Особенности дифференциальной защиты силового оборудования. Продольная дифференциальная защита генератора.

Генератор
Продольная дифференциальная защита генератора - 9. Дифференциальная токовая и другие виды дифференциальной защиты Дифференциальная защита генератора Двухобмоточный трансформатор Защита дипломатическая Продольная защита

Осенью и зимой следует защищать лицо от холодного воздуха и ветра с помощью специальных препаратов, содержащих витамины, лецитин, гиалуроновую кислоту и т.д. Летом главными врагами кожи являются пыль, сильное солнце и сухой ветер. Поэтому в летний период защитные кремы должны быть

Особенности дифференциальной защиты силового оборудования

Особенности дифференциальной защиты силового оборудования

Дифф автомат

Дифференциальная токовая защита — это тип релейной защиты, которая характеризуется высокой эффективностью, а также имеет относительно хорошую скорость срабатывания. Он используется для энергетических установок (двигателей, трансформаторов, генераторов и коллекторных компонентов), а также, в последнее время, для защиты бытовых установок от обрыва фазы. Это стало возможным благодаря специальным компактным устройствам, которые по своей конструкции похожи на обычные автоматические выключатели.

Однако некоторые установки электропитания должны быть оснащены дифференциальным быстродействующим реле в соответствии с правилами электропитания. Существует два основных типа дифференциальных реле:

Чтобы понять, требуется ли фазовая защита для конкретного электрооборудования и в каком объеме, необходимо знать принцип его работы и тонкости установки.

Принцип действия дифференциальной защиты

Схема 1

Работа этой защиты основана на сравнении токов, входящих и выходящих из защищаемой зоны. Трансформаторы тока используются для такого сравнения токов, поскольку они являются единственным способом измерения больших значений тока. Лучше всего это иллюстрирует следующая простая диаграмма.

На схеме трансформаторы тока обозначены TA1 и TA2. Их вторичные цепи подключены к реле тока KA. Отсюда видно, что обмотка главного реле защиты получает разницу в значениях тока двух трансформаторов и в нормальном режиме работы равна нулю, поэтому реле KA остается разгруженным. Однако, если в защищаемой цепи происходит фазовое короткое замыкание, обмотка реле принимает значение, соответствующее сумме нескольких токов, и приводит в движение подвижную часть электромеханического реле, которое, в свою очередь, замыкает свои контакты и подает сигнал на отключение устройства от источника питания. Однако на практике через катушку всегда протекает небольшой ток пониженного напряжения, что необходимо учитывать при проектировании катушки.

Вот некоторые причины такого негативного эффекта:

  • ТТ (трансформаторы тока) могут иметь характеристики значительно отличающие их друг от друга. Чтобы снизить эти показатели применяются более точные трансформаторы, изготовленные попарно специально для этого вида защиты;
  • За счёт тока намагничивания, возникающего в обмотке защищаемого трансформатора в момент его включения из режима холостого хода, в рабочий режим с наличием нагрузки. Для того чтоб избежать ложного срабатывания реле КА нужно подобрать ток срабатывания реле побольше чем, самое большое значение тока намагничивания, которые может произвести защищаемый объект, в данном случае трансформатор;
  • За счёт различного соединения обмоток (звезда-треугольник и наоборот). Для этого нужно выбрать число витков трансформаторов тока, участвующих в дифзащите, таким образом, чтобы они компенсировали эти неблагоприятные величины.

Ток небаланса в системе дифференциальной защиты, возникающий во время работы, является негативным явлением, с которым необходимо бороться и учитывать при проектировании данного защитного устройства.

Дифференциальная защита шин (ДЗШ)

Схема 2

Шинопроводы и шинные сборки являются важнейшими надежными токопередающими элементами электроустановки, соединяющими источник напряжения с распределительным щитом или с самим оборудованием. Они отличаются высокой грузоподъемностью и возможностью визуального контроля состояния изоляторов. Многие знают, что необходимо внедрять программы защиты электрооборудования, но опоры ЛЭП слишком часто остаются незащищенными.

Основные виды повреждений линий электропередач:

  1. Неправильные или ошибочные манипуляции обслуживающего персонала с переключениями шинных разъединителей;
  2. Фазное перекрытие или же короткое замыкание на землю из-за ухудшения изоляции посредством загрязнения изоляторов;
  3. Пробой при атмосферных агрессивных явлениях (гроза, молния);
  4. Неполадки изоляторов разъединителей с обеих сторон.

Дифференциальная токовая защита в основном используется для защиты шин. Принцип действия аналогичен и основан на сравнении токов в полях защищаемых линий электропередач. Когда рельсы находятся в нормальном рабочем состоянии, в катушке реле дифференциальной защиты протекает только ток дисбаланса, который не активирует механизм перемещения реле. При замыкании фазы реле защиты получает ток, равный сумме всех токов, питающих сеть, в которой произошло замыкание.

Основными преимуществами этой защиты являются:

  1. Высокая скорость срабатывания;
  2. Отличная селективность;
  3. Сравнительно несложная реализация.

