Схема подключения вакуумного выключателя рза

Зачем нужны реле РПВ и РПО? Школа для электрика: все об электротехнике и электронике.

Сигнализация положения выключателей выполняется, как правило, с помощью сигнальных ламп, расположенных или у ключа управления или встроенных в мнемоническую схему щита управления. Если ключом управления выключатель включен и находится во включенном положении, горит красная лампа ровным светом, при отключенном положении горит зеленая лампа ровным светом. Для привлечения внимания оперативного персонала при автоматическом отключении или включении выключателя (ключом управления оператор действие не производил) выполняется мигающее свечение сигнальных ламп. При аварийном отключении выключателя кроме мигания зеленой лампы раздается звуковой сигнал, чтобы привлечь внимание персонала, а мигающая лампа укажет отключившийся аппарат.

На рис. 5 показана схема сигнализации положения выключателей при использовании малогабаритных КУ. Так как сами КУ не имеют фиксированных положений, имеют небольшое число пар контактов, в схемах сигнализации используются специальные реле фиксации команд КQQ. Это двухпозиционное реле, имеющее две обмотки, с помощью которых реле переключается в любое из двух фиксированных положений. Переключение осуществляется подачей импульса в обмотку, контакт в цепи которой замкнут. При протекании тока по обмотке якорь КQQ меняет положение и переключает свои контакты. Новое положение сохраняется до тех пор, пока не будет подан импульс во вторую обмотку, подготовленную к протеканию тока.

Состояние схемы, показанной на рис.5, соответствует отключенному положению выключателя. Создана цепь питания зеленой лампы: +ШУ, КQQ.5, R2, SQT, лампа HLG, ­ ШУ, которая горит ровным светом. При подаче команды «включить», срабатывает реле КСС, подающее питание на обмотку КQQ.1. Реле КQQ меняет положение якоря, замыкая контакты КQQ.2, КQQ.3, КQQ.6 и размыкая KQQ.1, KQQ.4 и KQQ.5. После завершения операции включения вспомогательные контакты в приводе меняют свое положение, образуется цепь: +ШУ, КQQ.3, R1, SQC, лампа HLR, ­ШУ. Горит ровным светом красная лампа.

При отключении выключателя от релейной защиты аварийная сигнализация) зеленая лампа загорится мигающим светом через контакты КQQ.6.

Одновременно сработает звуковая аварийная сигнализация – сирена (рис. 5а).

Действие звуковой аварийной сигнализации может быть прекращено вручную нажатием кнопки центрального съема сигнала или автоматически с некоторой выдержкой времени. Действие световой аварийной сигнализации прекращается приведением ключа или реле КQQ в положение «отключено» Эта операция носит название квитирование сигнала.

Схемы управления выключателями позволяют также выполнять предупредительную сигнализацию, контролирующую исправность цепей управления: при отключенном положении выключателя контролируется сопротивление цепи включения, при включенном – цепи отключения. Принцип выполнения аналогичен аварийной сигнализации (световой и звуковой сигнал). При этом звуковой сигнал выполняется отличным по тону от аварийного (обычно звоночек).

На рис. 6 показана принципиальная схема запуска устройств предупреждающей сигнализации в случае обрыва цепей управления. Для контроля цепей используются два промежуточных реле: реле положения «включено» КQC, фиксирующее включенное положение выключателя и контролирующее цепь отключения, и реле положения «отключено» КQT, фиксирующее отключенное положение выключателя и исправность цепи включения.

Запуск сигнализации обрыва цепей управления происходит через последовательно включенные размыкающие контакты КQC и КQT. При исправном состоянии цепей управления обмотка одного реле обтекается током, а другого обесточена. В результате цепь подачи сигнала обесточена. В случае обрыва обмотки обоих реле оказываются обесточенными, и происходит запуск сигнализации.

Устройство реле тока

Для начала давайте разберем принцип реле тока и его устройство. На данный момент существуют электромагнитные, индукционные и электронные реле.

