كيف تعمل حماية التتابع لخطوط الكهرباء. كيفية عمل حماية التتابع لخطوط الكهرباء تطبيق الحماية عن بعد
خيارات تنفيذ مجموعات الحماية للخطوط الهوائية جهد 110-220 كيلو فولت.
1. يتم استخدام أبسط مجموعة من وسائل الحماية على الخطوط الهوائية المسدودة: الحماية الحالية على مرحلتين ضد الدوائر القصيرة من مرحلة إلى مرحلة (MTZ و MFTO) وحماية الأخطاء على ثلاث مراحل. في الوقت نفسه، لا يوجد تكرار قصير المدى لحماية الخطوط الهوائية ومن الممكن حدوث حالة عندما يكون المستوى الثانوي بأكمله لمحطة فرعية كبيرة للنظام، أثناء ماس كهربائى على خط علوي مسدود وفشل حمايته، هو تنطفئ عند تشغيل وسائل حماية زائدة عن الحاجة طويلة المدى. وهذا يعني أنه حتى في الخطوط الهوائية البسيطة المسدودة الممتدة من حافلات المحطات الفرعية الكبيرة ومحطات الطاقة، سيكون من المرغوب فيه استخدام الحماية الأولية والاحتياطية لزيادة موثوقية تشغيل المحطة الفرعية أو محطات الطاقة، ولكن مثل هذه الممارسة غير مقبول.
2. الخيار الأبسط للخطوط الهوائية لتشكيل النظام مع مصدر طاقة ثنائي الاتجاه: DZ ثلاثي المراحل، وZZ رباعي المراحل، وMFTO. توفر DZ وZZ حماية للخطوط الهوائية من جميع أنواع الدوائر القصيرة وتكرار الحماية على المدى الطويل. يتم استخدام MFTO كحماية إضافية نظرًا لبساطته وتكلفته المنخفضة وموثوقيته العالية وسرعته.
يتم إنتاج أجهزة حماية مرحل الخطوط العلوية النموذجية 110-220 كيلو فولت تجاريًا، وتحتوي على حماية عن بعد ثلاثية المراحل، وحماية وقائية رباعية المراحل وMFTO:
يتم إنتاج اللوحة الكهروميكانيكية من النوع EPZ-1636 بواسطة مصنع الأجهزة الكهربائية في تشيبوكساري (CHEAZ) منذ عام 1967. تم تركيبه على معظم الخطوط الهوائية 110-220 كيلو فولت لنظام الطاقة في منطقة تشيليابينسك.
- الخزانة الإلكترونية من النوع ShDE-2801، التي تنتجها شركة ChEAZ منذ عام 1986، في نظام الطاقة في منطقة تشيليابينسك، يتم تثبيتها على بضع عشرات فقط من الخطوط الهوائية 110-220 كيلو فولت.
- خزانات المعالجات الدقيقة من سلسلة ШЭ2607، التي تنتجها شركة NPP Ekra منذ التسعينيات: ШЭ2607 011، ШЭ2607 016 (التحكم في التبديل باستخدام محرك ثلاثي الطور، DS ثلاثي المراحل، 3Z رباعي المراحل، MFTO)، SHE2607 012 (التحكم في التبديل مع محرك مرحلة تلو مرحلة، DS ثلاثي المراحل، أربع مراحل 3 Z، MFTO)، ShE2607 021 (ثلاث مراحل DZ، أربع مراحل ZZ، MFTO).
عدم وجود تحفظات وثيقة.
- فصل دائرة القصر عند نهاية الخط الهوائي المحمي مع انتهاء مرحلة الحماية الثانية أو الثالثة.
3. هناك نسخة أكثر تعقيدًا من حماية الخطوط الهوائية المزودة بمصدر طاقة ثنائي الاتجاه وهي استخدام خزانة حماية من النوع ShDE-2802 (من إنتاج شركة CHEAZ منذ عام 1986). تحتوي الخزانة على مجموعتين من وسائل الحماية: الرئيسية والاحتياطية. تتضمن مجموعة الحماية الرئيسية الحماية في حالات الطوارئ ثلاثية المراحل والحماية من أربع مراحل وMFTO. مجموعة النسخ الاحتياطي – DZ وZZ المبسطة على مرحلتين. توفر كل مجموعة الحماية للخطوط العلوية من جميع أنواع الدوائر القصيرة. في هذه الحالة، توفر مجموعة النسخ الاحتياطي تكرارًا للحماية قصيرة المدى، بينما توفر المجموعة الرئيسية نسخًا احتياطيًا طويل المدى.
عيوب هذه المجموعة من وسائل الحماية:
أ) ليس تكرارًا كامل المدى قصير المدى، نظرًا لأن مجموعات الحماية الرئيسية والاحتياطية:
لديهم أجهزة مشتركة (على سبيل المثال، جهاز لمنع جهاز التحكم عن بعد أثناء التأرجح)، والذي يمكن أن يؤدي فشله إلى الفشل المتزامن لكل من المجموعات الرئيسية والنسخ الاحتياطي.
- مصنوعة على نفس المبدأ مما يعني إمكانية فشل كل منهما في وقت واحد لنفس السبب. - موجودة في نفس الخزانة، مما يعني أنها يمكن أن تتلف في نفس الوقت.
ب) تعطيل ماس كهربائي في نهاية الخط الهوائي المحمي مع زمن المرحلة الثانية أو الثالثة.
تعمل الشبكات ذات الجهد الكهربي من 110 إلى 220 كيلو فولت في وضع محايد فعال أو متين. ولذلك فإن العطل الأرضي في مثل هذه الشبكات هو عبارة عن ماس كهربائي بتيار يتجاوز في بعض الأحيان تيار ماس كهربائى ثلاثي الطور، ويجب فصله بأقل تأخير زمني ممكن.
تم تجهيز الخطوط العلوية والمختلطة (الكابلات العلوية) بأجهزة إغلاق تلقائية. في بعض الحالات، إذا كان قاطع الدائرة المستخدم مصنوعًا من خلال التحكم مرحلة تلو الأخرى، فسيتم استخدام إيقاف تشغيل المرحلة تلو الأخرى والإغلاق التلقائي. يتيح لك ذلك إيقاف تشغيل المرحلة التالفة وتشغيلها دون فصل الحمل. نظرًا لأنه في مثل هذه الشبكات يتم تأريض محول الإمداد المحايد، فإن الحمل عمليًا لا يشعر بالتشغيل قصير المدى في وضع الطور المفتوح.
كقاعدة عامة، لا يتم استخدام أداة الاسترداد التلقائي على خطوط الكابلات البحتة.
تعمل خطوط الجهد العالي بتيارات حمل عالية مما يتطلب استخدام وسائل حماية ذات خصائص خاصة. في خطوط النقل التي يمكن تحميلها بشكل زائد، كقاعدة عامة، يتم استخدام حماية المسافة لعزل تيارات الحمل بشكل فعال. في الخطوط المسدودة، في كثير من الحالات، يمكن استخدام الحماية الحالية. كقاعدة عامة، لا يُسمح للحماية بالتعثر أثناء الأحمال الزائدة. يتم تنفيذ الحماية من التحميل الزائد، إذا لزم الأمر، على أجهزة خاصة.
وفقًا لـ PUE، يجب استخدام أجهزة منع الحمل الزائد في الحالات التي تكون فيها المدة المسموح بها لتدفق التيار للمعدات أقل من 1020 دقيقة. يجب أن تعمل الحماية من الحمل الزائد على تفريغ المعدات، ومقاطعة النقل، وفصل الحمل، وأخيرًا وليس آخرًا على فصل المعدات المحملة بشكل زائد.
خطوط الجهد العالي عادة ما يكون لها طول كبير، مما يعقد عملية البحث عن موقع الخلل. ولذلك يجب أن تكون الخطوط مجهزة بأجهزة تحدد المسافة إلى نقطة الضرر. وفقًا لتوجيهات رابطة الدول المستقلة، يجب أن تكون الخطوط التي يبلغ طولها 20 كيلومترًا أو أكثر مجهزة بأسلحة الدمار الشامل.
يمكن أن يؤدي التأخير في فصل دائرة كهربائية قصيرة إلى تعطيل استقرار التشغيل الموازي لمحطات الطاقة؛ بسبب انخفاض الجهد على المدى الطويل، قد تتوقف المعدات وقد تتعطل عملية الإنتاج؛ مما يؤدي إلى تلف إضافي للخط الذي قد تحدث دائرة كهربائية قصيرة. لذلك، غالبا ما تستخدم وسائل الحماية على هذه الخطوط التي تقوم بإيقاف تشغيل الدوائر القصيرة في أي لحظة دون تأخير زمني. يمكن أن تكون هذه وسائل حماية تفاضلية مثبتة في نهايات الخط ومتصلة بتردد عالي أو موصل أو قناة بصرية. يمكن أن تكون هذه وسائل حماية عادية، يتم تسريعها عند استلام إشارة تمكين، أو إزالة إشارة حجب من الجانب الآخر.
عادة ما يتم تنفيذ الحماية الحالية والمسافة على مراحل. يكون عدد الخطوات 3 على الأقل، وفي بعض الحالات يكون من الضروري 4 أو حتى 5 خطوات.
في كثير من الحالات، يمكن تنفيذ كافة الحماية المطلوبة على أساس جهاز واحد. ومع ذلك، فإن فشل هذا الجهاز يترك المعدات بدون حماية، وهو أمر غير مقبول. لذلك، يُنصح بتنفيذ حماية خطوط الجهد العالي من مجموعتين. المجموعة الثانية عبارة عن نسخة احتياطية ويمكن تبسيطها بالمقارنة مع المجموعة الرئيسية: لا تحتوي على إعادة الإغلاق التلقائي، وأسلحة الدمار الشامل، ولديها عدد أقل من المراحل، وما إلى ذلك. يجب أن يتم تشغيل المجموعة الثانية من قاطع دائرة مساعد آخر ومجموعة من محولات التيار. إذا كان ذلك ممكنًا، مدعومًا ببطارية مختلفة ومحول جهد كهربائي، قم بالعمل على ملف لولبي منفصل لفصل الكسارة.
يجب أن تراعي أجهزة حماية خطوط الجهد العالي احتمالية تعطل قاطع الدائرة الكهربائية وأن يكون لها جهاز حماية من عطل القاطع إما مدمج في الجهاز نفسه أو منظم بشكل منفصل.
لتحليل الحادث وتشغيل حماية التتابع والأتمتة، يلزم تسجيل كل من القيم التناظرية والإشارات المنفصلة أثناء أحداث الطوارئ.
وبالتالي، بالنسبة لخطوط الجهد العالي، يجب أن تؤدي مجموعات الحماية والتشغيل الآلي الوظائف التالية:
الحماية ضد الدوائر القصيرة من مرحلة إلى مرحلة والدوائر القصيرة إلى الأرض.
مرحلة واحدة أو ثلاث مراحل الإغلاق التلقائي.
حماية من زيادة الحمولة.
مستوى
تحديد مكان الضرر.
رسم ذبذبات التيارات والفولتية، بالإضافة إلى تسجيل إشارات الحماية والأتمتة المنفصلة.
يجب أن تكون أجهزة الحماية زائدة عن الحاجة أو مكررة.
بالنسبة للخطوط التي تحتوي على محولات مع التحكم في الطور، من الضروري أن تكون هناك حماية ضد تشغيل الطور المفتوح، الذي يعمل على فصل المفاتيح الخاصة به والمحولات المجاورة، حيث أن التشغيل ذو الطور المفتوح على المدى الطويل غير مسموح به في شبكات رابطة الدول المستقلة.
7.2. مميزات حساب التيارات والفولتية أثناء الدوائر القصيرة
كما جاء في الفصل 1، في الشبكات ذات المحايد المؤرض، يجب أن يؤخذ في الاعتبار نوعان إضافيان من الدوائر القصيرة: الأعطال الأرضية أحادية الطور والمرحلتين.
