Защита систем электроснабжения: Релейная защита и автоматика электроснабжения, устройство, виды и принцип работы систем

Релейная защита и автоматика электроснабжения, устройство, виды и принцип работы систем

Термин «релейная защита» относится к очень широкому кругу устройств, применяемых в электроэнергетике.

К основным функциям защитных релейных устройств (РЗ), относятся:

• выявление повреждений элементов систем электроснабжения;
• локализация и отключение повреждённого участка или электроустановки для сохранения работоспособности остальной части системы;
• определение отклонений от нормального режима отдельных электроустановок и частей энергосистемы, в результате которых может произойти повреждение оборудования или потеря устойчивости системы электроснабжения;
• автоматическое выполнение действий, направленных на восстановление нормального режима (отключение части электрооборудования, включение устройств компенсации).

Таким образом, в одних случаях защитная аппаратура на основе реле способна предотвратить опасность выхода из строя установок и элементов энергосистем, в других – среагировать на факт повреждения и остановить дальнейшее развитие аварийной ситуации.

Эти действия релейной автоматики позволяют минимизировать ущерб, нанесённый в результате повреждения оборудования и ущерб от недоотпуска электрической энергии потребителям.

Необходимый уровень укомплектованности сетей и систем электроснабжения устройствами релейной защиты и автоматики (УРЗА) определён действующими нормативными документами в области энергетики.

Ни одна электроустановка не может быть введена в работу, не будучи укомплектованной защитными устройствами в минимальном объёме, определённом действующими правилами.

На каждом предприятии, имеющем на балансе электрооборудование, оснащённое защитными релейными устройствами, должен быть составлен график регулярной проверки и обслуживания релейной автоматики. Контроль выполнения плановых работ по проверке, испытаниям и обслуживанию релейной защиты осуществляется органами государственного энергетического надзора.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ РЕЛЕЙНЫХ УСТРОЙСТВ

Защитные устройства на базе реле разнообразны и могут быть построены по отличающимся принципиальным схемам, реализованным на различной элементной базе.

Общим для всех устройств релейной защиты является наличие одних и тех же функциональных блоков:

• измерительных органов;
• логики;

исполнительных устройств;

• сигнализации.

Измерительный орган реле получает в непрерывном режиме информацию о состоянии контролируемого объекта, которым может быть отдельная установка, элемент или участок электрической сети. Существует несколько подходов к классификации структурных блоков релейных защит.

Измерительные релейные органы иногда называют пусковыми, но это не меняет сути. Контроль состояния объекта заключается в получении и обработке технических параметров электроснабжения – тока, напряжения, частоты, величины и направления мощности, сопротивления.

В зависимости от значения этих параметров, на выходе релейного органа измерения формируется дискретный логический сигнал («да», «нет»), который поступает в блок логики.

Логический орган, получив дискретную команду релейного блока измерения, в соответствии с заданной программой или логической схемой формирует необходимую команду исполнительному блоку или механизму.

Блок сигнализации обеспечивает работу сигнальных устройств, которые отображают факт срабатывания релейного защитного комплекта или отдельного его органа.

Для успешного выполнения своего предназначения, УРЗА должны обладать определёнными качествами. Выделяют четыре основных требования, которые предъявляются к аппаратуре РЗ. Рассмотрим их по отдельности.

Селективность.

Это свойство защитных систем заключается в выявлении повреждённого участка электрической сети и выполнении отключений в необходимом и достаточном объёме с целью его отделения. Если в результате работы защитной автоматики произошло излишнее отключение оборудования системы электроснабжения, такое срабатывание автоматики называется неселективным.

Различают системы защитной автоматики с абсолютной и относительной селективностью. К первому типу относятся устройства, реагирующие только на нарушения режима строго в пределах защищаемого участка.

Примером такой защитной системы может служить дифференциальный токовый защитный комплект, срабатывающая только при повреждениях между точками сети, в которых контролируется разность токов.

Относительной селективностью обладают системы максимального тока, которые, как правило, реагируют на нарушения режима на участках, смежных с непосредственно защищаемой ими зоной. Обычно во избежание неселективного срабатывания, такие системы автоматики имеют искусственную выдержку времени, превосходящую время срабатывания защитных комплектов на смежных участках.

Примечание. Искусственной называют выдержку времени, создаваемую специальными органами задержки срабатывания (реле времени).

Быстродействие.

Отключение повреждённого участка или элемента сети должно быть осуществлено как можно быстрее, что обеспечивает устойчивость работы остальной части системы и минимизирует время перерыва питания потребителей.

Главным показателем быстродействия служит время срабатывания защищающего устройства, которое отсчитывается от момента возникновения аварийного режима до момента подачи защитой сигнала на отключение выключателя.

Иногда время срабатывания системы автоматики трактуют как время между возникновением повреждения и отключением повреждённого участка, то есть, включают в него время работы выключателя.

Это не совсем верно, так как выключатель не является частью УРЗА и по его параметрам нельзя оценивать эффективность релейной защиты сетей и систем электроснабжения.

То есть, учитывать время отключения выключателя необходимо, но следует помнить, что это не характеристика РЗ. Для справки можно заметить, что время отключения выключателя значительно больше времени срабатывания собственно реле автоматики (без учёта искусственной задержки).

Чувствительность.

Данное качество характеризует способность системы автоматики к гарантированному срабатыванию во всей зоне её действия при всех видах нарушений режима, на которые данная автоматика рассчитана. Чувствительность системы автоматики является точным численным показателем, значение которого проверяется в расчётных режимах с минимальными значениями параметров её срабатывания.

Надёжность.

Универсальная характеристика всех технических устройств, заключающаяся в способности РЗ функционировать длительно и безотказно. В соответствии со своим основным предназначением.

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ

Типы УРЗА можно классифицировать по параметрам режима работы сети, на которые они реагируют.

Токовые защиты.

Наибольшее распространение получили токовые защиты, поскольку именно повышенное значение тока является критерием такого частого вида нарушения режима работы как короткое замыкание. В основе токовой релейной защиты находится реле тока.

Традиционно используемыми являются реле электромеханического типа, состоящие из токовой катушки и подвижной электромагнитной системы, замыкающей контакты. На смену этим приборам пришли полупроводниковые устройства, а с развитием цифровых технологий и микропроцессорные системы релейной защиты.

Независимо от элементной базы, логика работы защит остаётся в принципе той же. Конечно, микропроцессорные системы способны реализовать более сложный и разветвлённый алгоритм действий.

В простейшем случае, на реле выставляется требуемая уставка – значение тока, при котором реле должно сработать. Первичными преобразователями тока являются измерительные трансформаторы или датчики тока.

К разновидности токовых защит относятся дифференциальные защиты, реле которых включается на разность токов. Дифференциальные токовые реле входят в комплект релейной защиты трансформаторов и шин подстанций.

Защиты по напряжению.

Среди самых распространённых представителей этого класса групповая секционная защита минимального напряжения.

Логика работы этой автоматики увязана с технологическим процессом, электропривод оборудования которого питается от одной секции подстанции. Автоматика минимального напряжения имеет двухступенчатое исполнение. Типовая последовательность работы выглядит следующим образом.

Секция, к которой подключены электродвигатели приводов механизмов технологического процесса (например, это могут быть механизмы котла тепловой электростанции), имеет два питания – от рабочего и резервного трансформаторов.

При отключении рабочего трансформатора срабатывает автоматика включения резерва (АВР). Через небольшой промежуток времени к секции подключается резервный трансформатор.

За время бестоковой паузы нагруженные механизмы успевают затормозиться. После подключения резервного трансформатора начинается самозапуск электродвигателей механизмов.

Повышенный ток, обусловленный групповым запуском двигателей, вызывает посадку напряжения на секции. При снижении напряжения до уставки первой ступени автоматики, происходит отключение наименее значимых для технологического процесса механизмов.

Делается это для того, чтобы облегчить запуск более важного оборудования и удержать станционный котёл (или другой агрегат) в работе.

Если это не помогает и напряжение, продолжая снижаться, достигает уставки второй ступени, отключается вторая группа оборудования. В этой ситуации в работе остаются только механизмы, обеспечивающие безаварийный останов всего технологического процесса (котла).

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения

Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения

Предисловие

Системы электроснабжения являются сложными производственными объектами кибернетического типа, все элементы которых участвуют в едином производственном процессе, основными специфическими особенностями которого являются быстротечность явлений и неизбежность повреждений аварийного характера. Поэтому надежное и экономичное функционирование систем. электроснабжения возможно только при автоматическом управлении ими. Для этой цели используется комплекс автоматических устройств, среди которых первостепенное значение имеют устройства релейной защиты и автоматики. Рост потребления электроэнергии и усложнение систем электроснабжения требуют постоянного совершенствования этих устройств. Наблюдается тенденция создания автоматизированных систем управления на основе использования цифровых универсальных и специализированных вычислительных машин. Вместе с тем широко применяются и простейшие средства защиты и автоматики: плавкие предохранители, автоматические выключатели, магнитные пускатели, реле прямого действия, магнитные трансформаторы тока, устройства переменного оперативного тока и др. Наиболее распространены токовые защиты, простые устройства автоматического повторного включения (АПВ), автоматического включения резервного источника питания (АВР) и автоматической частотной разгрузки (АЧР), используемые в установках с выключателями, оборудованными грузовыми и пружинными приводами. Развитие системы электроснабжения требует постоянного совершенствования этих сравнительно простых устройств защиты и автоматики и разработки новых устройств комплексной автоматизации. При написании учебника «Релейная защита, автоматика и телемеханика в системах электроснабжения», вышедшего в 1985 г., имелось в виду, что он должен стать общим для всех специализаций специальности «Электроснабжение». Поэтому в нем наряду с изложением общих вопросов релейной защиты, автоматики и телемеханики даны сведения о некоторых характерных особенностях этих устройств с учетом специфики систем электроснабжения промышленных предприятий, городов и сельского хозяйства.

…

Релейная защита и автоматика в системах электроснабжения с МПСО

Релейная защита и автоматика в системах электроснабжения промышленных и гражданских зданий | Справка

Подробности

Категория: Справка

В процессе эксплуатации электрических установок могут возникать перегрузки отдельных участков сети, короткие замыкания, резкие понижения напряжения и другие ненормальные режимы работы электросетей. Сверхтоки перегрузки и коротких замыканий приводят к опасным перегревам проводников и аппаратов, к их повреждению, возникновению электрической дуги. Резкое снижение напряжения в сети может привести к нарушению устойчивости работы электрической системы или ее узлов. Чем дольше не отключен неисправный элемент сети, тем серьезней и в большем объеме могут быть повреждения оборудования. Отсюда следует, что в каждой электрической установке необходимо обеспечить быстрое автоматическое отключение поврежденного участка (и только его!), сохранив в работе все остальные части системы.

Для этой цели предназначена релейная защита, представляющая собой комплект специальных устройств, обеспечивающих автоматическое отключение поврежденной части электрической сети или установки. Если повреждение не представляет для установки непосредственной опасности, то релейная защита должна обеспечить сигнализацию о неисправности. Специальные аппараты, обеспечивающие автоматическое воздействие на устройства отключения или сигнализации при нарушении нормального режима работы электроустановки, называются реле.