Мы будем разбирать устройство наиболее распространенных электромагнитных реле. Тем более, что они дают возможность наиболее наглядно понять их принцип работы.

• Начнем с основных элементов любого реле тока. Оно в обязательном порядке имеет магнитопровод. Причем, этот магнитопровод имеет участок с воздушным зазором. Таких зазоров может быть 1, 2 или более — в зависимости от конструкции магнитопровода. На нашем фото таких зазора два.
• На неподвижной части магнитопровода имеется катушка. А подвижная часть магнитопровода закреплена пружиной, которая противодействует соединению двух частей магнитопровода.

• При появлении на катушке напряжения, в магнитопроводе наводится ЭДС. Благодаря этому, подвижная и неподвижная части магнитопровода становятся как два магнита, которые хотят соединиться. Не дает им это сделать пружина.
• По мере увеличения тока в катушке, ЭДС будет нарастать. Соответственно, будет нарастать притяжение подвижного и неподвижного участка магнитопровода. При достижении определенного значения силы тока, ЭДС будет настолько велико, что преодолеет противодействие пружины.
• Воздушный зазор между двумя участками магнитопровода начнет сокращаться. Но как говорит инструкция и логика, чем меньше воздушный зазор, тем больше становится сила притяжения, и тем с большей скоростью магнитопроводы соединяются. В результате, процесс коммутации занимает сотые доли секунды.

• К подвижной части магнитопровода жестко прикреплены подвижные контакты. Они замыкаются с неподвижными контактами и сигнализируют, что сила тока на катушке реле достигла установленного значения.

• Для возврата в исходное положение, сила тока в реле должна уменьшиться как на видео. Насколько оно должно уменьшится, зависит от так называемого коэффициента возврата реле.

Оно зависит от конструкции, а также может настраиваться индивидуального для каждого реле за счет натяжения или ослабления пружины. Это вполне можно сделать своими руками.

Принцип работы электромеханического реле РТ40

Немного ознакомившись с составными элементами реле и их назначением, разберемся в принципе работы устройства. Сам принцип можно увидеть на иллюстрации ниже.

В основе работы реле РТ40 лежит электромагнитная система с поперечным якорем. Ток проходит через обмотки реле и создает магнитный поток Ф. Магнитный поток замыкается через сердечник и якорь. Якорь при этом намагничивается. Магнитные полюса якоря и сердечника оказываются направлены в противоположные стороны. В результате возникает сила Fэл, которая притягивает якорь к сердечнику.

Если изменить направление тока на противоположное, то якорь все равно притянется, так как изменятся полюса как сердечника, так и якоря. То есть работа реле не зависит от направления тока и оно может работать как на постоянке так и на переменке.

Мпр — это момент противодействующий, который есть всегда и зависит от степени зажатия пружины. При пропускании тока создается электрический момент притягивающий якорь к сердечнику. Когда противодействующий и электрический моменты становятся равны, то якорь начинает движение и мостик с контактами двигается от замыкающих контактов к размыкающимся. То есть регулируя уставку в реле мы изменяем противодействующий момент и тем самым увеличиваем или уменьшаем требуемый ток для срабатывания реле.

Сопротивление реле значительно уступает сопротивлению сети, к которой оно подключено, поэтому рт40 не оказывает существенного влияния на величину тока.

Резервная токовая защиты

В качестве резервной защиты трансформаторов тупиковых и отпаечных подстанций используется максимальная токовая защита (МТЗ) с пуском напряжения или без пуска напряжения.

МТЗ устанавливается на каждой стороне трансформатора. Со стороны питания (110кВ,220кВ) МТЗ, как правило, действует с дву­мя выдержками времени.

С меньшей выдержкой времени на отключение ввода 10кВ, а с большей – на отключение трансформатора со всех сторон.