يتم إجراء حسابات التيارات والفولتية أثناء الدوائر القصيرة إلى الأرض باستخدام طريقة المكونات المتماثلة، انظر الفصل. 1. وهذا مهم، من بين أمور أخرى، لأن وسائل الحماية تستخدم مكونات متماثلة، والتي تكون غائبة في الأوضاع المتماثلة. إن استخدام التيارات السالبة والتيارات التسلسلية الصفرية يجعل من الممكن عدم ضبط الحماية ضد تيار الحمل، ويكون الإعداد الحالي أقل من تيار الحمل. على سبيل المثال، للحماية من الأعطال الأرضية، الاستخدام الرئيسي هو الحماية الحالية للتسلسل الصفري، والتي يتم تضمينها في السلك المحايد لثلاثة محولات تيار متصلة بالنجوم.
عند استخدام طريقة المكونات المتناظرة، يتم رسم الدائرة المكافئة لكل منها على حدة، ثم يتم ربطها معاً في موقع الدائرة القصيرة. على سبيل المثال، لنقم بإنشاء دائرة مكافئة للدائرة الموجودة في الشكل 7.1.
نظام X1 = 15 أوم |
||
نظام X0 = 25 أوم |
L1 25 كم AS-120 |
L2 35 كم AS-95 |
T1 - 10000/110
المملكة المتحدة = 10.5 T2 - 16000/110 المملكة المتحدة = 10.5
أرز. 7.1 مثال على شبكة لبناء دائرة مكافئة في مكونات متناظرة
عند حساب معلمات خط 110 كيلو فولت وما فوق لدائرة مكافئة، عادة ما يتم إهمال المقاومة النشطة للخط. المفاعلة الحثية التسلسلية الإيجابية (X 1 ) للخط وفقًا للبيانات المرجعية تساوي: AC-95 - 0.429 أوم لكل كيلومتر، AC-120 - 0.423 أوم لكل كيلومتر. مقاومة تسلسلية صفرية للخط ذي جذوع الكابلات الفولاذية
أنفسهم يساوي 3 × 1 أي. على التوالي 0.429 3 = 1.287 و 0.423 3 = 1.269.
دعونا نحدد معلمات الخط:
ل 1 = 25 0.423 = 10.6 أوم؛ |
ل 1 = 25 1.269 = 31.7 أوم |
||
ل 2 = 35 0.423 = 15.02 أوم؛ |
ل 2 = 35 1.269 = 45.05 أوم |
دعونا نحدد معلمات المحول:
T1 10000 كيلو فولت أمبير.
× 1 تي 1 = 0.105 1152 10 = 138 أوم؛
X 1 T 2 = 0.105 1152 16 = 86.8 أوم؛ × 0 تي 2 = 86.8 أوم
مقاومة التسلسل السلبي في دائرة مكافئة تساوي مقاومة التسلسل الإيجابي.
يُفترض عادةً أن مقاومة التسلسل الصفري للمحولات مساوية لمقاومة التسلسل الإيجابي. × 1 طن = × 0 طن. لا يتم تضمين المحول T1 في الدائرة المكافئة للتسلسل الصفري، نظرًا لأن محايده غير مؤرض.
نحن نضع مخطط الاستبدال. |
||||||||||||||||
X1C =X2C = 15 أوم |
X1Л1 =X2Л1 = 10.6 أوم |
X1Л2 =X2Л1 = 15.1 أوم |
||||||||||||||
X0C = 25 أوم |
X0Л1 = 31.7 أوم |
X0Л2 = 45.05 أوم |
||||||||||||||
X1T1 = 138 أوم |
X1T2 = 86.8 أوم |
|||||||||||||||
X0T2 = 86.8 أوم |
||||||||||||||||
يتم حساب الدوائر القصيرة ثلاثية الطور والمرحلتين بالطريقة المعتادة، انظر الجدول 7.1. الجدول 7.1
مقاومة تصل إلى شهر |
ثلاث مراحل ماس كهربائى |
ماس كهربائى على مرحلتين |
||||||
دائرة قصر X 1 ∑ = ∑ X 1 |
= (115 3) × 1 |
0.87 ط |
||||||
15+10.6 = 25.6 أوم |
||||||||
25.6+15.1 =40.7 أوم |
||||||||
25.6+ 138=163.6 أوم |
||||||||
40.7+86.8 =127.5 أوم |
||||||||
لحساب تيارات الصدع الأرضي من الضروري استخدام طريقة المكونات المتناظرة، ووفقاً لهذه الطريقة يتم حساب المقاومات المكافئة للتسلسل الموجب والسالب والصفر بالنسبة إلى نقطة الصدع وتوصيلها على التوالي في الدائرة المكافئة لدائرة مفردة. -الصدوع الأرضية ذات الطور الشكل 7.2، وعلى التوالي/التوازي بالنسبة للأعطال ثنائية الطور على الأرض الشكل 7.2، ب.
× 1 إي |
× 2 إي |
× 0E |
|||||||||||||||||||||
× 1 إي |
× 2 إي |
||||||||||||||||||||||
× 0 إي أنا 0 |
|||||||||||||||||||||||
أنا 0ب |
|||||||||||||||||||||||
أرز. 7.2. مخطط الدائرة لتوصيل المقاومات المكافئة للتسلسل الموجب والسالب والصفر لحساب تيارات الدائرة القصيرة الأرضية:
أ) – مرحلة واحدة؛ ب) – على مرحلتين. ج) – توزيع تيارات التسلسل الصفري بين نقطتي تأريض محايدتين.
دعونا نحسب الخطأ الأرضي، انظر الجدولين 7.2، 7.3.
تتكون دائرة التسلسل الموجب والسالب من فرع واحد: من مصدر الطاقة إلى دائرة القصر. يوجد في دائرة التسلسل الصفري فرعين من المحايدين المؤرضين، وهما مصادر لتيار الدائرة القصيرة ويجب توصيلهما على التوازي في الدائرة المكافئة. يتم تحديد مقاومة الفروع المتوازية المتصلة بالصيغة:
X 3 = (X أ X ب) (X أ + X ب) |
||||||||||||
يتم تحديد التوزيع الحالي على طول الفروع المتوازية بواسطة الصيغ: |
||||||||||||
أنا أ = أنا E X E X a؛ أنا في = أنا E X E |
||||||||||||
الجدول 7.2 تيارات الدائرة القصيرة أحادية الطور |
||||||||||||
X1 إي |
X2 إي |
X0 E = X0 أ //X0 ب * |
هو |
Ikz1 |
IKZ2 |
إيكز0 |
إيكز0 أ * |
إيكز0 ب |
أنا ماس كهربائى |
|||
I1 +I2 +I0 |
||||||||||||
*ملحوظة. يتم تحديد مقاومة قسمين متوازيين متصلين بدائرة التسلسل الصفري باستخدام الصيغة 7.1.
**ملحوظة. يتم توزيع التيار بين قسمين من التسلسل الصفري وفقًا للصيغة 7.2.
الجدول 7.3 تيارات الدائرة القصيرة ثنائية الطور إلى الأرض
X1 إي |
X2 إي |
X0 ه * |
X0-2 E** = |
هو |
أنا KZ1 |
أنا ماس كهربائى 2 *** |
أنا KZ0 |
أنا ماس كهربائى 0 أ **** |
أنا KZ0 ب |
إيكز *****≈ |
|
X0 ه //X2 |
I1 +½ (I2 +I0) |
||||||||||
*ملحوظة. يتم تحديد مقاومة قسمين من دائرة التسلسل الصفري المتصلة بالتوازي باستخدام الصيغة 7.1، ويتم إجراء الحساب في الجدول 7.2.
**ملحوظة. يتم تحديد مقاومة مقاومتين متسلسلتين سالبة وصفرية متوازيتين باستخدام الصيغة 7.1.
***ملحوظة. يتم توزيع التيار بين مقاومتين متسلسلتين سالبة وصفرية وفقًا للصيغة 7.2.
****ملحوظة. يتم توزيع التيار بين قسمين من التسلسل الصفري وفقًا للصيغة 7.2.
*****ملحوظة. يشار إلى تيار الدائرة القصيرة على مرحلتين إلى الأرض بصيغة تقريبية، ويتم تحديد القيمة الدقيقة هندسيًا، انظر أدناه.
تحديد تيارات الطور بعد حساب المكونات المتماثلة
في حالة الدائرة القصيرة أحادية الطور، يتدفق تيار الدائرة القصيرة بأكمله في الطور التالف، ولا يتدفق أي تيار في المراحل المتبقية. تيارات جميع التسلسلات متساوية مع بعضها البعض.
وللامتثال لهذه الشروط، يتم ترتيب المكونات المتماثلة على النحو التالي (الشكل 7.3):
لا 1 |
لا 2 |
أنا أ 0 أنا ب 0 أنا ج 0 |
إيا 0 |
||||||||||
لا 2 |
|||||||||||||
إب 1 |
إيك 2 |
لا 1 |
|||||||||||
إيك 1 |
إب 2 |
||||||||||||
التيارات المباشرة |
التيارات العكسية |
التيارات صفر |
إيك 1 |
إب 1 |
|||||||||
إيك 0 |
إب 0 |
||||||||||||
تسلسلي |
تسلسلي |
تسلسلي |
إيك 2 |
||||||||||
إب 2 |
|||||||||||||
الشكل 7.3. الرسوم البيانية المتجهة للمكونات المتماثلة مع ماس كهربائى أحادي الطور
بالنسبة لدائرة قصر أحادية الطور، تكون التيارات I1 = I2 = I0. في المرحلة المتضررة تكون متساوية في الحجم وتتزامن في المرحلة. في المراحل غير التالفة، تشكل التيارات المتساوية لجميع التسلسلات مثلثًا متساوي الأضلاع ويكون المجموع الناتج لجميع التيارات هو 0.
مع دائرة قصر ثنائية الطور إلى الأرض، يكون التيار في مرحلة واحدة سليمة صفرًا. تيار التسلسل الإيجابي يساوي مجموع تيارات التسلسل الصفرية والسالبة ذات الإشارة المعاكسة. بناءً على هذه الأحكام، نقوم ببناء تيارات المكونات المتماثلة (الشكل 7.4):
لا 1 |
لا 1 |
لا 2 |
||||||||||||
إيس 2 |
إب 2 |
|||||||||||||
إيا 0 |
||||||||||||||
أنا أ 0 أنا ب 0 أنا ج 0 |
إيس 2 |
إب 2 |
||||||||||||
إيس 1 |
إب 1 |
لا 2 |
||||||||||||
إيك 0 |
إيس 1 |
إب 1 |
إب 0 |
|||||||||||
أرز. 7.4 مخططات متجهة للمكونات المتناظرة لتيارات الصدع ثنائية الطور إلى الأرض
من الرسم التخطيطي الذي تم إنشاؤه، يمكن ملاحظة أن تيارات الطور أثناء الأعطال الأرضية من الصعب جدًا بناؤها، نظرًا لأن زاوية تيار الطور تختلف عن زاوية المكونات المتماثلة. يجب أن يتم بناؤها بيانياً أو استخدام إسقاطات متعامدة. ومع ذلك، مع الدقة الكافية للممارسة، يمكن تحديد القيمة الحالية باستخدام صيغة مبسطة:
أنا و = أنا 1 + 1 2 (أنا 2 + أنا 0 ) = 1.5 أنا 1 |
يتم حساب التيارات في الجدول 7.3 باستخدام هذه الصيغة.
إذا قارنا تيارات دائرة قصر ثنائية الطور مع الأرض وفقًا للجدول 7.3 مع تيار دوائر قصر ثنائية الطور وثلاثية الطور وفقًا للجدول 7.1، يمكننا أن نستنتج أن تيارات دائرة قصر ثنائية الطور - تكون الدائرة إلى الأرض أقل قليلاً من تيار ماس كهربائى على مرحلتين إلى الأرض، لذلك يجب تحديد حساسية الحماية من خلال تيار ماس كهربائى على مرحلتين. تكون تيارات الدائرة القصيرة ثلاثية الطور أعلى في المقابل من تيارات الدائرة القصيرة ثنائية الطور
الأرض، لذلك، يتم تحديد الحد الأقصى لتيار الدائرة القصيرة لإعداد الحماية باستخدام دائرة قصر ثلاثية الطور. وهذا يعني أنه بالنسبة لحسابات الحماية، لا حاجة لتيار الدائرة القصيرة ثنائي الطور إلى الأرض، وليست هناك حاجة لحسابه. يتغير الوضع بعض الشيء عند حساب تيارات الدائرة القصيرة على حافلات محطات توليد الطاقة القوية، حيث تكون مقاومة التسلسل السالب والصفر أقل من مقاومة التسلسل المباشر. ولكن هذا لا علاقة له بشبكات التوزيع، وبالنسبة لمحطات الطاقة، يتم حساب التيارات على جهاز كمبيوتر باستخدام برنامج خاص.
