 1, а, а2 коэффициенттерге көбейтiп, содан соң қосу жеткiлiктi. Қосудан кейiн ŇА1, ŇА2, ŇА0 құраушылар фазалық шамаларының векторлары ŇА ŇВ ŇС арқылы төмендегiше бейнеленедi:

 

 

                              (3.5)

 

ŇА ŇВ ŇС векторлардың жүйесiнің ŇА ŇВ ŇС құраушылары (3.5) сәйкес 3.3,а суретте график түрiнде көрсетілген, ал 3.5,б суретiнде табылған құраушылар бойынша (3.3) сәйкес бастапқы фазалық векторлар ŇА ŇВ ŇС. жаңадан алынған.

 

3.1 кесте- Симметриялы құраушыларды ерекшелеу үшiн қолданылатын коэффициенттер

 

 

Векторлардың симметриялы емес жүйесiнiң теңдеулерi

 

Реттілік

 

Тура

 

Кері

 

Нөлдік

 

 

1                               

 

a

 

a2

 

1                                                   

 

a2

 

a

 

 

1

 

1

 

1

             

 

 

 

3.3 сурет – Симметриялы емес үш фазалық жүйені симметриялы құраушыларға жiктеу (а) және бастапқы жүйе алу үшiн олардың қосуы (б)

 

3.4 суретте токтар және кернеулердiң бiр фазалық ҚТ-дың орнындағы векторлық диаграммалары көрсетiлген. Құрастыру ĬА1 вектордан бастайды. ĬА2 және ĬА0 векторларды салады, содан соң басқа фазалардың құраушыларды салады. Фазалық токтарды фазалардың симметриялы құраушылардың геометриялық қосындысын алып табады. Бiр фазалық ҚТ-ның орнында кернеулердiң және басқа қалған симметриялы емес ҚТ-ның түрлердiң токтар және кернеулердiң векторлық диаграммалардың құрастыруларын сол сияқты орындайды (3.5, 3.6 суреттерді қара). Векторлық диаграммалардың құрастыруында токтар тек қана индукциялы екенін еске сақтау керек, өйткенi активтік кедергiлері нөлге тең деп қабылданған. Бiр фазалық ҚТ-да бұзылмаған фазалар кернеулердiң арасындағы ΘU бұрышы Х2РЕ3 және Х0РЕЗ арасындағы байланыстан тәуелдi болады. Ол кең шектерде шартына сай болады. ΘU бұрышы тек қана Х2РЕ3 = Х0РЕЗ шартында 120°-қа тең болады. Жерге екi фазалық ҚТ-дың орынындағы векторлық диаграммалары үшін бұзылған фазалар токтарының арасындағы ΘI бұрышы 600 -1800 шектерде өзгере алады, Х0РЕЗ → 0 шартында төменгi шекке ұмтылады, Х0РЕЗ = ∞ шартында жоғарғы шекке ұмтылады, бұл шарттар жерге қосусыз екi фазалық ҚТ-дың шартына сәйкес болады.

 

3.4 сурет – Бiр фазалық ҚТ-дың орнындағы токтар және кернеулердiң векторлық диаграммалары

 

3.5 сурет – Екi фазалық ҚТ-дың орнындағы токтар және кернеулердiң векторлық диаграммалары

 

3.7 суретте Z1рез, Z2рез, Z0рез кедергiлермен бейнеленетiн және А фазаға сәйкес келетiн қысқа тұйықталған тізбектің комплекстік сұлбалары көрсетiлген.

Үш фазалық ҚТ-да кешендік орынбасу сұлбаға тек қана тура реттіліктің эквиваленттік сұлбасы кiредi (3.7,а суретті қара).

Екi фазалық ҚТ-дың жанында нөлдiк реттіліктiң эквиваленттік сұлбасы ток бойынша жүрмейді, ҚТ-дың орнында кернеудің симметриялы тура және керi реттіліктердің құраушылары бiрдей болады. Бұл қасиет реттіліктерді бiрлестiрiп (3.7 суретті қара) және осы бұл ҚТ-дың түрінде кешендік орынбасу сұлбасын алуға мүмкiндiк бередi.

 

3.6 сурет – Жерге екi фазалық ҚТ-дың орындағы токтар және кернеулердiң векторлық диаграммалары

3.7 сурет – Үш фазалық (а), бiр фазалық (б), екi фазалық (в) және жерге екi фазалық (г) ҚТ-дың кешендік орынбасу сұлбалары

 

Бiр фазалық ҚТ-да барлық үш эквиваленттік сұлбалар бiрдей токтармен ағады, ҚТ-дың орынында тура реттіліктің кернеу деңгейі керi және нөлдiк реттіліктердің сұлбаларындағы қосынды кернеу түсуіне тең болады. Бұл бiр фазалық ҚТ-дың комплекстік сұлбаны, барлық үш эквиваленттік сұлбалардың тізбектеліп қосылған тізбек сияқты көрсетуге мүмкiншiлiк бередi (3.7,б суретті қара).

Жерге екi фазалық ҚТ-дың жағдайындағы кешендік орынбасу сұлбасы 3.7,г суретте көрсетiлген. Осы ҚТ-дың түрінде ҚТ-дың орнындағы кернеулердің симметриялы құраушылары өзара тең, бұл қасиет барлық эквиваленттік сұлбалардың соңын топтастыруға мүмкiндiк бередi.

 

          Толық емес фазалар режимдері – бойлық симметриясыздық.

Көлденең симметриясыздық  пен қатар бойлық симметриясыздық есептеуiнде, симметриялы құраушылар әдiсiн қолдану тиiмдi болып табылады. Бұл әдiске сәйкес есептiк байланыстар негiзгi болып қабылданған А фазаның ток және кернеуiнің симметриялы құраушылары арқылы айқындауға болады:

 

                                                      (3.5)

                                                                   (3.6)

 

                                                         

 

мұнда ĬLA, ĬLB, ĬLC и ΔÛLA, ΔÛLB, ΔÛLC - А, В, C фазалық шамаларының симметриялы емес жүйесiнің токтары және кернеу түсуі;

ĬLA1, ĬLA2, ĬLA0, ΔÛLA1, ΔÛLA2, ΔÛLA0 - тура, керi және нөлдiк реттіліктердiң симметриялы құраушылардың токтары  мен кернеу түсуі.

Нақтылы реттіліктердiң токтары соған сәйкес реттіліктердiң кернеу түсуін құрайды. Бұл өзара байланыстар тәуелсiз теңдеулердiң жүйесiмен бейнеленедi:

 

                                                                        (3.7)

 

мұнда ЕАΣ – тек қана тура реттіліктің сұлбасында әрекет ететін қоректену көздердің жиынтық э.қ.к.;

Z1РЕЗ, Z2РЕЗ, Z0РЕЗ - бойлық симметриялы емес бұзылу орнынан қаралатын жеке реттіліктердiң қорытынды кедергiлерi.

Есептік байланыстардың алу әдiстеме теңдеулердiң жүйесiнiң (3.5) - (3.7) симметриялы емес сипаттайтын шектi шарттар есепке алумен шешiмiнде тұрақтанады. Бiр рет бойлық симметриялы еместік электр желiнiң нақты сұлбасы үзiлусiз орынбасу сұлбаларына тура келедi. Бұл бұзылуын орында бойлық кернеунің көздiң кiрiспемен жетедi. Осы бойлық кернеу бойлық симметриялы еместік орнында кернеу түсуіне тең.

Бiр фазаның үзiлуiнде (3.8 суретті қара) симметриялы емес принципі пайда болады, бұл принцип келесi шектi шарттармен бейнеленедi:

 

 

                                                                                                 (3.8)

 

Қаралатын апаттық принципiн талдау үшiн фазаның үзiлуiне ΔÛLA бойлық кернеудiң көзі енгізеді (3.9,а суретті қара) және жеке реттіліктердің орынбасу сұлбаларын құрайды (3.10,в-г суреттерді қара).

 

 

3.8 сурет – А фазаның үзiлуi бар үш фазалық тізбегі

 

 

3.9 сурет – L-L/ орынында А фазаның үзiлуiндегі бойлық симметрияның

бұзушылығының талдауы үшiн бастапқы сұлба (а) және тура (б), кері (в), нөлдік (г) реттіліктердің орынбасу сұлбалары

 

Бұзылмаған фазалар үшiн симметриялы құраушылар арқылы бейнеленген кернеу түсуінің салыстырудан келесідей өрнек шығады:

 

 

 

Шектi шарттар симметриялы құраушылардың негiзiнде келесідей түрде жазып ала алады:

 

                               

                              (3.9)

                                                           (3.10)

 

3.10 сурет – А фазаның үзiлуiнде бойлық симметрияның бұзушылығының кешендік орынбасу сұлбасы

 

Бұл теңдеулер бойынша қаралатын бойлық симметрияның бұзушылығының кешендік орынбасу сұлбасы құрала алады (3.10 суретті қара). Ол арналған тура реттіліктің токтың анықтауы келесідей болады

                                                                                   (3.11)

 

және үзiлудiң орынындағы тура реттіліктің кернеудiң түсуі

 

                                                                                                 (3.12) 

 

үшiн есептiк формулаларды құрайды,

мұнда  - тура реттіліктің орынбасу сұлбадағы L-L/ қысқыштардың арасына кері және нөлдік реттіліктердің орынбасу сұлбалардың тармақтармен кiргiзiлетiн (3.10 суреттi қара) қосымша кедергiсі.

(3.9) және (3.6) жүйенің екiншi мен үшiншi теңдеулердi есепке алумен кешендік орынбасу сұлбасының басқа тармақтарда ағатын керi және нөлдiк реттіліктердiң токтары (3.10 суреттi қара) келесідей өрнекпен анықталады:

 

                                                (3.13)

                                                                          (3.14)

 

Керi және нөлдiк реттіліктердiң токтары кешендік орынбасу сұлбасының көрсеткiштерi арқылы төмендегiше бейнелене алады:

 

                                                          (3.15)

 

                                                                              (3.16)

 

(3.9) және (3.7) сәйкесінше бұзылу орында қосылатын бойлық кернеу көзі келесі формуламен анықталады:

 

                                                                  (3.17)

 

Алған (3.9) - (3.17) есептiк байланыстар ерекше фаза режимінің параметрлерiнiң симметриялы құраушылар байланыс теңдеулерiне ұқсас болады. Басқа фазалардың ток және кернеулерi фазалық оператор арқылы (3.5) және (3.6) теңдеулердi қолданып бейнеленедi. Желiнiң кез келген нүктесiндегi кернеулер комплекстік орынбасу сұлбаларын қолданып (3.10 суреттi қара) (3.11), (3.15) және (3.16) токтардың есептiк формулалары бойынша анықталады.