В случае, когда с высокой стороны трансформатора установле­ны короткозамыкатель и отделитель, основные защиты без выдержки времени, а резервные защиты с наибольшей выдержкой времени действуют на включение короткозамыкателя, тем самым создавая искусс­твенное однофазное короткое замыкание, отключаемое защитой пита­ющих линий. В бестоковую паузу (при АПВ питающих линий) произво­дится автоматическое отключение отделителя, после чего повреж­денный трансформатор (автотрансформатор) оказывается полностью отключенным.

Передача команды – импульса на отключение выключателя с пи­тающей стороны линии при повреждении в трансформаторе, не имею­щем выключателя с высокой стороны, может выполняться и без вклю­чения короткозамыкателя (для создания искусственного короткого замыкания).Такая команда может подаваться с помощью телеотключе­ния по высокочастотному каналу.

С целью ближнего резервирования защит трансформатора пре­дусматривается резервная независимая МТЗ-110кВ.

Эта защита является полностью автономной как по цепям то­ка,оперативным цепям, так и по выходным цепям.

Резервная МТЗ-110 с выдержкой времени большей времени сра­батывания основной МТЗ-110 действует на отдельную катушку включения короткозамыкателя или на отдельную катушку отключения выключателя на стороне 110кВ.

С выдержкой времени большей времени действия защит на включение короткозамыкателя УРОКЗ действует на отключение отделителя.

При этом допускается разрешение отделителя во имя спасения самого трансформатора.

На отпаечных трансформаторах и тупиковых подстанциях 110кВ могут применяться и одноступенчатые токовые защиты нулевой пос­ледовательности, действующие на отключение трансформатора.

На автотрансформаторах транзитных подстанций с высшим напряжением 220-750кВ в качестве резервных защит используются дистанционные защиты (ДЗ) и направленные токовые защиты нулевой последовательности (НТЗНП).

Дистанционные защиты предназначены для отключения междуфаз­ных к.з., а НТЗНП – для отключения одно- и двухфазных к.з. на землю.

Как правило, на высшей и средней стороне АТ устанавливаются двухступенчатая ДЗ и 3-х ступенчатая НТЗНП.

Оперативное ускорение (О/У) первых или вторых ступеней ДЗ и НТЗНП стороны высшего или среднего напряжения АТ ( время 0,3-0,6 сек) вводится оперативным персоналом в случае вывода из работы дифференциальной защиты трансформатора, дифзащиты ошиновки выс­шего напряжения АТ, дифзащиты шин среднего напряжения.

Цель О/У резервных защит АТ – ускорить действие резервных защит АТ при близких внешних к.з. или к.з. в самом АТ.

Следует отметить, что на время ввода О/У резервных защит, возможно их неселективное действие при к.з. в прилегающей сети.

Резервные защиты АТ стороны высшего напряжения действуют с первой (меньшей) выдержкой времени на отключение всех выключате­лей высшего напряжения, а со второй (большей) – на отключение АТ со всех сторон.

На ПС, имеющих на стороне 330кВ схему первичных соединений “полуторная”, резервные защиты стороны 330кВ АТ действуют с первой (меньшей) выдержкой времени на деление шин 330кВ (отключение всех выключателей В12), со вто­рой – на отключение выключателей 330кВ своего АТ, и с третьей (наибольшей) – на отключение своего АТ со всех сторон.

Резервные защиты стороны среднего напряжения АТ при схеме первичных соединений этой стороны “секционированная С.Ш.” дейс­твуют с первой выдержкой времени на отключение ШСВ, со второй – на отключение своей стороны и с третьей – на отключение АТ со всех сторон.

Такое ступенчатое действие резервных защит позволяет сохра­нить в работе те АТ, которые отделяются от места к.з. после де­ления систем шин.

Автоматическое ускорение (А/У) резервных защит при включении выключателя стороны высшего напряжения (А/У – 750,

А/У-330) и при включении выключателей стороны среднего напряже­ния ( А/У-220, А/У-110) действует на отключение выключателя, включаемого на к.з. ключом управления или устройством ТАПВ.

