Эта техническая статья объясняет методы защиты, применяемые к шунтирующим реакторам и конденсаторам, а также к статическим переменным компенсаторам (SVC) и статическим компенсаторам (STATCOM). В сухих и масляных реакторах обычно используются реле максимального тока, обратной последовательности, процентного перепада или сопротивления, в зависимости от конкретного применения.
С другой стороны, основная защита конденсаторов является функцией их установки на станции.
Защита от перенапряжения конденсатора обеспечивается предохранителями, поставляемыми производителями. SVC и STATCOM приобретают все большую популярность как средство контроля как индуктивного, так и емкостного реактивного дефицита в точке их подключения к энергосистеме.
Защита представляет собой сочетание защиты, требуемой как для реакторов, так и для конденсаторов, и специальных требований, связанных с конструкцией SVC и STATCOM. Тем не менее, координация с производителями имеет важное значение.
Защита шунтирующего реактора
Реакторы подключены к энергосистеме либо последовательным, либо шунтирующим соединением. Последовательный реактор используется для изменения реактивного сопротивления системы, в первую очередь для уменьшения количества доступного тока короткого замыкания. Шунтирующий реактор используется для изменения напряжения системы путем компенсации емкости линии передачи.
В целом защита реакторов очень похожа на защиту трансформаторов.
При рассмотрении защиты шунтирующих реакторов используются две конфигурации: первая - сухого типа, подключена незаземленная и подключена к третичному трансформатору. Вторая конфигурация маслонаполненная, соединенная по форме, с заземленной или импедансной нейтралью, подключенной к системе передачи.
Для обоих типов конструкции реактора есть еще два соображения, которые влияют на защиту.
● Однофазные реакторы, то есть каждая фаза находится в своем собственном резервуаре. Они обычно применяются на линиях передачи сверхвысокого напряжения. В корпусе реактора отсутствует межфазная неисправность, хотя такая неисправность может возникнуть в шине и вводе.
● Трехфазные реакторы, в которых все три обмотки находятся в одном баке. Они в основном применяются при более низких напряжениях.
Реакторы сухого типа
Недостатки, встречающиеся в реакторах сухого типа, следующие.
- Межфазные отказы на третичной шине, приводящие к фазному току большой величины. Эти неисправности редки, поскольку фазы реакторов физически расположены на значительном расстоянии друг от друга.
- Отказы между фазой и землей на третичной шине, приводящие к току короткого замыкания низкой величины, в зависимости от размера заземляющего трансформатора и резистора. Эти неисправности также редки, поскольку реакторы установлены на изоляторах или опорах со стандартными зазорами.
- Поворотные замыкания внутри реактора, приводящие к очень небольшому изменению тока фазы. Сбои изоляции обмотки могут начаться как трекинг из-за повреждения изоляции, которое в конечном итоге будет включать в себя всю обмотку.
В результате происходит замыкание между фазами и нейтралью, которое увеличивает ток в неповрежденных фазах до максимума, в √3 раз превышающего нормальный ток фазы.
Защита от неисправностей для реактора сухого типа достигается с помощью реле максимального тока и дифференциальных реле. Эта защита такая же, как реле максимального тока и дифференциальное реле для генераторов и трансформаторов.
Реле максимального тока должны быть установлены выше нормального тока нагрузки реактора. Они могут обнаруживать межфазные замыкания и межфазные замыкания, если сопротивление заземления достаточно низкое, и межвитковые замыкания, если задействовано достаточное количество витков, чтобы произвести достаточно высокие токи замыкания.
Поскольку межфазные замыкания также создают токи обратной последовательности, можно использовать реле обратной последовательности, подключенное так же, как и реле максимального тока. Нагрузка не учитывает отрицательную последовательность, но должно быть достаточно тока для работы реле.
Дифференциальные реле могут обеспечивать чувствительную защиту, но они не видят неисправностей от поворота к повороту, поскольку ток, поступающий в реактор с короткими витками, равен току, выходящему из реактора. Мгновенные реле обычно не применяются, поскольку единственное место повреждения, которое будет генерировать ток, достаточный для работы мгновенного реле, находится на конце фазы реактора или в шине или вводах. Эти участки повреждения обычно защищены дифференциальным реле шины.
Масляные реакторы
Проблемы, с которыми сталкиваются масляные реакторы, следующие:
- Неисправности, приводящие к значительным изменениям величины фазного тока, такие как повреждения проходного изолятора, повреждения изоляции и т. д. Из-за близости обмотки к сердечнику и резервуару могут возникать повреждения между фазой и землей, величина которых зависит от местоположения неисправности в отношении втулки реактора.
- Межвитковые неисправности в обмотке реактора, приводящие к небольшим изменениям величины фазового тока.
- Разные отказы, такие как потеря масла или охлаждение.
Релейная защита от неисправностей, создающих большие величины фазного тока, обычно представляет собой комбинацию перегрузки по току, дифференциальной и дистанционной пересылки. Существуют ограничения для каждой из этих защитных схем. Реле максимального тока должны быть настроены выше нормального тока нагрузки, а дифференциальное реле не может обнаружить отказ от поворота к повороту. Реле импеданса может обнаруживать короткие замыкания, так как при таком условии значительно снижается импеданс 60 Гц шунтирующего реактора.
Защита от низкоуровневых неисправностей или механических неисправностей, связанных с масляной системой, обеспечивается устройствами под давлением, температурой или расходом.
Одной из основных трудностей с защитой шунтирующего реактора является ложное срабатывание реле при подаче питания или обесточивании железного сердечника. В течение этих периодов большинство проблем вызывает смещение постоянного тока с помощью постоянных времени и низкочастотных составляющих тока возбуждения реактора.
В этом случае рекомендуется использовать дифференциальные реле с высоким сопротивлением, а не реле с низким сопротивлением.
Подписывайтесь на канал — здесь будет много полезной информации, давайте попробуем не расставаться xD. Ставьте палец вверх — мне будет крайне приятно ощутить Вашу поддержку. Делитесь публикациями канала с друзьями и обсуждайте.
Источник: 20KV.RU