Реле могут контролировать напряжение, ток, мощность, сопротивление и другие параметры электрической сети. При отклонении контролируемого параметра от заданного значения реле срабатывает и замыкает цепь соответствующих выключателей, которые отключают поврежденный элемент или участок сети.

Релейная защита должна обеспечивать быстроту и избирательность действия, надежность работы и чувствительность. Кроме того, стоимость релейной защиты должна быть по возможности небольшой.

Быстрота действия релейной защиты предотвращает расстройство функционирования системы и нарушение нормальной работы приемников при коротком замыкании и значительных понижениях напряжения. По времени действия релейные зашиты можно разделить на быстродействующие (полное время отключения составляет примерно 0,06…0,2 с, что соответствует 2… 10 периодам изменения тока) и с выдержкой времени (специально создается замедление действия).

Избирательность действия релейной защиты в выявлении. поврежденного участка и его отключении; при этом неповрежденная часть электроустановки остается в работе.

Надежность работы релейной защиты заключается в ее правильном и безотказном действии во всех предусмотренных случаях. Она обеспечивается применением высококачественных реле и современных схем защиты, тщательным выполнением монтажа и квалифицированными эксплуатацией и обслуживанием защитных устройств.

Чувствительностью релейной защиты называют ее способность реагировать на самые малые изменения контролируемого параметра. Благодаря этому уменьшаются разрушения поврежденного элемента и быстро восстанавливаются нормальные условия работы неповрежденной части электроустановки. Чувствительность всех видов защиты оценивают коэффициентом чувствительности, значение которого нормируется ПУЭ.

Релейная защита систем электроснабжения (стр. 1 из 4)

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

В курсовом проекте «Релейная защита» (РЗ) рассматриваются вопросы проектирования устройств релейной защиты, предназначенных для обеспечения нормальной работы системы электроснабжения (СЭС) проектируемого объекта (промышленного предприятия, городского микрорайона, электротехнологической установки и пр.) и повышения надежности электроустановок потребителей.

Вариант задания на выполнение курсового проекта состоит из четырех частей (рис. 1):

— Табл. 1. Параметры схемы внешнего электроснабжения, начиная с воздушной или кабельной линии напряжением 35-110-220 кВ с понижающими трансформаторами напряжением 35-110-220/6-10 кВ, кабельных линий, питающих распределительный пункт РП напряжением 6-10 кВ.

— Табл. 2. Параметры оборудования электрической сети напряжением 6-10 кВ, начинающейся от РП, и электрической сети напряжением 380 В, питающейся от понижающих трансформаторов напряжением 6-10/0,4 кВ, до низковольтных распределительных пунктов РПН.

— Табл. 3. Вариант из этой таблицы определяет фрагмент электрической сети, для которого необходимо рассмотреть организацию релейной защиты и провести соответствующие расчеты.

— Табл. 4. Согласно задаваемому варианту рассматривается и рассчитывается релейная защита одного из объектов электрической сети.

Вариант задания состоит из двух цифр:

— вариант из табл. 1;

— вариант из табл. 2,3;

Таблица 1

Таблица 2

Окончание таблицы

Примечания:

* — Буква А обозначает материал проводника кабеля.

** — Обозначение аппарата перед трансформатором: ВВ- вакуумный выключатель.

*** — Обозначение аппарата: АВ – автоматический выключатель. Вводные и секционный аппараты на стороне низшего напряжения всех ТП выполнены автоматическими выключателями.

Таблица 3

Таблица 4 – Параметры асинхронного двигателя напряжением 6-10 кВ

Рис. 1. Схема электроснабжения

АННОТАЦИЯ

Чупина М. В. Релейная защита СЭС. – Челябинск: ЮУрГУ, Э, 2009, 43 с. 6 ил. 4 табл., библиогр. список – 4 наим.

Задачей данного курсового проекта является рассмотрение вопросов проекти-рования устройств релейной защиты, предназначенных для обеспечения нормаль-ной работы системы электроснабжения (СЭС) проектируемого объекта и повы-шения надежности электроустановок потребителей.

Проект включает в себя:

— Расчет токов короткого замыкания для характерных точек СЭС.

Расчет проведен для максимального и минимального режимов работы СЭС. Рассчитаны токи I(3)к.макс, I(3)к.мин, I(2)к.мин и I(1)к. мин, составлены схемы замещения.

— Организация релейной защиты для рассматриваемого фрагмента СЭС.

Проводено обоснование необходимого набора видов релейной защиты рас-сматриваемых элементов СЭС со ссылкой на нормативные документы.

— Расчет релейной защиты.

Осуществлен выбор первичного оборудования, оперативного тока, устройств релейной защиты. Последовательно снизу вверх произведен расчет защит.

Построены диаграммы селективности (время-токовых характеристик) защит.

Приведены принципиальные схемы устройств РЗ с соответствующими спе-цификациями

ОГЛАВЛЕНИЕ

1 Расчет токов короткого замыкания

1.1 Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях более 1 кВ

1.2 Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях до 1 кВ

2 Расчет релейной защиты для рассматриваемого фрагмента электрической сети

2.1 Организация релейной защиты

2.2 Выбор оборудования для выполнения релейной защиты

2.3 Расчет уставок

2.4 Построение карты селективности выбранных защит

2.5 Составление принципиальной схемы релейной защиты и спецификации на выбранное оборудование

3 Расчет релейной защиты объекта СЭС

3.1 Организация релейной защиты

3.2 Выбор оборудования для выполнения релейной защиты

3.3 Расчет уставок

3.4 Построение карты селективности выбранных защит

3.5 Составление принципиальной схемы релейной защиты и спецификации на выбранное оборудование

4 Выбор трансформатора тока и расчет его нагрузки

Список используемой литературы

1 Расчет токов короткого замыкания

1.1 Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях напряжением более 1 кВ

Особенности расчетов токов короткого замыкания для релейной защиты в электрических сетях напряжением выше 1 кВ

Расчеты токов КЗ производятся для выбора типов и параметров срабатывания (уставок) релейной защиты трансформатора напряжением 110/10 кВ, а также защит других элементов электрических сетей. В общем случае для выполнения защиты нужно знать фазные соотношения токов также, а при несимметричных КЗ за трансформатором — не только максимальные, но и возможные минимальные значения токов КЗ.

Для упрощения практических расчетов токов КЗ в распределительных электрических сетях напряжением выше 1 кВ принято не учитывать ряд факторов, которые в действительности могут существовать, но не могут оказать определяющего влияния на значения токов КЗ и их фазные соотношения. Как правило, не учитывается переходное сопротивление в месте КЗ и все повреждения рассматриваются как металлические КЗ двух или трех фаз или КЗ одной фазы на землю. Сопротивления всех трех фаз трансформаторов, линий, реакторов и других элементов сети считаются одинаковыми. Не учитываются токи намагничивания силовых трансформаторов и токи нагрузки. Как правило, не учитывается подпитка места КЗ токами асинхронных двигателей.

Принимая во внимание, что распределительные сети электрически удалены от источников питания и аварийные процессы в этих сетях мало сказываются на работе генераторов энергосистемы, считается, что при любых КЗ в распределительной сети напряжение питающей системы на стороне высшего напряжения (35-110-220 кВ) трансформатора остается неизменным.

Вместе с тем в этих расчетах имеется ряд особенностей:

— изменение мощности короткого замыкания энергосистемы, т.е. расчет максимального и минимального токов КЗ;

— необходимость учета существенного изменения сопротивления некоторых типов трансформаторов с РПН при изменении положения регулятора РПН.

При практических расчетах токов КЗ для релейной защиты вычисляется только периодическая составляющая тока, а влияние апериодической составляющей тока КЗ учитывается при необходимости путем введения повышающих коэффициентов при расчетах релейной защиты.

Как правило, рассчитывается только трехфазное КЗ, а значения токов при других видах КЗ определяются с помощью известных соотношений.

В основе всех расчетов лежит ГОСТ 27517-87. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ.

Исходные данные для расчета

В начале расчета токов КЗ составляется схема замещения (рис. 1), на которой все элементы расчетной схемы представляются в виде электрических сопротивлений. Питающая система до шин ВН подстанции представляется на схеме замещения своим индуктивным сопротивлением, задаются два его значения: для максимального и минимального режимов работы системы. В максимальном режиме в системе включены все генераторы, все питающие линии, автотрансформаторы и другие питающие элементы, и при этом их эквивалентное сопротивление имеет наименьшее значение, а ток и мощность КЗ на шинах ВН рассматриваемой подстанции имеет соответственно наибольшее значение. В минимальном режиме отключена часть питающих элементов системы и эквивалентное сопротивление оставшихся элементов имеет большее значение, чем в максимальном режиме, а ток и мощность КЗ — меньшее значение. Таким образом, в максимальном режиме система представляется в схеме замещения наименьшим сопротивлением Х_с.макс, а в минимальном — наибольшим Х_с.мин. Индексы «макс» и «мин» относятся таким образом не к значению сопротивления, а к режиму работы системы.

Параметры электрической сети:

Напряжение внешнего электроснабжения 110 кВ.

Мощность КЗ системы в максимальном режиме S_к.макс = 5750 МВА, в минимальном – S_к.мин = 4250 МВА.

Защита систем электроснабжения — Энциклопедия по машиностроению XXL

Защита отдельных элементов системы электроснабжения  [c.30]

Сила тока, проходящего через обмотку реле защиты РЗо, и сопротивление резистора незначительны, как при направлении тока от точки а к точке б, так и при обратном направлении. Это объясняется, сравнительно большой величиной сопротивления резистора Поэтому контакты реле защиты при отсутствии короткого замыкания в цепи обмотки возбуждения ОВ остаются разомкнутыми. Если в цепи обмотки возбуждения ОВ произошло короткое замыкание на массу, напряжение генератора падает и якорек регулятора напряжения отходит от сердечника, замыкая вторую пару контактов РН2. При этом обмотка реле защиты РЗо попадает под полное напряжение аккумуляторной батареи, вследствие чего якорек защиты притягивается к сердечнику, замыкая контакты. База транзистора Т через контакты реле защиты присоединяется к выводу ВЗ и транзистор запирается, что предохраняет его от перегрузки током. Когда короткое замыкание устранено, ток в обмотке РЗо падает, контакты реле защиты размыкаются и восстанавливается нормальная работа системы электроснабжения.  [c.157]

Система электроснабжения на автомобиле состоит из генератора, регулятора напряжения и элементов их защиты от возможных аварийных режимов. Назначение системы — обеспечить электроэнергией потребители автомобиля и заряд аккумуляторной батареи при работающем двигателе внутреннего сгорания. На автомобилях применяют системы электроснабжения только постоянного тока.  [c.5]

Около предохранителей на панели пульта имеются надписи (на рис. 7.1 не показаны) с наименованием цепей, в которых они установлены. Переключателем В5 включают все цепи управления, регулирования и защиты для нормальной работы системы электроснабжения в поездных условиях. В нижнее положение тумблер переводят при постановке вагона в отстой.  [c.190]