 

         

 

4  дәрiс

 

Трансформаторлардың бойлық дифференциалды қорғанысы. Дифференциалды қорғаныстағы балансты емес токтар. Трансформаторлардың дифференциалды қорғаныстардың сұлбалары. Дифференциалды қорғаныстардың есептелуi. Микропроцессорлық терминалдармен істелiнген трансформаторларының қорғаныстарын есептеу ерекшелiгi.

 

Дәріс мақсаты: трансформаторлар   қорғанысы  түрлері, дифференциалды қоғаныстағы токтар шамасы, қолданылатын сұлбалар бойынша айырмашылықтары  және құрылымдары бойынша есептеу ерекшеліктерін меңгеру.

 

Кiретiн және шығатын токтардың салыстыруы принципімен iстелiнген дифференциалды қорғаныс, трансформаторлар және автотрансформаторлардың негiзгi жылдам әрекетті қорғанысы ретiнде қолданылады. Қорғаныс абсолюттi селективті, орамдар, шықпалар және ажыратқыштармен қосулардағы бұзылуларын сезiнедi, және де трансформатордың ажыратуына жан-жағынан уақыт ұстамсыз жұмыс iстейдi. Трансформатордың дифференциалды қорғаныстың әрекет ету аймағы токтық трансформаторлардың орнату орынмен шектеледi, және ол ОК, ТК-ның ошиновкасы мен ТК-ның шиналық көпiрге қосылған  ӨМТ (өзіндік мұқтаждық трансформаторы) қамтиды. Салыстырмалы күрделiлiк артынан дифференциалды қорғаныс келесi жағдайларда бекiтiледi: 6300 кВА және жоғары қуатымен жеке жұмыс iстейтiн трансформаторларына (автотрансформаторларына); 4000 кВА және жоғары қуатымен параллель жұмыс iстейтiн трансформаторларына (автотрансформаторларына); егер жоғарғы кернеу шықпаларында ҚТ-да токкесер қажеттi сезімталдығын қамтамасыз етпесе (Ксез<2), ал максималды ток қорғаныстың уақыт ұстанымы 0,5 секундтен астам болса 1000 кВА және жоғары қуатты трансформаторларда.

Дифференциалды қорғаныстар трансформаторлар (автотрансфор-маторлар) параллель жұмыс iстегенде зақымданған трансформатордың (автотрансформатор) жылдам ажыратумен қатар таңдаулы ажыратуы қамтамасыз етедi, ол 4.1 суретте түсiндiріледі. Егер параллель жұмыс iстейтiн Т1 және Т2 трансформаторлар тек қана максималды ток қорғаныстармен жабдықталса, онда трансформатордың төменгi кернеуi шықпаларында бұзылуда, мысалы К нүктеде (4.1 суретті қара), екi трансформаторлардың максималды ток қорғаныстары жұмыс iстейдi, ал олардың уақыт ұстанымдары бiрдей болғаңдықтан, екi трансформатор ажыратылып қалады. Қарастырылған жағдайда уақыт ұстанымсыз жұмыс iстейтiн дифференциалды қорғаныс тек қана зақымданған трансформатордың ажыратуын қамтамасыз етедi. Трансформатордың (автотрансформатордың) дифференциалды қорғаныстың орындаулары үшiн, екi орамды трансформатор үшiн 4.2 суретте көрсетiлгендей, оның барлық орамдарының жақтарының ТТ-ды бекiтiледi. ТТ-дың екiншi реттік орамдары дифференциалды сұлбаларға жалғастырады және оған параллель ток релесi қосады. Дифференциалды қорғаныстың әрекет ету принципінің қарастыру кезiнде қорғалатын трансформатордың трансформациялау коэффициентi 1-ге тең, орамдардың қосуы бiрдей және екi жақтан бiрдей ТТ-лар болады деп шартты қабылданады.

Қорек     көзі
 

Қорек     көзі
 

Қоректендіру көзі
 

          Жүктеме
 
 

4.1 сурет - Параллель жұмыс iстейтiн трансформаторлардың бiреуiнiң бұзылу жағдайында ҚТ-дың тогының өтуi және максималды ток қорғаныстың әсерi

 

4.2 сурет - Трансформатордың дифференциалды қорғаныстың әрекет ету принціпі: а) тесiп өткен ҚТ-да токтың тарауы;

 б) трансформатордағы ҚТ-да токтың тарауы

Трансформатор арқылы жүктеме немесе ҚТ-дың тесiп өтетін тогының өтуiнде реледегі ток келесідей болады:

 

                                                   

 

Мәтiн бойынша жоғарырақ қарастырылған шарттары есепке алып және қалыпты режімдегі аз мәні болатын трансформатордың магниттеу токты ескермей бірінші реттік токтар тең болатынын санауға болады (II = III), сондықтан екiншi реттік токтар мәні тең болады (I1 = I2).

Бұл шартты есепке алсақ:

                                                

Трансформатор арқылы жүктеме немесе ҚТ-ың тогының өтуiнде реледе ток болмайды, және мұндай режімдерге дифференциалды қорғаныс сезбейдi.

Iс жүзiнде, ТТ-дың сипаттамалары сәйкес келмеу болғандықтан екiншi реттік токтар тең емес I1 ≠ I2 және реледе балансты емес тогы өтедi

 

Дифференциалды қорғаныс балансты емес токтан iстемеу үшiн оның жұмыс iстеу тогы бұл токтан жоғары болу керек

                                                                                                      (4.1)

Трансформатордағы ҚТ-да, немесе ТТ-дың аралығында кез келген басқа жерде, II және I2 токтардын бағыты қарама-қарсы өзгередi (4.2,б суретті қара). Реледегі ток келесідей болады

 

Дифференциалды қорғаныстың аймағында ҚТ болған кезінде реледе ТТ-ның трансформация коэффициентiне бөлiнген ҚТ-дың толық тогы өтедi. Бұл токтың ықпалымен әсет етіп және бұзылған трансформатор ажыратылады.

Тек қана қоректену көздерi жақтан өтетiн магниттеу тогының бар болуы трансформаторлардың дифференциалды қорғаныс орындалуына ықпал етедi.

Трансформатордың трансформация коэффициент мәні бiрге тең және орамдардың қосуы бiрдей болса да, қоректену көзi жақтағы тогы магниттеу токтың мәнiне жүктеме жақтағы тогынан көбiрек болады. Қалыпты режімдегi магниттеу тогы трансформатордың номиналды тогына шамамен 1-5%-ға тең, сондықтан ол балансты емес тогының тек қана аз мәнде артуын туғызады. Басқа құбылыстар бос жүріс трансформаторды кернеуге қосқанда немесе ҚТ-ды ажыратуынан кейiнгі кернеу қалпына келгенде пайда болады. Осы жағдайда қоректену көзi жақтан трансформатор орамында магниттелу токтың секірісі пайда болады, бұл ток бiрiншi кезеңде трансформатордың номиналды тогынан 5-8 есе асады, бiрақ жылдам, бiр секундтен кем уақытта, 5-10% номиналды токтың мәнiне дейiн төмендейдi. Секірістен пайда болатын магниттелу тогы әсерінен дифференциалды қорғаныстың жалған iске қосылуын сақтап қалулары үшiн қорғаныстың iске қосылу тогы магниттеу тогының максималды мәнінен үлкен болу керек

Ток трансформатордың құрылымнан, оның кернеуге қосылу кезеңінен және есепке алуы қиын басқа шарттардың қатарынан тәуелдi болады. Сондықтан есептеуде дифференциалды қорғаныстың іске қосу тогы келесідей формула бойынша анықталады:

                                                                                                                                                 (4.2)

мұнда Iном –ең үлкен қуат болатын орамның номиналды тогы;

          Ксенім - дифференциалды қорғаныстың сұлбаларында қолданылатын реленiң түрлерiне байланысты мәні 1-4-ке тең бола алатын сенімділік коэффициенті.

Ток трансформаторларының екінші реттік токтардың теңсiздiгi және әртүрлі болуы трансформаторлардың дифференциалды қорғаныстың орындауына ықпал етедi.

Трансформаторлардың жоғары, орташа және төменгi кернеулердiң орамдарының токтары тең емес болғандықтан орамдардың номиналды токтары бойынша таңдап алатын ток трансформаторларының трансформация коэффициенттерi және құралымдардың орындалуы әртүрлi болады. Бұл себептен оларда қателiктері және сипаттамалары әртүрлi болады.

Трансформатор орамдарының номиналды токтары ТТ-дың номиналды токтарының шкаласымен дәл келмейдi. Сондықтан ТТ-н таңдауда трансформатор орамының номиналды тогы салыстырмалы түрде ең жақын үлкен трансформатор орамындағы номиналды тогы қабылданады. Кейде бұл шарттарды жасау мүмкін болмайды, өйткенi ток трансформаторларын таңдауда тағы басқа себептер ықпал етедi. Бұл жағдайда, дифференциалды қорғаныс иықтарындағы екiншi реттік токтар мәні тең емес болғандықтан трансформатордың номиналды жүктемесiндегі дифференциалды реледе балансты емес тогы өтедi:

                                                                (4.3)

 

Тесiп өткен ҚТ-да бұл ток ҚТ-дағы  токқа пропорционалды өсе береді, бұл өз кезегінде бiрдей емес сипаттамада болатын ТТ-дың қателiктерінiң артуына алып келеді, бұл дифференциалды қорғаныстың жалғанды әрекет етуін тудыра алады.