7.3 أمثلة على اختيار المعدات للخطوط المسدودة 110-220 كيلو فولت
المخطط 7.1. خط جوي مسدود 110-220 كيلو فولت. لا توجد طاقة من PS1 وPS2. يتم توصيل T1 PS1 من خلال فاصل ودائرة كهربائية قصيرة. يتم تشغيل T1 PS2 عبر مفتاح. يتم تأريض الجانب المحايد من HV T1 PS2، بينما يكون معزولًا في PS1. الحد الأدنى من متطلبات الحماية:
الخيار 1 . يجب استخدام حماية ثلاثية المراحل ضد الدوائر القصيرة من مرحلة إلى مرحلة (المرحلة الأولى، دون تأخير زمني، يتم إعدادها ضد الدوائر القصيرة في حافلات PS2 ذات الجهد العالي، والثانية، مع تأخير زمني قصير، ضد الدوائر القصيرة على حافلات PS1 وPS2 LV، المرحلة الثالثة هي أقصى قدر من الحماية). الحماية من الأعطال الأرضية - مرحلتين (المرحلة الأولى، دون تأخير زمني، يتم فصلها عن التيار المرسل إلى الحافلات بواسطة المحول المؤرض PS2، المرحلة الثانية مع تأخير زمني، مع ضمان تنسيقها مع حماية الشبكة الخارجية، ولكن ليس مفصول من تيار الدائرة القصيرة المرسل بواسطة المحول PS2 ). يجب تطبيق أداة الاسترداد التلقائي لطلقتين أو لمرة واحدة. يجب تسريع المراحل الحساسة أثناء إعادة الإغلاق. تؤدي الحماية إلى فشل الكسارة في محطة الإمداد الفرعية. تشمل المتطلبات الإضافية الحماية ضد فشل الطور، وتحديد موقع الخلل على الخط العلوي، ومراقبة عمر قاطع الدائرة.
الخيار 2. على عكس الأول، فإن الحماية ضد الأعطال الأرضية تكون اتجاهية، مما يسمح بعدم تعديلها من تيار الدائرة القصيرة العكسي، وبالتالي أداء حماية أكثر حساسية دون تأخير زمني. وبهذه الطريقة، من الممكن حماية الخط بأكمله دون أي تأخير زمني.
ملحوظة: لا يقدم هذا والأمثلة اللاحقة توصيات دقيقة بشأن اختيار إعدادات الحماية؛ حيث يتم استخدام الإشارات إلى إعداد الحماية لتبرير اختيار أنواع الحماية. وفي الظروف الحقيقية، قد يتم تطبيق إعداد حماية مختلف، وهو ما يجب تحديده أثناء تصميم معين. يمكن استبدال وسائل الحماية بأنواع أخرى من أجهزة الحماية ذات الخصائص المناسبة.
مجموعة الحماية، كما ذكرنا سابقًا، يجب أن تتكون من مجموعتين. يمكن تنفيذ الحماية على جهازين محددين من:
MiCOM P121، P122، P123، P126، P127 من ألستوم،
F 60، F650 من جنرال إلكتريك
مرحلتان REF 543 من ABB – تم اختيارهما 2 تعديلات مناسبة،
7SJ 511، 512، 531، 551 سيمنز – قابل للتحديد 2 تعديلات مناسبة،
مرحلتان SEL 551 من SEL.
المخطط 7.2. عبور مفتوح في المحطة الفرعية 3.
يدخل الخط العلوي ذو الدائرة المزدوجة إلى المحطة الفرعية 2، والتي تعمل أقسامها بالتوازي. من الممكن نقل القطع إلى PS2 في وضع الإصلاح.
في في هذه الحالة، يتم تشغيل مفتاح القسم على PS3. يتم إغلاق العبور فقط لوقت التبديل، وعند اختيار الحماية، لا يتم أخذ دائرة القصر في الاعتبار. يتم توصيل محول ذو محايد مؤرض بالقسم 1 من PS3. لا يوجد مصدر حالي لدائرة قصر أحادية الطور في المحطتين الفرعيتين 2 و 3. ولذلك، فإن الحماية على الجانب غير المتصل بالطاقة تعمل فقط في "التتالي"، بعد فصل الخط الموجود على جانب الطاقة. على الرغم من نقص الطاقة على الجانب الآخر، يجب أن تكون الحماية اتجاهية لكل من الأعطال الأرضية والدوائر القصيرة من مرحلة إلى مرحلة. وهذا يسمح للجانب المتلقي بتحديد الخط التالف بشكل صحيح.
في بشكل عام، من أجل توفير حماية انتقائية مع تأخيرات زمنية قصيرة، خاصة على الخطوط القصيرة، من الضروري استخدام حماية رباعية المراحل، يتم تحديد إعداداتها على النحو التالي: يتم ضبط مرحلة واحدة من ماس كهربائى
الخامس في نهاية الخط، يتم تنسيق المرحلة الثانية مع المرحلة الأولى من الخط الموازي في السلسلة والمرحلة الأولى من الخط المجاور، ويتم تنسيق المرحلة الثالثة مع المراحل الثانية من هذه الخطوط الهوائية. عند تنسيق الحماية مع خط مجاور، يتم أخذ الوضع الذي يحتوي على وضعين في الاعتبار: في القسم الأول - 1 خط علوي، في القسم الثاني - 2، مما يؤدي إلى خشونة الحماية بشكل كبير. هذه المراحل الثلاث تحمي الخط، والمرحلة الرابعة الأخيرة تحمي المنطقة المجاورة. عند تنسيق عمليات الحماية مع مرور الوقت، يتم أخذ مدة فشل القاطع بعين الاعتبار، مما يزيد من التأخير الزمني للحماية المنسقة طوال مدة فشل القاطع. عند اختيار إعدادات الحماية الحالية، يجب ضبطها على الحمل الإجمالي للخطين، حيث يمكن أن ينطفئ أحد الخطوط الهوائية المتوازية في أي وقت، وسيتم توصيل الحمل بأكمله بخط هوائي واحد.
في وكجزء من أجهزة الحماية، يجب أن تكون مجموعتا الحماية اتجاهيتين. يمكن تطبيق خيارات الحماية التالية:
MiCOM وP127 وP142 من ألستوم،
F60 وF650 من شركة جنرال إلكتريك،
مرحلتان REF 543 من ABB - تم تحديد تعديلات الاتجاه،
المرحلات 7SJ512 و7SJ 531 من شركة SIEMENS،
مرحلتان SEL 351 من SEL.
في بعض الحالات، لأسباب تتعلق بالحساسية أو الانفصال عن تيارات الحمل أو ضمان التشغيل الانتقائي، قد يكون من الضروري استخدام جهاز التحكم عن بعد
ض = ل ض
الحماية الشرجية. ولهذا الغرض، يتم استبدال إحدى وسائل الحماية بأخرى بعيدة. يمكن تطبيق حماية المسافة:
MiCOM P433، P439، P441 من ألستوم،
D30 من شركة جنرال إلكتريك،
REL 511 من ABB - تم تحديد تعديلات الاتجاه،
تتابع 7SA 511 أو 7SA 513 من شركة سيمنز،
تتابع SEL 311 من SEL.
7.4. الحماية عن بعد
الغرض ومبدأ التشغيل
حماية المسافة هي حماية اتجاهية أو غير اتجاهية معقدة مع انتقائية نسبية، يتم إجراؤها باستخدام الحد الأدنى من مرحلات المقاومة التي تستجيب لمقاومة الخط لنقطة الخطأ، والتي تتناسب مع المسافة، أي. المسافات. هذا هو المكان الذي تأتي منه حماية مسافة الاسم (DP). تستجيب وسائل حماية المسافة لأخطاء الطور إلى الطور (باستثناء الأخطاء القائمة على المعالجات الدقيقة). من أجل التشغيل السليم لحماية المسافة، من الضروري أن يكون لديك دوائر تيار من وصلة CT ودوائر جهد من VT. في حالة عدم وجود دوائر الجهد الكهربي أو حدوث خلل فيها، من الممكن أن يتم تشغيل جهاز التحكم عن بعد بشكل مفرط أثناء حدوث دائرة كهربائية قصيرة في المناطق المجاورة.
في شبكات التكوين المعقدة التي تحتوي على العديد من مصادر الطاقة، لا يمكن أن توفر حماية التيار الزائد البسيطة والاتجاهية (NTZ) إيقافًا انتقائيًا للدوائر القصيرة. لذلك، على سبيل المثال، مع وجود ماس كهربائى عند W 2 (الشكل 7.5)، يجب أن يعمل NTZ 3 بشكل أسرع من RZ I، ومع وجود ماس كهربائى عند W 1، على العكس من ذلك، يجب أن يعمل NTZ 1 بشكل أسرع من RZ 3. لا يمكن تلبية المتطلبات المتناقضة بمساعدة NTZ. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما لا تلبي MTZ وNTZ متطلبات السرعة والحساسية. يمكن تحقيق الإغلاق الانتقائي للدوائر القصيرة في الشبكات الحلقية المعقدة باستخدام حماية التتابع عن بعد (RD).
يعتمد التأخير الزمني DZ t 3 على المسافة (المسافة) t 3 = f (L PK) (الشكل 7.5) بين
موقع تركيب حماية التتابع (النقطة P) ونقطة الدائرة القصيرة (K)، أي L PK، ويزداد مع زيادة هذا
المسافة ال. الاستشعار عن بعد الأقرب إلى موقع الضرر له تأخير زمني أقصر من الاستشعار عن بعد الأبعد.
على سبيل المثال، أثناء حدوث ماس كهربائي عند النقطة K1 (الشكل 7.6)، تعمل D32، الواقعة بالقرب من موقع الخلل، مع تأخير زمني أقصر من D31 الأبعد. في حالة حدوث ماس كهربائي أيضًا عند النقطة K2، فإن مدة عمل D32 تزداد، ويتم إيقاف تشغيل ماس كهربائى بشكل انتقائي بواسطة حماية الاستشعار عن بعد الأقرب إلى مكان الضرر.
العنصر الرئيسي لجهاز التحكم عن بعد هو عنصر القياس عن بعد (MR)، الذي يحدد مسافة الدائرة القصيرة من موقع تركيب حماية التتابع. يتم استخدام مرحلات المقاومة (PC) كـ DO، للتفاعل مع المقاومة الإجمالية أو التفاعلية أو النشطة للقسم التالف من خط الطاقة (Z، X، R).
تتناسب مقاومة مرحلة خط الطاقة من موقع تركيب المرحل P إلى نقطة الدائرة القصيرة (النقطة K) مع طول هذا القسم، حيث أن قيمة المقاومة لنقطة الدائرة القصيرة تساوي الطول
القسم مضروبًا في مقاومة الخط: sp. .
وبالتالي، فإن سلوك العنصر البعيد الذي يتفاعل مع مقاومة الخط يعتمد على المسافة إلى موقع الخطأ. اعتمادا على نوع المقاومة التي يتفاعل معها DO (Z أو X أو R)، يتم تقسيم DZ إلى RE من المقاومة الكلية والمتفاعلة والنشطة. مرحلات المقاومة المستخدمة في جهاز التحكم عن بعد لتحديد المشترك
المقاومة Z PK إلى نقطة الدائرة القصيرة، تحكم في الجهد والتيار في موقع جهاز التحكم عن بعد (الشكل 7.7.).
∆ - حماية المسافة
ل يتم تزويد أطراف الكمبيوتر بقيم ثانوية U P و I P من TN و CT. تم تصميم المرحل بحيث يعتمد سلوكه عمومًا على نسبة U P إلى I P . هذه النسبة هي بعض المقاومة Z P . أثناء ماس كهربائى Z P = Z PK، وعند قيم معينة من Z PK، يتم تشغيل الكمبيوتر؛ يتفاعل مع انخفاض Z P، لأنه خلال ماس كهربائى U P يتناقص
التغييرات، وزيادة I P. تسمى أعلى قيمة يعمل بها الكمبيوتر بمقاومة تشغيل التتابع Z cp.