В нижнем ряду правой панели расположены переключатель В2 режимов заряда аккумуляторной батареи, аварийная кнопка Кн2 и кнопки защиты. Ручка переключателя В2 должна быть всегда установлена в положение Автомат. Только при неисправности автоматики или для создания особых режимов заряда батареи следует пользоваться ручными ступенями регулирования Малый, Средний и Полный. Чем ниже температура окружающего воздуха, тем интенсивнее должен производиться заряд. Однако интенсивный заряд батареи способствует быстрому выкипанию электролита, и, если своевременно не долить дистиллированную воду, аккумуляторы могут выйти из строя. Система электроснабжения ЭВ-10.02 имеет такую особенность на всех ступенях переключателя В2 чем больше подключено потребителей электроэнергии в вагоне, тем больше ток заряда и тем интенсивнее заряжается аккумуляторная батарея. Поэтому, например, зимой при включенных кипятильнике, вентиляторе, преобразователе сети люминесцентного освещения батарея заряжается быстрее.  [c.190]

Система электроснабжения была выполнена в виде четырех раздельных каналов, размещенных попарно на разных бортах самолета с автоматическим взаимным резервированием и работающих независимо друг от друга. Наиболее важные потребители были подключены на аварийные шины. Потребители, не допускающие перерывов в питании, подключались одновременно к распределительным устройствам разных бортов. Защита сети от перегрузок и коротких замыканий осуществлялась с помощью автоматов защиты.  [c.101]

Схемы внешнего электроснабжения могут быть представлены в виде структурных (структурно-функциональных) и принципиальных схем. Структурные схемы дают обш,ее представление о сущности и характере электроснабжения предприятия, количестве вводов, принятой системе шин, связях с системами электроснабжения других предприятий — без уточнения деталей. На принципиальных электрических схемах указываются линии электропередачи (тип линии, сечение проводов, длина) от источников питания источники питания, мощность и количество трансформаторов уровни напряжения тип электрических аппаратов на каждой ступени напряжения виды релейной защиты для трансформаторов и электродвигателей и другие элементы системы электроснабжения.  [c.110]

На рис. 6.20 представлена схема системы электроснабжения комбинированной электрической сети с тиристорным преобразователем частоты ТПЧ, подключенным к сети через автоматический выключатель АВ, обеспечивающий защитное отключение сети по сигналу аппарата защиты. В процессе эксплуатации тиристорный преобразователь осуществляет плавное регулирование скорости вращения электродвигателя М, подключенного через кабельную сеть к его выходным зажимам. Полное сопротивление изоляции кабельной сети представлено емкостью фаз относительно земли С и сопротивлением однофазной утечки г.  [c.233]

Для безаварийной эксплуатации имеет значение также надежное обеспечение собственных электрических нужд АЭС. В отношении допустимости перерыва в электропитании по условиям безопасности все потребители собственного расхода разделены на четыре группы. Первая группа не допускает перерывов в питании даже при авариях более чем на доли секунды. К числу этих потребителей относятся приводы СУЗ, системы контрольно-измерительных приборов и автоматики, а также аварийное освещение. Вторая группа допускает перерыв в питании на десятки секунд, но требует обязательного питания после срабатывания аварийной защиты (АЗ) реактора. К ней относятся все механизмы, обеспечивающие расхолаживание реактора. Третья группа допускает перерыв в питании на время действия автоматики ввода резерва (АВР) и не требует обязательного питания после срабатывания АЗ реактора. Четвертая группа — все остальные потребители. Безопасность реактора связана с потребителями первой и второй групп. Для них кроме обычного электроснабжения от сети собственных нужд предусматривается  [c.69]

К специальным относятся металлические конструкции, предназначенные для стока тока в грунт или возврата его (заземления линий электроснабжения постоянным током по системе провод — земля и анодные заземления станций катодной защиты). Расположение и режимы работы их как источников тока обычно известны.  [c.49]

В состав рабочих чертежей входят технологическая часть, электроснабжение оборудования, строительная часть, автоматизация и телемеханизация электрических измерений при эксплуатации системы электрохимической защиты от коррозии подземных сооружений.  [c.55]

Линейная часть системы гидротранспорта включает собственно трубопровод, сооружения переходов через препятствия, защиту от почвенной коррозии и блуждающих токов, линии электроснабжения, сооружения систем связи и телемеханизации, пункты обслуживания, дороги, мосты и др.  [c.330]

Установка изолирующих вставок снижает затраты на создание системы противокоррозионной защиты, так как при их наличии требуется меньше катодных станций и, как следствие, меньшая протяженность линий электроснабжения.  [c.247]

Защита от блуждающих токов подземных металлических сооружений предусматривается в основном в системах электроснабжения транспорта на постоянном токе. Физическая природа протекания блуждающих токов и его отрицательных последствий следующая. Из рельсовой цепи часть тока ответвляется и протекает в земле. Эта часть тока, называемая блулсдающим током, протекает и по находящимся в земле металлическим сооружениям (трубопроводы, кабели, арматура и т.п.). Участки входа в металл блуждающего тока имеют отрицательный потенциал, а зоны выхода блуждающего тока в землю — положительный (анод). В анодной зоне металл разрушается электрокоррозией.  [c.493]

Каждому основному комплекту присваивают самостоятельное обозначение, в состав которого включают базовое обозначение и (через дефис) марку основного комплекта. Базовое обозначение присваивают по действующей в проектной организации системе. Марки основных комплектов рекомендуются следующие (наименование — марка) генеральный план — ГП сооружение транспорта — ТР технология производств — ТХ технологические коммуникации — ТК воздухоснабжение — ВС автоматизация — А электроснабжение — ЭС электрическое освещение — ЭО силовое электрооборудование — ЭМ газоснабжение — ГС наружные сети и сооружения газоснабжения — НГ тепловые сети — ТС связь и сигнализация — СС архитеюурные реще-ния — АР интерьеры — АИ конструкции железобетонные — КЖ, металлические — КМ, металлические деталировоч-ные — КМД, деревянные — КД архитектурно-строительные рещения (при объединении в один комплект чертежей АР, АИ, КЖ, КД) — АС антикоррозионная защита конструкций — АЗ отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха — ОВ внутренние водопровод и канализация — ВК наружные сети водоснабжения и кана.тизации — НВК.  [c.374]

Катодная защита с помощью протектора обеспечивается при правильном ее выполнении обычно без больших технических затрат. Однажды смонтированная система защиты работает без обслуживания, нуждаясь лишь в эпизодическом контроле потенциала. Системы защиты с протекторами (гальваническими анодами) независимы от сети электроснабжения и ввиду низкого движущего напряжения обычно не создают помех для близлежащих объектов. Ввиду малости напряжений обычно не возникает проблем и по технике безопасности электрооборудования. Системы с протекторами поэтому можно размещать на взрывоопасных участках. Для защиты от грунтовой коррозии протекторы могут быть размещены вплотную к защищаемому объекту в той же траншее (в том же котловане), так что практически не требуется никаких дополнительных земляных работ. Благодаря подсоединению протекторов к объектам, испытывающим влияние других источников, в области катодной воронки напряжения от внешних источников можно обеспечить, например при ремонтных работах, ограниченную защиту этих опасных мест (защиту горячих участков ). На органические покрытия для пассивной защиты от коррозии протекторная защита не влияет или оказывает лишь незначительное влияние (см. раздел 6). Поскольку защитные системы с протекторами ввиду низкого движущего напряжения должны выполняться возможно более низкоомными (см. рис. 7.2), потенциал получается сравнительно постоянным. Если потенциал объекта защиты становится более положительным, то отдаваемый ток защиты увеличивается, и наоборот. Поэтому можно говорить и о саморегулируемости (потенциала).  [c.197]

Нормальную работу ГПА на КС обеспечивают следующие инженерные системы маслоснабжения, служащая для подачи масла в подшипники и гидравлические уплотнения ГПА, а также в аппараты и приборы регулирования и защиты ГТУ масло- и водоохлаждения, обеспечивающая температуру рабочего тела в интервале 308—323 К электроснабжения, обеспечивающая питанием основное и вспомогательное оборудование сжатого воздуха, обеспечивающая необходимым количеством и давлением системы регулирования, охлаждения, обслуживания и проведения ремонтных работ, а также контрольно-измерительные приборы и пневмоустройства контрольно-измерительных приборов и автоматики (КИПиА), служащая для оперативного управления, защиты, контроля и работы оборудования пожаробезопасности компрессорного цеха, предназначенная для сигнализации при пожаре и ликвидации его путем автоматического или управляемого процесса подачи воды, пены, углекислого газа в очаг пожара тепло- и звукоизоляции, предназначенная для уменьшения потерь тепла в окружающую среду, обеспечения нормативных санитарных условий, предохранения холодных поверхностей от конденсата.  [c.18]

Проектом предусматриваются выбор схемы электропитания, рода тока, питание приборов контроля регулирования и защиты с обеспечением необходимой надежности (закольцованные вводы, питание от нескольких источников электроснабжения), пределы колебаний напряжения, безопасность обслуживания, В настоящее время в ряде промышленных котельных находят применение четырехпроводные системы трехфазного переменного тока напряжением 380/220 В с глухой заземленной нейтралью и трехфазные трехпроводные системы переменного тока с изолированной нейтралью напряжением 380, 500 и даже 600 Б и напряжением ПО и 220 В постоянного тока.  [c.180]

Надежность и время срабатывания систем противоаварийной защиты (ПАЗ) определяются с учетом времени развития возможной аварии и с указанием регламентированных, предельно допустимых и опасных значений параметров. Время срабатывания системы защиты должно исключать опасное развитие процесса. Системы ПАЗ и управления процессами должны исключать их срабатывание от случайных и кратковременных сигналов нарушения нормального хода технологического процесса, в том числе и в случае переключений на резервный или аварийный источник электроснабжения. При выборе систем ПАЗ и ее элементов для объектов с блоками первой категории взрывоопасности в обоснованных случаях должны использоваться резервируемые элек-  [c.31]

В двух рассматриваемых ниже случаях применения более вескими причинами поиска независимости от телефонной сети общего пользования являются технические. Речь идет о системах связи для управления службами электроснабжения и железными дорогами. Заметим, что в девятнадцатом веке необходимость обеспечения безопасности па железных дорогах послужила важным стимулом для развития электрического те-1еграфа. Эффективность работы этих служб всецело зависит от скорости и надежности передачи информации на большие расстояния в условиях воздействия помех для обеспечения удовлетворительной работы соответствующих систем. Б них с самого начала проводились активные эксперименты с оптическими волокнами. Колея электро-фицированной железной дороги—источник не только значительных электромагнитных помех и паразитных контуров с замыканием через землю, но и значительных колебаний температуры. Линии электропередач образуют естественную трассу для линий связи, однако опять-таки электроизоляция и отсутствие помех является главным преимуществом воле. Японские компании разработали ряд волоконно-оптических систем, используемых для защиты энергетических систем, наблюдения и контроля, а также обмена информацией между ЭВМ. Проектируются ВОЛС длиной до 10 км с информационной пропускной способностью 30 Мбит/с и более. В Великобритании созданы экспериментальные ВОЛС, в которых волоконный кабель или подвешен на расстоянии от обратного провода заземления балансированных шестифазных линий электропередачи, или находится внутри него. В данном случае, вероятно, будет важна способность оптического волокна выдерживать механические и вибрационные нагрузки. Руководящие органы энергетики и железных дорог не в состоянии окупить разработки ВОЛС, но они должны способствовать их общему развитию.  [c.451]

Рассмотрены особенности электрификации горных работ, приведены схемы внешнего электроснабжения горных предприятий даны сведения об электрических нагрузках и режимах электропотребления изложены вопросы электрического освещения подземных и открытых горных работ рекомендованы меры защиты от поражения электрическим током, пожаров и взрывов описаны системы распределения электроэисргни представлено электрооборудование подстанций, распределительных пунктов на открытых горных работах, электрооборудование горных машин, комплексов и электровозного транспорта, а также решены вопросы энергоемкости, энергоаудита и энергоменеджмента на горных предприятиях.  [c.4]

Релейная защита и автоматика систем электроснабжения в Москве и области

Релейная защита предназначена для выявления и оперативного отключения электрооборудования, которое вышло из строя.

