Междуфазных напряжений

Фазные и междуфазные напряжения. Далее рассматриваются трехфазные электрические системы. На 1.18, а условно показан трехфазный идеальный источник ЕА, Ев, ЕС, работающий на трехфазную нагрузку, соединенную в звезду, с сопротивлениями фаз ZA, ZB. Zc. Фазы изображенной системы связаны всегда с землей через практически одинаковые, хотя, может быть, и весьма малые емкости С0- Поэтому нейтральная точка соединенных в звезду источников фазных ЭДС оказывается как бы «привязанной» к земле и имеет потенциал при пренебрежении влиянием гармоник, кратных трем, тот же, что и потенциал земли, принимаемый равным нулю.

на угол
Устройства защиты обычно выполняют вторичными — получают входные /Р и ?/р от вторичных обмоток ТА и TV. Полная характеристика электрических величин защищаемого элемента часто (например, для защиты линий) определяется тремя фазными токами и тремя фазными напряжениями. Поэтому, если все они или их симметричные составляющие требуются для функционирования защиты, необходимо включение ТА и TV во все три фазы; при этом ТА выполняются однофазными, a TV на С/НОм^35 кВ часто бывают трехфазными. В некоторых случаях для действия защиты требуются полные токи только двух фаз (например, для токовых защит при f/HOM<35 кВ), тогда ТА устанавливаются в двух фазах. Иногда требуются только междуфазные напряжения, тогда два однофазных TV включаются на междуфазные напряжения.

Один из основных недостатков таких схем—наличие мертвых зон при всех видах учитываемых КЗ. Применения они не получили. Основной рекомендуемой является так называемая 90°-ная схема включения. В этой схеме сочетаются токи фаз ( 5.24,а), например, /Р—Л» и междуфазные напряжения двух других фаз, соответственно Uf= =_UBC- Для оценки работы схемы и выбора фртажч оказалось целесообразным воспользоваться непосредственным выявлением фазных соотношений между U_P и /р при разных видах КЗ [1].

Принципы выбора параметров защит со ступенчатыми характеристиками 1=1(1) были уже рассмотрены в гл. 5. Применительно к трехступенчатым дистанционным защитам выбору подлежат времена tl, t11, tlu и сопротивления Zc,3, Zc'a и Zj". Времена устанавливаются полностью так же, как для токовых направленных защит: у первой ступени — Р (без выдержки времени), у второй — tn, для вторых ступеней всех защит они одинаковы и часто равны ~0,5 с, у третьей ступени — tlu, они выбираются по встречно ступенчатому принципу. Выбор Zc>3 имеет некоторые особенности, рассматриваемые ниже на примере защиты 1 сети на 6.2, в, предназначенной для действия при многофазных КЗ, с включением ИО сопротивления на междуфазные напряжения и разности фазных токов.

от Kw. Принципиально для одиночных участков линий подход к выбору Zc,3 ступеней защиты остается таким же, как и рассмотренный для защит, работающих при многофазных КЗ и использующих междуфазные напряжения и разности фазных токов. Отличия определяются в основном тем, что для данных ИО используются фазные напряжения и фазные токи и их составляющие нулевой последовательности. Поэтому в качестве источников питания следует учитывать не только синхронные машины, но и трансформаторы (автотрансформаторы), имеющие заземленные нейтрали. На работу рассматриваемых органов может также оказывать влияние взаимоиндукция между линиями, особенно при параллельных цепях. Использование способов отстройки, применяемых для токовых направленных защит нулевой последовательности (см. гл.5), часто считается нецелесообразным. Специальные меры для отстройки, усложняющие, однако, выполнение защиты, рассматриваются ниже. Изложенное явилось одной из причин, обусловливающих критическое отношение отечественных специалистов к применению дистанционных защит старых исполнений для работы при /С(1).