Z p = U p I p ≥ Z cp |
لضمان الانتقائية في الشبكات ذات التكوينات المعقدة على خطوط الكهرباء المزودة بمصدر طاقة على الوجهين، يجب توجيه الأعطال، وذلك عندما يتم توجيه طاقة الدائرة القصيرة من الحافلات إلى خطوط الكهرباء. يتم ضمان اتجاهية عمل العطل بمساعدة RNM الإضافية أو استخدام أجهزة الكمبيوتر الاتجاهية القادرة على الاستجابة لاتجاه قوة العطل.
خصائص الاعتماد على الوقت |
||||
أرز. 7.7. توصيل الدوائر الحالية و |
لا توجد حماية للمسافة t = f (L |
|||
مقاومة تتابع الجهد |
||||
أ – مائل ب – متدرج ج – مجتمعة |
||||
خصائص التأخير الزمني |
حماية المسافة |
|||
يُطلق على اعتماد وقت عمل DS على المسافة أو المقاومة لموقع الخطأ t 3 = f (L PK) أو t 3 = f (Z PK) خاصية تأخير الوقت DS. بواسطة ها-
بناءً على طبيعة هذا الاعتماد، يتم تقسيم PDs إلى ثلاث مجموعات: مع زيادة (المنحدرة) خصائص وقت العمل، والخصائص التدريجية والمجمعة
(الشكل 7.8). تعمل أجهزة PD المتدرجة بشكل أسرع من أجهزة PD ذات الخصائص المائلة والمدمجة، وكقاعدة عامة، تكون أبسط في التصميم. عادة ما يتم تنفيذ الاستشعار عن بعد مع خاصية تدريجية لإنتاج ChEAZ بثلاث خطوات زمنية، تتوافق مع ثلاث مناطق عمل للاستشعار عن بعد (الشكل 7.8، ب). تشتمل وسائل حماية المعالجات الدقيقة الحديثة على 4 أو 5 أو 6 مستويات من الحماية. تم تطوير المرحلات ذات الخصائص المائلة خصيصًا لشبكات التوزيع (على سبيل المثال، DZ-10).
مبادئ الحماية الانتقائية للشبكات باستخدام أجهزة الحماية عن بعد
على خطوط الكهرباء المزودة بمصدر طاقة على الوجهين، يتم تثبيت PDs على جانبي كل خط كهرباء ويجب أن تعمل عند توجيه الطاقة من الحافلات إلى خط الكهرباء. يجب تنسيق المرحلات البعيدة التي تعمل في اتجاه واحد للطاقة مع بعضها البعض في الوقت المناسب ومنطقة التغطية بحيث يتم ضمان الإغلاق الانتقائي للدائرة القصيرة. في المخطط قيد النظر (الشكل 7.9)، D31، الاستشعار عن بعد، D35 وD36، D34، D32 متسقة مع بعضها البعض.
مع الأخذ في الاعتبار أن المراحل الأولى من جهاز التحكم عن بعد لا تحتوي على تأخير زمني (t I = 0)، وفقًا لحالة الانتقائية، لا ينبغي أن تعمل خارج خط الطاقة المحمي. وبناء على ذلك، فإن طول المرحلة الأولى، التي ليس لها تأخير زمني (t I = 0)، يؤخذ أقل من طول خط الكهرباء المحمي وعادة ما يكون 0.8-0.9 أضعاف طول خط الكهرباء. أما باقي خط الكهرباء المحمي وحافلات المحطة الفرعية المقابلة فتتم تغطيتها بالمرحلة الثانية من حماية خط الكهرباء هذا. ويتوافق طول ووقت تأخير المرحلة الثانية (عادة) مع طول ووقت تأخير المرحلة الأولى للاستشعار عن بعد للقسم التالي. مثلا الطالب الثاني
الشكل 7.9 تنسيق التأخير الزمني لحماية التتابع عن بعد مع خاصية الخطوة:
∆ z – خطأ في تتابع المسافة؛ ∆ t – مستوى الانتقائية
المرحلة الثالثة الأخيرة من الحماية عن بعد هي نسخة احتياطية، يتم اختيار طولها من شرط تغطية القسم التالي، في حالة فشل الحماية الوقائية أو قاطع الدائرة الكهربائية. وقت التعرض
تعتبر القيمة ∆ t أطول من مدة منطقة الاستشعار عن بعد الثانية أو الثالثة في القسم التالي. وفي هذه الحالة يجب بناء منطقة تغطية المرحلة الثالثة من نهاية المنطقة الثانية أو الثالثة من القسم التالي.
هيكل حماية الخط باستخدام حماية المسافة
في أنظمة الطاقة المحلية، يتم استخدام DZ للعمل أثناء دوائر قصر الطور البيني، وللعمل أثناء دوائر قصر أحادية الطور، يتم استخدام حماية التيار الزائد المتسلسلة الصفرية (NP) بشكل أبسط. تتمتع معظم معدات المعالجات الدقيقة بحماية عن بعد صالحة لجميع أنواع الأضرار، بما في ذلك الأعطال الأرضية. يتم توصيل مرحل المقاومة (RS) من خلال VT وCT إلى الفولتية الأولية في
بداية خط الكهرباء المحمي. الجهد الثانوي عند أطراف الكمبيوتر: U p = U pn K II، والتيار الثانوي: I p = I pn K I.
يتم تحديد المقاومة عند أطراف إدخال التتابع بواسطة التعبير.
يعد النقل المستمر والموثوق للكهرباء للمستهلكين أحد المهام الرئيسية التي يحلها مهندسو الطاقة باستمرار. ولضمان ذلك، تم إنشاء شبكات كهربائية تتكون من محطات التوزيع الفرعية وخطوط الكهرباء التي تربط بينها. لنقل الطاقة لمسافات طويلة، يتم استخدام الدعامات التي يتم من خلالها تعليق أسلاك التوصيل. وهي معزولة بينها وبين الأرض بطبقة من الهواء المحيط. تسمى هذه الخطوط الخطوط الهوائية بسبب نوع العزل.
إذا كانت مسافة خط النقل قصيرة أو لدواعي السلامة من الضروري إخفاء خط الكهرباء في الأرض، يتم استخدام الكابلات.
تتعرض خطوط الكهرباء العلوية والكابلات باستمرار للجهد، ويتم تحديد حجمها من خلال بنية الشبكة الكهربائية.
الغرض من حماية مرحل خط الطاقة
في حالة تلف عزل أي جزء من الكابل أو خط الطاقة العلوي الطويل، فإن الجهد المطبق على الخط يخلق تسربًا أو تيارًا قصيرًا عبر المنطقة المتضررة.
يمكن أن تكون أسباب فشل العزل عوامل مختلفة يمكن أن تقضي على نفسها أو تستمر في آثارها المدمرة. على سبيل المثال، تسبب طائر اللقلق الذي يحلق بين أسلاك خط كهرباء علوي في حدوث دائرة كهربائية قصيرة من مرحلة إلى مرحلة بأجنحته واحترق عندما سقط في مكان قريب.
أو قد تطايرت شجرة نمت بالقرب من الدعامة على الأسلاك بفعل هبوب رياح أثناء عاصفة وأدت إلى قصرها.
في الحالة الأولى، حدث ماس كهربائي لفترة قصيرة واختفى، وفي الحالة الثانية، يكون فشل العزل طويل الأمد ويتطلب إزالته من قبل موظفي الخدمة الكهربائية.
مثل هذا الضرر يمكن أن يسبب ضررا كبيرا لمؤسسات الطاقة. تتمتع تيارات الدوائر القصيرة الناتجة بطاقة حرارية هائلة لا يمكنها حرق أسلاك خطوط الإمداد فحسب، بل تدمر أيضًا معدات الطاقة في محطات الإمداد الفرعية.
ولهذه الأسباب يجب إزالة جميع الأضرار التي تحدث على خطوط الكهرباء على الفور. يتم تحقيق ذلك عن طريق إزالة الجهد من الخط التالف على جانب العرض. إذا كان خط الطاقة هذا يتلقى الطاقة من كلا الجانبين، فيجب على كل منهما إيقاف تشغيل الجهد.
يتم تعيين وظائف المراقبة المستمرة للمعلمات الكهربائية لحالة جميع خطوط الكهرباء وإزالة الجهد منها من جميع الجوانب في حالة حدوث أي حالات طوارئ إلى أنظمة فنية معقدة، والتي تسمى تقليديًا حماية التتابع.
صفة "المرحل" مشتقة من قاعدة عنصرية تعتمد على المرحلات الكهرومغناطيسية، والتي نشأت تصميماتها مع ظهور خطوط الكهرباء الأولى ويتم تحسينها حتى يومنا هذا.
أجهزة الحماية المعيارية، التي تم تقديمها على نطاق واسع في ممارسة مهندسي الطاقة، لا تستبعد بعد الاستبدال الكامل لأجهزة الترحيل، ووفقًا للتقاليد الراسخة، يتم تضمينها أيضًا في أجهزة حماية التتابع.
مبادئ بناء حماية التتابع
هيئات مراقبة الشبكة
لمراقبة المعلمات الكهربائية لخطوط الكهرباء، من الضروري أن يكون لديك هيئات قياس قادرة على المراقبة المستمرة لأي انحرافات عن الوضع العادي في الشبكة، وفي نفس الوقت، تلبية شروط التشغيل الآمن.
في خطوط الكهرباء بجميع الجهود، يتم تعيين هذه الوظيفة لمحولات الأجهزة. وهي مقسمة إلى محولات:
الحالي (CT) ؛
الجهد (VT).
نظرًا لأن جودة عملية الحماية لها أهمية قصوى بالنسبة لموثوقية النظام الكهربائي بأكمله، يتم فرض متطلبات متزايدة لدقة التشغيل على قياس CT وVTs، والتي يتم تحديدها من خلال خصائصها المترولوجية.
يتم توحيد فئات الدقة لمحولات الأجهزة المستخدمة في حماية المرحل وأجهزة التشغيل الآلي (حماية المرحل والأتمتة) بالقيم "0.5" و "0.2" و "P".
محولات الجهد
يظهر في الصورة أدناه منظر عام لتركيب محولات الجهد على خط هوائي جهد 110 كيلو فولت.
هنا يمكنك أن ترى أن أجهزة VTs لم يتم تركيبها في أي مكان على طول خط طويل، ولكن على مجموعة المفاتيح الكهربائية لمحطة فرعية كهربائية. يتم توصيل كل محول بأطرافه الأولية بسلك الخط العلوي المقابل والدائرة الأرضية.
يتم إخراج الجهد المحول بواسطة اللفات الثانوية من خلال المفاتيح 1P و 2P على طول النوى المقابلة لكابل الطاقة. للاستخدام في أجهزة الحماية والقياس، يتم توصيل الملفات الثانوية بتكوين نجمي ودلتا، كما هو موضح في الصورة لـ TN-110 كيلو فولت.
لتقليل وتشغيل حماية التتابع بدقة، يتم استخدام كابل طاقة خاص، ويتم وضع متطلبات متزايدة على تركيبه وتشغيله.
يتم إنشاء محولات قياس الجهد لكل نوع من أنواع جهد خطوط الكهرباء ويمكن توصيلها وفقًا لدوائر مختلفة لأداء مهام معينة. لكنهم جميعًا يعملون وفقًا لمبدأ عام - تحويل القيمة الخطية لجهد خط الطاقة إلى قيمة ثانوية تبلغ 100 فولت مع النسخ الدقيق وإبراز جميع خصائص التوافقيات الأولية على مقياس معين.
يتم تحديد نسبة تحويل VT بنسبة الفولتية الخطية للدوائر الأولية والثانوية. على سبيل المثال، بالنسبة للخط الهوائي 110 كيلو فولت قيد النظر، يتم كتابته على النحو التالي: 110000/100.
محولات التيار الصك
تقوم هذه الأجهزة أيضًا بتحويل الحمل الأساسي للخط إلى قيم ثانوية مع أقصى تكرار لجميع التغييرات في توافقيات التيار الأساسي.
لسهولة تشغيل وصيانة المعدات الكهربائية، يتم تركيبها أيضًا على المفاتيح الكهربائية للمحطات الفرعية.