Электрические установки могут подвергаться:

• механическим повреждениям,
• перегрузкам,
• замыканию в сети.

Также в результате поломки в трансформаторе может быть утечка газа.

В указанных случаях не стоит немедленно отключать оборудование, так как данные неисправности не представляют особой опасности.

Современная релейная защита и автоматика выявит любые нарушения в работе установок и подаст предупредительный сигнал обслуживающему персоналу.

Воздушные и кабельные линии электрических сетей особенно подвержены повреждениям, так как имеют большую протяжность. Также на них влияют следующие факторы:

• грозовые удары,
• сильные ветры,
• загрязнения изоляторов,
• гололеды и др.

Кабельные линии, которые проходят через землю, могут портиться из-за:

• замерзания земли,
• осадки почвы,
• при ведении земляных работ,
• коррозии оболочек кабеля.

Вышеуказанные факторы могут вызвать короткое замыкание фаз, поэтому для быстрого реагирования и отключения поврежденных линий необходимо остановить данную установку.

Проверка и наладка релейной защиты проводится при вводе в эксплуатацию отдельного присоединения к конструкции на действующем объекте. Все это необходимо для:

• точной оценки исправности аппаратуры,
• правильности всех схем соединений,
• регулировки реле,
• проверки работоспособности всей конструкции РЗА.

Современные требования для системы релейной защиты и автоматики

Быстродействие – это свойство РЗ, которое характеризует скорость выявления поврежденных элементов. Оно измеряется интервалом времени от момента возникновения поломки до момента изолирования поврежденного элемента.

Чувствительность РЗ позволяет выявлять поломку в конце установленной для нее зоны действия в самом низком режиме работы энергосистемы.

ООО «МОСЭНЕРГОТЕСТ» осуществляет установку и обслуживание релейной защиты. Наши специалисты в самые короткие сроки произведут расчеты стоимости услуг, выполнят монтаж РЗиА, а также все работы по наладке и устранению неполадок. При выполнении заданий мы используем только импортное, современное и надежное оборудование.

Что защищает ваш блок питания?

Убедитесь, что ваша система защищена от сбоев источника питания, а также от дополнительных сценариев.

Неопытные инженеры-электронщики часто предполагают, что хорошая шина источника питания просто «случается», в то время как более опытные знают, что надежная, бесшумная шина не дается легко, но необходима для стабильной, стабильной работы. -свободная производительность системы. Но источник питания — это нечто большее, чем просто его способность обеспечивать стабильное напряжение постоянного тока, несмотря на изменения нагрузки и линии, переходные процессы в системе, шум и другие отклонения.

Как так? Хороший источник питания не просто обеспечивает, он также защищен от временных и постоянных сбоев, которые могут возникнуть внутри или снаружи, и защищает от причинения непоправимого ущерба системе, которая является ее нагрузкой.

Прежде чем мы рассмотрим различные типы защиты, стоит кратко рассмотреть четыре класса источников питания постоянного тока, также называемых регуляторами или преобразователями постоянного тока; обратите внимание, что указанные рейтинги текущей выходной мощности являются приблизительными и не имеют жестких или официальных границ:

1) для больших нагрузок, порядка 20 А и выше, существует множество готовых к использованию открытых или полностью металлических источников питания для применений AC-DC и DC-DC.

2) для умеренных нагрузок от 10 до 20 А есть модульные блоки питания; они часто залиты эпоксидной смолой для физической защиты

3) при токе менее 10 А существует множество доступных ИС, которым требуется несколько внешних пассивных и активных компонентов для работы в качестве полных источников питания

4) наконец, вы можете построить базовый источник питания из отдельных компонентов, таких как диоды и конденсаторы, часто в сочетании с небольшим LDO или контроллером переключения, необходимым

Итак, какие существуют типы защиты?

a) Защита от перегрузки (перегрузки по току / короткого замыкания) (OP), включая классический плавкий предохранитель, защищает источник питания в случае короткого замыкания в тракте нагрузки или начала потребления слишком большого тока.Многие поставляют «самоограничение» в том смысле, что они могут подавать только до определенного количества тока, и поэтому предохранитель не нужен. Стандартный предохранитель, который «перегорает» (размыкает цепь) и прекращает прохождение тока, необходимо заменить вручную; В одних ситуациях это проблема, в других — достоинство. Есть также электронные предохранители с автоматическим самовозвратом.

b) Ограничение по току и обратная связь по току являются расширениями защиты от перегрузки. Если ток, из которого нагрузка получает питание, превышает расчетный предел, функция обратного преобразования тока снижает как выходной ток, так и соответствующее напряжение до значений ниже нормальных рабочих пределов.В крайнем случае, если нагрузка вызывает короткое замыкание, ток ограничивается небольшой долей максимального значения, в то время как выходное напряжение, очевидно, стремится к нулю.

c) Блокировка при пониженном напряжении (UVLO) гарантирует, что преобразователь постоянного тока не будет пытаться работать, когда входное напряжение, которое он видит на своем входе, слишком низкое, Рисунок 1 . Почему это может быть проблемой? Во-первых, выход источника питания может быть неопределенным, если его напряжение постоянного тока слишком низкое, что может вызвать проблемы в системе. Во-вторых, он предотвращает «вампирское» истощение энергии из источника даже при низком напряжении; это может привести к разрядке аккумулятора, который система пытается зарядить.UVLO также помогает правильному функционированию последовательности включения питания (если таковая имеется). В-третьих, сам преобразователь постоянного тока в постоянный может быть поврежден, если он попытается повернуться, когда его собственный вход слишком низкий для правильного функционирования.

Во время различных режимов источника питания, когда он переходит из выключенного состояния в полностью включенное и обратно в выключенное, UVLO следит за тем, чтобы блок питания не пытался включиться и обеспечивать выход, если его входное напряжение ниже минимума, необходимого для правильной работы. . (Источник: Texas Instruments)

d) Защита от перенапряжения (OVP) срабатывает, если внутренний сбой в источнике питания вызывает его выходное напряжение выше указанного максимума с вероятным повреждением нагрузки.OVP отключает питание или ограничивает выход, когда напряжение превышает заданный уровень. Цепь OVP часто называют «ломом», предположительно потому, что она имеет тот же эффект, что и металлический лом на выходе источника питания. Правильно сконструированный лом работает независимо от самого источника питания.

Лом одного типа будет сброшен (после срабатывания) только при отключении питания; в другом типе он сбрасывается сам по себе после устранения неисправности выходного напряжения. Последний полезен, когда состояние, при котором сработал лом, является кратковременным, а не серьезным отказом в питании.В то время как большинство расходных материалов теперь поставляется со встроенным ломом, многие поставщики предлагают небольшую отдельную цепь лома, которую при необходимости можно добавить к существующей поставке.

e) Тепловая перегрузка возникнет, если система охлаждения источника питания неправильно спроектирована или не используется (вентилятор останавливается, поток воздуха блокируется). В этом случае источник питания, вероятно, превысит допустимую температуру, что значительно сократит срок его службы и может даже вызвать немедленную неисправность. Решение простое: цепь измерения температуры внутри или рядом с источником питания, которая переводит источник питания в режим покоя или отключения, если он превышает заданный предел.Некоторые термические отсечки автоматически позволяют возобновить работу источника питания при падении температуры, а другие — нет.

f) Защита от обратного подключения блокирует прохождение тока и обнуляет напряжение, если нагрузка подключена в обратном направлении (положительный выход питания к отрицательной нагрузочной шине и наоборот). Это особенно популярно в приложениях, где аккумулятор отсоединяется, а затем снова подключается, например, в автомобиле или где аккумулятор не запирается.

Итак, какие типы защиты вам нужно добавить в свой запас? Это, конечно, частично определяется приложением, но также зависит от конструкции поставки (пункты с 1 по 4 выше).Для источников питания в металлическом корпусе или модульных (типы питания 1 и 2) большинство этих режимов защиты обычно являются стандартными и включены (кроме предохранителя). Для типа 3 микросхемы питания могут предлагать некоторые или все функции защиты, но они также могут быть отключены (что необходимо в некоторых особых случаях, но также рискованно). Обратное соединение — это особый случай и добавляется только там, где это имеет смысл. Его можно реализовать с помощью простого диода, но это увеличивает потери на падение напряжения, поэтому необходима идеальная диодная схема.

Относитесь к источнику питания с должным уважением: убедитесь, что он защищен, а также защищает вашу электрическую цепь.Ваш дизайн и система будут вам благодарны.

Артикул

Texas Instruments, Отчет о применении SLVA769A, «Понимание блокировки при пониженном напряжении в силовых устройствах»

Power System Protection — обзор

17.1 Введение

Распознавание образов — это научная процедура, которая фокусируется на автоматическом обнаружении закономерностей и взаимосвязей во входных образцах. Затем он назначает метку или вывод с действительным знаком каждому входному шаблону. Шаблоны ввода могут быть предоставлены в зависимости от основной цели процедуры.Это могут быть события, измерения, процессы и захваты любого типа, которые необходимо классифицировать или оценить. Сегодня потребность в практическом функционировании распознавания образов возросла параллельно с продвижением основных процессоров. Появление новых концепций в промышленных системах и обработка большого количества информации порождает новую тенденцию в области распознавания образов. Разработка и внедрение различных систем распознавания образов подтверждают создание растущей тенденции в области применения и исследований.Систему распознавания образов можно разделить на категории по областям применения. Например, классификация изображения документа в области оптического распознавания символов, идентификация личности по лицу или отпечатку пальца в области биометрических данных, компьютерная диагностика в области медицины, автоматическое распознавание целей в области вооруженных сил, последовательность анализ в области биоинформатики, сортировка объектов в области промышленной автоматизации, защита энергосистем в области электроэнергетики и др.Проблемы распознавания образов имеют четыре общих решения, которые подразделяются на четыре класса: статистические, структурные, гибридные методы статистического и структурного подходов, а также подходы с искусственным интеллектом (ИИ). Последний рекомендуется для более сложных задач, где нет линейной и прямой связи между входными шаблонами и целевым вектором.

