[ 49 Релейная защита. Учебное пособие для техникумов. Изд. 4-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1971. 624 с. с илл.
В книге рассмотрена релейная защита электрических сетей, оборудования электростанций и сборных шин распределительных устройств.
Книга предназначена в качестве учебного пособия для учащихся энергетических техникумов и может быть использована студентами электротехнических и энергетических вузов, а также инженерами и техниками, занимающимися эксплуатацией, монтажом и проектированием релейной защиты электростанций и сетей.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Четвертое издание настоящей книги, как и предыдущее, является учебным пособием по курсу релейной защиты для энергетических техникумов. Книга в значительной степени учитывает также запросы студентов высших учебных заведений, особенно заочных, и специалистов, .занимающихся релейной защитой в энергосистемах. Релейная защита является важнейшей и наиболее ответственной частью автоматики, применяемой в современных энергетических системах.
Курс релейной защиты, изучаемый в высших и средних технических учебных заведениях, охватывает обширный комплекс вопросов по автоматической ликвидации повреждений и ненормальных режимов, возникающих в электрической части энергосистем. Задачи релейной защиты, ее роль и значение в обеспечении надежной работы энергосистем и бесперебойного энергоснабжения потребителей непрерывно растут. Это обусловлено усложнением схем и ростом электрических сетей и систем, объединением энергосистем в единые электрически связанные системы в пределах нескольких областей, всей страны или даже нескольких государств; сооружением дальних и сильно загруженных электропередач высокого и сверхвысокого напряжения; строительством мощных электростанций; ростом единичной мощности генераторов и трансформаторов. В связи с этим требования к быстроте действия, чувствительности и надежности релейной защиты повышаются, а сама техника релейной защиты быстро развивается и совершенствуется Разрабатываются и внедряются новые чвиды защит для дальних электропередач, для крупных генераторов, трансформаторов и автотрансформаторов.
^Углубляются и разрабатываются теоретические вопросы релейной техники. Большое внимание уделяется исследованию и изучению электромагнитных процессов в первичных и вторичных цепях защиты и ее поведению под влиянием этих процессов. В связи с ростом токов короткого замыкания, вызванного увеличением генераторной мощности энергосистем, актуальное значение приобретает проблема точности трансформации первичных токов, питающих
1* .ч
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие................................... 3
Глава первая. Общие понятия о релейной защите............. 5
1-1. Назначение релейной защиты.................. 5
1-2. Повреждения в электроустановках............... &
-3. Ненормальные режимы...............'....... Ю
-4. Основные требования, предъявляемые к релейной защите ... 11
-5. Элементы защиты, реле и их разновидности.......... 15
-6.. Способы изображения реле и схем защити на чертежах..... 17
-7. Способы включения реле.................... 18
-8. Способы воздействия защиты на выключатель......... 18
-9. Источники оперативного тока.................. 20
Глава вторая. Реле............................... 27
2-1. Общие принципы выполнения реле............... 27
2-2. Электромеханические реле.................... 28
2-3. Электромагнитные реле...................... 28
2-4. Электромагнитные реле тока и напряжения.......... 36
2-5. Электромагнитные промежуточные реле............. 38
2-6. Указательные реле........................ 43
2-7. Реле времени........................... 44
2-8. Поляризованные реле...................... 47
2-9, Индукционные реле....................... 49
2-10. Индукционные рел_е тока и напряжения............ 52
2-11. Токовое индукционное реле серии РТ-80 и РТ-90....... . 56
2-12. Индукционные реле направления мощности.......... 58
2-13. Магнитоэлектрические реле................... 64
2-14. Реле с использованием полупроводников........... 66
2-15. Реле на выпрямленном токе, реагирующие на одну электрическую величину......................... 67
2-16. Реле на сравнении абсолютных значений двух напряжений ill