Сондықтан, дифференциалды қорғаныстың ТТ-ның екiншi реттік токтардың теңсiздiгiн тудыратын балансты емес тогын төмендету үшiн арнайы аралық токтық автотрансформаторларының қосындылары немесе дифференциалды релелердiң тегiстейтiн орамдарының қолданулары арқылы, екiншi реттік, токтардың теңестiруi орындалады. Цифрлы релелерде мұндай теңестiру математикалық жолмен іске асырылады.

Трансформатор орамдарының бiрдей емес қосылу сұлбалары.

Орамдардың бiрдей емес қосу сұлбалары болған жағдайда, мысалы жұлдызша – үшбұрышша, жұлдызша бiрлескен орам жақтан токтар және үшбұрышша бiрлескен орам жақтан токтар орамдардың қосу сұлбасына тәуелдi болатын біраз бұрышқа бiр-бiрiмен ығысып қалады. Әдетте қолданылатын Y/Δ-11 тобындағы екiншi реттік ток бірінші реттік токтан 300 бұрышқа озады. Токтардың бұрыштық жылжуы дифференциалды қорғаныстың релесiнде тепе-теңсіздік туғызады, оны бұрау таңдау арқылы компенсация жасау мүмкін емес. Екiншi реттік орамдарының бұрыштық жылжуын қайтару ток трансформаторын екінші орамын  арнайы қосылумен іске асырылады. Ол үшiн жұлдызша жағынынан ток трансформаторларын үшбұрышқа жалғастырады, ал үшбұрыш жағынынан ток трансформаторларын жұлдызша жалғастырады (4.3 суреттi қара).

Екiншi реттік орамдар (4.3 суреттi қара) осылайша орындалуы үшбұрыштық бiрлескен ТА1 ток трансформаторларында токтарының жылжуы үшбұрыштық бiрлескен трансформатордың ТК-неу орамдағы сияқты бұрышқа жасалады. Бұл жылжуы екiншi реттік токтардың фазаларының сәйкес келуiн қамтамасыз етедi.

Қазiргi цифрлы қорғаныстар (ABB, SIEMENS, ALSTOM, GE фирмалары) фазалық токтарының айырымы математикалық жолымен алады. Мұндай қорғаныстардың ток трансформаторлары барлық жағынан жұлдызша жалғастырады, трансформатордың қосылу тобы және ТТ-дың полярлық тағайыншамалар ретіндей релеге жүргiзiледi. Жұлдызша қосылуы ток трансформаторларының жүктемелеуі жағынан тиiмдi деп табылады.

Дифференциалды қорғаныстың тағайыншамаларын таңдау екі шарттар бойынша орындалады: магниттеу тогы және балансты емес тогынан есептелінеді.

Трансформатордың магниттеу тогы трансформатордың номиналды тогының 5-6 шамасына жетедi. Бұл тогы дифференциалды қорғаныстың сұлбасында компенсацияланбайды, және де трансформатордың жалған жұмыс істеуінен  сақтап қалуы үшiн қорғаныс бұл токтан  реттелуі керек:

 

 

Ксенім- сенімділік коэффициенті қолданылатын реленiң түрiмен және магниттеу токтың секірістен ретке келтіру арнайы шараларының бар болумен анықталады.

 

 

4.3 сурет - Бұрыштық жылжудың компенсациялау принципін түсіндіретін орамдары  жұлдызша-үшбұрышша сұлбасы бойынша қосылған трансформатордың дифференциалды қорғаныс сұлбасындағы токтардың өтуi және токтардың векторлық диаграммалары

 

Трансформаторлардың және автотрансформаторлардың дифферен-циалды қорғаныстың сұлбасындағы балансты емес токтары ТТ-дың қателiктері, қорғалатын трансформатордың трансформация коэффициентiнiң өзгерiстерi (кернеу реттеуде), екiншi реттік токтардың дәл емес теңестiруi болмағандықтан пайда болады.

Дифференциалды қорғанысты тесiп өткен ҚТ-дағы балансты емес тогынан ретке келтіруі үшiн, оның іске қосулы тогы келесі шартты қанағаттандыруы керек:

                                                                                                      (4.4)

мұнда Ксез – 1,3-ке тең қабылдаған ретке келтіру сезімталдық коэффициенті.

ТТ-дың қателiгінен анықталатын есептi балансты емес тогы келесі формула бойынша есептеледi:

                                              ƒ                                                                            (4.5)

 

мұнда Капер – ҚТ-дың токтарындағы апериодикалық құраушыларының өтулерiмен пайда болатын өтпелі процесстердiң тез әрекет қорғаныстарға әсер етуді есепке алатын коэффициенті, қысқа тұйықталған орамдары бар ТҚТ ( тез қанығатын трансформатор) немесе ҚТ-дағы өтпелі процесстерден ретке келтіретін басқа құралдар бар релелері үшiн Ка = 1 қабылданады, мұндай құралдарсыз релелері үшiн Ка = 2, сонымен бiрге микропроцессорлық қорғаныстар үшiн Ка = 1 қабылдауға болады;

Кбіртип – ТТ-дың жұмыс жағдайларының бір типтілік коэффициентi, ТТ-дың токтардың шамалары жақын болса 0,5-ке тең қабылданады, қалған жағдайларда 1-ге тең қабылданады, трансформаторлары үшiн Кодн = 1 қабылданады;

f = 0,1 – ТТ-дың қателiгі;

Iкз.мах - тесiп өткен ҚТ-дағы ең үлкен тогы.

Балансты емес тогының екiншi құраушы  кернеуді реттеуде қорғалатын трансформатордың трансформация коэффициентiнiң өзгерiсiмен анықталады, және келесi формулалар бойынша есептеледi:

- трансформатордың бiр жағынан реттеуде

 

                                                                                               (4.6)

- трансформатордың екi жағынан реттеуiнде

                                                                      (4.7)

мұнда ΔN –екiншi реттік токтардың теңестiруi үшiн іске асырылатын реттеу диапазонының жартысы (мысалы, реттеу диапазонының жартысы N = ±10% болса ΔN = 0,1 болады).

Есептi балансты емес тогының үшiншi құраушы екiншi реттік токтардың теңестiруiн дәлсiздiкпен анықталады, келесi формула бойынша есептеледi:

                                            (4.8)

мұнда wI РАС., wII РАС - негізгі емес жақтарына (кем екiншi реттік тогы бар жақтары) қосылатын реленiң тегiстейтiн орамдарының орамдар есептi сандар

wI, wII - орамның қабылданған орамдар сандары;

II КЗMAX, III КЗMAX – тиiстi жақтардың ең үлкен ҚТ токтары.

Балансты емес жиынтық есептi ток үш құраушылардан тұрады

                           (4.9)

Балансты емес тогынан ретке келтіруі шарт бойынша қорғаныстың iстеу тогы:

                                   (4.10)

мұнда Ксен– 1,3-ке тең қабылдауға болатын сенімділік коэффициенті.

Тез қанығатын трансформаторлары (ТҚТ) бар дифференциалды қорғаныс (РНТ-562, 565 релелер) 4.4 суретте көрсетiлген.

 

 

4.4 сурет – а) екi орамды трансформатор үшiн; б) үш орады трансформатор үшiн. РНТ-562(565) релелі қорғаныстардың сұлбалары

 

РНТ-565 топтамасының релелері күштік трансформатор немесе шиналардың бiр фазасының дифференциалды қорғанысы үшiн арналған. РНТ-565 реленің тез қанығатын трансформаторы дифференциалды қорғаныстың иықтарындағы екiншi реттік токтардың теңсiздiгiнiң компенсациясын жасау үшiн аралық трансформатор болып табылады, және бұл мақсат үшiн арнайы екi жұмысшы теңестіруші орамалары болады. Реле қосқан ТҚТ-ның екiншi реттік орамдағы ток жұмысшы және теңестіруші орамдармен жасаланатын өзекте жиынтық магниттi ағынмен анықталады. Жүктеме немесе ҚТ-дың тесiп өткен тогының трансформатор арқылы өтуде екiншi реттік орамдағы ток нөлге тең болу үшiн дифференциалды сұлбаға жұмыс және теңестіруші орамдарын дұрыс қосу керек, және де екiншi реттік токтарының теңсiздiгiн компенсациялау және қажеттi iстеу ток орнату үшiн орамдардың орам саны дурыс таңдау керек. Магниттеу токтың секірісінде ТҚТ магниттеу тогының тұрақты құраушымен қанықтырады  және айнымалы құраушының релеге трансформациялауы нашарлатады. ТҚТ қолдану есебiнен магниттеу токтың секірістен ретке келтіруі шарт бойынша тағайыншаманы трансформатордың номиналды тогының 1-1,3 шамасына тең орындауға болады. Реленiң iстеуі МҚК 100 А/орамға тең болғандықтан реленiң iстеу тогы токпен ағылатын орамдардың саны бойынша есептеленеді.

Дифференциалды үзіндісінің сұлбасында магниттеу токтың секірістен ретке келтіруі және екiншi реттік токтарын теңестiру үшiн қандай болса да арнаулы құралдары болмайды (4.5 суреттi қара).

 

 

4.5 сурет - а) - ток тізбектерінің сұлбасы; б) - оперативтік токтың тізбектерінің сұлбасы. Екi орамды трансформатордың  дифференциалды үзіндісінiң принципиалдық сұлбасы

 

Электр механикалық релелер үшiн Ксен=3 қабылдайды  дифференциалды үзіндісінің iстеу тогы  магниттеу токтың секірістен ретке келтіруі шарттармен анықталады. Трансформатордың қосылуының бiрiншi моментiндегі магниттеу тогының секірістері көрcетiлген ретке келтіруінің сенімділік коэффициентімен таңдап алған дифференциалды үзіндісінің iстеу тогынан мәні үлкен бола алады. Дегенмен бұл токтар жылдам азаяды, бұл дифференциалды үзіндісінің релесiнің меншiктi жұмыс істейтін уақыты әсері арқасында ретке келтіруге мүмкiншiлiк бередi. Бұл үшiн дифференциалды үзіндісінің сұлбасында  жұмыс істейтін уақыты 0,07-0,08 с.  бар аралық шығыс релесі қолданылады (4.5 суреттегi KL релесі). Токтың өлшемдерi үшiн кәдiмгi ток релесiн қолданылады. Ток трансформаторларының дұрыс таңдап алу және мұндай тағайыншамасының жанында балансты емес тогынан (тағайыншамалар таңдаудың екiншi шарты) иықтардың токтары теңестiрусiз ретке келтіруге болады, бұл қарапайым ток релесiн дифференциалды үзіндісі үшiн қолдануға мүмкiндік  бередi.