يتم تضمينها في دائرة خط علوي بشكل مختلف عن VTs: مع لفها الأساسي، والذي يتم تمثيله عادةً بدورة واحدة فقط على شكل موصل تيار مباشر، فإنها ببساطة تقطع كل سلك طور من الخط. ويمكن رؤية ذلك بوضوح في الصورة أعلاه.
يتم تحديد نسبة التحويل CT بنسبة اختيار القيم الاسمية في مرحلة تصميم خط نقل الطاقة. على سبيل المثال، إذا تم تصميم خط كهرباء لنقل تيارات تبلغ 600 أمبير، وسيتم إزالة 5 أمبير على الجانب الثانوي من CT، فسيتم استخدام التعيين 600/5.
في قطاع الطاقة هناك معياران لقيم التيار الثانوية المستخدمة:
5 أمبير لجميع المحولات المقطعية حتى 110 كيلو فولت شاملة؛
1 أ للخطوط 330 ك.ف فما فوق.
يتم توصيل اللفات الثانوية للـ CT للاتصال بأجهزة الحماية وفقًا لمخططات مختلفة:
النجم الكامل؛
نجمة غير مكتملة؛
مثلث.
كل اتصال له خصائصه الخاصة ويستخدم لأنواع معينة من الحماية بطرق مختلفة. يظهر في الصورة مثال على توصيل محولات تيار الخط ولفائف التتابع الحالية في دائرة نجمية كاملة.
يتم استخدام هذا المرشح التوافقي الأبسط والأكثر شيوعًا في العديد من أنظمة حماية التتابع. في ذلك، يتم التحكم في التيارات من كل مرحلة بواسطة مرحل فردي يحمل نفس الاسم، ويمر مجموع جميع المتجهات عبر ملف متصل بسلك محايد مشترك.
تتيح طريقة استخدام محولات قياس التيار والجهد النقل الدقيق للعمليات الأولية التي تحدث على معدات الطاقة إلى دائرة ثانوية لاستخدامها في أجهزة حماية المرحل وإنشاء خوارزميات لتشغيل الأجهزة المنطقية للقضاء على عمليات الطوارئ على المعدات .
أجهزة لمعالجة المعلومات الواردة
في حماية المرحل، عنصر العمل الرئيسي هو المرحل - وهو جهاز كهربائي يؤدي وظيفتين رئيسيتين:
يراقب جودة المعلمة التي يتم التحكم فيها، على سبيل المثال، التيار، وفي الوضع العادي يحافظ بشكل ثابت على حالة نظام الاتصال الخاص به ولا يغيرها؛
عند الوصول إلى قيمة حرجة، تسمى نقطة الضبط أو عتبة الاستجابة، يقوم على الفور بتبديل موضع جهات الاتصال الخاصة به ويظل في هذه الحالة حتى تعود القيمة الخاضعة للتحكم إلى منطقة القيم العادية.
تساعد مبادئ تشكيل الدوائر لتوصيل مرحلات التيار والجهد بالدوائر الثانوية على فهم تمثيل التوافقيات الجيبية بكميات متجهة مع تمثيلها على المستوى المعقد.
يُظهر الجزء السفلي من الصورة مخططًا متجهيًا لحالة نموذجية لتوزيع الجيوب الأنفية على ثلاث مراحل A، B، C أثناء وضع تشغيل مصدر الطاقة للمستهلكين.
مراقبة حالة دوائر التيار والجهد
جزئيًا، يظهر مبدأ معالجة الإشارات الثانوية في الرسم التخطيطي لتوصيل CT ولفات التتابع وفقًا لدائرة النجم الكامل وVT في ORU-110. تتيح لك هذه الطريقة تجميع المتجهات بالطرق الموضحة أدناه.
يتيح لك تشغيل ملف التتابع في أي من توافقيات هذه المراحل التحكم الكامل في العمليات التي تحدث فيه وإيقاف تشغيل الدائرة في حالة وقوع حادث. للقيام بذلك، يكفي استخدام التصميمات المناسبة لأجهزة ترحيل التيار أو الجهد.
تعد المخططات المحددة حالة خاصة للاستخدام المتنوع للمرشحات المختلفة.
طرق التحكم في الطاقة التي تمر عبر الخط
تتحكم أجهزة حماية التتابع في مقدار الطاقة بناءً على قراءات نفس محولات التيار والجهد. في هذه الحالة، يتم استخدام الصيغ والعلاقات المعروفة بين القوى الكلية والنشطة والمتفاعلة وقيمها التي يتم التعبير عنها من خلال ناقلات التيارات والفولتية.
يؤخذ في الاعتبار هنا أن المتجه الحالي يتكون من القوة الدافعة الكهربية المطبقة على مقاومة الخط ويتغلب بالتساوي على أجزائه النشطة والمتفاعلة. ولكن في هذه الحالة، يحدث انخفاض في الجهد في المناطق التي تحتوي على مكونات Ua وUp وفقًا للقوانين الموصوفة في مثلث الجهد.
يمكن نقل الطاقة من أحد طرفي الخط إلى الطرف الآخر وحتى تغيير اتجاهها عند نقل الكهرباء.
تنشأ التغييرات في اتجاهها نتيجة لما يلي:
تبديل الأحمال من قبل موظفي التشغيل؛
تقلبات الطاقة في النظام بسبب تأثير العمليات العابرة وعوامل أخرى؛
حدوث الظروف الطارئة.
تأخذ مرحلات الطاقة (RM) التي تعمل كجزء من حماية المرحل والأتمتة في الاعتبار التقلبات في اتجاهاتها ويتم تكوينها للعمل عند الوصول إلى قيمة حرجة.
طرق التحكم في مقاومة الخط
تسمى أجهزة حماية التتابع التي تقدر المسافة إلى موقع دائرة القصر بناءً على قياس المقاومة الكهربائية بحماية المسافة، أو الحماية عن بعد للاختصار. كما أنهم يستخدمون دوائر محولات التيار والجهد في عملهم.
لقياس المقاومة، يتم استخدامه الموصوف لقسم الدائرة قيد النظر.
عندما يمر تيار جيبي عبر مفاعلات نشطة وسعوية وحثية، ينحرف ناقل انخفاض الجهد عبرها في اتجاهات مختلفة. يؤخذ هذا في الاعتبار من خلال سلوك حماية التتابع.
تعمل أنواع عديدة من مرحلات المقاومة (RS) وفقًا لهذا المبدأ في حماية المرحلات وأجهزة التشغيل الآلي.
طرق التحكم بالتردد على الخط
للحفاظ على استقرار فترة التذبذب للتيار التوافقي المنقول على طول خط الكهرباء، يتم استخدام مرحلات التحكم في التردد. إنهم يعملون على مبدأ مقارنة الشكل الجيبي المرجعي الناتج عن مولد مدمج مع التردد الذي يتم الحصول عليه من محولات قياس الخط.
بعد معالجة هاتين الإشارتين، يحدد مرحل التردد جودة التوافقي المتحكم فيه، وعندما يتم الوصول إلى القيمة المحددة، يغير موضع نظام الاتصال.
ميزات مراقبة معلمات الخط مع الحماية الرقمية
لا يمكن أيضًا أن تعمل تطورات المعالجات الدقيقة التي تحل محل تقنيات الترحيل بدون القيم الثانوية للتيارات والفولتية المأخوذة من محولات أجهزة CT و VT.
لتشغيل الحماية الرقمية، تتم معالجة المعلومات حول الجيوب الأنفية الثانوية عن طريق طرق أخذ العينات، والتي تتكون من تركيب تردد عالٍ على إشارة تناظرية وتحديد سعة المعلمة المتحكم فيها عند تقاطع الرسوم البيانية.
ونظرًا لخطوة أخذ العينات الصغيرة وطرق المعالجة السريعة واستخدام طريقة التقريب الرياضي، يتم الحصول على دقة عالية لقياس التيارات والفولتية الثانوية.
يتم استخدام القيم الرقمية المحسوبة بهذه الطريقة في خوارزمية تشغيل أجهزة المعالجات الدقيقة.
الجزء المنطقي من حماية التتابع والأتمتة
بعد أن يتم نمذجة القيم الأساسية للتيارات والفولتية المنقولة عبر خطوط الكهرباء بواسطة محولات الأجهزة، والتي تم اختيارها للمعالجة بواسطة المرشحات ويتم إدراكها بواسطة الأجهزة الحساسة لأجهزة الترحيل للتيار والجهد والطاقة والمقاومة والتردد، فقد جاء دور دوائر التتابع المنطقية للعمل.
يعتمد تصميمها على المرحلات التي تعمل من مصدر إضافي للجهد المباشر أو المصحح أو المتناوب، والذي يسمى أيضًا التشغيلي، والدوائر التي تعمل به تعمل. هذا المصطلح له معنى تقني: قم بإجراء التبديل الخاص بك بسرعة كبيرة، دون أي تأخير غير ضروري.
تحدد سرعة تشغيل الدائرة المنطقية إلى حد كبير سرعة إيقاف حالة الطوارئ، وبالتالي درجة عواقبها المدمرة.
وفقًا للطريقة التي يؤدون بها مهامهم، تسمى المرحلات العاملة في دوائر التشغيل بالوسيطة: فهي تتلقى إشارة من عنصر حماية القياس وتنقلها عن طريق تحويل جهات الاتصال الخاصة بها إلى الهيئات التنفيذية: مرحلات الإخراج، والملفات اللولبية، والمغناطيسات الكهربائية لإيقاف التشغيل أو التشغيل على مفاتيح الطاقة.
تحتوي المرحلات المتوسطة عادةً على عدة أزواج من جهات الاتصال التي تعمل على إغلاق أو فتح الدائرة. يتم استخدامها للنسخ المتزامن للأوامر بين أجهزة حماية الترحيل المختلفة.
غالبًا ما يتم إدخال تأخير زمني في خوارزمية تشغيل حماية التتابع لضمان مبدأ الانتقائية وتشكيل تسلسل لخوارزمية معينة. فهو يمنع تشغيل الحماية طوال مدة الإعداد.
يتم إنشاء إدخال التأخير هذا باستخدام مرحلات زمنية خاصة (RT)، والتي لها آلية ساعة تؤثر على سرعة تشغيل جهات الاتصال الخاصة بها.
يستخدم الجزء المنطقي من حماية الترحيل إحدى الخوارزميات العديدة التي تم إنشاؤها لحالات مختلفة قد تنشأ على خط كهرباء بتكوين وجهد محددين.
على سبيل المثال، يمكننا أن نعطي فقط بعض أسماء تشغيل منطق حماية التتابع على أساس التحكم الحالي في خط الطاقة:
قطع التيار (تعيين السرعة) دون تأخير زمني أو مع تأخير (ضمان انتقائية التردد اللاسلكي) مع مراعاة اتجاه الطاقة (بسبب مرحل RM) أو بدونه؛
حماية التيار الزائد، والتي يمكن تجهيزها بنفس أدوات التحكم مثل القطع، كاملة مع أو بدون التحقق من الحد الأدنى من الجهد على الخط.
غالبًا ما يشتمل تشغيل منطق حماية الترحيل على عناصر أتمتة الأجهزة المختلفة، على سبيل المثال:
إعادة إغلاق أحادي الطور أو ثلاثي الطور لقاطع دائرة الطاقة؛
تشغيل الطاقة الاحتياطية؛
التسريع؛
تفريغ التردد.
يمكن إجراء الجزء المنطقي من حماية الخط في حجرة مرحل صغيرة مباشرة فوق مفتاح الطاقة، وهو أمر نموذجي للمفاتيح الكهربائية الخارجية بجهد يصل إلى 10 كيلو فولت، أو يشغل عدة لوحات مقاس 2 × 0.8 م في غرفة الترحيل.
على سبيل المثال، يمكن وضع منطق الحماية لخط 330 كيلو فولت على لوحات حماية منفصلة:
احتياطي؛
DZ - عن بعد؛
DFZ - المرحلة التفاضلية.
HFB - حجب عالي التردد؛
أوابف؛
التسريع.
دوائر الإخراج
العنصر الأخير لحماية مرحل الخط هو دائرة الإخراج. يعتمد منطقهم أيضًا على استخدام المرحلات المتوسطة.
تشكل دوائر الإخراج ترتيب تشغيل مفاتيح الخط وتحدد التفاعل مع الاتصالات والأجهزة المجاورة (على سبيل المثال، فشل القاطع - إيقاف تشغيل المفتاح الاحتياطي) وعناصر حماية التتابع الأخرى.