При этом на каждой стороне АТ ускоряются до 0,4-0,5 сек I и II ступени ДЗ и II ненаправленная ТЗНП.

Индивидуальная защита от непереключения фаз выключате­лей стороны среднего и высшего напряжения АТ

Защита выполняется только на выключателях с пофазным управ­лением.

Назначение защиты – ликвидация неполнофазного режима, воз­никающего при включении выключателя одной или двумя фазами.

Защита действует на отключение трех фаз включаемого выклю­чателя.

Выдержка времени защиты (0,15 ¶ 0,25 сек) выбрана по усло­вию отстройки от разновременности включения фаз выключателя.

Защита от неполнофазного режима на стороне 330 кВ (750) АТ (ЗНР-330)

Назначение защиты – ликвидация неполнофазного режима, воз­никающего при неполнофазном отключении одного выключателя 330 кВ АТ и трехфазном отключении второго выключателя 330 кВ АТ.

Защита, как правило, действует на отключение АТ со всех сторон.

Выдержка времени ЗНР-330 на 0,3 сек выше выдержки времени индивидуальной защиты от непереключения фаз выключателя.

На АТ-750кВ для контроля состояния изо­ляции вводов 750кВ АТ применяется устройство КИВ-750.

Принцип действия устройства – измерение геометрической сум­мы токов, протекающих под воздействием рабочего напряжения через изоляцию вводов 750 кВ трех фаз.

При исправной изоляции геометрическая сумма токов, входящих в реле типа КИВ, близка к нулю. В случае частичного повреждения изоляции ввода одной из фаз появляется ток небаланса, который фиксируется защитой.

Устройство типа КИВ имеет измерительный элемент для опера­тивного контроля и отключающий элемент.

Отключающий элемент действует на отключение АТ со всех сто­рон.

Защита от перегрузки

В качестве такой защиты устанавливается токовая защита, действующая с выдержкой времени на сигнал в случае перегрузки по току любой обмотки трансформатора.

Видео: Релейная защита. Вводная лекция

Что такое релейная защита, для чего она нужна. Основные характеристики, которыми должна обладать релейная защита.

Защита РПН

Для обеспечения штатной работы устройства применяется газовая защита. Выполняется дополнительная ёмкость (расширитель), соединённая с основной масляной средой трансформатора специальным каналом, в котором установлено реле и сигнальный элемент.

При незначительном газообразовании сигнальный элемент указывает на снижение уровня масла. В случае выброса, расширившееся масло вытесняется в расширитель. Если интенсивность выброса достигает установленного значения, срабатывает реле, отключая трансформатор. Таким способом предохраняется от разрушения контакторы РПН.

Назначение электрического оборудования первичных цепей

Назначение аппаратов и других элементов РУ удобно рассмотреть применительно к схеме конкретной установки (рис.1). Как видно из схемы, в каждом присоединении предусмотрены выключатели и соответствующие разъединители.

Выключатели

Выключатели Q являются важнейшими коммутационными аппаратами. Они предназначены для включения, отключения и повторного включения электрических присоединений. Эти операции выключатели должны совершать в нормальном режиме, а также при коротких замыканиях (КЗ), когда ток превосходит нормальное значение в десятки и сотни раз. Выключатели снабжены приводами для неавтоматического и автоматического управления. Под неавтоматической операцией включения или отключения понимают операцию, совершаемую человеком, который замыкает цепь управления привода выключателя особым ключом обычно на расстоянии, т.е. дистанционно. Автоматическое включение и отключение происходит без вмешательства человека с помощью автоматических устройств, замыкающих те же цепи управления.

Выключатели предусмотрены также в сборных шинах. Эти выключатели называют секционными QB. В РУ станций секционные выключатели при нормальной работе обычно замкнуты. Они должны автоматически размыкаться только в случае повреждения в зоне сборных шин. Вместе с ними должны размыкаться и другие выключатели поврежденной секции. Таким образом поврежденная часть РУ будет отключена, а остальная часть останется в работе.