5  дәрiс

 

Генераторлардың релелiк қорғанысы. Статордың орамындағы көп фазалы қысқа тұйықталулардан қорғаныс. Статордың орамындағы бiр фазалық зақымдаулардан қорғаныс. Генератордың қалыптан тыс режимдерінен қорғаныс. Қоздыру тізбектерінің қорғанысы. Генераторлардың релелiк қорғанысын есептеуi.

 

Дәріс мақсаты: генератордың оның ішкі құрылысындағы релелік қорғаныстармен таныстыру. Оның әртүрлі жұмыс режимдеріне байланысты қысқа тұйықталудың түрлері және олардың  зақымдануынан қорғау, қоздыру тізбектеріндегі қорғанысын есептеуді меңгеру.

 

Басқа генераторлармен  параллель жұмыс істейтін немесе электр жүйесiмен жұмыс iстейтiн аз қуатты генераторлары (Рг<1 МВт) үшiн статордың орамында көп фаза ҚТ-дан қорғаныс ретінде құрама шиналары жақтан генератордың шықпаларында орнатылатын, уақыт ұстанымынсыз ток үзіндісі қолданылады. Егер ток үзіндісінің сезімталдығы жеткiлiксiз болса, онда бойлық дифференциалды қорғанысты орнатуға рұқсат етiледi. Жеке жұмыс iстейтiн аз қуатты генераторлары үшiн бейтарап жақтан орнатылатын максималды ток қорғанысын  қолдануға рұқсат етiледi. Бейтарап жақтан жеке фазалардың шықпалары жоқ болғанда көп фазалы қысқа тұйықталулардан қорғаныс ретiнде минималды кернеу қорғанысты қолдануға болады. Қуаты Рг>1МВт астам генераторларда көп фазалы қысқа тұйықталулардан негiзгi қорғанысы ретінде бойлық дифференциалды қорғанысы болып табылады.

Генератордың ток үзіндісiнiң iстеу тогы желi үзіндісi сияқты есептелену керек. Сонымен бiрге ретке келтіруі үшiн генератордың құрама шиналарда үш фазалық ҚТ-дың тогы алынады. Сезімталдық коэффициентiн анықтау үшiн жүйенiң жұмысының минималды режимінде қорғаныс орналасқан орнында (шиналарда) екi фазалық қысқа тұйықталу қаралады. Осы жағдайда жүйеден келетін ҚТ тогы есептеуге алады. Ең төменгi сезімталдық коэффициентi Ксез≥2 рұқсат етiледi.

Максималды ток қорғанысы желiнің қорғанысы сияқты екi фазалық екі релелік және екi фазалық бір релелік болып орындалады. Оның істеу тогы желiнің МТҚ-на ұқсас шартты қанағаттандыруы  керек:

 

                    (5.1)

мұнда Кқісп=15-1.7 – сыртқы қысқа тұйықталуды ажыратудан кейiн электр қозғалтқыштарының өздiгiнен iске қосылуында токтың өсуін есепке алатын өздiгiнен iске қосылуы коэффициенті.

Қорғаныстың уақыт ұстанымы сатылы принцип бойынша таңдалады. Егер жеке жұмыс iстейтiн генератордың шықпаларында екi фазалы қысқа тұйықталу болған жағдайда сезімталдық коэффициентi Ксен≥1,5 болса онда қорғаныстың сезімталдығы жеткiлiктi болып саналады.

Бойлық дифференциалды қорғаныс екі фазалық екі релелі (5.1 суретті қара) және үш фазалық үш релелі (5.2 суретті қара) түрiнде орындалады. Зақымданулардың бiрi генераторлық кернеу торапта және екiншi – ток трансформаторы жоқ генератордың фазасында болса екi фазалық қорғаныс жерге қос тұйықталуларды ажырата алмайды, бұл жағдай оның кемшiлiгі болып табылады. 30 МВт дейiн қуаты генераторларға екi фазалық екі релелік түрінде дифференциалды қорғаныс орындауға рұқсат етiледi, бiрақ жерге қос тұйықталуларынан қорғаныс болған жағдайда орындалады.

 

Басқа

қорға-ныстардан
 

 

5.1 сурет – РТ-40 релесімен генератордың бойлық дифференциалды қорғанысы

 

сигналға
 

Басқа қорғаныстардан
 

5.2 сурет - Аралық қанығу ток трансформаторлары арқылы қосылған релелерімен генератордың бойлық дифференциалды қорғанысы

 

Қорғанысты орындау үшiн шиналық шықпалар жақтан ТАI1, ТАI2 және бейтарап жақтан ТА II1, ТАII2 ток трансформаторларды пайдаланады. Қорғаныстың әрекет ету аймағына статордың орамы ғана емес генератормен ажыратқыштың қосуы да кiретiндей жағдайда ТАI1, ТАI2 ток трансформаторлары генераторлық ажыратқыш жанында орналастырылады. Генератордың қалыпты жұмыс режиміндегі салыстырылған бірінші реттік токтардың теңдiгімен байланысты, ток трансформаторлары бiрдей трансформация коэффициенттерiне сәйкес таңдайды. Барлық ток трансформаторларының екiншi реттік тізбектерінің қорғаныс жерлендiруi бiр жерде реле жанында орындалады.

Генератордың қуатына байланысты қорғаныстың сұлбасында әртүрлi релелерді қолданады – РТМ типті тура әсер ету релесі, РТ-40 типті КА1, КА2 жанама әсерiнiң релелері (5.1 суретті қара), аралық қанығу ток трансформаторлары бар релесі (РНТ типті КАТ релесі) (5.2 суретті қара). Кейде қуатты генераторлар үшiн тежеуі бар релелердi қолданады.

Бойлық дифференциалды қорғаныстың есептеуi жалпы жағдайда әсер ету тогы және сезімталдық коэффициентiнiң анықтауына келеді. Бойлық дифференциалды қорғаныстың әсер ету тогы келесі шартты  қанағаттандыруы мiндеттi:

Iбаланс.емес.есеп.мах анықтау үшiн екi режимді қарайды:

1) генераторлық кернеу шиналарында үш фазалық қысқа тұйықталу (t=0 жағдайда)

2 ) асинхрондық режим

мұнда I теңес.мах – уақыт ұстанымсыз ток үзіндісінің әсер ету тогын таңдауы сияқты анықталады.

Әсер ету тогын таңдауында табылған балансты емес токтың екi мәндерiнен ең үлкені қабылданады. Iбаланс.емес тогын кiшiрейту үшiн аз айырмашылығы болатын магниттеу сипаттамалары бар ток трансформаторлары таңдап алынады, қорғаныстың иықтарының кедергiлерi жалғағыш өткiзгiштердiң қимасын таңдап алуымен тегiстейдi, сонымен бiрге ток релесiмен тізбектей R=5-10 Ом қосымша резисторларын қосады (5.1 суретті қара), немесе РНТ типті релені қолданады (5.2 суретті қара). Көрсеткен формулалардағы коэффициенттерi Креттеу = 1,3., Кбіруақ=0,5, ε=10% болады. РТМ типті және қосымша резисторы бар релелерге үшiн Капериод=1,5-2, ал РНТ типті релесіне үшін Капериод=1-1,3. Қорғаныстың iстеу тогы  шамасынан аспау керек. Жанама суыту жүйесі бар қуаты 30 МВт дейiн генераторлары үшiн  шамасына тең iстеу тогымен қорғанысты орындауға рұқсат етiледi. Генератордың дифференциалды қорғаныста қорғалатын аймақтың соңындағы есептiк екiншi реттік токтар бiрдей болады және олардың теңестiруi қажетсіз болады, сондықтан жұмыс (дифференциалды) және теңестіру орамдары бар РНТ релесінің қолдануды жағдайда дифференциалды қорғаныстың сұлбасында теңестіру орамдары қолданылмайды.

Есеп, жұмыс орамының орамдар санын анықтауына келеді:

 

мұнда - реленiң iстеу МҚК (магнитті қозғаушы күш).

Үш фазалық орындаудағы РНТ релесі бар қорғаныстың сұлбасындағы нөлдiк өткiзгiшiне ток трансформаторларының екiншi реттік тізбектерінде үзілуі пайда болуы туралы белгi беретiн КА4 релесі қосылған (5.2 суретті қара). Реленiң iстеу тогы  қабылданады. Сыртқы қысқа тұйықталуда сигнализацияның iстеуiн сақтап қалуы үшiн оның уақыт ұстанымы генератордың сыртқы қысқа тұйықталудан қорғаныстың уақыт ұстанымынан артық болуы керек. Егер өткiзгiштерiнiң үзiлуі болған жағдайда дифференциалды қорғаныс iстемесе сигнализация қажеттi болады. Бұл келесi шарттың орындалуын қамтамасыз етедi:  бұл жағдайда Iбаланс.емес.есеп.мах-дан ретке келтірген қорғаныстың iстеу тогы генератордың номиналды тогынан әрқашан біршама аз болады. Дегенмен, өткiзгiштердiң орамдар үзілу ықтималдығы  аз, сондықтан қорғаныстың жалған iске қосылуынан сақтап қалатын арнайы құрылымдар ескерiлмейдi. Бұл мақсат үшiн теңестіру орамдардың қолдануымен КАТ қосындының арнайы сұлбасын қолдануға болады.

Бойлық дифференциалды қорғаныстың сезімталдықты генератордың шықпалардағы екi фазалы қысқа тұйықталу болған жағдайда тексередi. Бұл тексерісте I(2)қ.т.мin екi ҚТ тогы болуы мүмкiн режимдер үшiн табады: жеке жұмыс iстейтiн генератор болған жағдайда зақымдалған орынға ток тек қана генератордан жүреді; генераторды өздігінен синхронизацияның тәсілімен желiге қосындысы болған жағдайда, ток зақымдалған орынға тек қана желiден жүреді. Ксезу≥2 шартқа екi табылған токтардың ең аз тогы қанағаттандыруы керек.