Основное внимание в этой главе уделяется применению распознавания образов в области защиты линий передачи.Линии электропередачи являются жизненно важными артериями сетей, по которым генерируемая энергия передается от электростанций к нагрузкам. Поэтому защита линий электропередачи жизненно важна для обеспечения надежности и безопасности системы. Электромеханические, электронные, цифровые, цифровые реле и современные интеллектуальные реле представляют собой тенденцию в области защиты энергосистем и, в частности, схем защиты линий электропередачи. Методы распознавания образов позволят обнаруживать, предсказывать, классифицировать и принимать решения, которые являются важными функциями, интегрированными в реализацию схем защиты для разработки более умной системы передачи.Дистанционные реле с различными функциями используются в качестве основных и резервных систем защиты. Модель принятия решений в дистанционном реле содержит представление о нелинейности отображения между входным вектором и выходной целью. Обнаружение неисправностей, классификация неисправностей или выбор фазы, обнаружение неисправностей с высоким импедансом, обнаружение симметричных неисправностей во время качания мощности и обнаружение качания мощности — это функции, разработанные с помощью методов распознавания образов. Поскольку характеристики некоторых схем обычных дистанционных реле имеют некоторые недостатки, методы распознавания образов имеют потенциал для улучшения характеристик схем.Функции, основанные на распознавании образов, могут выполнять свои функции во взаимодействии с другими процедурами обычных реле.

Поскольку исследователи исследуют применение методов искусственного интеллекта в энергосистемах в общих чертах, в этой главе индивидуально представлен обзор применения этих методов для защиты линий электропередачи следующим образом: Раздел 17.2 предоставляет более подробную информацию о методах распознавания образов из с точки зрения защиты энергосистемы. Раздел 17.3 объясняет наиболее важные функции дистанционного реле, основанные на распознавании образов. В разделе 17.4 представлена ​​общая структура интеллектуальных реле, а также описаны преимущества и недостатки реле на основе распознавания образов. Наконец, раздел 17.5 завершает главу.

Классы защиты IEC для источников питания

Безопасность

Блоки питания

подразделяются на один из трех классов защиты в зависимости от необходимости или отсутствия защитного заземления.

Class I — защита пользователя от поражения электрическим током достигается за счет комбинации изоляции и защитного заземления.

Класс II — где защита пользователя от поражения электрическим током достигается за счет двух уровней изоляции (двойной или усиленной)

Class III — где вход подключен к цепи безопасного сверхнизкого напряжения (SELV), что означает отсутствие необходимости в дополнительной защите.

Основное руководство по источникам питания — У вас есть копия?

Классовое различие

Важно отметить различие между блоком питания класса II, как описано выше, и блоком питания класса 2.Источник питания с ограниченным питанием (LPS), который относится к номинальной мощности ограничиваемого выхода в ВА.

Источник питания класса 2 имеет максимальную выходную мощность в ВА 100 ВА при коэффициенте мощности менее 0,9 или 100 Вт при коэффициенте мощности более 0,9. Кроме того, максимально допустимый выходной ток при любых условиях составляет 8 А, а максимальное выходное напряжение при любых условиях составляет 30 В постоянного тока. Требования к источнику питания класса 2, соответствующему UL1310, такие же, как и к источнику питания с ограниченным питанием (LPS) UL60950-1 и UL62368-1.

Использование внешнего источника питания класса II не вызывает затруднений, поскольку для безопасной работы требуется только двухжильный сетевой шнур, который отличает его от продукта класса I.

Компонент класса II или источник питания с открытой рамой не требует заземления для безопасной работы, но необходимо соблюдать минимальное расстояние от любой токоведущей части до корпуса, является ли корпус токопроводящим или нет, чтобы поддерживать два уровня защиты, необходимые от одного сбой в системе.

Хотя источник питания класса II не требует защитного заземления, некоторые изделия с более низким уровнем мощности класса II находят применение в системах класса I, а некоторые приложения класса II используют в системе функциональное заземление.

Источник питания класса II разработан с учетом требований ЭМС по излучению и невосприимчивости, но если выход источника питания подключен к защитному заземлению или функциональному заземлению, он создаст путь с низким сопротивлением для шума, изменяющего характеристики источника питания, и вероятно, что дополнительные компоненты фильтра необходимо будет установить вне источника питания для соответствия требованиям по выбросам.

Источники питания и системы релейной защиты — 1-е издание

Описание книги

Источники питания и системы релейной защиты предоставляет инженерам по релейной защите и электроэнергетике единый концентрированный источник информации о системах и устройствах вспомогательного электроснабжения. В книге также рассматриваются конкретные проблемы и решения систем и устройств питания релейной защиты, которые часто не освещаются в литературе.Автор, опытный инженер, имеющий более 100 патентов, опирается на свой собственный опыт, чтобы предложить читателям практические, проверенные советы.

Руководство по источникам питания релейной защиты для инженеров и техников

В первой главе рассматривается электроника и первичные элементы системы, включая транзисторы, тиристоры, оптопары, логические элементы и реле, а также принципы их работы. Этот опыт дает персоналу, обслуживающему системы электропитания релейной защиты, необходимые знания в области электроники, которые помогут им более эффективно работать с оборудованием.Следующие главы книги посвящены источникам питания встроенных цифровых реле защиты, зарядным устройствам, аккумуляторным батареям, источникам бесперебойного питания и характеристикам вспомогательных систем постоянного тока на подстанциях и электростанциях. В последних главах обсуждаются вопросы и проблемы, с которыми могут столкнуться инженеры и техники. К ним относятся проблемы с изоляцией, проблемы во вспомогательном источнике питания постоянного тока, такие как провалы напряжения, и электромагнитные помехи, такие как отключения электроэнергии, скачки и скачки напряжения.Автор также объясняет, как их решать.

Подходит как для начинающих, так и для опытных инженеров, книга написана для тех, кто работает с системами релейной защиты и с системами вспомогательного питания постоянного и переменного тока на электростанциях и подстанциях. Он сочетает в себе теорию и практические рекомендации, чтобы предоставить ценный справочник по устройствам и системам питания.

Содержание

Основные компоненты
Полупроводниковые материалы и p – n Переходы
Принцип транзистора
Некоторые типы транзисторов
Общие режимы биполярных транзисторов
Транзисторные устройства в режиме переключения
Тиристоры
Оптопары
Эталонные источники питания
118 Электромагнитные реле
118
Введение
Сравнительные характеристики линейных и импульсных источников питания
Проблемы с электролитическими конденсаторами
Выводы и рекомендации
Ссылки

Зарядные устройства для аккумуляторов
Назначение и режимы работы зарядных устройств для аккумуляторов
Устройство и принцип работы классического БК на тиристорах БК
с функцией разряда батареи
БК с двумя скоростями выходного напряжения
Принцип действия БК с высокочастотной связью
БК феррорезонансного типа
Автоматическое повторное включение БК
Проблема высокой емкости на выходных портах БК
Организация сигнализации о выходе из строя трансформаторов в блоке управления БК
Проблемы электромагнитных реле в БК
Устройство для контроля правильной работы вентилятора на объектах с аккумуляторами
Ссылки

Источник бесперебойного питания
Разнообразие источников бесперебойного питания Поставляет
Статический переключатель
Инвертор
Групповое питание ИБП
Проблема качества энергии в сетях с ИБП
Высоковольтный ИБП в совокупности
Дополнительные проблемы ИБП
Динамические и гибридные ИБП
Справочная информация

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи
Справочная информация
Принцип работы свинцово-кислотного аккумулятора
Влияние сульфатирования электродов на характеристики аккумулятора
Классификация свинцово-кислотных аккумуляторов
Типы пластин свинцово-кислотных аккумуляторных батарей
Типы электролитов
Сухозарядные аккумуляторные батареи
Емкость аккумуляторной батареи
Выбор на аккумуляторной батарее
Ссылки

Системы контроля целостности аккумуляторной батареи подстанции
Введение
Существующая система контроля непрерывности аккумуляторной батареи подстанции
Предлагаемый метод контроля непрерывности аккумуляторной батареи подстанции
Устройство для контроля цепи аккумуляторной батареи на основе нелинейного шунта
Использование стандартного шунта в качестве датчика тока
Использование датчика Холла в системах для контроля цепей батарей
Новейшие разработки и перспективы их применения
Заключение
Ссылки

Резервное копирование систем вспомогательного питания постоянного тока подстанции
Характеристики схемы резервирования с Диоды
Устройство защиты DPR
Устройство автоматического повторного включения для DCAPS
Ссылки

Проблемы изоляции в вспомогательном источнике постоянного тока подстанции
Неправильное срабатывание релейной защиты при заземлении одного из полюсов вспомогательного источника постоянного тока
Проблемы изоляции на подстанции DCAPS
Справочные документы

Нарушения напряжения в вспомогательном источнике питания
Электромагнитные помехи в электросети
Падения напряжения в сетях переменного тока
Проблемное действие силовых контакторов при переключении с основного на резервный вспомогательный источник питания переменного тока на подстанциях
Проблемы в вспомогательном источнике питания постоянного тока
Падения напряжения в системах подстанции вспомогательного источника питания
Ссылки

Индекс

PSU 101: Защита PSU

Защита блока питания

В этом разделе мы рассмотрим различные средства защиты, которые имеет блок питания, чтобы избежать повреждения не только источника питания, но и системы, в которую он питается.Многие бюджетные блоки питания имеют только необходимую защиту, требуемую спецификацией ATX (OCP, SCP, OVP), в то время как блоки более высокого уровня обычно имеют гораздо большую защиту.

Power Good или PWR_OK Signal

Как указано в спецификации ATX, PSU использует сигнал задержки Power Good или PWR_OK, чтобы указать, что выходы + 5V, +3,3 V и + 12V находятся в пределах пороговых значений регулирования источника питания и что Преобразователь накапливает достаточную сетевую энергию, чтобы гарантировать непрерывную работу в пределах спецификации в течение не менее 17 мсек при полной нагрузке (16 мсек для времени удержания потери переменного тока до PWR_OK).Период задержки PWR_OK согласно спецификации ATX должен быть менее 500 мс, а в идеале — менее 250 мс. В любом случае оно должно быть не менее 100 мс.

(OCP) Защита от перегрузки по току

Защита от перегрузки по току (OCP) — это популярная защита, которая встречается во всех блоках питания с несколькими шинами +12 В, и в большинстве случаев она также защищает второстепенные шины. OCP срабатывает, когда ток в рельсах превышает определенный предел. В спецификации ATX 2.2 указано, что если нагрузка на каждой тестируемой выходной шине достигает или превышает 240 ВА, то OCP должен создавать помехи (параграф 3.4.4). Однако в спецификации ATX 2.31 этот предел отсутствует. Чтобы обойти это, некоторые производители внедрили множество виртуальных шин +12 В, каждая из которых рассчитана на 240 ВА. Однако в большинстве случаев точка срабатывания OCP была установлена ​​намного выше, чтобы выдерживать пиковые токи, которые могут потреблять некоторые системные компоненты (например, видеокарты).

Для реализации OCP в блоке питания необходимы две вещи: шунтирующие резисторы и управляющая ИС, поддерживающая OCP. Шунтирующие резисторы представляют собой высокоточные резисторы с низким сопротивлением, используемые для измерения тока на выходах блока питания, используя падение напряжения, которое эти токи создают на резисторах.Измеряя количество шунтов в блоке питания в области пайки проводов +12 В, мы обычно можем найти реальное количество виртуальных шин +12 В. В некоторых случаях, когда производитель изначально построил блок питания как блок с несколькими шинами +12 В, а затем преобразовал его в один блок с шинами +12 В, шунтирующие резисторы просто закорочены.

