Издательство: М.-Л.: Госэнергоиздат, 1944 - 439 с.Настоящая книга составлена как учебник по общим и специальным курсам «Релейная защита», читаемым на электроэнергетических факультетах втузов.
В соответствии с этим весь текст разбит на две части: общий курс, набранный крупным шрифтом, и добавления к нему для специального курса, набранные петитом.
Общий курс с некоторыми дополнительными купюрами, зависящими от специальности, может быть также использован для других факультетов энергетических втузов.
С другой стороны, некоторые из выделенных частей специального курса могут служить пособием при дипломном проектировании студентов, не специализирующихся в области релейной защиты.
Техника релейной защиты за последние примерно двадцать лет пережила период своего бурного и плодотворного развития.
В настоящее время в противоположность тому, что было еще относительно не так давно, она строится на вполне научных началах, и большинство встречающихся в ней "проблем и отдельных вопросов может быть проанализировано расчетным путем.
Однако назначение настоящей книги определяло ее максимально допустимый объем и характер необходимого материала. Изложение в курсах разнообразных способов и деталей расчетов, применяемых при проектировании и анализах работы эксплуатируемой защиты, не дало бы возможности фиксировать внимание изучающих на основных, принципиальных вопросах и их достаточно глубоком анализе. Поэтому в курсе главное внимание обращено на рассмотрение принципиальной и, если требуется, физической стороны основных проблем техники релейной защиты.
По этим же причинам в курсе почти не дается описаний и анализа работы очень большого количества конкретных схем защит, выпускаемых различными фирмами. Эти схемы, а большинстве своем обладают теми или иными недостатками и поэтому не могут рассматриваться в качестве образцовых. С другой стороны, сами фирмы достаточно часто их модифицируют.
Весьма полезными для изучающих курс (особенно при принятом его построении) являлись бы практические примеры расчета основных защит, попутно излагающие ряд деталей самой методики расчетов. Ввиду недостатка места эти примеры в курсе не помещены. В дальнейшем, возможно, их издание отдельным сборником.
Курс составлен коллективом, проводившим преподавание курса релейной защиты в Московском ордена Ленина энергетическом институте им. В. М. Молотова (МЭИ), в составе М. Ф. Кострова, И. И. Соловьева и А. М. Федосеева. М. Ф. Костровым написаны главы V, VIII и IX, И. И. Соловьевым — главы III, XIII и XIV и А. М. Федосеевым — введение, главы I, II, IV, VI, VII, X, XI, XII и §§ 24 и 30 главы III, § 17 главы V (примеры схем защиты) и § 21 главы IX. Отдельные части книги просматривались всеми авторами. Кроме того А. М. Федосеевым проведено редактирование всей рукописи.
Материал и методика его изложения в основном соответствуют принятому изложению общего курса, читанного в течение ряда лет всеми авторами на различных факультетах МЭИ, и специального курса, читанного А. М. Федосеевым на электроэнергетическом факультете того же института для студентов, специализирующихся в области релейной защиты.
Одной из отличительных особенностей изложения является то, что вопросы принципов действия отдельных реле и рассмотрение конструкций некоторых из них, как не представляющие основу содержания курса релейной защиты (а не курса реле), не вынесены в отдельные главы. Они рассматриваются попутно с изложением соответствующих принципов защиты.
Это является целесообразным еще и потому, что дает возможность рассматривать конструкции реле не оторвано от вопросов их использования, а в свете тех основных требований, которые предъявляют к реле различные способы выполнения релейной защиты.
В конце книги помещен список литературы, как использованной авторами, так и рекомендуемой читателям для более углубленного изучения отдельных вопросов.
Авторы с искренней благодарностью вспоминают имя безвременно скончавшегося проф. Н. Ф. Марголина, одного из научных основоположников техники релейной защиты в СССР, первого рецензента настоящей книги, давшего при просмотре рукописи большое число очень ценных замечаний.
Авторы выражают также благодарность рецензенту книги проф. П. Г. Грудинскому за ряд ценных замечаний.
Отдельные главы книги в различное время были просмотрены доцентами А. Б. Черниным, В. Л. Фабрикантом и инженерами А. Г. Геворковым и П. К. Фейстом, которым авторы считают необходимым выразить здесь свою благодарность за их полезные замечания.Содержание.
Предисловие.
Введение.
Глава первая. Виды повреждений и ненормальных режимов работы воздушных и кабельных сетей.
1. Виды повреждений.
2. Замыкания между тремя фазами.
3. Замыкания между двумя фазами.
4. Однофазные замыкания на землю в системах с наглухо заземленной нулевой точкой.