Шиналарға тура жұмыс iстейтiн генераторларда статордың орамында жерге тұйықталуларының қорғанысы  ретiнде қалыптасқан режимнің токтардан жiберетiнi нөлдiк реттілік ток қорғанысты қолданады. Бұл қорғаныс генератордың шиналық шықпалар жақтан орналасқан ТАZ нөлдiк реттілік ток трансформаторға (НРТТ) қосылады. Статордың орамында закымдану болғанда жерге тұйықталған нүктеге желiден 3I(I)0.ЭК нөлдiк реттілік ток бағытталады, бұл ток генераторлық кернеунің сұлбаның барлық бұзылмаған элементтерiнiң сыйымдылығымен С0.ЭК анықталады. Сыртқы бiр фазалық жерге тұйықталуларында желiге генератордан генератордың С0.Г. сыйымдылығымен айтулы 3I(I)0.Г тогы бағытталады. Әдетте 3I(I)0.ЭК >3I(I)0.Г. болады. Бұл ерекшелік жеткiлiктi сезімталдығымен селективтілік қорғанысты орындау үшiн токтық принципті қолдануға мүмкiндiк бередi. Аз қуатты генераторларда бұл қорғаныс оқшауланған бейтарабы желiлеріндегi жерге тұйықталудан қорғаныс сияқты орындалады. Қорғаныстың iстеу тогы Iсз=5А мәннен аспау керек. Қуаты Рг>1 МВт генераторлардың қорғаныстың сезімталдығыны жоғарылатуы үшiн магниттелуi бар нөлдiк реттілік трансформаторларын қолданады.

Сыртқы көп фаза қысқа тұйықталуларында НРТТ -ға қосылған реледе үлкен балансты емес ток өтеді. Сыртқы қысқа тұйықталулардағы балансты емес токтарынан iстеу тогының ретке келтіруі генератордың жерге тұйықталуларынан қорғанысы өте дөрекі iстейдi. Қорғаныс өте дөрекі болмау үшiн ол генератордың сыртқы қысқа тұйықталулардан қорғанысының әсерімен істен шығарады, бiрақ бұл жағдайда ол жерге қос тұйықталуларда да істен шығады. Сондықтан генераторда жерге қос тұйықталулардан (олардың бiрі желiде болатын) қорғанысты ескередi. Әдетте ол генератордың статорының орамындағы тұйықталулар қорғанысымен бiрiгедi. Бір НРТТ -ға қосылған әртүрлi сезімталдығымен екi ток релесі болатын құрылым пайда болады. Мұндай ТАZТ магниттелу бар НРТТ -н қолданумен жерге бiр фаза және қос тұйықталуларынан құрама қорғаныстың принципиалдық сұлба 5.3 суретте көрсетiлген. Сезімталды КА1 релесі сыртқы жерге қысқа тұйықталудағы сыйымды тогының өтпелі мәндерiнен ретке келтіру үшiн КТ релесімен құрылған t=1-2 с. уақыт ұстанымымен ажыратуға әсер етеді. КL1 релесі шектеуші болып табылады: ол сыртқы қысқа тұйықталуларда КА1 релесінің оперативтік тізбекті бөледi. КА2 дөрекі реле уақыт ұстанымсыз жұмыс iстейдi.

Қорғаныстың сезімталдық комплектiнiң iстеу тогы келесі жағдайын есепке алумен таңдайды: шиналарға қосулардың біреуіндегі бiр фаза тұйықталумен бірге сезімталдық комплектiнiң уақыт ұстанымының үлкенiрек уақытпен ажырататын басқа қосуларда басқа фазалардың арасындағы ҚТ пайда бола алады. Сондықтан  I1 iстеу тогы генератордың сыйымды тогы және сыртқы екi фазалы ҚТ-дағы пайда болатын балансты емес токтарынан тұратын жиынтық тогынан ретке келтіруі керек.

мұнда Iістеу.ген=3Iог=3ωСгенUген.ном/√3 - қорғалатын генератордың қалыптасқан сыйымдылықыты жерге тұйықталған тогы (генератордың төлқұжат мәлiметтерiнде көрсетіледі), А;

Iбаланс.емес1 - сыртқы көп фаза қысқа тұйықталулардан қорғаныстың iстеу тогына тиiстi қорғаныстың балансты емес тогы;

К/рет=2-3 және К//рет=1,3-1,5 - қалыптасқан емес режімдегі сыйымды токтың секірістер және балансты емес токтың есептеуiнiң дәлсiздiгiн есепке алатын сәйкесiнше ретке келтіру коэффициенттері.

Қорғаныстың дөрекi комплектiнiң iстеу тогы сыртқы қысқа тұйықталуларда реледегі максималды тогынан ретке келтіреді. Көрcетiлген токтан түбегейлi резерві бар ретке келтіру сәйкес келетiнiн Iқор.істеуі2=100 А қабылдайды. НРТТ- ның эквиваленттік сұлбаны қарап Iқор.істеуі бірінші реттік iстеу токпен және реленiң iстеу тогының аралығында байланыс алуға болады:

 

                                                                                       (5.2)

,

 

Iқор.іс1 және I қор.іс1.2 токтардын (5.2) формуласына алмастыруымен КА1 және КА2 релелердің iстеу токтары анықталады. Қарастырылған НРТТ бар қорғаныстың артықшылығы - оның жоғары сезімталдығы болады, қорғаныстың кемшiлiктерi - оның күрделiлiгiнде және генератордың бейтарабының жанында зақымдану болғанда жарамсыз аймағының бар болуы.

 

Сырқы  қ.т. қорғау
 

5.3 сурет - Магниттелу болатын  НРТТ  бар жерге тұйықталуларынан қорғаныс

 

Сыртқы қысқа тұйықталулардан қорғаныстың орындау үшiн ток принципін қолданады. Қорғаныстың сезімталдығын жоғарылату үшiн қосымша кернеулi iске қосқыш органымен жабдықтандырылады. Аз қуатты генераторларда минималды кернеу қорғанысты орнатуға рұқсат етiледi. Жапсарлас элементтерде қысқа тұйықталуда қандай болмасын себептер бойынша олардың ажыратылмаған жағдайында, қорғаныс генераторды ажыратады. Сонымен бiрге, ол статордың орамындағы көп фаза тұйықталулардан генератордың қорғанысы сақтайды.

Генератордың қуаттарына байланысты қорғаныстарды келесi нұсқалардың бiреуін орындайды: максималды ток қорғанысы; минималды кернеу қорғанысы; кернеулi құрамалы iске қосқыш органымен максималды ток қорғанысы; симметриялық зақымдануларда әсер ететін қосымшасы бар керi реттілік ток қорғанысы.

Максималды ток қорғаныс қуаты 1МВт-қа дейiн генераторларда бекiтiледi. Жеке жұмыс iстейтiн генераторлар үшін бұл қорғаныс статордың орамында көп фазалы ҚТ-дан қорғаныс болып табылады.

Егер максималды ток қорғанысты қолдану мүмкiн емес болса (мысалы, генератор статорының орамының бейтарабы жақтан ток трансформаторлары болмағандықтан) онда қуаты 1 МВт-қа дейiн генераторларда минималды кернеу қорғанысын қолдануға рұқсат етiледi. Максималды ток қорғанысы ретінде бұл қорғаныс статордың орамындағы фаза аралық ҚТ-дан генераторды қорғау үшiн арналған.

Іс жүзiнде, МТҚ сыртқы қысқа тұйықталу токтарымен асқын жүктеме токтарын айыра алмайды, сондықтан қуаты 30 МВт-қа дейiн генераторлары үшiн кернеулi құрамалы iске қосқыш органы бар максималды ток қорғанысы ұсынылады (5.4 суретті қара). КА1-КА3 ток релелері толық жұлдызша сұлбасы бойынша тұйықтаған. Кернеулi құрамалы iске қосқыш органы фаза аралық кернеуіне қосылған КV минималды кернеу релесінен және керi реттілік кернеуінің сүзгiсіне қосылған КVZ максималды кернеу релесінен тұрады. КVZ реленiң арқасында сұлбаның үлкен сезімталдығы артады. Бұл сезімталдық,  сұлбадан кейінгі симметриялық емес ҚТ болған трансформатордың орамдарының қосу тобына байланысты емес болады.

5.4 сурет - Кернеулi құрамалы iске қосқыш органымен сыртқы қысқа тұйықталулардан максималды ток қорғанысы

 

Симметриялық асқын жүктемеден қорғанысының көп таралған сұлбасы фазаның тогына қосылған бiр ток релесiнен және жылуға төзімді лездік уақыт релесінен тұрады. Қорғаныстың iстеу тогын (5.1) формула бойынша анықтайды, бұл формулада қорғаныстың тек қана сигналға әрекетінде коэфициенттерің мәндері Кқор.іс.пер=1, Крет=1,05  және оның жүктемені азайтуға  немесе ажыратуға (гидрогенераторларды) әрекетінде коэфициенттерің мәндері Крет= 1,1 – 1,2 тең болады. Уақыт ұстанымы уақытты, сыртқы ҚТ-дан қорғаныстың iстеу уақытынан көбiрек қабылдайды.

Қоздыру тізбектердегі жерге тұйықталудан қорғаныс (5.5 суретті қара) гидрогенераторларға орнату үшiн ескерiледi. Сұлбада айнымалы токтың төменгі кернеулі қорек көзi қосалқы ретінде – электр станциясының меншiктi мұқтаждықтарындағы 220 В кернеу шинаға қосылған TL трансформаторы қолданылады. Мұндай әдiспен қорғаныстың жарамсыз аймақтары жойылады. TL трансформаторының екiншi реттік орамының бiр шықпасы тізбектi түрде бiрлескен С конденсаторы, F1 сақтағышы, КL аралық релесiнің түйіспелері және SА басқару кiлтiмен арқылы қоздыру тізбегінің полюстардың бiрлерiмен байланған, ал екінші шықпасы КА ток релесінің орамы және F2 сақтағышымен арқылы жерге қосылған. Жерге қосылу генератор роторының білігімен электр байланыста болатын арнайы шотка көмегiмен орындалған.