قد تحتوي حماية الخط البسيطة على مرحل إخراج واحد فقط، والذي يؤدي تشغيله إلى تعطل قاطع الدائرة. في أنظمة الحماية المتفرعة المعقدة، يتم إنشاء دوائر منطقية خاصة تعمل وفقًا لخوارزمية محددة.
تتم الإزالة النهائية للجهد من الخط في حالة الطوارئ بواسطة مفتاح الطاقة، والذي يتم تشغيله بواسطة قوة المغناطيس الكهربائي المغلق. لتشغيلها، يتم توفير دوائر طاقة خاصة يمكنها تحمل الأحمال القوية.كي.
يشتكي
القسم 3. الحماية والأتمتة
الفصل 3.2. حماية التتابع
حماية الخطوط الهوائية في الشبكات ذات الجهد 110-500 كيلو فولت مع محايد مؤرض بشكل فعال
3.2.106. بالنسبة للخطوط في شبكات 110-500 كيلو فولت مع محايد مؤرض بشكل فعال، يجب توفير أجهزة حماية التتابع ضد الأخطاء متعددة الأطوار والأعطال الأرضية.
3.2.107. يجب أن تكون وسائل الحماية مجهزة بأجهزة تمنع عملها أثناء التأرجح، إذا كانت التقلبات أو الحركة غير المتزامنة ممكنة في الشبكة، والتي من المحتمل خلالها إجراء عمليات حماية مفرطة. يُسمح بأداء الحماية دون حظر الأجهزة إذا تم ضبطها ضد التقلبات في الوقت المناسب (حوالي 1.5-2 ثانية).
3.2.108. بالنسبة للخطوط ذات الجهد 330 كيلو فولت وما فوق، يجب توفير الحماية كخط رئيسي، يعمل دون تأخير أثناء حدوث ماس كهربائي في أي نقطة في المنطقة المحمية.
بالنسبة للخطوط ذات الجهد 110-220 كيلو فولت، يجب حل مسألة نوع الحماية الرئيسية، بما في ذلك الحاجة إلى استخدام الحماية التي تعمل دون تأخير أثناء ماس كهربائى في أي نقطة في المنطقة المحمية، مع الأخذ بعين الاعتبار في المقام الأول متطلبات الحفاظ على استقرار نظام الطاقة. في الوقت نفسه، إذا لم يتم فرض متطلبات أخرى أكثر صرامة، وفقًا لحسابات استقرار نظام الطاقة، فيمكن قبول أن المتطلبات المحددة، كقاعدة عامة، يتم استيفاءها عند وجود دوائر قصيرة ثلاثية الطور، في حيث يكون الجهد المتبقي في حافلات محطات توليد الطاقة والمحطات الفرعية أقل من 0.6-0،7 شالاسم، قم بإيقاف التشغيل دون تأخير زمني. انخفاض قيمة الإجهاد المتبقي (0.6 ش nom) لخطوط 110 كيلوفولت، وخطوط أقل أهمية 220 كيلوفولت (في الشبكات المتفرعة للغاية حيث يتم توفير الطاقة للمستهلكين بشكل موثوق من عدة جوانب)، بالإضافة إلى خطوط 220 كيلوفولت الأكثر أهمية في الحالات التي تكون فيها الدائرة القصيرة المعنية لا لا يؤدي إلى تفريغ الأحمال كبيرة.
عند اختيار نوع الحماية المثبتة على خطوط 110-220 كيلو فولت، بالإضافة إلى شرط الحفاظ على استقرار نظام الطاقة، يجب مراعاة ما يلي:
1. على خطوط 110 كيلو فولت وما فوق الممتدة من محطة الطاقة النووية، وكذلك على جميع عناصر الشبكة المجاورة، والتي، خلال دوائر قصيرة متعددة الطور، يكون الجهد المتبقي موجب التسلسل على جانب الجهد العالي للمحطة النووية يمكن أن تنخفض وحدات توليد الطاقة إلى أكثر من 0.45 من القيمة الاسمية، وتكرار الحماية عالية السرعة مع تأخير زمني لا يتجاوز 1.5 ثانية مع مراعاة عمل فشل الكسارة.
2. يجب إيقاف تشغيل الأعطال التي يمكن أن يؤدي إغلاقها مع تأخير زمني إلى تعطيل عمل المستهلكين المهمين، دون تأخير زمني (على سبيل المثال، الأعطال التي ينخفض فيها الجهد المتبقي في حافلات محطات توليد الطاقة والمحطات الفرعية يكون أقل من 0.6 شاسمًا، إذا كان إيقاف تشغيلها مع تأخير زمني يمكن أن يؤدي إلى تفريغ ذاتي بسبب انهيار الجهد الكهربائي، أو تلف الجهد المتبقي بمقدار 0.6 شلا اسم له أو أكثر، إذا كان إيقاف تشغيلها مع تأخير زمني قد يؤدي إلى تعطيل التقنية).
3. إذا كان من الضروري إجراء إعادة إغلاق تلقائي عالي السرعة، فيجب تركيب حماية عالية السرعة على الخط، مما يضمن فصل الخط التالف دون تأخير زمني على كلا الجانبين.
4. عند قطع الاتصال مع تأخير زمني للأخطاء مع تيارات أعلى بعدة مرات من التيار المقنن، من الممكن حدوث ارتفاع درجة حرارة الموصلات بشكل غير مقبول.
يُسمح باستخدام الحماية عالية السرعة في الشبكات المعقدة وفي غياب الشروط المذكورة أعلاه، إذا كان ذلك ضروريًا لضمان الانتقائية.
3.2.109. عند تقييم توفير متطلبات الاستقرار، استناداً إلى قيم الإجهادات المتبقية وفقاً لـ 3.2.108، لا بد من الاسترشاد بما يلي:
1. بالنسبة للتوصيل الفردي بين محطات توليد الطاقة أو أنظمة الطاقة، يجب فحص الجهد المتبقي المحدد في 3.2.108 على حافلات المحطات الفرعية ومحطات الطاقة المشمولة بهذا التوصيل، مع وجود ماس كهربائي على الخطوط الممتدة من هذه الحافلات، باستثناء للخطوط التي تشكل الاتصال؛ للتوصيل الفردي الذي يحتوي على جزء من المقاطع ذات الخطوط المتوازية - وأيضًا مع دائرة قصر على كل من هذه الخطوط المتوازية.
2. في حالة وجود عدة توصيلات بين محطات توليد الطاقة أو أنظمة الطاقة، يجب التحقق من قيمة الجهد المتبقي المحدد في 3.2.108 على حافلات تلك المحطات الفرعية أو محطات توليد الطاقة فقط حيث يتم توصيل هذه التوصيلات، في حالة حدوث ماس كهربائي على الوصلات وعلى الخطوط الأخرى التي تعمل بهذه الحافلات، وكذلك على الخطوط التي تعمل بحافلات محطات الاتصالات الفرعية.
3. يجب فحص الجهد المتبقي أثناء حدوث ماس كهربائي في نهاية المنطقة التي تغطيها المرحلة الأولى من الحماية في وضع تعثر العطل المتتالي، أي بعد فصل قاطع الدائرة من الطرف المقابل للخط بالحماية دون وقت تأخير.
3.2.110. في الخطوط الفردية المزودة بمصدر طاقة أحادي الاتجاه من أخطاء متعددة الأطوار، يجب تثبيت حماية التيار التدريجي أو حماية التيار والجهد. إذا كانت هذه الحماية لا تلبي متطلبات الحساسية أو سرعة إيقاف العطل (انظر 3.2.108)، على سبيل المثال، في الأقسام الرئيسية، أو إذا كان ذلك مستحسناً بناءً على شرط تنسيق حماية الأقسام المجاورة مع حماية القسم المعني، ينبغي توفير الحماية عن بعد بشكل تدريجي. وفي الحالة الأخيرة، يوصى باستخدام قطع التيار دون تأخير زمني كحماية إضافية.
كقاعدة عامة، ينبغي توفير الحماية من التسلسل الصفري الاتجاهي أو غير الاتجاهي للتيار ضد الأخطاء الأرضية. يجب تثبيت الحماية، كقاعدة عامة، فقط على تلك الجوانب التي يمكن توفير الطاقة منها.
بالنسبة للخطوط التي تتكون من عدة أقسام متتالية، لغرض التبسيط، يُسمح باستخدام حماية تدريجية غير انتقائية للتيار والجهد (ضد الأعطال متعددة الأطوار) وحماية تيار متتابعة صفرية (ضد الأعطال الأرضية) بالاشتراك مع أجهزة الإغلاق التسلسلي .
3.2.111. على الخطوط الفردية المزودة بالطاقة من جانبين أو أكثر (الأخيرة على الخطوط ذات الفروع)، سواء مع أو بدون توصيلات جانبية، وكذلك على الخطوط المضمنة في شبكة حلقية ذات نقطة طاقة واحدة، يجب أن تكون هناك حماية ضد مسافة الدوائر القصيرة متعددة الأطوار يتم تطبيق الحماية (معظمها على ثلاث مراحل)، وتستخدم كنسخة احتياطية أو أساسية (الأخيرة - فقط على خطوط 110-220 كيلو فولت).
كحماية إضافية، يوصى باستخدام قطع التيار دون تأخير زمني. في بعض الحالات، يُسمح باستخدام قطع التيار للعمل في حالة وجود اتصال خاطئ بدائرة قصر ثلاثية الطور في المكان الذي تم فيه تثبيت الحماية، عندما لا يرضي قطع التيار الذي يتم إجراؤه للتشغيل في أوضاع أخرى متطلبات الحساسية (انظر 3.2.26).
كقاعدة عامة، ينبغي توفير الحماية من التسلسل الصفري الاتجاهي أو غير الاتجاهي للتيار ضد الأخطاء الأرضية.
3.2.112. باعتبارها الحماية الرئيسية ضد الأعطال متعددة الأطوار عند الطرف المتلقي للأقسام الرئيسية لشبكة حلقة ذات نقطة طاقة واحدة، يوصى باستخدام الحماية الاتجاهية الحالية أحادية المرحلة؛ على الخطوط الفردية الأخرى (بشكل أساسي 110 كيلو فولت)، يُسمح في بعض الحالات باستخدام الحماية الحالية للتيار أو الحماية للتيار والجهد، مما يجعلها اتجاهية إذا لزم الأمر. يجب عمومًا تثبيت الحماية فقط على الجوانب التي يمكن توفير الطاقة منها.
3.2.113. على الخطوط المتوازية التي يتم تغذيتها على جانبين أو أكثر، وعلى طرف التغذية للخطوط المتوازية التي يتم تغذيتها على جانب واحد، يمكن استخدام نفس الحماية كما هو الحال في الخطوط الفردية المقابلة (انظر 3.2.110 و3.2.111).
لتسريع فصل الأعطال الأرضية، وفي بعض الحالات، الأعطال بين المراحل على الخطوط المزودة بمصدر طاقة مزدوج الجوانب، يمكن استخدام حماية إضافية للتحكم في اتجاه الطاقة في خط موازي. يمكن تنفيذ هذه الحماية في شكل حماية منفصلة للتيار المستعرض (مع تضمين مرحل لتيار التسلسل الصفري أو تيارات الطور) أو فقط في شكل دائرة تسريع للحماية المثبتة (تيار التسلسل الصفري، التيار الأقصى والمسافة وما إلى ذلك) مع قوة التحكم في الاتجاه في خطوط متوازية.
من أجل زيادة حساسية حماية التسلسل الصفري، من الممكن توفير إزالة مراحلها الفردية من التشغيل عند فصل قاطع دائرة الخط الموازي.
يجب عمومًا توفير الحماية التفاضلية الاتجاهية العرضية عند الطرف المستقبل لخطي تغذية متوازيين أحاديي الأطراف.
3.2.114. إذا كانت الحماية وفقًا للبند 3.2.113 لا تلبي متطلبات السرعة (انظر 3.2.108)، فإن الحماية الرئيسية (عند تشغيل خطين متوازيين) عند طرف الإمداد بخطين متوازيين 110-220 كيلو فولت مع إمداد أحادي الاتجاه و عند خطين متوازيين بجهد 110 كيلو فولت مع مصدر طاقة ثنائي الاتجاه، يمكن استخدام الحماية الاتجاهية التفاضلية العرضية بشكل أساسي في شبكات التوزيع.