При наличии достаточного резерва в источниках энергии и линиях электроснабжение не будет нарушено.

Разъединители

Разъединители QS имеют основное назначение — изолировать (отделять) на время ремонта в целях безопасности электрические машины, трансформаторы, линии, аппараты и другие элементы системы от смежных частей, находящихся под напряжением. Разъединители способны размыкать электрическую цепь только при отсутствии в ней тока или при весьма малом токе, например токе намагничивания небольшого трансформатора или емкостном токе непротяженной линии.

В отличие от выключателей разъединители в отключенном положении образуют видимый разрыв цепи. Как правило, их снабжают приводами для ручного управления. Операции с разъединителями и выключателями должны производиться в строго определенном порядке. При отключении цепи необходимо сначала отключить выключатель и после этого отключить разъединители, предварительно убедившись в том, что выключатель отключен. При включении цепи операции с выключателем и разъединителями должны быть выполнены в обратном порядке. Таким образом, замыкание и размыкание цепи с током совершает выключатель. Разъединители образуют дополнительные изолирующие промежутки в цепи, предварительно отключенной выключателем.

Разъединители размещают так, чтобы любой аппарат или любая часть РУ могли быть изолированы для безопасного доступа и ремонта. Так, например, в каждой линейной цепи должны быть предусмотрены два разъединителя — шинный или линейный, с помощью которых выключатели могут быть изолированы от сборных шин и от сети. В цепи генератора достаточно иметь только шинный разъединитель, обеспечивающий безопасный ремонт генератора и выключателя; при этом генератор должен быть отключен и остановлен. Для ремонта двухобмоточных трансформаторов и соответствующих выключателей достаточно иметь шинные разъединители со стороны высшего и низшего напряжений.

Заземляющие устройства

Для безопасной работы в РУ и в сети недостаточно изолировать рабочее место от смежных частей, находящихся под напряжением. Необходимо также заземлить участок системы, подлежащий ремонту. Для этого у разъединителей предусматривают заземляющие ножи, с помощью которых участок, изолированный для ремонта, может быть заземлен с обеих сторон, т.е. соединен с заземляющим устройством установки, потенциал которого близок к нулю. Заземляющие ножи снабжают отдельными приводами. Нормально заземляющие ножи отключены. Их включают при подготовке рабочего места для ремонта после отключения выключателей и разъединителей и проверки отсутствия напряжения.

Использование разъединителей не ограничивается изоляцией отключенных частей системы в целях безопасности при ремонтах. В РУ с двумя системами сборных шин разъединители используют также для переключений присоединений с одной системы сборных шин на другую без разрыва тока в цепях.

Токоограничивающие реакторы

Токоограничивающие реакторы LR представляют собой индуктивные сопротивления, предназначенные для ограничения тока КЗ в защищаемой зоне. В зависимости от места включения различают реакторы линейные и секционные.

Измерительные трансформаторы тока

Измерительные трансформаторы тока ТА предназначены для преобразования тока до значений, удобных для измерений. В присоединениях генераторов, силовых трансформаторов, линий со сложными видами защиты необходимы два-три комплекта трансформаторов тока.

Измерительные трансформаторы напряжения

Измерительные трансформаторы напряжения TV предназначены для преобразования напряжения до значений, удобных для измерений. Трансформаторы напряжения присоединяют к сборным шинам станций; их предусматривают также в присоединениях генераторов, трансформаторов и линий.

На принципиальных схемах измерительные трансформаторы обычно не показывают.

Вентильные разрядники

Вентильные разрядники F, а также ограничители перенапряжений предназначены для защиты изоляции электрического оборудования от атмосферных перенапряжений. Они должны быть установлены у трансформаторов, а также у вводов воздушных линий в РУ.