Нормалды немесе қалыпты режимде айнымалы тогының қосалқы қорек көзiнiң тізбегі ашық тұрады. Жерге тұйықталу пайда болғанда (К нүктесі) айнымалы ток тiзбегi тұйықтанады, КА релесі iстейдi және қорғаныс қысқа мерзiмдi тұйықталулардан ретке келтіру үшiн қажеттi уақыт ұстанымымен сигнал жібереді. Орнықты тұйықталуларда КL аралық релесі өздігінен жығылмай яғни тізбекке қосулы тұрады және зақымдалған орын арқылы қосалқы токтың өтуiн тоқтатады. Сигналды жою үшiн SА кiлтiмен КL релесінің өздігінен жығылмай тұратын тізбегін бөледi. С конденсаторы зақымдалған орын арқылы тұрақты токтың өтуінен сақтап қалады, ал сақтандырғыштар конденсатордың тесіп өтуінен TL трансформаторын қорғайды. Қорғаныстың орындалуы үшiн тұрақты ток қосалқы көзiн қолдануға болады.

Қоздыру орамына
 
Подпись: Сигналға

 

5.5 сурет – Қоздыру тізбектердің жерге тұйықталуларынан қорғаныс

 

          6  дәрiс

 

Құрама шиналардың релелiк қорғанысы. Шиналардың дифференциалды қорғанысы. Шиналардың дифференциалды қорғаныстың сұлбалары. Шиналардың толық емес дифференциалды қорғанысы. Шиналардың релелiк қорғанысын есептеу.

 

Дәріс мақсаты: шиналардағы оның түрлеріндегі релелік қорғанысын түсіндіру. Құрама шиналардың орындалуына байланысты дифференциялды релелік қорғанысының түрлерін орындалу ерекшеліктерін және оларды есептеуді меңгеру.

 

Электр жабдықтау жүйелердегi шиналарындағы қысқа тұйықталулар шиналық изоляторлардың ластануы немесе бұзылуы салдарынан, ажыратқыштардың және өлшеу ток трансформаторларының втулкасынан, сонымен бiрге шиналық айырғыштармен жұмыс істеген кезде жұмысшы персоналдың қателіктерінен пайда бола алады. Шиналардағы бұзылулардың болуы екіталай. Бірақ бұл бұзылулар болған жағдайда өте ауыр салдардын есепке алып шиналардың бұзылуында жұмыс iстейтiн қорғаныстың болуы қажетті.

Қорғаныстың құрылымдары шиналардағы барлық қысқа тұйықталулар жылдам және дұрыс ажыратылуы керек. Ол үшiн шиналарға қосылған қоректену элементтердiң салыстырмалы селективтілігімен қорғаныстарды принципиалды түрде  пайдалануға болады. Бірақ бұл қорғаныстар әдетте үлкен уақыт ұстанымын қолданылады және әрдайым таңдаулы селективтілікпен жұмыс iстейдi. Мысалы, егер тармақтары  желiсi бойынша қоректенетін қабылдау қосалқы станциясы шиналарындағы қысқа тұйықталулар болған жағдайда қысқа тұйықталу қоректендіретін қосалқы станциясында орнатылған  желi қорғанысымен  өшіріледі, онда осы тармақтар қоректенуін жоғалтады. Сондықтан, қорек беретін элементтердiң қорғанысы қажеттi жылдамдық және селективтілікті қамтамассыз етпейтін жағдайларда шиналардың арнайы қорғаныстары ескерiледi:  олар токтық, бағытталған токтық, қашықтық және дифференциалды болып бөлінеді. Дифференциалды қорғаныстар өте жиi қолданылады. Олар 110 кВ және одан жоғары шиналары үшiн міндетті болады, бiрақ сонымен бірге 35 кВ төмендеткіш қосалқы стансалардың шиналары үшiн қолдануға да болады. 6-10 кВ кернеудiң шиналары үшiн қорғаныс қарапайым сұлбалар бойынша орындалады.

Дифференциалды қорғаныстың орындалуы үшiн, қосулардың қуаттан тәуелсiз бiрдей трансформация коэффициенттерi бар ток трансформаторларды пайдаланылады немесе иықтардың токтарын теңестiру шаралары жасалынады.

Электр станциялары және қосалқы стансалардың 35 кВ және жоғары кернеудiң шиналарының дифференциалды ток қорғанысы шиналардың жүйесі немесе секциясына қосылған барлық элементтерді қамтиды (6.1 суретті қара). Бұл жағдайда ток трансформаторларының саны өте үлкен болып қалыптасады және олардың екiншi реттік тізбектерінің үзiгiнiң ықтималдығы жоғары болады. Бұл қорғаныстың iстеу тогының таңдауында  шарт бойынша есепке алынады, мұнда Iжұм.мах – ең қуатты қосудың тогы. Үзiктiң пайда болуында қорғаныс уақыт ұстанымымен автоматты істен шағарылады. Ол үшiн дифференциалды тізбектің керi өткiзгiшiне кез келген ток трансформаторының екiншi реттік тізбектеріндегі үзiктің пайда болуында, соның iшiнде ең аз қуатты қосуының ток трансформатордың, iске қосылатын ток релесi қойылады. Кез келген дифференциалды қорғаныс сияқты шиналардың дифференциалды қорғанысы сыртқы қысқа тұйықталуларда iстемеу керек. Сондықтан істеу токтың таңдауында екiншi шартты  ескеру керек. Сыртқы ҚТ  токтардың үлкен еселiлiктерiнен және апериодтық  құраушыларының (Кап≈2) мәнінен көп жағдайда бұл шарт жиi анықтайтын шарт болып табылады. Қорғаныстың сезімталдығының арттыру үшiн РНТ типті немесе тежеу бар релелерді пайдалануға ұсынылады. Егер  шинадағы  ҚТ-да Ксезу≥2 болса онда қорғаныстың сезімталдығы жеткiлiктi болып саналады.

 

6.1 сурет - Шиналардың дифференциалды қорғаныс

 

Шиналардың дифференциалды қорғаныстарын орындаудың ерекшелiктерi бірінші реттік қосу сұлбасынан және оның жұмысының шарттарымен анықталады. Мысалы, қос шиналардың жүйесi бiр комплектінің түрiндегi қорғаныста болады. Егер шина жүйесінің біреуі жұмысшы болса, екіншісі қарымталайтын болып саналады. Егер  шиналардың екiншісі жүйелері қосулардың бекiтiлген үлестiрiлумен жұмыс iстесе онда қорғаныс бiрде үш комплектілердiң түрiнде орындалады, қосулардың қарапайым үлестiрiлуде екiншісi комплектер бiрiншi және екiншi шиналардың жүйелерінде  бөлек қорғайды, үшiншi комплект тәуелді бекiтудiң істен шығу жағдайларындағы сыртқы қысқа тұйықталуларда алғышқы екi комплектілер дұрыс емес жұмысынан сақтап қалады.

Қуаты 12 МВт астам генераторлары бар электр стансаларының 6-10 кВ кернеудiң шиналарына дифференциалды ток қорғанысы ескерiледi. Сонымен бiрге ол ықшамдалған сұлба бойынша орындалады. Электр энергиясының тұтынушыларының ток трансформаторлары оның ток тізбектеріне қосылмайды. Мұндай  қорғаныс толық емес дифференциалды ток қорғанысы деп аталады. Негiзiнде, ол қоректенетiн қосылыстар (генераторлар, жүйемен байланыстыру трансформаторлар, секциялық реактор) және меншiктi мұқтаждықтардың трансформатордың токтарының геометриялық сомасына қосылған ток қорғанысы болып табылады (6.2 суретті қара). Қорғаныс екi сатылы орындалады. Онда бiрiншi және үшiншi сатылар бар. Бiрiншi саты (КА1 релесі) – уақыт ұстанымсыз ток үзіндісі - негiзгi болып табылады. Сонымен бiрге ол ток және кернеу бойынша құрамалы үзіндісі түрiнде орындала алады. Үшiншi саты (КА2 және КТ релелері) - максималды ток қорғанысы - бiрiншi саты және дифференциалды қорғанысы қамтылмаған Л1 және Л2 желiлерінің қорғаныстарын сақтайды. Дифференциалды қорғаныс қамтылған қосуларында сыртқы қысқа тұйықталу болған жағдайда реледе тек қана балансты емес тогы өтедi. Бірақ нормалды режимінде және шығатын желiлерінің бiрiне ҚТ-да, мысалы К1 нүктеде, қорғаныс арқылы Л1 және Л2 желiлердің токтарының сомасына тең ток өтедi. Нормалды режимде бұл IЖҰМ.МАХ.1 және IЖҰМ.МАХ.2 максималды жұмыс токтары, ал ҚТ-да бұл I(3)К.ЖК.МАХ зақымдану тогы және IЖҰМ.МАХ.НП бұзылмаған желінің максималды жұмыс тогы болып табылады. Қорғаныстың параметрлерiнiң таңдауында бұл режимдер есептiк болып табылады. Сонымен бiрге УАВР әсердiң нәтижесiнде IЖҰМ.РҰҚ. токпен II-шi секцияның жүктеменiң барлық немесе бiр бөлiгi қорғалатын I-ші секцияға ауыстырып қосатындай жағдай есепке алынады. Қорғаныстың бiрiншi сатысы үшiн реактордан кейін ҚТ (6.2 суреттегi К1 нүкте) есептiк болып табылады. Сонымен бiрге

Кнөл.рет. коэффициенті барлық бұзылмаған желiлерінің тогының арту мүмкiндігін есепке алады. К нөл.рет.=1,2 шамамен қабылдайды. Ксезу > 1,5 сезімталдық коэффициентiн алуға рұқсат етiледi. Егер үзіндісі ток және кернеу бойынша құрамалы орындаса оның сезімталдығын жоғарылатуға болады. Үзіндісінің iстеу тогы осы жағдайда келесі шарттар бойынша есепке алумен таңдап алады:

1) қорғалатын секцияға РАҚ құрылымының әсерімен IЖҰМ.РҰҚ. тогы бар басқа секцияның жүктемесiнiң қосылған жағдайда максималды жұмыс

I ЖҰМ.РҰҚ. тогынан ретке келтіру

 

2) IБ.Е.ЕСЕП.МАХ.1 балансты емес тогынан және дифференциалды қорғаныспен қамтылған қосуларында сыртқы ҚТ-да, мысалы К2 нүктеде (6.2 суретті қара), I/ақ асинхрондық және I//сқ синхрондық электр қозғалтқыштар өндіретін қоректену токтарынан ретке келтіру түрі

мұнда КIрет = 1,5; К/рет = 0,6; К//рет = 1,2; I/ақ және I//сқ токтары t=0 уақыт үшiн анықталады;

IБ.Е.ЕСЕП.МАХ.1 ток трансформаторларының қателiгiмен шартталған.