и U и................................ 70
2-17. Реле на непосредственном сравнении фаз двух электрических
величин Ui и t/п ........................ 80
Глава третья. Трансформаторы тока и схемы их соединений........ 92
3-1. Погрешности трансформатора тока............... 92
3-2. Параметры, влияющие на уменьшение намагничивающего
тока................................ 94
3-3. Требования к точности трансформаторов тока и их выбор 96
3-4. Обозначение выводов....................... 99
619
3-5.. Изображение векторов вторичных токов............ ЮО
3-6. Типовые схемы соединений трансформаторов тока......\ IQI
3-7. Нагрузка трансформаторов тока.........•........ 11 [
3-8. Фильтры симметричных составляющих токов.......... щ
Глава четвертая. Максимальная токовая защита.............. 117
4-1. Принцип действия токовых защит .........~;...... цу
4-2. Защита линий с помощью максимальной токовой защиты .. 117
4-3. Схемы защиты ..;... '.. ',........-.......... ц§
4-4. Поведение максимальной защиты при двойных замыканиях на
землю............................... 12з
4-5. Ток срабатывания защиты........'....'........ 125
4-6. Выдержка времени защиты........."........... 128
4-7. Максимальная токовая защита с пуском (блокировкой) от реле
минимального напряжения..................... 130
4-8. Максимальные защиты на переменном оперативном токе . . . 133
4-9. Максимальная защита с реле прямого Действия ....;... 145 4-10. Общая оценка и область применения максимальной токовой
защиты . . . . •.......................... 147
Глава пятая. Токовые отсечки........—.....-............ 147
5-1. Принцип действия токовых отсечек............... 147
5-2. Схемы отсечек........................... 148
5-3. Отсечки мгновенного действия на линиях с односторонним
питанием..........................-. 149
5-4. Неселективные отсечки...................... 151
5-5. Отсечки на линиях с двусторонним питанием . ........ 152
5-6. Отсечки с выдержкой времени................... 153
5-7. Токовая трехступенчатая защита......„. ......... 154
5-8. Оценка токовых отсечек ..................... 155
Глава шестая. Трансформаторы напряжения и схемы их соединении .... 155
6-1. Основные сведения........................ 155
6-2. Погрешности трансформатора напряжения......... . . 156
6-3. Схемы соединений трансформаторов напряжения...... . 158
6-4. Повреждения в цепях трансформаторов напряжения и конт-
, роль за их исправностью................... 163
6-5. Емкостные делители напряжения................ 168
6-6. Фильтр напряжения обратной последовательности...... 169
Глава седьмая. Токовая направленная защита............... 172
7-1. Необходимость направленной защиты в сетях с двусторонним
питанием. . ..............ч............. 172
7-2, Схема и принцип действия токовой направленной защиты . . 175
7-3. Схемы включения реле направления мощности........ 176
,7-4. Поведение реле мощности, включенных на ток неповрежденной
фазы.................................. 180
7-5. Блокировка максимальной направленной защиты при замыка-
"ниях на землю.......................... 183
7-6. Выбор уставок защиты...................... 184
7-7. Мертвая зона .....'....................... 186
7-8. Токовые направленные отсечки................ . 188
7-9. Краткая оценка токовых направленных защит......... 1 И
Глава восьмая. Защита от замыканий на землю в сети с большим током
замыкания на землю...................... 189
> • .-
8-1. Общие сведения........................ . . 189
8-2. Максимальная токовая защита нулевой последовательности 193
8-3. Токовые направленные защиты нулевой последовательности 197
8-4. Отсечки нулевой последовательности............... 203
8-5. Ступенчатая защита нулевой последовательности....... 208
8-6. Питание поляризующей обмотки реле мощности нулевой последовательности от трансформаторов тока............ 209
8-7. Оценка и область применения защиты............. 210
Глава девятая. Защит от замыканий на землю в сети с малым током замыкания на землю........'................. 211
9-1. Токи и напряжения при однофазном замыкании на землю . . 211
9-2. Основные требования к защите................. 216
9-3. Принципы выполнения защиты от замыканий на землю . . . . 217 9-4. Защиты, реагирующие на искусственно созданные токи нулевой последовательности ..................... 218
