Дуговые защиты на примере существующих и особенности дуговой защиты

Часть №3

В настоящее время наиболее часто применяющиеся ячейки имеют в своем составе выключатели с коммутационной способностью 20 и даже 31,5 кА. При возникновении дугового перекрытия с такими токами происходит прожигание металла стенок ячеек и перенос повреждения в соседние ячейки. Увеличение термической стойкости за счет утолщения стенок приводит к повышению цены, веса и осложняет монтаж ячеек. (повышение же термической стойкости в 1,5 раза потребует увеличения толщины железа в 2 раза). Некоторые исследователи предполагают, что при интенсивном горении дуги и выделении большого количества водорода в камерах образуется гремучая смесь Н2+О2, которая может привести к взрыву в соседних, неповрежденных ячейках. Кроме того при относительной герметичности современных ячеек и отсутствии разгрузочных клапанов внутренне избыточное давление при КЗ не только разрушает аппараты, но и значительно деформирует корпус ячейки (происходит вздутие), что приводит и к механическому разрушению ячейки и ее элементов.

C учетом всего этого, в п. 5.4.19 новой, 15-й редакции Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ директивно предлагается установка дуговой защиты в КРУ. Осталось решить, какой именно.

Основных способов распознавания дуговых КЗ два вида:

1. Способы, основанные на контроле параметров и характеристик электрической цепи с дугой: спектрального состава тока или напряжения, модулей и аргументов фазных и симметричных составляющих токов и напряжений, уровней несимметрии токов или напряжений, сопротивлений или вольт-амперных характеристик короткозамкнутой цепи. Эти способы позволяют использовать традиционные для релейной защиты сигналы – токи и напряжения. Наряду с известными достоинствами в преобразовании и обработке токов и напряжений имеется и ряд недостатков, заключающихся в том, что данные признаки могут наблюдаться не только при внутренних дуговых КЗ, но и при внешних КЗ. Последнее затрудняет распознавание внутреннего повреждения, т.е. не позволяет выполнить защиту с абсолютной селективностью. Однако выполненные исследования, например [1], показывают возможность информационного совершенствования дуговых защит и, как следствие, повышение распознаваемости рассматриваемых режимов, о чем будет сказано отдельно.
2. Способы, основанные на контроле параметров электрической дуги и сопутствующих ей явлений: температуры, давления, электрической проводимости окружающей среды (степени ионизации газов), излучения, оптических свойств среды, электромагнитного излучения. Они позволяют увеличить степень распознаваемости дуговых КЗ в КРУ. Влияние эксплуатационных режимов на функционирование защит, реализующих способы контроля этой группы, с учетом конструктивных особенностей КРУ минимально.

Достаточно простым техническим решением для защиты от дуговых КЗ является применение максимальной токовой защиты (МТЗ), положительными качествами которой являются простота, высокая элементная надежность и низкая стоимость. Ограничивающими факторами применения МТЗ являются относительная селективность и недостаточно высокое быстродействие из-за необходимости согласования с защитами смежных элементов.

Требованию абсолютной селективности отвечают токовые дифференциальные защиты и «логические защиты шин» (ЛЗШ) секций (на основе разрешающей МТЗ ввода и блокирующих МТЗ отходящих присоединений), в зону действия которых входят сборные шины и выключатели. «Мертвой» зоной этих защит являются отсеки измерительных трансформаторов тока (ТТ) и кабельной разделки – одни из наиболее вероятных мест повреждения. ЛЗШ может отказать в начальный период КЗ при наличии подпитки от мощных электродвигателей, что может быть исключено путем контроля направления мощности на данных присоединениях.

Клапанные дуговые защиты - первые из получивших широкое применение.

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z