Құрамалы үзіндісінің iстеу кернеу желiнің реакторынан кейін үш фазалық ҚТ-дағы минималды кернеуден ретке келтіру шарт бойынша анықталады. Сонымен бiрге I(3)К = IIса қабылдау керек, сонда

мұнда Хреак - реактордың кедергiсi.

Үшiншi сатының iстеу тогын  екi шарттардан таңдайды:

1)             реактордың кейін ҚТ-да зақымдалған желiсiнің өз қорғаныспен ажыратуынан кейiн реленің қайтымы шарт бойынша

 

                                  

мұнда Ксзп=1,2-1,3;

2) өз қорғанысымен ажыратқан зақымдалған II-ші секциясының жүктемесiнiң РАҚ құрылымының әсерімен ауыстырып қосуы кезіндегі реле жасамау үшін шарт бойынша

 

мұнда Ксзп=2,5-3.

Қорғаныстың tIIIСЗ уақыт ұстанымы желiлерінің қорғаныстардың tЛ.МАХ максималды iстеу уақытынан Δt селективтілік сатысына артық қабылданады:

 

 

Үшiншi саты қоректендiретiн желiлердің қорғаныстары үшін резервті болып табылады, сондықтан желiнің реактордан кейін екi фазалы ҚТ-да сезімталдық коэффициентi КIIIсез≥1,2 болуы керек. Қосалқы стансасының 6-10 кВ шиналарының арнайы қорғаныс әдетте ескерiлмейдi. Шиналардағы ҚТ трансформаторлардың сыртқы қысқа тұйықталулардан қорғаныстар және секциялық немесе шина жалғайтын ажыратқышта орындалған қорғаныстармен уақыт ұстанымымен жойылады. Егер бұл қорғаныстардың әсерi қорғалатын секциясының басқа қосуларының қорғаныстардың әсерімен үйлестіру, онда шиналардағы ҚТ-ды уақыт ұстанымынсыз жоюға болады. Бұл тексерiлетiн электр шамаларының жанама салыстыруы жолымен жетедi.

Қоректенетін қосулардың қорғаныстар шиналарда зақымдануда да, сыртқы қысқа тұйықталуларда да әрекетке келедi, ал шығыс қосулардың қорғаныстары тек қана қорғалатын қосуларда зақымдану болғанда iстейдi. Егер шығыс қосулардың қорғаныстары iстемесе,  қоректенетін қосулардың қорғаныстары әсерге келедi, онда қысқа тұйықталудың орны шиналарда болады. Осы жағдайда қоректенетін қосулардың қорғаныстар тиiстi ажыратқыштарды уақыт ұстамынсыз өшіру керек.

Қосулардың бiреуiнде зақымдану болса оның қорғанысы босатылады және қоректенетін қосулардың қорғаныстарға уақыт ұстамысыз жұмыс iстеуге мүмкiндiк бермейдi. Мұндай қорғаныстардың үйлесiмдi әсерi үшiн олардың оперативтік тізбектерді бiрлестiруге керек болады. Бұдан басқа, электр қозғалтқыштардың қоректену токтарынан ретке келтіру үшiн шығыс қосулардың қорғаныстарға қуат бағытының релесi кей жағдайларда  енгізіледі, бұл қорғаныстарда сұлбаларды  күрделендіреді.

Ажыратуға
 

6.2 сурет - 6-10 кВ кернеу шиналарының толық емес дифференциалды қорғанысы

 

          7  дәрiс

 

Ажыратқыштардың басқару сұлбалары. Ток және кернеу трансформаторларының тізбектері. Оперативтік қоректену және сигнализацияның тізбектері.

 

Дәріс мақсаты: күштік ажыратқыштардың түрлеріне байланысты  басқару сұлбаларымен және кернеу мен ток трансформаторларының   тізбектерімен сонымен қатар оларға  қойылатын талаптармен таныстыру. Сонымен қатар жалпы басқару тізбектер сұлбасын меңгеру.

 

Ажыратқыштың қосылу операциясы, оны қосылған қалпында ұстап қалу және ажырату жетек деп аталатын арнайы құрылымының көмегiмен орындалады. Жетектер бiрнеше түрлерге бөлінеді: қол, жүк, серiппелi, электромагниттiк, электр қозғалтқыштық және тағы басқалар.

Қол жетегі бар ажыратқыштары адамның бұлшықет күштерi арқасында қосылады. Жүк жетектерінде қосу үшiн жүктiң құлап түсу энергиясы қолданылады, ал серiппелi жетектерінде алдын ала қысылған (немесе созылған) серiппенің энергиясы қолданылады. Электромагниттiк жетектердің қосылуы қуатты электромагниттерi арқасында орындалады. Электр қозғалтқыштық жетектер электр қозғалтқышы арқылы қосылады.

Ажыратқышардың қосылуы басқару кiлттен (батырмадан), автоматиканың құрылымдарынан немесе телемеханиканың каналдары бойынша тиiстi команданың беруiнде жетектің әсермен қосыла алады. Ажыратқыштардың түрлерiнiң көпшiлiгiнiң қосылу командасы қосылу электромагнитiне тiкелей орындалады.

Ажыратқыштарды ажырату үшін ажыратылатын элементтiң ретiнде жетектегі тоқтататын құрылғы босататын ажырату электромагниттер қолданылады, ал ажыраткыштардың ажыратуы алдын ала қысылған (қосылу операциясы болған кезінде) серiппелердiң әсерiмен болады. Жетек ажыратқыштың қол немесе қашықтық ғана емес автоматты, релелiк қорғаныстың iстеуiнде де, ажыратуды қамтамасыз етуi керек.

Май ажыратқыштарын серiппелi жүк, серiппелi және электромагниттiк жетектермен жабдықтайды.

Ауа ажыратқыштарда доғаны өшіру және ажыратқыштың жылжымалы элементтерiмен басқару үшiн арнайы компрессорлық қондырғы қысылған ауаны қолданылады. Ажыратқыштың қосылуы және ажыратуы орындайтын органдар ретінде пневматикалық клапандармен басқаратын электромагниттер қолданылады.

Вакуум ажыратқыштарымен басқару үшiн, жиiрек электромагниттiк жетектер қолданылады.

Оқшаулаушы және өшiретiн орта ретiнде элегаз (алты фторлы күкiрт - SF6) қолдануы болашақта  дамитын  болып табылады. Элегаз қысыммен тығыз бекiтiлген ыдыста болады.

Элегаздық ажыратқыштарда, ауа ажыратқыштардай сияқты, доғаны өшіру және ажыратқыштың жылжымалы элементтерiмен басқару үшiн қысылған элегаз қолданылады, ажыратқыштың косылуы және ажыратуы орындайтын органдар ретінде пневматикалық клапандармен басқаратын электромагниттері қолданылады.

Ажыратқыштармен басқарудың екi түрi бар болады: қашықтық және жергiлiктi. Жергiлiктi деп атылатын ажыратқыштың жетекте немесе оған жақын жерінде орналасқан командалық аппараттар көмегiмен ажыратқышпен басқару.

Ажыратқыштардың қашықтық басқару кiлттің (батырманың) арқасында басқару сұлбаға «Қосу» немесе «Өшіру» командалардың беруі жолымен басқару қалқанынан iске асырылады. Басқару қалқан басқаратын ажыратқыштардан бiрнеше жүз метрге қашықтықта орналаса алады.

Ажыратқыштың қалпын бақылау шамы немесе арнайы жарық диодтар көмегiмен iске асады. Ажыратқыштың қосылған қалпы қызыл сигналдық шамы көрсетедi, өшірген қалпы жасыл шамды көрсетедi.

Ажыратқыштардың қашықтық бақылау түбегейлi қашықтықта iске аса алады да, диспетчердiң жұмыс орнынан байланыс каналдарымен телемеханиканың аппаратурасы немесе РҚА-ның микропроцессорлық құрылымдарының жергiлiктi жүйе арқылы орындалады.

Жоғарғы вольтты ажыратқыштың басқару сұлбасы командалық аппарат (басқару кiлтi немесе батырмалары), реле, клеммалардың қатарлары, жетекке басқару әсер құрастыру және оның қалпын бақылау үшiн (қосу және ажырату электромагниттерi, блок-түйіспелер) жетекке кiрiстiрiлген қосалқы жабдықтар, өткiзгiштер және бақылау кабелдерiнен тұрады.

Ажыратқыштардың түрлерiнiң көпшiлiгiнiң ажырату операциясы алдын ала қысылған (қосылу операциясы болған кезінде) ажыратылатын серiппелерiнiң әсерiмен іске асады. Ажырату импульсі келгенде жетекті қосылған қалпында ұстап тұратын iлгешек босайды, және ажыратқыш сөніп қалады.

Электромагниттiк жетегі бар ажыратқыштың қосылуында қосылу импульстiң жеткiлiксiз ұзақтығын ұстап тұратын құрылым iлгешектің ұстамауына алып келедi және қосылған ажыратқыш өшіріп қалады. Сондықтан, ажыратқыштың басқару сұлбасы басқару импульстердiң қажеттi ұзақтығын қамту керек.