5. Переходные сопротивления в месте повреждения.
5. Однофазные замыкания на землю в системах с малыми токами замыкания на землю.
7. Двухфазные замыкания на землю.
8. Двойные замыкания на землю.
9. Обрыв фазы.
10. Ненормальные режимы работы.
7. Вспомогательные реле ХЭМЗ.
8. Использование индукционного принципа для реле максимального тока.
9. Реле максимального тока тина ИТ-80 ХЭМЗ.
10. Реле максимального тока типа КАМ завода «Электроаппарат».
11. Схемы соединений трансформаторов тока и обмоток реле.
12. Условия работы трансформаторов тока в схемах защит.
13. Схемы оперативного тока защиты.
14. Полные схемы максимальной токовой защиты.
15. Развернутые схемы защит.
16. Область применения максимальной токовой зашиты.
17. Максимальная токовая защита с отсечкой.
18. Максимальная токовая защита нулевой последовательности для сетей с наглухо заземленной нулевой точкой.
19. Максимальная токовая зашита нулевой последовательности для сетей с малыми токами замыкания на землю.
Глава вторая. Максимальная токовая защита.
1. Принцип действия защиты.
2 Ток трогания защиты.
3. Выдержка времени защиты.
4. Основные требования, предъявляемые к конструкциям реле максимального тока.
5. Использование электромагнитного принципа для реле максимального тока.
6. Реле максимального тока типа ЭТ-60 завода ХЭМЗ.
Глава третья. Направленная защита.
1. Назначение.
2 Реле мощности.
3. Направленность реле мощности.
4. Основные органы максимальной направленной защиты.
5. Встречно-ступенчатый принцип подбора выдержек времени.
6. Токи трогания реле пусковых органов.
7. Основные требования, предъявляемые к реле направления мощности.
8. Принципы действия реле направления мощности.
9. Характеристики реле направления мощности.
10. Способы изменения внутреннего угла реле направления мощности.
11. Основные конструктивные разновидности реле направления мощности.
12. Удерживающие устройства.
13. Особенности основных способов включения контактов реле в схемах защиты.
14. Схемы включения реле направления мощности.
15. Типовые схемы включения реле направления мощности.
16. Различные значения угла сдвига и влияние их на работу реле направления мощности.
17. Условия действия реле направления мощности при различных видах повреждения в сети.
18. Условия действия реле направления мощности при замыкании за силовым трансформатором с соединением обмоток звезда-треугольник.
19. Действие реле направления мощности на неповрежденных фазах.
20. Расчет мертвой зоны реле направления мощности.
21. Повышение чувствительности действия реле направления мощности.
22. Трансформаторы напряжения.
23. Схемы соединения трансформаторов напряжения.
24. Схемы выполнения максимальной токовой направленной защиты.
25. Область применения максимальной токовой направленной защиты.
26. Защита максимальной мощности нулевой последовательности для сетей с наглухо заземленной нулевой точкой.
27. Защита максимальной мощности нулевой последовательности для сетей с малыми токами замыкания на землю.
28. Максимальная направленная защита нулевой последовательности для сетей с наглухо заземленными нулевыми точками.
29 Блокировка максимальных направленных защит при двойных замыканиях на землю.
30. Питание цепей напряжения направленных защит при отсутствии измерительных трансформаторов напряжения в сети данного высокого напряжения.
Глава четвертая. Дистанционная защита.
1. Принцип действия.
2. Основные органы защиты.
3. Характеристики выдержки времени.
4. Органы выдержки времени.
5. Использование мгновенно действующих реле сопротивления для органов выдержки времени.
6. Использование для органов выдержки времени реле, действующих с временем, соответствующим замеряемому сопротивлению.
7. Схемы присоединения омметров.
8. Замер сопротивлений при двойных замыканиях на землю.
9. Замер сопротивлений реактансными омметрами.
10. Ошибки в замерах сопротивлений омметрами.
11. Фиксация мгновенного замера сопротивлений омметрами.
12. Учет коэффициентов трансформации измерительных трансформаторов при определении сопротивлений.
на зажимах реле.
13. Пусковые органы.
14. Органы направления мощности.
15. Принципиальные схемы дистанционных защит.
16. Устройства для предотвращения неправильного действия дистанционной защиты при нарушениях цепей напряжения.
17. Поведение дистанционной защиты при качаниях и выходе из синхронизма параллельно работавших синхронных машин.
18. Устройства для предотвращения неправильного действия защит при качаниях.
19. Фильтры напряжений отрицательной последовательности.