Токопроводы

Токопроводы представляют собой относительно короткие электрические линии (как правило, от нескольких метров до нескольких сотен метров) с жесткими или гибкими проводниками, укрепленными на опорных или подвесных изоляторах, предназначенные для соединения электрических машин, трансформаторов и электрических аппаратов в пределах станции, подстанции, распределительного устройства.

Требования, предъявляемые к электрическому оборудованию и токопроводам

Требования, предъявляемые к электрическому оборудованию и токопроводам, заключаются в следующем.

• Изоляция оборудования должна обладать достаточной электрической прочностью, чтобы противостоять наибольшему рабочему напряжению, а также коммутационным и атмосферным перенапряжениям.
• Оборудование и проводники должны:
  • проводить в течение неограниченного времени наибольшие рабочие токи соответствующих присоединений; при этом температура в наиболее нагретых точках не должна превышать нормированные значения для продолжительного режима;
  • выдерживать тепловое и механическое действия токов КЗ, т.е. обладать достаточной термической и электродинамической стойкостью;
  • быть экономичными и надежными в эксплуатации, т.е. вероятность повреждений должна быть мала, а требования к уходу и ремонту минимальными;
  • быть безопасными для лиц, обслуживающих установку.

Кроме перечисленных общих требований, к электрическому оборудованию предъявляют ряд частных требований в соответствии с назначением и условиями работы оборудования.

Номинальные параметры электрического оборудования — это параметры, определяющие свойства электрического оборудования, например номинальное напряжение, номинальный ток и многие другие. Номинальные параметры назначают заводы-изготовители. Они указываются в каталогах, справочниках, на щитках оборудования. При проектировании установки и выборе оборудования номинальные параметры сопоставляют с соответствующими расчетными значениями напряжений и токов, чтобы убедиться в пригодности оборудования для работы в нормальных и анормальных условиях. Ограничимся здесь лишь определением понятия номинального напряжения электрической сети и электрического оборудования.

Номинальное напряжение — это базисное напряжение из стандартизованного ряда напряжений, определяющее уровень изоляции сети и электрического оборудования. Действительные напряжения в различных точках системы могут несколько отличаться от номинального, однако они не должны превышать наибольшие рабочие напряжения, установленные для продолжительной работы:

Номинальное междуфазное напряжение, действующее значение, кВ. 3..6..10..20..35..110

Наибольшее рабочее напряжение, действующее значение, кВ. 3,5..6,9..11,5..23..40,5

Номинальное междуфазное напряжение. действующее значение, кВ. 150..220..330..500..750..1150

Наибольшее рабочее напряжение, действующее значение, кВ. 172..252..363..525..787..1210

Для сетей с номинальным напряжением 220 кВ включительно наибольшее рабочее напряжение принято равным 1,15 номинального; для сетей с номинальным напряжением 330 кВ — 1,1 номинального и для сетей 500 кВ и выше — 1,05 номинального. Электрическое оборудование должно быть рассчитано на продолжительную работу при указанных напряжениях.

Изоляция электрического оборудования должна также противостоять перенапряжениям, т.е. кратковременному действию напряжений, превышающих наибольшее рабочее напряжение. Различают перенапряжения коммутационные и атмосферные.

Виды и обозначения релейных контактов

Обозначения релейных контактов

В зависимости от конструкции реле существует три типа контактов:

• Нормально-разомкнутые. Размыкаются до подачи тока через катушку реле. Буквенное обозначение – НР или NO.
• Нормально-замкнутые. Находятся в замкнутом положении до момента протекания тока через релейную катушку. Обозначаются буквами НЗ или NC.
• Перекидные/переключающиеся/общие. Представляют собой комбинацию из контактов нормально-разомкнутого или нормально-замкнутого типа. Оснащаются общим приводом переключения. Буквенная символика – COM.

На сегодняшний день распространены реле с перекидными контактами.

Досконально изучать особенности маркировки не обязательно. Буквенно-графические символы можно выписать или распечатать, а затем использовать для сборки. Если геометрические фигуры покажутся сложными, всегда можно обратиться к буквенной маркировке.