Ажыратқыштардың басқару сұлбалары мұндай жалпы талаптарға жауап беруi керек:

1) қосылу немесе өшіру операцияларының аяқтауынан кейiн басқару импульсі автоматты істен шығарады, өйткенi электромагниттер және контакторлар токтардың ұзақ өтуiне есептелмеген;

2) қысқа тұйықталуға қосылғанда бiрнеше рет қосылу және өшіруден бітеу («секiруден» бiтеу) қамту керек;

3) толық емес аяқтау немесе операцияның бұзылуынан ескерiледi;

4) басқару және сигнализацияның тізбектері сақтағыштармен немесе автоматтық ажыратқыштармен қысқа тұйықталуларынан қорғай алады, және де басқару және сигнализацияның тізбектерінің дұрыстығының бақылауы ескерiледi;

5) ажыратқыштың қосылу және өшіру тізбектердің дұрыстығының автоматты бақылауы ескерiледi, өйткені тізбектің үзiгi релелiк қорғаныс және автоматиканың құрылымдарының iстеуінің орындалмауы бола алады;

6) қашықтық (кiлттермен және батырмалармен) және телемеханиканың каналдары бойынша басқару ғана емес автоматты басқару да (релелiк қорғаныспен, АҚҚ, РАҚ және тағы басқа автоматикамен) мүмкiндiгі қамтамасыз етiледi;

7) ажыратқыш  қалпының сигнализациясы орындалады;

8) оператормен басқарудағы сигнализациясы операцияның автоматты орындауындағы сигнализациядан айырмашылығы болады;

9) жергiлiктi жүйе арқылы орындалатын ажыратқыштың қашықтық қосылу және өшіру РҚА-ның микропроцессорлық құрылым орындалатын ұқсас операциялардан айырмашылығы болмайды.

6-10 кВ ажыратқыштың басқару тізбектерінің кейбiрi 7.1 суретте көрсетiлген.

7.2 суретте кернеу трансформатордан қоректенетін айнымалы кернеудiң тізбектері көрсетiлген. EVA, EVB және EVC белгi қойылған кернеу шиналары фазалардың шықпалары болып табылады, EVN- бейтарап, EVH - 3Uо шықпасы (жерлендіруге қатысты), екiншi реттік тізбектерде В фазасының шықпасы жерге қосылады.

 

Ажыратқыштың қосылу тізбектері                       Ажыратқыштың өшіру тізбектері

 

 

«Секiруден» механикалық бітеуінің сұлбасы

 

Алдыңғы қалпыны бекiтуiмен басқару кiлттi қолдануымен ажыратқыш қалпының жарық сигнализациясының сұлбасы

7.1 сурет - 6-10 кВ ажыратқыштардың басқару тізбектерінің сұлбасы

 

 

7.2 сурет - НАМИТ-6(10)-2 үш фазалық антирезонанстық кернеу трансформатордың қосындысының сұлбасы

 

 

7.3 сурет – Қосалқы стансаның түзетілген оперативтік токпен қоректенетін тізбектерінің сұлбасы

 

7.3 суретте оперативтік токтың тізбектері көрсетiлген, КҚБӨ (өзіндік мұқтаждықтың кернеу қорек блогы) блоктар арқылы  КТ кернеу трансформаторларынан және ҚБ блоктар арқылы ТТ ток трансформаторларынан қоректену iске асады, сонымен бiрге ҚБ блок арқылы меншiктi мұқтаждықтардың трансформаторынан кірісі болады. Мұндай құрамалы қоректену сұлбасы түзетілген оперативтік ток үшiн өте сенiмдi болып табылады.

 

          8  дәрiс

 

Радиал желiлерiнiң автоматикасы. Автоматтық қайталап қосу. Резервтiк қоректенудiң автоматтық қосылуы.

 

 

Дәріс мақсаты:  радиал желілер автоматикасы, автоматты қайталап қосу сұлбаларын, оған қойылатын талаптарды түсіндіру, сондай-ақ резервті автоматтық қосу сұлбаларын және есептеулерді меңгеру болып табылады.

 

Барлық АҚҚ құрылымдар келесi негiзгi талаптарды қанағаттандыруы керек:

1) Олар әрқашан әсер етуге дайын болу керек, ол ажыратқыштың барлық апаттық жағдайдан ажыратылуы кезінде іске қосылуы керек, келесі жағдайлардан басқа:  ажыратқыш релелік қорғаныспен ажыратылып кезекші персоналмен қайта қосылуы жағдайынан басқа және де кезекші персоналмен ажыратқыштың оперативті ажыратылғаннан кейінгі жағдайынан кейін де іске қосылмауы керек. АҚҚ сұлбасы жоғарыда көрсетілген кез келген жағдайларда әсер еткенде да автоматты түрде тез істен шығу мүмкіндігі болуы  керек.

2) АҚҚ құрылымдары тұтынушылардың қоректенудiң үзiлiсiнiң ұзақтығын қысқарту үшiн  минималды tАПВ1 iстеу уақыты болуы керек. АҚҚ iстеу уақыт tГ.П. жетектің қосылу жұмысына дайындықтың қалпына келтiру қажеттi уақытынан  tД.С. зақымдану нүктесіндегі ортаның деионизация үшiн қажеттi уақытынан, tГ.В., ҚТ тогының ажырату кейiн ажыратылатын қабiлеттiлiгiнiң қалпына келтiру үшiн қажеттi ажыратқыштың дайындылығы уақытынан артық болуы керек.

АҚҚ құрылымының сұлбасы барлық жағдайлардағы ажыратқышты қосылу әсерінiң ұзақтығы жететiндей етiп орындауы керек.

3) АҚҚ құрылымдары ажыратқыштың жұмысына қосылуынан кейін автоматты белгіленген уақыт ұстанымымен жаңа әрекетке дайындық қалпына қайтару керек. АҚҚ құрылымының әсерге дайындық қалпына қайтару tАПВ2 уақыт ұстанымын таңдауда келесi талаптар орындалуы керек:

- құрылым жойылмаған қысқа тұйықталуға ажыратқыштың бiрнеше рет қосуларын  істете алмауы керек, бұл келесі шартта қамтамасыз етiлген

 

                                       

 

 

мұнда tЗҚАБ - желi қорғанысының селективтіліктің сатына тең алынған уақыты;

- құрылым оның әсерімен ажыратқыштың жетістікті жұмысына қосылуынан кейiнгі жұмысының шарттар бойынша рұқсат етiлетін уақытынан ерте емес әсер етуге дайын болу керек.

8.1 суретте бiр рет АҚҚ-ның сұлбасы көрсетiлген.

Резервтiк қоректенудiң автоматтық қосу құрылымдары (РАҚ) келесi талаптарды  қанағаттандыруы керек:

1) Әсер етуге әрқашан дайын болу керек, кез келген себебімен қоректенудiң токтатылуында және резервтегі қоректену көзiнде қалыпты кернеу бар болуында iстеу керек. Резервтегi көздiң ҚТ-ға қосылуына жол бермеу үшiн РАҚ жұмыс істейтін сәтіне дейін жұмыс көзiнiң желісі тұтынушылардың шиналары жақтан ажыратылған болу керек. Қоректенудiң токтатылуы белгi тұтынушылардың шиналарында кернеудiң жоғалуы болып табылады, РАҚ құрылымы белгiлi бiр мәнiне дейiн кернеуінің төмендеуінде жүргізіледі.

2) Минималды tАВР1 iстеу уақыты мүмкін болуы керек. Бұл тұтынушылардың қоректенудiң үзiлiсiнiң ұзақтығының қысқартуы үшiн керек. tАВР1 минималды iстеу уақыты жұмыс қоректену көзiмен байланысты желiлердiң элементтерiндегі қысқа тұйықталуларда РАҚ құрылымдарының iстеуiне жол бермеу қажеттілігімен анықталады. Бұл зақымданулар зақымдалған элементтердiң тез әрекетті қорғаныстармен ажыратады. Сонымен бiрге, уақыт ұстанымы таңдауда РАҚ құрылымының әсері АҚҚ құрылымының әсерiмен және жұмыс қоректену көзіне жақынырақ орналасқан басқа РАҚ құрылымдарымен келістірілуі керек.

3) Тұрақты ҚТ-ға бiрнеше рет қосылуынан тоқтату  үшін бiр реттiкті әсер етуге ие болу керек.

4) Қорғаныспен бiрге резервтi қоректену көзiнiң және оның тұтынушыларының зақымдалған резерв етілетін шиналардың секциясынан тез ажыратуын қамтамасыз ету. Ол үшiн РАҚ-тан кейiнгі қорғаныстың үдеуi ескерiледi. 8.2 суретте 6-10 кВ шиналардың РАҚ сұлбасы көрсетілген.

 

Подпись: Қорғаныс удеуі

Қорғаныстан
 

 

8.1 сурет - РПВ-358 релесі бар түзетілген оперативті токтағы АҚҚ-ның құрылымының сұлбасы

 

8.2 сурет – Электромагниттiк жетектері бар ажыратқыштарының РАҚ-тың құрылымының сұлбасы

 

Әдебиеттер тiзiмi

 

1.    Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты и системной автоматики в сетях 110-750 кВ. Руководящие указания по релейной защите. Выпуск 11. Энергия, 1979.

2.    Беркович М.А, Молчанов В.В, Семенов В.А. Основы техники релейной защиты. Шестое издание, переработанное и дополненное. Энергоатомиздат, 1984.

3.    Федосеев А.М. Релейная защита электроэнергетических систем. Релейная защита сетей. Энергоатомиздат, 1984.

4.    Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. Энергоатомиздат, 1998.

5.    Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. Второе издание переработанное и дополненное. Энергия 1976.

6.    Александров А.М. Обзор руководящих материалов по релейной защите РАО «ЕЭС России» за 1990-1999. Учебное пособие- Спб., 2000.

7.    Н.И. Овчаренко. Микропроцессорные комплексы релейной защиты и автоматики распределительных электрических сетей- М., 1999.

8.    Мусаэлян Э.С. Наладка и испытания электрооборудования станций и подстанций - М.: «Энергия», 1979.

9.    Фигурнов Е.П. «Релейная защита»- Киев, 2004.

10.         Басс Э.И., Дорогунцев В.Г.  Релейная защита электроэнергетических систем./ Под ред. Дьякова А.Ф.- М. : Изд. МЭИ, 2002.- 295 с.

11.         Овчаренко Н.И.   Автоматика электрических станций и электроэнергети-ческих систем - М.: «Издательство НЦ ЭНАС», 2000.-503 с.

 

 

2011 ж. жиынтық жоспары, рет._320