20. Оценка дистанционного принципа и область его применения.
Глава пятая. Дифференциальная защита.
1. Принцип действия.
2. Токи небаланса.
3. Ток трогания и выдержка времени дифференциальной защиты.
4. Оценка дифференциального принципа.
5. Способы повышения чувствительности.
6. Включение последовательно с реле добавочного сопротивления.
7. Повышение чувствительности дифференциальных защит при использовании реле с тормозным действием.
8. Применение реле с тормозными обмотками.
9. Применение блокирующих реле.
10. Дифференциальная защита типа транслей.
11. Сравнение способов повышения чувствительности дифференциальных защит.
12. Применение реле с тормозным действием от высших гармоник тока небаланса.
13. Защита линий типа транслей.
14. Дифференциальная защита линий типа НСВ.
15. Поперечные дифференциальные защиты параллельных линий.
16. Дифференциальная токовая поперечная защита.
17. Дифференциальная направленная поперечная защита.
18. Балансная токовая защита.
Глава шестая. Направленная защита с блокировкой.
1. Принцип действия.
2. Принципы выполнения схем.
3. Основные органы защиты 219.
4. Поведение защиты при качаниях и асинхронном ходе.
5. Действие защиты при повреждениях на линиях с односторонним питанием.
5. Основные части направленной защиты с высокочастотной блокировкой.
7. Принципиальное выполнение релейной части направленной защиты с блокировкой при протекании.
тока по каналу связи в момент повреждения.
8. Принципиальные схемы включения высокочастотных аппаратов.
9. Комбинация направленной защиты с высокочастотной блокировкой и дистанционной защиты.
10. Пример выполнения дистанционной защиты с высокочастотной блокировкой.
11. Оценка принципа направленной защиты с блокировкой и область его применения.
Глава седьмая. Выбор принципов защиты сетей.
1. Зоны действия защит.
2. Основные и дополнительные (резервные и вспомогательные) защиты.
3. Влияние конфигурация сети на ее релейную защиту.
4. Требования ко времени действия защиты.
5. Влияние режима заземления нулевых точек системы на ее релейную защиту.
6. Схемы для создания искусственного тока замыкания на землю в сетях с малыми токами замыкания на землю.
7. Защита кабельных сетей напряжением 3-10 kV с малыми токами замыканий на землю.
8. Защиты воздушных компенсированных сетей напряжением 35 kV.
9. Защиты сетей с наглухо заземленной нулевой точкой напряжением 110 kV и выше.
10. Специальные методы резервирования.
11. Размещение защит по трансформаторам тока и защиты на шиносоединительных выключателях.
Глава восьмая. Защита генераторов.
1. Назначение защиты.
2. Виды повреждений и ненормальных режимов работы генераторов.
3. Виды защит.
4. Причины возникновения сверхтоков.
5. Максимальная токовая защита.
6. Защита минимального напряжения с токовой блокировкой.
7. Внутренние замыкания в генераторе.
8. Продольная дифференциальная токовая защита.
9. Повышение чувствительности продольной дифференциальной токовой защиты.
10. Общая характеристика замыкания одной фазы обмотки статора на землю.
11. Заземление нулевых точек системы генераторного напряжения.
12. Способы заземления кулевых точек.
13. Использование дифференциальной защиты как защиты от однофазных замыканий на землю.
14. Защита максимальной мощности нулевой последовательности с компенсацией тока небаланса.
15. Варианты выполнения защит генераторов от замыканий на землю по схеме максимальной мощности с компенсацией тока небаланса.
16. Защита генераторов от замыканий между витками обмоток статора.
17. Назначение защиты цепи возбуждения.
18. Защита обмотки возбуждения от замыканий на землю.
19. Устройство для гашения магнитного ноля генераторов.
20. Противопожарные устройства.
21. Пример полной схемы защиты генератора мощностью 12 MW, напряжением 6,3 kV, работающего.
непосредственно на шины.
Глава девятая. Защита трансформаторов.
1. Назначение защиты.
2. Перегрузка трансформаторов.
3. Сквозные короткие замыкания.
4. Максимальная токовая защита двухобмоточных трансформаторов.
5. Защита минимального напряжения с токовой блокировкой.
6. Максимальная токовая защита трехобмоточных трансформаторов.
7. Внутренние повреждения в трансформаторах.
8. Особенности дифференциальной токовой защиты трансформаторов.
9. Дифференциальная токовая защита при соединении обмоток трансформатора по схеме звезда-звезда.
10. Дифференциальная токовая защита при соединении обмоток трансформатора по схеме звезда-треугольник.