Органы должны четко устанавливать зону, в которой произошло повреждение при любых режимах работы системы. Поэтому важным требованием, предъявляемым к ним, является независимость функционирования от абсолютных значений воздействующих напряжений и токов. Для реальных органов, имеющих конечное значение порога чувствительности, весьма существенно сохранение этого требования при возможно малых значениях Up и /р. Для обеспечения независимости функционирования от значений Up и /Р требуется определенный их выбор и сочетание; при этом необходимо иметь в виду, что трехфазная система характеризуется тремя фазными напряжениями и токами. Им соответствуют междуфазные напряжения, разности фазных токов и симметричные составляющие. Очевидно, что для обеспечения правильной работы пофазных органов, реагирующих на КЗ в определенной петле, необходимо использовать полные токи в этой петле и сочетать их с соответствующими им остаточными напряжениями. В связи с этим оказывается необходимым иметь разные сочетания Up и /Р для многофазных КЗ в одной точке и однофазных КЗ. Важно также иметь одинаковые Zp = Up/Ip при всех расчетных видах КЗ в пределах каждой из указанных двух групп пофазных органов. Особо решается вопрос выбора Up и /Р для действия защиты при /Cj^'1) . Ниже предполагается, что защита включена на линии с двусторонним питанием. Металлическое КЗ возни-

Для осуществления ИО защит от многофазных КЗ в одной точке приемлемые свойства имеют пофазные органы, включаемые на междуфазные напряжения и разности фазных токов. Для защит от однофазных КЗ пофазные органы с токовой компенсацией в отечественной практике не применяются, так как их работа может сильно зависеть от Rn в месте повреждения, особенно при учете сдвига фаз источников ЭДС, токов нагрузки. Поэтому ниже основное внимание уделяется принципам работы органов защит от /С(1) с улучшенными свойствами и рассматриваются только некоторые вопросы по органам защит от многофазных КЗ.

Одним из важных вопросов, который приходится решать при выполнении схем с отделителями, является обеспечение его работы только в бестоковую паузу АПВ питающих линий. Существующие для этого схемы можно разделить на две основные группы: косвенно проверяющие отсутствие тока в фазах отделителя по отсутствию тока в цепи короткозамыкателя и непосредственно контролирующие отсутствие напряжения и тока в фазах отделителя. Разработанные в ЭСП схемы (см., например [10, 44]) предусматривают два минимальных органа напряжения, включенных на междуфазные напряжения, специальный трехфазный высокочувствительный орган тока и орган тока в цепи короткозамыкателя, действующие совместно по схеме И ( 13.24). Введение органов напряжения предотвращает подачу команды на отключение отделителя при работе газовой защиты, когда токи повреждения могут быть весьма малы. Цепь отключения отделителя в этих схемах дополнительно контролируется органом тока в цепи короткозамыкателя, входящим в указанную выше логическую цепочку И.

Междуфазные напряжения 54—55 Метод ПХН 151 Микропроцессор 12, 120, 135, 137—

Метод определения электрических нагрузок однофазных электроприемников. Однофазные электроприемники, включенные на фазные и междуфазные напряжения и распределенные по фазам с неравномерностью не выше 15%, учитываются как трехфазные той же суммарной мощности. При превышении указанной неравномерности расчетная нагрузка однофазных электроприемников принимается равной тройной нагрузке наиболее загруженной фазы.

Двухфазное короткое замыкание на землю в сети с изолированными нейтралями. Двухфазные КЗ на землю /С(1Л) в сетях с изолированными нейтралями или заземленными через дугогасящие реакторы (в нашей стране это сети с t/BoM^35 кВ) отличаются от /С(2) в основном только тем, что поврежденные фазы, например В и С, в месте металлического КЗ принужденно приобретают потенциал земли; появляется напряжение нулевой последовательности, практически одинаковое во всей сети. Нейтраль системы (трансформатора) получает по отношению к земле смещение UH—Q,5EA, а напряжение неповрежденной фазы А возрастает до 1,5?д. Значения токов поврежденных фаз, междуфазных напряжений и их фазные соотношения остаются такими же, как при /С(2). За трансформатором, в системе генераторного напряжения смещения нейтрали генератора не происходит, так как трансформируются только составляющие прямой и обратной последовательностей.

Непосредственно за местом разрыва ULNA, естественно, сохраняет то же значение. Однако напряжения ULNB и ULNC, как и ULBC, сильно снижаются и площадь треугольника междуфазных напряжений, подводимых к потребителю, оказывается значительно меньшей, чем при разрыве одной фазы. При сопротивлениях нагрузки, одинаковых в прямой и обратной последовательностях, эта площадь снизится до нуля.