Шунтирующие резисторы, используемые в Corsair AX1200i

OVP / UVP (защита от перенапряжения / пониженного напряжения)

В спецификации ATX указано, что схема считывания защиты от перенапряжения и источник опорного напряжения должны находиться в корпусах, отдельных от регулятора. схема управления и справочная информация.Таким образом, ни одна неисправная точка не должна вызывать устойчивое перенапряжение на любом выходе. Другими словами, все блоки питания должны иметь независимую схему защиты и не рассчитывать исключительно на ШИМ-контроллер для контроля выходных напряжений. Мы также должны добавить, что UVP не является обязательным, поскольку он не упоминается в спецификации ATX.

Как вы уже догадались, OVP и UVP постоянно проверяют напряжения на каждой шине и срабатывают, когда эти напряжения превышают или опускаются ниже точки срабатывания.Спецификация ATX предоставляет таблицу с минимальными, номинальными и максимальными значениями для триггерных точек OVP. Спецификация включает шину 5VSB, хотя и заявляет, что защита OVP на этой шине рекомендуется, но не требуется. Ниже вы найдете соответствующую таблицу.

Как видите, точки срабатывания слишком высоки. Производитель может установить OVP равным 15,6 для шин +12 В и при этом оставаться в пределах спецификации. Представьте себе, что 15,6 В проходит через компоненты вашей системы!

Поскольку точки запуска UVP не охватываются спецификацией ATX, все производители схем защиты IC могут устанавливать свои собственные.

OPP (Защита от превышения мощности)

Защита от превышения мощности (OPP) срабатывает, когда мощность, которую мы получаем от блока питания, превышает его максимальную номинальную мощность. Обычно производители оставляют немного места для перегрузки блока питания, поэтому порог OPP устанавливается на 50–100 Вт (в некоторых случаях даже больше) выше максимальной номинальной мощности блока питания. В блоках питания с одной шиной +12 В, где OCP в большинстве случаев не имеет смысла, OPP берет на себя его роль и отключает блок питания в случае перегрузки шины +12 В.

OTP (Защита от перегрева)

Когда присутствует защита от перегрева (OTP), мы обычно находим термистор, присоединенный к вторичному радиатору (блок управления вентилятором обычно использует термистор в том же радиаторе).Термистор сообщает схеме защиты о температуре радиатора, и если она превышает заданный порог, блок питания отключается. Повышенная температура может быть результатом перегрузки или отказа охлаждающего вентилятора, поэтому OTP предотвращает (дальнейшее) повреждение блока питания.

В некоторых случаях и из-за того, что OTP не поддерживается большинством доступных в настоящее время ИС супервизора, он может быть реализован другим методом (например, путем активации другой защиты при обнаружении избыточных температурных уровней во внутренних компонентах блока питания).Мы считаем, что OTP является одной из самых важных защит в любом блоке питания, хотя во многих моделях он отсутствует.

SCP (Защита от короткого замыкания)

Защита от короткого замыкания (SCP) постоянно контролирует выходные шины и, если обнаруживает сопротивление менее 0,1 Ом, немедленно отключает источник питания. Другими словами, если каким-либо образом происходит короткое замыкание выходных шин, эта защита срабатывает и отключает блок питания, чтобы предотвратить повреждение или возгорание. Согласно спецификации ATX 2.31, каждая шина +12 В должна иметь отдельное короткое замыкание.Эта защита присутствует практически во всех современных БП (по крайней мере, в брендовых).

Защита промышленных систем электропитания (настройки предохранителей, автоматических выключателей и реле максимального тока)

Примеры защиты источников питания

По мере того, как производственные процессы и установки становятся более сложными и обширными, требования к повышенной надежности источников электропитания также возросли. . Потенциальные затраты на время простоя из-за сбоя в электроснабжении завода также резко возросли.

Защита и управление промышленными системами электроснабжения (схемы и настройки реле) — на фото Реле защиты MiCOM

Защите и контролю промышленных систем электроснабжения необходимо уделять особое внимание. Многие из методов, которые были разработаны для энергосистем сверхвысокого напряжения, могут быть применены и к системам с более низким напряжением, но обычно в меньшем масштабе.

Однако промышленные системы имеют много особых проблем, требующих индивидуального внимания и разработки конкретных решений.

На многих промышленных предприятиях установлены собственные генераторы. Иногда используется только в аварийных ситуациях , питая ограниченное количество сборных шин и с ограниченной мощностью. Такое расположение часто применяется для обеспечения безопасного останова технологической установки и безопасности персонала.

На других предприятиях характер процесса позволяет производить значительное количество электроэнергии, что, возможно, позволяет экспортировать любые излишки в систему общественного электроснабжения — либо на уровне напряжения ниже линии передачи, либо на уровне распределения.Установки, которые производят генерацию параллельно с коммунальной распределительной сетью, часто называют когенерацией или встроенной генерацией.

В этой технической статье рассматриваются следующие примеры защиты и управления промышленных систем электроснабжения:

1. Координация предохранителей
2. Классификация предохранителей / MCCB / реле максимального тока
   1. Определение реле настройка тока
   2. Выбор характеристики реле и множителя времени
3. Защита подстанции с двойным питанием
   1. Общие положения
   2. Настройки реле защиты двигателя
   3. Настройки реле B
   4. Настройки реле C
   5. Комментарии к оценке

1.Координация предохранителей

Пример использования предохранителей основан на расположении на Рисунке 1 (а). Это неудовлетворительная схема с часто встречающимися недостатками.

Видно, что предохранители B, C и D будут различаться с предохранителем A, , но предохранитель E вспомогательной цепи на 400 A может не различать, с предохранителем подсхемы D на 500 A при более высоких уровнях тока короткого замыкания .

Рисунок 1 (a) — Защита плавким предохранителем: влияние компоновки на селективность — Неправильная компоновка, вызывающая проблемы с селективностью

Решение, показанное на Рисунке 1 (b), состоит в том, чтобы запитать цепь E 400A непосредственно от сборных шин.Плавкий предохранитель D подсхемы теперь может иметь пониженный номинал с 500 А до значения, скажем, 100 А, подходящего для оставшейся подсхемы.

Эта компоновка теперь обеспечивает схему распределения дифференцирующих предохранителей, удовлетворительную для промышленной системы .

Рисунок 1 (b) — Защита плавким предохранителем: влияние компоновки на дискриминацию — Неправильная компоновка и дискриминация

Однако есть промышленные приложения, где дискриминация является второстепенным фактором. В приложении, показанном на рисунке 2, контактор с номинальной мощностью 20 кА управляет нагрузкой в ​​одной подсхеме.

Номинал предохранителя 630A выбран для предохранителя малой мощности в цепи контактора, чтобы обеспечить защиту в пределах способности замыкания контактора .

Рисунок 2 — Пример резервной защиты

Выбран главный предохранитель на 800 А, как минимальный номинал, превышающий общий ток нагрузки на распределительном щите. Различия между двумя предохранителями не достигается, так как предварительное искрение I2t предохранителя на 800A меньше общего I2t предохранителя на 630A.

Таким образом, при большинстве неисправностей перегорает главный предохранитель, а также вспомогательный предохранитель , так что все остальные нагрузки, питаемые от распределительного щита, будут потеряны. .

В некоторых случаях это может быть приемлемо. Однако в большинстве случаев потеря всего распределительного щита из-за неисправности одной исходящей цепи будет неприемлема, и необходимо будет пересмотреть конструкцию.

Вернуться к содержанию ↑

2. Классификация предохранителей / MCCB / реле максимального тока

Пример применения автоматического выключателя в литом корпусе, предохранителя и реле защиты показан на рисунке 3.

A 1MVA Трансформатор 3,3 кВ / 400 В питает низковольтную плату через автоматический выключатель, который оборудован цифровым реле Alstom MiCOM P14x с диапазоном уставок 8-400% номинального тока и питается от трансформаторов тока 2000/1A .

Рисунок 3 — Схема сети для примера координации защиты — предохранитель / MCCB / реле

Требуется различение между реле и предохранителем и MCCB до номинального значения неисправности платы 40 кА. Для начала на Рисунке 18.19 показаны время / токовые характеристики предохранителя на 400 А и автоматического выключателя.

2а. Определение уставки тока реле

Выбранная уставка тока реле не должна быть меньше уровня тока полной нагрузки и должна иметь достаточный запас, чтобы позволить реле сброситься при протекании тока полной нагрузки.

Последнее может быть определено по номиналу трансформатора:

При коэффициенте ТТ 2000 / 1A и коэффициенте сброса реле 95% от номинального значения тока, настройка тока не менее 80% будет быть удовлетворительным, чтобы избежать отключения и / или невозможности сброса трансформатора, пропускающего ток полной нагрузки .

Однако выбор значения на нижнем пределе этого диапазона уставок тока приведет к смещению характеристики реле в сторону характеристики MCCB, и дискриминация может быть потеряна при низких токах повреждения.

Поэтому разумно изначально выбрать значение тока реле 100% .

Вернуться к содержанию ↑

2b. Выбор характеристики реле и множителя времени

Для реле выбирается характеристика EI, чтобы обеспечить селективность с помощью предохранителя .

Из рисунка 4 видно, что при уровне неисправности 40 кА предохранитель сработает менее 0,01 с, а автоматический выключатель MCCB сработает примерно за 0,014 с. Используя фиксированную градацию 0.4 с, необходимое время срабатывания реле станет 0,4 + 0,014 = 0,414 с .

При коэффициенте ТТ 2000 / 1A , настройке тока реле 100% и настройке TMS реле (настройка временного множителя) 1,0 , чрезвычайно обратная кривая дает время срабатывания реле 0,2 с при токе короткого замыкания 40кА . Это слишком быстро, чтобы обеспечить адекватную дискриминацию, и указывает на то, что кривая EI слишком серьезна для этого приложения. Переходя к характеристике реле VI, время срабатывания реле оказывается равным 0.71 с при TMS 1.0 .

Чтобы получить необходимое время срабатывания реле 0,414 с:

Настройка TMS = 0,414 / 0,71 = 0,583

Используйте TMS 0,6, ближайшую доступную настройку.

Использование другой формы характеристики с обратнозависимой выдержкой времени делает целесообразным также на этом этапе проверять селективность на более низких уровнях тока. При токе короткого замыкания 4кА реле будет работать в 8.1s , что не дает селективности с MCCB.Требуется время срабатывания реле 8,3 с .

Чтобы преодолеть это, характеристика реле должна быть удалена от характеристики MCCB, изменение, которое может быть достигнуто, используя TMS 0,625 . Пересмотренная характеристика реле также показана на рисунке 4.

Рисунок 4 — Градуированные кривые для примера классификации предохранителей / MCCB / реле

Вернуться к содержанию ↑

3. Защита подстанции с двойным питанием

В качестве примера о том, как реле цифровой защиты можно использовать в промышленной системе, рассмотрим типичную крупную промышленную подстанцию, показанную на Рисунке 5 ниже.Два трансформатора 1,6 МВА, 11 / 0,4 кВ , питающие сборную шину, чья секция шины нормально разомкнута.

Низковольтная система надежно заземлена. Самый большой исходящий фидер предназначен для двигателя мощностью 160 кВт, 193 кВА и пусковым током 7 x FLC .