Единственным недостатком является ложное срабатывание, которое чаще происходит при обрыве монтажных (соединительных) кабелей, что может иметь различные причины, как электрические, так и механические. Чтобы максимально снизить вероятность ложного срабатывания, пусковой ток SSR следует выбирать немного выше, чем рабочий ток более мощного источника питания. Диапазон действия этой защиты непосредственно ограничен промежутком, в котором установлены SSR; ее активация должна отключить все источники питания от напряжения. Для ручного контроля тока дисбаланса на панели управления размещается миллиметровка, которую должен проверить оператор, нажав соответствующую кнопку. Эта операция должна выполняться один раз за смену и регистрироваться в оперативном журнале.

Дифференциальная защита должна быть отключена в следующих случаях:

  1. Появление звукового или светового сигнала о неисправности токовых цепей или увеличение тока небаланса;
  2. Если произошло новое подключение, токовые цепи которого не присоединены к системе защиты, а также не были правильно сфазированы;
  3. При плановой проверке данной защиты.

Преимущества и недостатки

Хотя они широко используются благодаря высокой скорости срабатывания, каждый тип дифференциальной защиты имеет свои преимущества и недостатки.

Преимущества защиты продольного дифференциала:

  1. Абсолютная селективность.
  2. Возможность применения с другими видами защит.
  3. Отлично подходит для линий электропередач (ЛЭП) небольшой длины.
  4. Отключение аварийного участка сети без задержки.

К недостаткам продольной защиты относятся:

Недостатки метода

  1. Снижается эффективность при проектировании длинных ЛЭП.
  2. Необходимы устройства контроля за отказом вспомогательных проводов для корректировки дифзащиты.
  3. Возникновение тока небаланса.
  4. Высокая стоимость при использовании реле (реле с торможением).
  5. Очень сложная реализация (дополнительно сооружаются линии связи для трансформаторов токов).

Преимущества защиты от поперечных перепадов:

  1. Высокая селективность (100%).
  2. Не оказывает влияние на работу других реле в схемах.
  3. Мгновенное срабатывание.

Недостатки защиты от поперечных перепадов:

Какие недостатки у продольной защиты

  1. Возрастает необходимость повторного запуска защиты при срабатывании.
  2. Не применяется в виде основной и единственной защит.
  3. Необходимо учитывать мертвые зоны, которых несколько.
  4. Не может защитить концы линии и ошиновку подстанции.
  5. Не может определить место короткого замыкания.
  6. Не применяется для ЛЭП, где требуется отключить лишь поврежденные участки.
  7. Не применяется с автоматическими выключателями.
  8. Необходимо полностью отключать линию с повреждением.

Применение в быту

Можно использовать этот тип защиты для жилых домов в сетях 230-400 вольт, но эти устройства называются дифавтоматами. Существует два типа: автоматические выключатели утечки тока на землю и автоматические выключатели остаточного тока. Принцип их работы основан на законе Кирхгофа (I-законе), который включает следующее правило: Значения входящего и выходящего токов должны быть одинаковыми. При возникновении токов утечки значения не совпадают, и срабатывает защитная зона.

Основные причины возникновения тока утечки:

  1. Прикосновение к частям аппаратуры, которая находится под напряжением человека или животных.
  2. Пробои в изоляции линии проводки или аппаратуры.

Как работает дифференциальная защита

В некоторых случаях автоматический выключатель (автоматический выключатель остаточного тока) срабатывает при отсутствии нагрузки (подключенных электрических нагрузок). Обычно это вызвано неисправным устройством или утечкой в самом выключателе. Однако, если устройство работает исправно, необходимо отключить все автоматические выключатели после устройства и проверить все компоненты цепи на наличие замыканий на землю. При выборе дифференциального защитного автомата необходимо учитывать особенности установки и специфику защищаемых цепей.

Дифференциальный протектор — лучший выбор для отсеков с незаземленными кабелями. Для оптимальной работы следует использовать 3-уровневую защиту (много единиц по 10, 30 и 100-300 мА).

Для обеспечения безопасности его следует проверять не реже двух раз в месяц, а лучше через регулярные промежутки времени, нажимая кнопку «тест».

Автоматический выключатель остаточного тока — это более совершенная защита, которая работает и как автоматический выключатель остаточного тока, и как миниатюрный автоматический выключатель. Если в доме есть генератор, который часто используется, этот тип защиты может быть применен и к нему. Схема включает в себя реле тока, подключенное к трансформатору тока. Реле должно быть установлено в статоре между точками, соединенными в звезду. При нормальной работе защита не активируется, но если происходит замыкание между обмотками, возникает разность магнитных потоков токового реле, и защита активируется.

Дифференциальная защита также может использоваться для защиты от многофазных коротких замыканий. Для этого необходимо приобрести специальное устройство дифференциальной защиты для многофазной защиты.

Повышение эффективности дифзащиты

Несмотря на многочисленные преимущества перед другими видами защиты, дифференциальная защита требует повышения эффективности ее срабатывания во время работы аварийного генератора. Для этого необходимо соблюдать следующие правила:

Защита трансформатора

  1. Включение добавочных резисторов к измерительным токовым реле.
  2. Минимизация апериодических величин и настройка отсечек для переходных токов небаланса.
  3. Применение реле с задержкой времени срабатывания.

Таким образом, дифференциальная защита широко используется для обеспечения стабильной работы электрооборудования и линий электропередач, защиты от пожаров и возгораний, непредвиденных экономических затрат и защиты жизни и здоровья людей.

Оцените статью