في هذه الحالة، في وضع التشغيل لخط واحد، بالإضافة إلى النسخ الاحتياطي عند تشغيل خطين، يتم استخدام الحماية وفقًا لـ 3.2.110 و3.2.111. من الممكن تشغيل هذه الحماية أو مراحلها الفردية لمجموع تيارات كلا الخطين (على سبيل المثال، المرحلة الأخيرة من الحماية الحالية للتسلسل الصفري) من أجل زيادة حساسيتها للضرر الذي يلحق بالعناصر المجاورة.
يُسمح باستخدام حماية الاتجاه التفاضلي المستعرض بالإضافة إلى حماية التيار التدريجي للخطوط المتوازية 110 كيلو فولت لتقليل وقت إيقاف العطل على الخطوط المحمية في الحالات التي يكون فيها استخدامها غير إلزامي وفقًا لظروف السرعة (انظر 3.2.108). .
3.2.115. إذا كانت الحماية وفقًا للبنود 3.2.111-3.2.113 لا تلبي متطلبات السرعة (انظر 3.2.108)، فيجب توفير الحماية التفاضلية عالية التردد والطولية كحماية رئيسية للخطوط المفردة والمتوازية مع مصدر طاقة مزدوج الجوانب .
بالنسبة لخطوط 110-220 كيلو فولت، يوصى بتنفيذ الحماية الأساسية باستخدام حجب المسافة عالي التردد وحماية الاتجاه الصفري للتسلسل الحالي، عندما يكون ذلك مناسبًا بسبب ظروف الحساسية (على سبيل المثال، على الخطوط ذات الفروع) أو تبسيط حماية.
إذا كان من الضروري وضع كابل خاص، فيجب تبرير استخدام الحماية التفاضلية الطولية من خلال الحسابات الفنية والاقتصادية.
لمراقبة صلاحية أسلاك الحماية المساعدة، يجب توفير أجهزة خاصة.
في خطوط 330-350 كيلوفولت، بالإضافة إلى الحماية عالية التردد، ينبغي توفير استخدام جهاز لنقل إشارة عالية التردد أو التعثر (لتسريع عمل الحماية الاحتياطية التدريجية)، إذا تم توفير هذا الجهاز أغراض أخرى. يُسمح على خطوط 500 كيلو فولت بتثبيت الجهاز المحدد خصيصًا لحماية التتابع.
يُسمح في الحالات التي تتطلبها ظروف السرعة (انظر 3.2.108) أو الحساسية (على سبيل المثال، على الخطوط ذات الفروع)، استخدام إرسال إشارة التعثر لتسريع عمل حماية الخطوة 110- خطوط 220 كيلو فولت.
3.2.116. عند إجراء الحماية الأساسية وفقًا لـ 3.2.115، يجب استخدام ما يلي كنسخة احتياطية:
- ضد الدوائر القصيرة متعددة المراحل، كقاعدة عامة، حماية المسافة، وخاصة ثلاث مراحل؛
- ضد الأخطاء الأرضية، وحماية تسلسل الصفر الاتجاهي أو غير الاتجاهي الحالي.
في حالة إلغاء تنشيط الحماية الرئيسية المحددة في 3.2.115 على المدى الطويل، عندما يتم تثبيت هذه الحماية وفقًا لمتطلبات فصل الخطأ بسرعة (انظر 3.2.108)، يُسمح بتوفير تسريع غير انتقائي للنسخ الاحتياطي الحماية ضد الأعطال بين المراحل (على سبيل المثال، مع التحكم في تسلسل قيمة الجهد المباشر).
3.2.117. يجب أن تكون وسائل الحماية الرئيسية والمراحل عالية السرعة للحماية الاحتياطية ضد الأعطال متعددة المراحل وعناصر القياس لجهاز الإغلاق التلقائي لخطوط 330-350 كيلو فولت ذات تصميم خاص يضمن عملها الطبيعي (مع المعلمات المحددة) في ظل ظروف شديدة العمليات الكهرومغناطيسية العابرة والتوصيل السعوي الكبير للخطوط. ولهذا الغرض يجب توفير ما يلي:
- في مجموعات الحماية وعناصر قياس OAPV - التدابير التي تحد من تأثير العمليات الكهرومغناطيسية العابرة (على سبيل المثال، المرشحات منخفضة التردد)؛
- في الحماية عالية التردد ذات الطور التفاضلي المثبتة على خطوط أطول من 150 كم، وأجهزة لتعويض التيارات الناتجة عن التوصيل السعوي للخط.
عند تشغيل الحماية عالية السرعة لمجموع تيارات اثنين أو أكثر من محولات التيار، إذا كان من المستحيل تلبية متطلبات 3.2.29، فمن المستحسن اتخاذ تدابير خاصة لمنع التشغيل غير الضروري للحماية في حالة من الأضرار الخارجية (على سبيل المثال، تصلب الحماية) أو تثبيت مجموعة منفصلة من محولات التيار في دائرة الخط لتشغيل الحماية .
في وسائل الحماية المثبتة على خطوط 330-500 كيلو فولت والمجهزة بأجهزة تعويض سعوية طولية، يجب اتخاذ تدابير لمنع التشغيل المفرط للحماية في حالة حدوث ضرر خارجي ناتج عن تأثير هذه الأجهزة. على سبيل المثال، يمكن استخدام مرحلات اتجاه الطاقة بالتسلسل السلبي أو تمكين إرسال الإشارة. ¶×
تتمثل مهام حماية التتابع ودورها والغرض منها في ضمان التشغيل الموثوق لأنظمة الطاقة والإمداد المستمر بالكهرباء للمستهلكين. ويرجع ذلك إلى التعقيد المتزايد للدوائر ونمو الشبكات الكهربائية، وتوحيد أنظمة الطاقة، وزيادة القدرة المركبة لكلتا المحطتين ككل وقوة الوحدة الاسمية للوحدات الفردية. وهذا بدوره يؤثر على تشغيل أنظمة الطاقة: التشغيل في حدود الاستقرار، ووجود خطوط اتصالات طويلة بين الأنظمة، وزيادة احتمال حدوث حوادث متسلسلة. وفي هذا الصدد، تتزايد متطلبات السرعة والانتقائية والحساسية والموثوقية لحماية التتابع. أصبحت أجهزة حماية التتابع التي تستخدم أجهزة أشباه الموصلات منتشرة بشكل متزايد. يفتح استخدامها المزيد من الفرص لإنشاء حماية عالية السرعة.
حاليًا، تم تطوير أجهزة حماية التتابع القائمة على المعالجات الدقيقة وبدأ استخدامها بنشاط، مما يجعل من الممكن زيادة سرعة وموثوقية الحماية وتقليل تكاليف إصلاحها وصيانتها.
1.2.2 يتم تلخيص معلمات المحولات في الجدول 2.
الجدول 1.2
اختيار أنواع أجهزة حماية التتابع
حماية التتابع للخط الهوائي 110 كيلو فولت.
| يتغير |
| ملزمة |
| الوثيقة رقم. |
| ملزمة |
| الوثيقة رقم. |
| إمضاء |
| تاريخ |
| ملزمة |
| KP.140408.43.06.PZ |
| يتغير |
| ملزمة |
| الوثيقة رقم. |
| إمضاء |
| تاريخ |
| ملزمة |
| KP.140408.43.06.PZ |
3.1 حساب مقاومات التسلسل المباشر لعناصر الدائرة.
يتم إجراء حسابات المقاومة بوحدات مسماة (أوم)، عند جهد أساسي Ub=115 كيلو فولت.
تظهر الدائرة المكافئة في الشكل.
C1: X 1 = X *s * = 1.3* = 9.55 أوم
X 2 =X يدق *ل* =0.4*70* =28 أوم
× 3 = × نبضة. *ل* =0.4*45* = 18 أوم
× 4 = × نبضة *ل* =0.4*30* = 12 أوم
× 5 = × نبضة *ل* =0.4*16* = 6.4 أوم
تي 6 = * = * =34.72 أوم
T 7 = * = * =220.4 أوم
× 3.4 = 18 + 12 = 30 أوم
| يتغير |
| ملزمة |
| الوثيقة رقم. |
| إمضاء |
| تاريخ |
| ملزمة |
| KP.140408.43.06.PZ |
× 2.4 = = 14.48 أوم
× 1-4 =9.55+14.48=24.03 أوم
× 1-5 =24.03+6.4=30.34
| يتغير |
| ملزمة |
| الوثيقة رقم. |
| إمضاء |
| تاريخ |
| ملزمة |
| KP.140408.43.06.PZ |
أنا (3) (ك 2) = = 2.18 كيلو أمبير
أنا (3) (ك 3) = = 0.26 كيلو أمبير
3.2 حساب تيارات الدائرة القصيرة أحادية الطور إلى الأرض عند النقطة K-2.
C1: X 1 = X *s * = 1.6* = 11.76 أوم
X 2 =X يدق *ل* =0.8*70* =56 أوم
× 3 = × نبضة. *ل* =0.8*45* = 36 أوم
× 4 = × نبضة *ل* =0.8*30* = 24 أوم
× 5 = × نبضة *ل* =0.8*16* = 12.8 أوم
× 3.4 = 36 + 24 = 60 أوم
| يتغير |
| ملزمة |
| الوثيقة رقم. |
| إمضاء |
| تاريخ |
| ملزمة |
| KP.140408.43.06.PZ |
× 2,3,4 =(60*56)/(60+56)= 28.97 أوم
× 1-4 =11.76+28.97 أوم
| يتغير |
| ملزمة |
| الوثيقة رقم. |
| إمضاء |
| تاريخ |
| ملزمة |
| KP.140408.43.06.PZ |
× 1-6 = 18.74+12.8=31.54 أوم
الدقة X (k2) = 31.54 أوم
3I 0(k2) = = 2.16 كيلو أمبير
3.6 حساب تيارات الدائرة القصيرة عند النقطتين K-4 و K-5.
| Ub=أومين=96.6 كيلو فولت | Ub=Umax=126 كيلو فولت | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| X 10 = X s1.2 = X s1.2 المتوسط. * = 24.03* = 16.96 أوم | X 10 = X s1.2 = X s1.2 المتوسط. * = 24.03* = 28.85 أوم | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Xc = Xc av* = = 16.96 أوم | Xc = Xc av* = = 28.85 أوم | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| X T(-PO) = * = =41.99 | U إلى (+ N) = U إلى nom. + =17.5+ = 18.4 Xt (+ N) = * * =71.44 أوم | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Z nw =0.3*1.5* = 38.01 أوم | Z nw =0.3*1.5* = 64.8 أوم | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| النقطة ك-4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| هرتز(k4)=Xs+Htv(-ro)=16.96+41.99=58.95 أوم | هرتز(k4)=Xs+Xtv(+N)=28.85+71.44=100.29 أوم | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| أنا (3) عند الحد الأقصى = =0.95 كيلو أمبير | أنا (3) عند الحد الأقصى = =0.73 كيلو أمبير | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| القيمة الفعلية لتيار الدائرة القصيرة عند النقطة K-4 المتعلقة بجهد 37 كيلو فولت | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| أنا (3) عند الحد الأقصى = 0.95* =8.74 كيلو أمبير | أنا (3) عند الحد الأقصى =0.73* =8.76 كيلو أمبير | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| النقطة ك-5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4.1 حماية الخط مع مصدر طاقة أحادي الاتجاه. 4.1.1 حساب الحماية الحالية على مرحلتين ضد الدوائر القصيرة من طور إلى طور للخط W. حساب قطع التيار دون تأخير زمني من الدوائر القصيرة من مرحلة إلى أخرى (المرحلة الأولى). 1)I 1 sz Kots.*I (3) k-3max=1.2*0.26=0.31 كيلو أمبير 2)Kch=I (2) k-1min/Is.z. 1 =2.76*0.87/0.31=7.74 Kch = I (2) k-2min/Is.z. 1 1.5=2.18*0.87/0.31=6.12 3)I (1) c.r.=I (1) cz*Ksh/K1=0.31*1/(100/5)=0.02 كيلو أمبير 4) يُفترض أن زمن الاستجابة للقطع الحالي هو 0.1 ثانية حساب الحد الأقصى للحماية الحالية مع التأخير الزمني من الدوائر القصيرة من مرحلة إلى أخرى (المرحلة الثانية). 1) I II sz Kots*Ksz/Kv)*Iload.max=(1.2*2/0.8)*0.03=0.09 كيلو أمبير Iload.max=Snom.t./ =6.3/ =0.03 كيلو أمبير 2) Kch= I (2) k-3min/Is.z. أنا 1 1.2=0.26*0.87/0.09=2.51 3) أنا (11) c.r.=I (11) cz*Ksh/K1=0.09*1/(100/5)=0.0045 كيلو أمبير 4) يتم تحديد وقت استجابة MTZ وفقًا لشرط الاتفاق مع MTZ الخاص بـ tr-ra. t II sz=tsz(mtz t-raT)+ t=2+0.4=2.4s 4.1.2. حساب الحماية الحالية على مرحلتين ضد ماس كهربائى إلى أرض الخط W. حساب تيارات قطع التسلسل الصفري دون تأخير زمني (مرحلة واحدة). 1) أنا (1) 0cz 3I0 (1) k-2min/Kch=2.16/1.5=1.44 كيلو أمبير 2) أنا (1) 0сpr I0 (1) сз*Ксй/К I =1.44*1/(100/5)=0.072 كيلو أمبير 3) يُفترض أن زمن الاستجابة للقطع الحالي هو 0.1 ثانية. حساب الحماية الحالية للتسلسل الصفري مع تأخير زمني (المرحلة الثانية). 1)I 11 0сз Kots*Inb.max=Kots*Kper*Knb*Icalc.=1.25*1*0.05*0.26=0.02 كيلو أمبير أقبل أن 110сз=60А 4.2 حساب حماية المحولات.