Рисунок 5 — Пример классификации реле для распределительного щита с двойным питанием

Импеданс трансформатора соответствует стандартам IEC. Распределительное устройство и сборные шины низкого напряжения имеют номинальный ток короткого замыкания 50 кА (действ.). Для упрощения анализа рассматривается только защита НН от короткого замыкания фазы.

Вернуться к содержанию ↑

3a. Общие соображения

Анализ многих подстанций, сконфигурированных, как показано на Рисунке 5 выше, показывает, что максимальный уровень неисправности и ток нагрузки фидера достигается при замкнутом автоматическом выключателе секции шины и разомкнутом одном из автоматических выключателей питания. Это применимо до тех пор, пока распределительный щит имеет значительную нагрузку двигателя.

Вклад нагрузки двигателя в уровень неисправности в распределительном щите обычно больше, чем вклад от одного питающего трансформатора, поскольку трансформатор ограничивает величину тока повреждения, подаваемого с первичной стороны.

Уровень трехфазного размыкания на распределительном щите в этих условиях предполагается равным 40 кА, действующее значение.

Реле C ₁ и C ₂ не обязательно должны иметь характеристики направленности (подробнее об этом ниже), поскольку все три выключателя замыкаются только на мгновение во время переключения с одного питающего трансформатора на конфигурацию с двумя питающими трансформаторами.

Эта передача обычно является автоматизированной последовательностью, и вероятность возникновения неисправности в течение короткого периода (порядка 1 с), когда все три выключателя замкнуты, считается пренебрежимо малой.Точно так же, хотя эта конфигурация дает наибольший уровень неисправности в распределительном щите, она не рассматривается ни с точки зрения рейтинга неисправностей распределительного щита, ни с точки зрения защиты.

Предполагается, что используются современные цифровые реле. Для простоты используется фиксированная градация 0,3 с.

Применение направленных реле

Если к параллельным фидерам, имеющим один генерирующий источник, применяются неединичные ненаправленные реле, любые неисправности, которые могут возникнуть на любой одной линии, независимо от используемых настроек реле, изолируют оба линии и полностью отключите питание.

При таком типе конфигурации системы, необходимо применять направленные реле на принимающей стороне и сравнивать их с ненаправленными реле на передающей стороне , чтобы гарантировать правильную дискриминационную работу реле во время неисправностей линии.

Это достигается путем установки реле направления R ’ ₁ и R’ ₂ на Рисунке 6 с их направленными элементами, обращенными к защищаемой линии, и установкой им более низких значений времени и тока, чем реле R1 и R2.

Обычная практика — установить реле R ‘ ₁ и R’ ₂ на 50% нормальной полной нагрузки защищаемой цепи и 0,1 TMS , но необходимо следить за тем, чтобы номинал реле на удвоенный номинальный ток не превышается.

Рисунок 6 — Реле направления для параллельных фидеров

Вернуться к содержанию ↑

3b. Настройки реле защиты двигателя

Из приведенных характеристик двигателя можно найти настройки реле максимального тока (реле A), используя следующие рекомендации:

Термоэлемент

• Уставка тока: 300A
• Постоянная времени: 20 минут

Элемент мгновенного действия

Это единственные настройки, относящиеся к вышестоящим реле.

Вернуться к содержанию ↑

3c. Настройки реле B

Настройки реле B определяются с учетом уровней нагрузки и неисправности с выключателем секции между сборными шинами A ₁ и A ₂ замкнут . Информация о распределении нагрузки между двумя шинами отсутствует, но при отсутствии точной информации можно предположить, что каждая шина способна обеспечить полную нагрузку 1,6 МВА.

При использовании трансформаторов с фиксированным ответвлением напряжение на шине может упасть до 95% от номинального значения в этих условиях, что приведет к току нагрузки 2430A .

Уставка тока IDMT должна быть больше, чем это, чтобы избежать срабатывания реле при нормальных токах нагрузки и (в идеале) с совокупными токами пуска / повторного ускорения.

Если вся нагрузка на шину составляла нагрузка двигателя, совокупный пусковой ток превышал бы 13 кА, но установка тока в этом порядке была бы чрезмерно высокой и приводила бы к проблемам классификации в дальнейшем.

Маловероятно, что вся нагрузка является нагрузкой двигателя (хотя это действительно происходит, , особенно если для двигателей выбирается напряжение питания 690 В — все более распространенная практика) или что все двигатели запускаются одновременно (но одновременное повторное ускорение вполне может произойти).

Важно то, что реле B не выдает команду отключения в этих обстоятельствах. — то есть характеристика тока / времени реле превышает характеристику тока / времени наихудшего условия пуска / повторного ускорения.

Следовательно, предполагается, что 50% общей нагрузки шины составляет нагрузка двигателя, со средним пусковым током 600% тока полной нагрузки (= 6930 А) , и что повторное ускорение занимает 3 с .

Поэтому изначально используется значение тока 3000 А.

Характеристика SI используется для классификации реле, поскольку согласование с предохранителями не требуется. TMS необходимо настроить на соответствие тепловой защите реле A в «холодных» условиях, так как это дает наибольшее время работы реле A и условия повторного ускорения. Было обнаружено, что значение TMS, равное 0,41, обеспечивает удовлетворительную оценку, поскольку оно продиктовано переходным процессом пуска / повторного ускорения двигателя. В зависимости от точных условий повторного ускорения может потребоваться корректировка как текущих настроек, так и настроек TMS.

Обратите внимание, что более низкие настройки тока и TMS могут использоваться , если запуск двигателя / повторное ускорение не нужно рассматривать как .

Максимальное значение уставки должно быть выше тока полной нагрузки и переходного тока пуска / повторного ускорения двигателя, но меньше тока короткого замыкания с соответствующим запасом.

Первоначально выбрано значение 12,5 кА . Задержка времени , равная 0,3 с, должен использовать для обеспечения градации с реле A при высоких уровнях тока короткого замыкания.Оба реле A и B могут видеть ток, превышающий 25 кА при неисправностях на стороне кабеля выключателя, питающего двигатель мощностью 160 кВт.

Кривые реле показаны на рисунке 6 ниже:

Рисунок 6 — Классификация реле A и B

Вернуться к содержанию ↑

3d. Настройки реле C

Настройка элемента IDMT реле C ₁ и C ₂ должна подходить для защиты сборной шины при сортировке с реле B. Ограничивающим условием является градация с реле B, , поскольку это дает самое продолжительное время срабатывания реле C .

Текущее значение должно быть выше, чем для реле B для достижения полной координации, и подходит значение 3250A . Настройка TMS с использованием характеристики SI выбрана в соответствии с настройкой реле B при токе 12,5 кА (мгновенная настройка реле B) и составляет 0,45 .

Элемент с высокой уставкой должен соответствовать уровню реле B, поэтому требуется временная задержка 0,62 с. Уставка тока должна быть выше, чем у реле B, поэтому используйте значение 15 кА.

Окончательные кривые градации реле и настройки показаны на рисунке 7.

Рисунок 7 — Окончательные кривые градации реле

Вернуться к содержанию ↑

3e. Комментарии к классификации

Хотя вышеприведенная классификация может показаться удовлетворительной, защита первичной обмотки трансформатора не учитывалась.

Защита IDMT на этом этапе должна соответствовать реле C и кривым кратковременной стойкости трансформатора и кабелей при сквозном коротком замыкании.Это может привести к чрезмерно долгому времени работы. Даже если время работы на уровне 11 кВ является удовлетворительным, вероятно, следует рассмотреть вопрос о питании от электросети, что потребует дополнительного набора реле и еще одного этапа временной классификации, а время устранения неисправности на питании от электросети почти наверняка будет чрезмерным. .

Одним из решений является , чтобы принять полную потерю питания на шине 0,4 кВ в условиях одиночного ввода и закрытия секции шины .

Это достигается путем настройки реле C таким образом, чтобы градация с реле B не происходила на всех уровнях тока, или путем исключения реле B из схемы защиты.Аргументом в пользу этого является то, что политика работы сети состоит в том, чтобы гарантировать, что потеря питания в обеих секциях распределительного щита не произойдет при единичных непредвиденных обстоятельствах.

Поскольку работа с одиночным питанием не является нормальной, непредвиденная ситуация (неисправность или техническое обслуживание) уже произошла, так что дополнительная неисправность, вызывающая полную потерю питания распределительного щита из-за отключения одного из реле B, является второй чрезвычайной ситуацией. Таким образом, полная потеря подачи допустима. Альтернатива — принять отсутствие дискриминации в какой-то момент системы.

Другое решение — использовать частичную дифференциальную защиту для устранения необходимости в реле A, но оно используется редко. Принятая стратегия будет зависеть от индивидуальных обстоятельств.

Вернуться к содержанию ↑

Ссылка // Руководство по защите и автоматизации сети от Alstom Grid

Как защитить цепь импульсного источника питания постоянного тока?

Защита цепи — часто обсуждаемая тема, и различные типы
схемы защиты различаются из-за различных проблем в схеме.

Короткое замыкание, перегрузка, заземление и удары молнии являются наиболее частыми.
неисправности в системах электроснабжения. Для обеспечения безопасной и надежной работы
системы электроснабжения должны быть установлены защитные устройства для контроля
условия работы системы электроснабжения, вовремя обнаруживать неисправности и отключать
отключение питания неисправного оборудования, предотвращение аварии
распространение. Обычно схема защиты состоит из различных реле,
сигнальные устройства индикации и другие компоненты.

В этом блоге подробно обсуждаются несколько схем защиты. Ниже представлен вводный видеоролик о защите от короткого замыкания.

DIY Защита от короткого замыкания (перегрузки по току)

Каталог

I Введение в защиту цепи

Работа электронного оборудования не может быть отделена от электричества, поэтому импульсный источник питания постоянного тока, который может контролировать электричество, играет более важную роль. и более важная роль.И он вошел в различные области электроники и электрического оборудования: обмен SPC, связь, питание электронного испытательного оборудования и источник питания управляющего оборудования, которые широко используются в импульсном источнике питания постоянного тока.

Между тем, с развитием многих высокотехнологичных технологий, включая технологию высокочастотной коммутации, технологию мягкой коммутации, технологию коррекции коэффициента мощности, технологию синхронного выпрямителя, интеллектуальную технологию, технологию поверхностного монтажа и т. Д., технология импульсных источников питания постоянно совершенствуется. Это обеспечивает широкий спектр возможностей для импульсных источников питания постоянного тока.

Схема постоянного тока

Но схема сложна для управления в импульсном блоке питания, транзистор и интегрированное устройство имеют плохую устойчивость к электричеству и тепловому удару, что доставляет пользователю большие неудобства в процессе использования. Чтобы обеспечить безопасность самого импульсного источника питания и нагрузки, защита от перегрева, защита от перегрузки по току, защита от перенапряжения и схема защиты плавного пуска разработаны в соответствии с принципом и характеристиками импульсного источника питания постоянного тока.

II Принцип и характеристики коммутируемой мощности

2.1 Принцип работы коммутируемой мощности

Импульсный источник питания постоянного тока состоит из входной части, части преобразования мощности, выходной части и части управления. Блок преобразования энергии является ядром импульсного источника питания. Он выполняет преобразование, необходимое для вывода на высокочастотный и нестабильный постоянный ток. Он в основном состоит из переключающего транзистора и высокочастотного трансформатора.