напряжения. Треугольник междуфазных напряжений остается неизменным. Поэтому к фазам нагрузки продолжают подводиться нормальные напряжения и работа потребителей не нарушается. Токи в месте пробоя малы и быстро произвести значительные разрушения не могут.

ЦВУ = У_ВАЯ. I "К3~и U су = УСВД I V 3. Таким образом, фазным напряжениям со стороны звезды соответствуют междуфазные со стороны треугольника. . С другой стороны, фазные напряжения по отношению к нейтральной точке системы междуфазных напряжений со стороны треугольника или относительно центра тяжести треугольника междуфазных напряжений связаны с напряжениями со стороны звезды соотношениями С/ддн = UABV I V 3;

является сочетание одноименных междуфазных напряжений и разностей фазных токов. Поскольку должны учитываться три вида К(2\ используются три пофазных органа со следующими сочетаниями t/p и /Р:

Многофазные органы, предназначенные для работы при многофазных КЗ. Первый многофазный орган сопротивления был предложен в 1944 г. на ЧЭАЗ (А. М. Бреслером), а вскоре независимо — в Великобритании Варрингтоном. Реле ЧЭАЗ выполнялось на индукционной системе по схеме сравнения фаз двух компенсированных междуфазных напряжений с Мэм = —ki\UAB—2у/лв • \Ucs—2у/св sinqx Напряжения UAB, UCB и токи IAB и /ев полностью характеризуют все междуфазные величины (в том числе UCA и /ел), а также соответствующие им составляющие прямой и обратной последовательностей, которые могут быть выражены через них. При этом тот же по принципу действия орган характеризуется [1] Мэм = k2[ (U2—Zy/2)2— (i/i—Zy/i)2] -Последнее выражение наглядно показывает, что работа 256

Рассмотрение соотношений электрических величин при Ка (см. § 1.6) показывает, что этот вид повреждений в отличие от КЗ характеризуется следующими особенностями: треугольник междуфазных напряжений остается неизменным и поэтому работа потребителей непосредственно не нарушается; токи, проходящие через место пробоя на землю, при правильном выполнении режима заземления нейтралей не превосходят 20—30 А, а для сетей с повышенными требованиями к безопасности обслуживания — 5 А; на неповрежденных фазах даже в установившемся режиме

Защиты от внешних /С(3) выполняются однофазными токовыми с дополнительным пуском от минимального органа напряжения, включаемого через TV на одно из междуфазных напряжений со стороны выводов генератора ( 12.24). Наличие органа напряжения дает возможность отстраивать орган тока только от /(Юм,г, а не от /рабтож, которые кратковременно могут достигать 2-г-2,5/ном,г; при отсутствии органа напряжения защита получалась бы неприемлемо мало чувствительной. Ток срабатывания защиты /с>з=6отс/ном,г/&в. Напряжение срабатывания ?7С>3 выбирается с учетом двух условий:

В результате наложения на систему прямой последовательности напряжений системы обратной последовательности ( 3.46, а) получаются несимметричные системы фазных и междуфазных напряжений. При наложении на систему прямой последовательности напряжений системы нулевой последовательности ( 3.46, б) получается несимметричная система фазных напряжений и остается симметричной система междуфазных напряжений.

Объем измерений определяется требованиями технологического режима работы электроустановки. Он зависит также от типа, мощности и назначения электрической станции или подстанции. У генераторов измеряются токи одной или трех фаз статора, напряжение статора (одно из междуфазных напряжений), частота, активная и реактивная мощности, выработанная активная и реактивная энергия, токи и напряжения системы возбуждения. У трансформаторов измеряются токи одной фазы каждой обмотки, а также передаваемые активные и реактивные мощности. На сборных шинах измеряются одно из междуфазных напряжений и частота. На линиях измеряются токи одной или трех фаз, передаваемая активная, а также в ряде случаев реактивная энергия, активная и реактивная мощности (на линиях повышенного напряжения). В цепях секционных и шиносоедини-тельных выключателей контролируется ток одной из фаз.

Линейные напряжения также последовательно смещены по фазе одно относительно другого на 120°. В этом легко убедиться непосредственно из топографической векторной диаграммы или аналитического вывода. На 9-3, в показаны векторы и соответствующие мгновенные значения междуфазных напряжений. Векторная диаграмма 9-3, в нетопографична.