9-5. Защиты, реагирующие на остаточные токи компенсированной
сети..................... ........... . 228
9-6. Защиты, реагирующие на токи неустановившегося режима . . 229
Глава десятая. Дифференциальная защита линий........,..... 232
10-1. Назначение и виды дифференциальных защит......... 232
10-2. Принцип действия продольной дифференциальной защиты 232
10-3. Токи небаланса в дифференциальной защите......-. •. . 236
10-4. Общие принципы выполнения дифференциальной защиты
линий '.............'.................. 240
10-5. Устройство контроля исправности соединительных проводов 246
10-6. Продольная дифференциальная защита линий типа ДЗЛ 248
10-7. Оценка продольной дифференциальной защиты........ 254
10-8. Принцип действия и виды поперечных дифференциальных
защит параллельных линий . .*'................. 254
10-9. Токовая поперечная дифференциальная защита........ 255
10-10. Направленная поперечная дифференциальная защита . . : .. 258 10-11. Направленная поперечная дифференциальная защита нулевой
последовательности...........'............ 268
10-12. Направленная поперечная дифференциальная защита с раздельными комплектами от междуфазных и однофазных к. з. 269 10-13. Способы повышения чувствительности пусковых органов
поперечной дифференциальной защиты............. 270
10-14. Оценка направленных поперечных дифференциальных защит 271
10-15. Токовая балансная защита................ . . . 271
Глава одиннадцатая. Дистанционная защита................ . 271
11-1. Назначение и принцип действия........,....... 271
11-2. Характеристики выдержки . времени дистанционных защит 273
11-3. Элементы дистанционной защиты и их взаимодействие. . . . 274 11-4. Характеристики срабатывания дистанционных реле и их
изображение на комплексной плоскости............ 276
11-5. Принципы выполнения реле сопротивления и, основные требования к их конструкциям.................. 281
11-6. Реле сопротивления на выпрямленном токе, выполняемые с
помощью полупроводниковых приборов.........;. . . 282
11-7. Электромеханические реле сопротивления........... 295
11-8. Точность работы реле сопротивления и ток точной работы 306
;;. 11-9. Дистанционные органы защиты......... . ....... 307
11-10. Упрощенные схемы с уменьшенным числом дистанционных
органов.............................. 313
11-11. Причины, искажающие работу дистанционных органов . . . 316
11-12. Пусковые органы дистанционной защиты........... 319
11-13. Схемы дистанционных защит.................. 325
,,, 11-14. Схемы защит на полупроводниках .............. 328
11-15. Выбор уставок дистанционной защиты ............ 346
11-16. Краткие выводы......................... 352
621
Глава двенадцатая. Высокочастотные защиты............... 353
12-1. Назначение и виды высокочастотных защит.......... 353
12-2. Принцип действия направленной защиты с высокочастотной
блокировкой........................... 354
12-3. Высокочастотная часть защиты................. 356
12-4. Направленная защита с высокочастотной блокировкой .... 359 12-5. Разновидности направленных высокочастотных защит и их
схемы ........Г...................... 363
12-6. Дифференциально-фазная высокочастотная защита...... 368
12-7. Дифференциально-фазная высокочастотная защита типа ДФ 3-2 373 12-8. Выбор уставок дифференциально-фазной высокочастотной
защиты.............................. 381
12-9. Оценка высокочастотных защит.....'........... 384
Глава тринадцатая. Предотвращение неправильных действий защиты
при качаниях.......................... 385
13-1. Характер изменения тока, напряжения и сопротивления на
зажимах реле при качаниях.................. 385
13-2. Поведение защиты при качаниях................ 388
13-3. Меры по предотвращению неправильных действий защиты при
качаниях............:................ 390
13-4. Устройство блокировки защиты при качаниях, реагирующее
на ток или напряжение обратной последовательности .... 391 13-5. Устройство блокировки защиты при качаниях, реагирующее
на скорость изменения тока, напряжения или сопротивления 397
Глава четырнадцатая. Защита линий сверхвысокого напряжения и защита
линий с ответвлениями..................... 399
14-1. Защита линий сверхвысокого напряжения........... 399
14-2. Защита линий с ответвлениями................. 409