Рисунок 1. Принцип импульсного источника питания постоянного тока

На рисунке 1 показана принципиальная схема и эквивалентная блок-схема импульсного источника постоянного тока, который состоит из двухполупериодного выпрямителя, переключающей трубки V, сигнала возбуждения, маховикового диода. Vp, индуктивность накопителя энергии и емкость фильтра C. Фактически, основной частью импульсного источника питания постоянного тока является трансформатор постоянного тока.

2.2 Характеристики импульсной мощности

Чтобы удовлетворить потребности пользователей, основные мировые производители импульсных источников питания стремятся одновременно разрабатывать новые и высокоинтеллектуальные компоненты, особенно за счет снижения потерь вторичного выпрямителя.Для улучшения магнитных свойств при высокой частоте и высокой плотности магнитного потока были разработаны материалы из силового феррита (Mn-Zn).

В то же время применение технологии SMT в области импульсных источников питания также значительно продвинулось. Компоненты расположены по обеим сторонам печатной платы, чтобы импульсный источник питания был легким, маленьким и тонким. Таким образом, высокая частота, высокая надежность, низкое энергопотребление, низкий уровень шума, защита от помех и модульность являются тенденциями развития импульсных источников питания постоянного тока.

Однако импульсные источники питания постоянного тока также имеют недостатки.

Импульсный блок питания постоянного тока имеет серьезные помехи, и его способность адаптироваться к суровым условиям и внезапным сбоям является слабой. В развивающихся странах все еще существует определенный пробел в технологии микроэлектроники. В частности, технология производства резисторов и конденсаторов и технология магнитных материалов сравниваются с технологиями некоторых технологически развитых стран. Поэтому изготовление импульсных источников питания постоянного тока очень сложно.В большинстве стран мира обслуживание затруднено, а стоимость высока.

III Защита импульсного источника постоянного тока

Основываясь на характеристиках импульсного источника постоянного тока и фактическом электрическом состоянии, чтобы обеспечить безопасную и надежную работу импульсного источника постоянного тока в неблагоприятных условиях окружающей среды и внезапной неисправности, в данной статье разрабатывается разнообразие схем защиты в зависимости от различных условий.

3.1 Схема защиты от перегрузки по току

Рисунок 2.Схема защиты от перегрузки по току на входе

В схеме импульсного источника питания постоянного тока, чтобы избежать короткого замыкания и повреждения от переполнения для защиты трубки регулятора в цепи, основным методом является то, что, когда выходной ток превышает определенное значение, трубка регулятора закрывается. в состоянии обратного смещения, таким образом, ток цепи отключается автоматически. Как показано на рис. 2, схема защиты от перегрузки по току состоит из транзистора BG2 и резистора делителя R4, R5. Когда схема работает нормально, базовый потенциал BG2 ниже, чем у эмиттера, из-за взаимодействия частичного напряжения между R4 и R5, а эмиттерный переход несет обратное напряжение.Таким образом, BG2 находится в состоянии отключения (эквивалентном разомкнутой цепи), которое используется для стабилизации напряжения. Но схема стабилизации напряжения не действует. Когда в цепи происходит короткое замыкание, выходное напряжение равно нулю и эмиттер BG2 эквивалентен заземлению, тогда BG2 находится в состоянии насыщения проводимости (эквивалентно короткому замыканию), так что основание трубки регулятора BG1 и эмиттер находятся рядом для короткого замыкания, и в состоянии отключения ток цепи отключается для достижения цели защиты.

3.2 Схема защиты от перенапряжения

Защита от перенапряжения импульсного регулятора в импульсном источнике питания постоянного тока включает защиту от перенапряжения на входе и защиту от перенапряжения на выходе. Если напряжение нестабилизированного источника питания постоянного тока (например, батарей и выпрямителей), используемого импульсным стабилизатором, будет слишком высоким, это приведет к неправильной работе импульсного регулятора и даже к повреждению внутренних устройств. Следовательно, в импульсном блоке питания необходимо использовать схему защиты от перенапряжения на входе.Рис. 3 представляет собой схему защиты, состоящую из транзисторов и реле, в которой напряжение входного источника питания постоянного тока выше, чем напряжение пробоя стабилитрона, в этом состоянии ток течет через резистор R, делая диод T проводящим. После этих электрических воздействий реле срабатывает, и общий замкнутый контакт размыкается, и подается ток. Схема защиты полярности входного источника питания может быть объединена с защитой от перенапряжения на входе для формирования схемы идентификации защиты полярности и защиты от перенапряжения.

Рисунок 3. Схема защиты от перенапряжения на входе

3.3 Схема защиты плавного пуска

Схема импульсного источника питания сложна, входной конец импульсного регулятора обычно соединен с входным фильтром с малой индуктивностью и большой емкостью. В момент запуска через конденсатор фильтра протекает большой импульсный ток, который может в несколько раз превышать нормальный входной ток. Такой большой импульсный ток плавит контакты обычного выключателя питания или реле и плавит входной предохранитель.Кроме того, импульсный ток может также повредить конденсаторы, сократить срок их службы, вызвать преждевременное повреждение. С этой целью в цепь следует подключить токоограничивающее сопротивление, через это токоограничивающее сопротивление для зарядки конденсатора. Чтобы не потреблять слишком много энергии из-за токоограничивающего сопротивления и не влиять на нормальную работу импульсного регулятора, поэтому используется реле для автоматического подключения его после завершения переходного процесса, что делает источник питания постоянного тока непосредственно на импульсный регулятор.Это называется схемой «плавного пуска» импульсного источника постоянного тока.

Рисунок 4. Схема защиты от плавного пуска

При включении источника питания конденсатор C заряжается входным напряжением через выпрямительный мост (D1 ~ D4) и токоограничивающее сопротивление R1 для ограничения импульсного тока. Инвертор работает нормально, когда конденсатор C заряжен примерно до 80% номинального напряжения. Триггерный сигнал тиристора генерируется вспомогательной обмоткой главного трансформатора, которая включает тиристор и замыкает токоограничивающее сопротивление R1, а импульсный источник питания находится в нормальном рабочем состоянии.Чтобы повысить точность времени задержки и предотвратить дрожание и колебания срабатывания реле. Схема задержки может заменить схему задержки RC схемой, показанной на рисунке 4 (b).

3.4 Схема защиты от перегрева

Высокая степень интеграции и небольшой вес импульсного регулятора в импульсном блоке питания постоянного тока значительно увеличивают удельную мощность на единицу объема, поэтому, если внутренние компоненты блока питания не имеют соответствующего увеличения температура рабочей среды неизбежно приведет к нарушению рабочих характеристик схемы и преждевременному сокращению срока службы компонентов.Следовательно, схема защиты от перегрева должна быть установлена ​​в импульсном блоке питания постоянного тока большой мощности.

Рисунок 5. Схема защиты от перегрева

В этом документе температурное реле используется для определения внутренней температуры блока питания. Когда внутренняя часть устройства источника питания перегревается, срабатывает реле температуры, которое переводит цепь аварийной сигнализации всей машины в состояние аварии и реализует защиту от перегрева источника питания.

Как показано на рис. 5 (a), тепловой тиристор управляющего затвора P-типа расположен рядом с транзистором переключателя мощности в схеме защиты. Согласно характеристикам TT102 (температура включения устройства определяется значением Rr, чем больше Rr, тем ниже температура проводимости), когда температура силовой трубки или температура внутри устройства превышает допустимое значение, включается тепловой тиристор и загорается светодиод, сигнализирующий о тревоге.При взаимодействии с фотоэлектрическим соединителем, который может обеспечить работу всей цепи аварийной сигнализации машины, защищая источник питания переключателя.

Схема также может быть спроектирована, как показано на рис. 5 (b), для защиты силового транзистора от перегрева. Базовый ток переключающего транзистора шунтируется TT201 теплового тиристора управляющего затвора типа N, и переключающая трубка отключается, также отключается ток коллектора, и предотвращается перегрев.

IV Заключение

В этом блоге в основном обсуждаются различные методы защиты внутренних устройств в импульсных источниках питания постоянного тока, а также представлены некоторые конкретные схемы.Для данного импульсного источника питания постоянного тока очень важно для безопасности и надежности устройства источника питания, является ли схема защиты идеальной и обязательно настроенной для работы. Поскольку схема защиты и структура схемы импульсного источника питания разнообразны, разумная схема защиты и структура схемы должны быть выбраны для конкретных устройств источника питания. На практике обычно используются несколько методов защиты, чтобы сформировать идеальную систему защиты, обеспечивающую нормальную работу импульсного источника постоянного тока.

FAQ

1. Какова цель защиты цепи?

Основными целями защиты цепи являются 1) локализация и изоляция состояния или неисправности и 2) предотвращение и минимизация любых ненужных потерь мощности. Существует несколько типов ненормальных условий, которые могут возникать на протяжении всего срока эксплуатации здания, в которых электрическая система должна быть спроектирована для исправления или преодоления.

2. Какие защитные устройства используются в схемах?

Предохранители, автоматические выключатели, УЗО и АВДТ — это все устройства, используемые для защиты пользователей и оборудования от неисправностей в электрической цепи путем изоляции источника питания.

3. Как защитить схему?

Самым простым устройством является плавкий предохранитель, тип резистора с низким сопротивлением, который действует как жертвенное устройство для защиты от перегрузки по току цепи нагрузки или источника. Плавкий предохранитель защищает цепь, но когда он используется, это капут.

4. Каковы два основных устройства защиты цепи?

В этой главе рассматриваются два типа устройств защиты цепей: предохранители и автоматические выключатели.Предохранитель — это простейшее устройство защиты цепи. Он получил свое название от латинского слова «fusus», что означает «таять». Предохранители использовались почти с самого начала использования электричества.

5. Что такое импульсный источник питания постоянного тока?

Импульсный источник питания постоянного тока (также известный как импульсный источник питания) регулирует выходное напряжение посредством процесса, называемого широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Процесс ШИМ генерирует некоторый высокочастотный шум, но позволяет создавать импульсные источники питания с очень высокой энергоэффективностью и малым форм-фактором.

6. В чем разница между линейным источником питания постоянного тока и импульсным источником питания?

Линейные источники питания выдают постоянный ток, пропуская первичное переменное напряжение через трансформатор и затем фильтруя его, чтобы удалить переменную составляющую. Импульсные источники питания отличаются более высокой эффективностью, меньшим весом, более длительным временем выдержки и возможностью работать в более широких диапазонах входного напряжения.

7. Могу ли я использовать импульсный источник питания для привода двигателя постоянного тока?

Простой нерегулируемый аналоговый источник питания может быть проще и может обеспечить большой пусковой ток под нагрузкой, превышающий импульсный.Двигатели постоянного тока не слишком привередливы к питанию и обычно неплохо работают на нефильтрованном постоянном токе.

8. Нужен ли импульсный блок питания?

Импульсный источник питания подразумевает более высокий КПД из-за высокой частоты переключения, что позволяет использовать более дешевый высокочастотный трансформатор меньшего размера, а также более легкие и менее дорогие компоненты фильтра. Импульсные источники питания содержат больше общих компонентов, поэтому, как правило, они дороже.