يجب اختيار الإعداد من شرطين: - التفريغ من تيار التدفق للتيار المغنطيسي لمحول الطاقة. - التفريغ من الحد الأقصى لتيار عدم الاتزان الأساسي أثناء الوضع العابر لدائرة القصر الخارجية المحسوبة. Detuning من التدفق المغنطيسي الحالي. عندما يتم تشغيل محول الطاقة من جانب الجهد العالي، فإن نسبة تيار التدفق الممغنط إلى سعة التيار المقنن للمحول المحمي لا تتجاوز 5. وهذا يتوافق مع نسبة سعة تيار التدفق الممغنط إلى القيمة الفعالة للتيار المقدر للتوافقي الأول تساوي 5 = 7. يتفاعل القطع مع القيمة اللحظية ويساوي 2.5*Idif./Inom. أدنى إعداد ممكن للتوافقي الأول هو Idiff/Inom = 4، والذي يساهم في 2.5 * 4 = 10 من حيث نسبة السعة. تشير مقارنة القيم التي تم الحصول عليها إلى أن قطع القيم اللحظية يتم ضبطه على الزيادات المحتملة في التيار الممغنط. تظهر الحسابات أن القيمة الفعالة للتوافقي الأول لتدفق التيار المغنطيسي لا تتجاوز 0.35 من سعة التدفق. إذا كانت السعة تساوي 7 قيم جذر متوسط التربيع للتيار المقنن، فإن قيمة جذر متوسط التربيع للمدروج الأول هي 7*0.35=2.46. ولذلك، حتى مع الحد الأدنى من الإعداد 4 بوصة. يتم ضبط القطع ضد طفرات التيار الممغنطة وعند تنظيمه على التوافقي الأول للتيار التفاضلي. Detuning من عدم التوازن الحالي أثناء ماس كهربائى خارجي.
إيديف/إينوم كوتس*Knb(1)*Ikz.in.max حيث Knb(1) هي نسبة سعة التوافقي الأول لتيار عدم الاتزان إلى السعة المخفضة للمكون الدوري لتيار العطل الخارجي. إذا تم استخدام CT بتيار ثانوي مقدر بـ 5A على كلا الجانبين عالي الجهد ومنخفض الجهد، يمكن أخذ Knb(1)=0.7. إذا تم استخدام CT بتيار ثانوي مقنن قدره 1A على جانب الجهد العالي، فيجب أخذ Knb(1)=1.0. من المفترض أن يكون معامل التفجير (المهود) 1.2. Is.in.max هي نسبة تيار الدائرة القصيرة المحسوب الخارجي إلى التيار المقنن للمحول. إذا مر تيار Irms عبر المحول المحمي، فإنه يمكن أن يحمل تيارًا تفاضليًا. Idif.=(Nper*Kodn*E+ Urpn+ fadd.)*Iskv=(2*1.0+0.13+0.04)*Iskv=0.37*Iskv. عند استخلاص هذه الصيغة، كان من المفترض أن CT واحد يعمل بدقة، والثاني لديه خطأ يساوي Idiff. دعونا نقدم مفهوم معامل تخفيض تيار الكبح. Ksn.t.=Ibr./Iskv.=1-0.5*(Nper*Codn.*E + Uurпн+ fadd)/Ksn.t.=100*1.3*(2*1*0.1+0.13+0.04)/0.815=59 نقطة التوقف الثانية لخاصية الكبح: وهي 2/إينوم تحدد حجم القسم الثاني لخاصية الكبح. في حالة التحميل والأوضاع المشابهة، يكون تيار الكبح مساويًا للتيار المتدفق. يؤدي ظهور أخطاء الدوران إلى تغيير التيارات الأساسية بشكل طفيف فقط، وبالتالي يظل تيار الكبح دون تغيير تقريبًا. للحصول على حساسية عالية لتحويل الأخطاء، يجب أن يتضمن القسم الثاني وضع الحمل المقدر (Im/Inom=1)، ووضع الأحمال الزائدة المسموح بها على المدى الطويل (Im/Inom=1.3). من المرغوب فيه أن يتضمن القسم الثاني أيضًا أوضاع الأحمال الزائدة المحتملة على المدى القصير (بدء تشغيل المحرك ذاتيًا بعد مفتاح النقل التلقائي، وبدء تيارات المحركات القوية، إن وجدت).
أنا آخذ أنا g2 / أنا g1 = 0.15 نحسب معامل الحساسية للشبكة قيد النظر. تيار الحماية الأساسي في غياب الكبح: Iс.з=Inom*(I 1/Inom)=208*0.3=62.4 أ. عند التحقق من حساسية الحماية نأخذ بعين الاعتبار أنه بسبب اتجاه الكبح لا يوجد تيار كبح أثناء الأعطال الداخلية. حساسية للدائرة القصيرة على مرحلتين على الجانب الجهد المنخفض Kch=730*0.87/62.4=10.18 الخلاصة: الحساسية كافية. 4.3 الحماية من الحمل الزائد "Sirius-T". من المفترض أن يكون إعداد إشارة التحميل الزائد كما يلي: Isz=Kots*Inom/Kv=1.05*3.4/0.95=3.76, حيث معامل التفجير Kots = 1.05؛ معامل الإرجاع في هذا الجهاز هو Kv=0.95. يوصى بتحديد التيار المقنن Inom مع الأخذ في الاعتبار إمكانية زيادته بنسبة 5٪ عند تنظيم الجهد. بالنسبة لمحول 40 MVA، فإن التيارات الثانوية المقدرة على الفرع الأوسط على الجانبين HV و LV هي 3.4 و 3.5 A. وقيم إعداد الحمل المحسوبة متساوية. جانب الجهد العالي:Ivn=1.05*1.05*3.4/0.95=3.95 أ جانب الجهد المنخفض: Inn=1.05*1.05*3.5/0.95=4.06 أ إذا كان المحول يحتوي على ملف LV منفصل، فيجب إجراء التحكم في التحميل الزائد بواسطة أجهزة حماية الإدخال المثبتة على المفاتيح الجانبية LV. تعمل الحماية على الإطارات ذات tсз=6с.
يتكون حساب معلمات التشغيل (الإعدادات) للحماية من التيار الزائد من اختيار تيار تشغيل الحماية (الأساسي)؛ تتابع التشغيل الحالي. بالإضافة إلى ذلك، يتم إجراء فحص حسابي للمحول الحالي. اختيار تيار التشغيل. يجب أن تضمن الإعدادات الحالية للحماية القصوى للتيار عدم تشغيل حماية إيقاف التشغيل أثناء الأحمال الزائدة المتعاقبة والحساسية اللازمة لجميع أنواع الدوائر القصيرة في المنطقة الرئيسية وفي المنطقة الاحتياطية. Isz=Ksz*Ksh/Ktt=265*1/(300/5)=4.42 أ التحقق من حساسية الحماية من التيار الزائد. Kch I (3) k.min.in/Iсз=0.87*730/265=2.4 كتش أنا (3) k.min.in/Iсз=0.87*5.28/265=1.73 1.2
Ic.nn.=Ic.in*Uin/Unn=730*(96.58/10)=7050 أ ابدأ بالجهد. حساب حماية التيار الزائد مع بدء الجهد المشترك المثبت على الجانب 10.5 كيلو فولت. جهد استجابة الحماية الأولية لمرحل الجهد الأدنى بشرط الانفصال عن جهد التشغيل الذاتي عند تشغيل محركات الحمل المكابح من AR أو AR وبشرط ضمان عودة المرحل بعد فصل الدائرة القصيرة الخارجية تم قبوله: Uсз=0.6 أونوم=0.6*10500=6300 فولت في هذه الحالة، سيكون جهد التشغيل لأدنى تتابع للجهد: Usr=Usz/Kch=0.6*10500/(10500/100)=60 فولت. يتم قبول التتابع RN-54/160 للتثبيت بالنسبة لمرحل مرشح الجهد، يتم أخذ التسلسل العكسي لجهد استجابة الحماية وفقًا لحالة التفريغ من جهد عدم التوازن في وضع التحميل. U2сз 0.06 * أونوم = 0.06 * 10500 = 630 فولت الجهد السلبي لجهد استجابة مرحل المرشح. U2сpr=U2сз/K U =630/(10500/100)=6 فولت يتم قبول مرحل الفلتر RSN-13 كإعداد. التحقق من حساسية الجهد أثناء ماس كهربائى عند النقطة 5 للحصول على الحد الأدنى من تتابع الجهد. KchU=Uсз*Кв/Uз.max=6.3*1.2/4.1=1.84 1.2 حيث Uз.max= 3*I (3) k-4max*Zkw.min= *5280*0.45=4.1 كيلو فولت هنا I (3) k-4max هو تيار الدائرة القصيرة ثلاثي الطور في نهاية خط الكابل في وضع التشغيل الأقصى (الوضع 9) -لمرشح تتابع الجهد التسلسلي السلبي.
حيث U2з.min=0.5*Unom.nn.- *I 2 max*Zkw.min=0.5*10.5-( 2)*0.3*1.5=5.25-2.05 =3.2kV هنا I 2 max هو تيار التسلسل السلبي في المكان الذي تم فيه تثبيت الحماية أثناء حدوث ماس كهربائي بين مرحلتين في نهاية خط الكابل في وضع التشغيل الأقصى. يمكن قبوله: أنا 2 ماكس=أنا (3) ك-4.ماكس/2=أنا (2) ك-4.ماكس/2 يتم اختيار تأخيرات وقت الحماية وفقًا لمبدأ تدريجي tsz MTZ-10=tsz.sv-10+ t=1+0.5=1.5s (RV-128) tsz MTZ-110=tsz.MTZ-35+ t=2.3+0.3=2.6 (RV-0.1) حيث tсз.св-10 هو وقت استجابة الحماية على المفتاح المقطعي 10 كيلو فولت يتم اعتماد مستوى الانتقائية t لتتابع الوقت RV-0.1 t=0.3s، لتتابع الوقت RV-128 t=0.5s.
6. حساب خطأ 10 بالمائة لمحولات التيار TFND-110. نسبة التحول = 100/5 العامل المقدر للخطأ 10 بالمائة: K (10) كالسي=1.1*Is/I1nom.=1.1*1440/100=15.84 يتم تحديد الحمل الثانوي المسموح به Z2add باستخدام منحنى الخطأ بنسبة 10 بالمائة. Z2add.=2 أوم Z2add.=Zp+Rpr+R 0.05 ترانس. Zp = 0.25 أوم Z2add.=Zp+Rpr+Rtrans. Rpr=2-0.25-0.05=1.7 أوم ف= *ل/ Rpr=0.0285*70/1.7=1.17 |