11. Дифференциальная токовая защита трехобмоточных трансформаторов.
12. Ток трогания дифференциальной токовой защиты трансформатора.
13. Блокировка дифференциальной токовой защиты трансформатора - от бросков тока намагничивания.
14. Способы повышения чувствительности дифференциальных токовых защит трансформаторов.
15. Дифференциальная токовая защита трансформаторов при помощи реле с тормозными обмотками.
16. Дифференциальная токовая защита трансформаторов с применением блокирующих реле.
17. Дифференциальная токовая защита трансформаторов с реле типа транслей.
18. Защита с реле, имеющими торможение от высших гармонических.
19. Рекомендуемые способы повышения чувствительности дифференциальных защит.
20. Газовая защита трансформаторов.
21. Осуществление газовой защиты на оперативном переменном токе.
Глава десятая. Защита агрегатов генератор-трансформатор.
1. Назначение защиты.
2. Принцип выполнения защиты генераторов от однофазных замыканий на землю.
3. Параметры токовой защиты нулевой последовательности.
4. Схемы защиты от однофазных замыканий на землю.
5. Особенности дифференциальной токовой защиты агрегатов.
6. Особенности защиты агрегатов от сверхтоков.
7. Требования, предъявляемые к автоматам гашения поля для агрегатов.
Глава одиннадцатая. Защита шин.
1. Виды повреждений.
2. Требования, предъявляемые к защите шин.
3. Максимальная токовая защита нормального выполнения.
4. Максимальная токовая защита с блокировкой от максимального реле тока и реле направления мощности.
5. Дистанционная защита.
6. Дифференциальный пришил.
7. Дифференциальная токовая зашита для шин с элементами, работающими нормально на одной системе.
8. Дифференциальная токовая защита для шин с фиксированным распределением элементов между системами.
9. Дифференциальная токовая защита шин, не требующая фиксированного распределения элементов между системами.
10. Дифференциальная токовая защита шин, скоммутированных по американской схеме.
11. Расчет дифференциальных защит шин.
12. Неполные дифференциальные защиты шин.
13. Специальные защиты шин от однофазных замыканий на землю.
Глава двенадцатая. Защита асинхронных и синхронных двигателей.
1. Назначение защиты.
2. Перегрузка двигателей.
3. Сверхтоки в асинхронных двигателях, обусловленные понижением напряжения.
4. Выпадение синхронных двигателей из синхронизма.
5. Защита двигателей от многофазных замыканий.
6. Защита двигателей от сверхтоков посредством термических реле.
7. Термические реле типа ТТ-20 ХЭМЗ.
8. Защита двигателей от сверхтоков посредством максимальных токовых реле с ограниченно-зависимыми характеристиками.
9. Защита минимального напряжения.
10. Специальные защиты синхронных двигателей от выпадения из синхронизма.
11. Специальные защиты демпферных обмоток синхронных двигателей.
12. Особенности защиты синхронных компенсаторов.
Глава тринадцатая. Проектирование и монтаж релейной защиты.
1. Основные требования.
2. Влияние схемы силовой коммутации на работу защиты.
3. Требования эксплуатации к разработке проекта и выполнению монтажа защиты.
4. Раскладка и крепление проводов на панелях защиты.
5. Клеммные сборки и устройства для измерения токов в токовых цепях.
8. Маркировка вторичных цепей защиты.
Глава четырнадцатая. Эксплуатация релейной защиты.
1. Объем работ.
2. Определение соответствия защит условиям работы системы и отдельных ее элементов.
3. Расчет параметров и настройка защит.
4. Испытания релейной защиты.
5. Основные составляющие программы проверки защиты.
6. Типовая рабочая программа проверки дифференциальной защиты трансформаторов с реле типа КР-121.
7. Влияние внутреннего сопротивления измерительных приборов на результаты проверки защиты.
8. Проверка правильности схем включения защиты с помощью векторных диаграмм токов и напряжений.
9. Проверка правильности включения дифференциальной защиты трансформатора.
10. Проверка правильности включения реле направления мощности под рабочим током.
11. Проверка правильности включения реле направления мощности нулевой последовательности под рабочим током.
12. Проверка и настройка реле на заданные характеристики.
13. Проверка схемы защиты в целом с действием на отключение выключателей.
14. Защита на шиносоединительном выключателе.
15. Сроки плановых проверок защит.
16. Учет работы релейной защиты.
17. Инструкция по обслуживанию защиты.
18. Техническая документация по защите.
19. Организация лабораторий.
20. Организационная структура службы защиты энергосистемы.
Указатель литературы.
Алфавитный указатель.