Глава пятнадцатая. Защита генераторов................. . 417
15-1. Повреждения и ненормальные режимы работы генераторов,
основные требования к защите генераторов.......... 417
15-2. Защита от междуфазных коротких замыканий в обмотке
статора . ............................. 424
15-3. Защита от замыканий между витками одной фазы...... 437
15-4. Защита от замыкания обмотки статора на корпус (на землю) 441
15-5. Защита от сверхтоков при внешних к. з. и перегрузках . . . 454
15-6. Защита гидрогенераторов от повышения напряжения .... 469
15-7. Защита ротора.......................... 470
15-8. Полная схема защиты генератора............... 476
15-9. 'Защита синхронных компенсаторов............... 478
Глава шестнадцатая. Защита трансформаторов и автотрансформаторов 481
16-1. Повреждения и ненормальные режимы работы трансформаторов и автотрансформаторов, виды защит и требования
к ним............................... 481
16-2. Защита от сверхтоков при внешних коротких замыканиях 485
16-3. Защита от перегрузки...................... 497-
16-4. Токовая отсечка......................... 499
16-5. Дифференциальная защита................... 501
16-6. Токи небаланса в дифференциальной защите трансформаторов
и автотрансформаторов..................... 506
16-7. Токи намагничивания силовых трансформаторов при включении под напряжение....................... 510
16-8. Схемы дифференциальных защит................ 512
16-9. Краткая оценка дифференциальных защит трансформаторов 525
R22
16-10. Газовая защита трансформаторов............... 525
16-11. Токовая защита от замыканий на корпус (кожух) трансформатора .............................. 531
16-12. Особенности защиты трансформаторов без выключателей
на стороне высшего напряжения................ 532
16-13. Защита вольтодобавочных регулировочных трансформаторов 540
Глава семнадцатая. Защита блоков генератор—трансформатор и генератор—трансформатор—линия .................. 543
17-1. Особенности защиты блоков . ................. 543
17-2. Защита блока генератор—трансформатор ........... 545
17-3. Особенности защиты блоков генератор—трансформатор-линия .............................. 558
Глава восемнадцатая. Защита электродвигателей.............. 559
18-1. Общие требования к защите электродвигателей........ 559
18-2. Основные виды защит, применяемых на электродвигателях 560
18-3. Некоторые свойства асинхронных электродвигателей..... 561
18-4. Защита электродвигателей от коротких замыканий между
фазами..............................• 564
18-5. Защита электродвигателей от замыканий одной фазы на землю 567
18-6. Защита электродвигателей от перегрузки........... 568
18-7. Защита электродвигателей от понижения напряжения .... 572
18-8. Защита электродвигателей напряжением ниже 1000 в . . . . 575 18-9. Расчет токов самозапуска электродвигателей и остаточного
напряжения на их зажимах.................. 577
18-10. Защита синхронных электродвигателей............ 580
Глава девятнадцатая. Защита сборных шин................. 584
19-1. Виды защит шин и требования к ним............. 584
19-2. Дифференциальная защита шин................ 586
19-3.- Мероприятия по повышению надежности дифференциальной
защиты шин........................... 588
19-4. Ток срабатывания дифференциальной защиты шин с реле,
включенными через БИТ.................... 590
19-5. Разновидности схем дифференциальной, защиты шин..... 591
19-6. Оценка дифференциальной защиты шин и области ее применения............................... 595
19-7. Неполная дифференциальная защита шин........... 596
19-8. Защита шин при помощи токовой отсечки.......... . 597
19-9. Дистанционная защита шин................... 598
19-10. Защита шин НО—500 кв с трансформаторами тока, имеющими
повышенную погрешность.................... 598
Глава двадцатая. Резервирование действия релейной защиты и выключателей.......... ;................... 603
20-1. Необходимость и способы резервирования........... 603
20-2. Принципы выполнения устройства резервирования отказа
выключателей (УРОВ).........Т............ 607
20-3.. Оценка устройств резервирования............... 610
Приложение. Максимальная токовая защита на полупроводниковых
приборах............................. 611
Литература..........•. ........................ 615
Цена: 300руб.
