3tom274

8. ELEKTROENERGETYCZNA AUTOMATYKA ZABEZPIECZENIOWA 550

8.11.5. Automatyka wymuszania składowej czynnej prądu zwarciowego AWSC

W sieci kompensowanej w miejscu zwarcia doziemnego przepływa prąd zwarciowy, który składa się z:

—    nieskompensowancgo prądu pojemnościowego,

—    składowej czynnej prądu zwarciowego,

—    prądu wyższych harmonicznych.

Wartość składowej czynnej nie przekracza 3h-4% wartości prądu zwarciowego i jest niewystarczająca do pobudzenia członów rozruchowych przekaźników ziemnozwarciowych o charakterystyce czynnomocowej i odpowiednio dużym współczynniku czułości (k_c > 2). Składowa czynna może być zwiększona w sposób sztuczny. Uzyskuje się to przez:

—    włączenie rezystora wymuszającego do specjalnego uzwojenia urządzenia kompensującego (wymuszenie pierwotne bezpośrednie w sieci średniego napięcia);

—    włączenie rezystora wymuszającego równolegle do urządzenia kompensującego poprzez trójfazowy transformator o grupie połączeń Yz;

—    włączenie rezystora wymuszającego do dodatkowego uzwojenia dławików gaszących. Automatyka wymuszenia składowej czynnej powinna spełniać następujące kryteria:

—    wartość składowej czynnej prądu zwarciowego przy zwarciu jednofazowym z ziemią na szynach przy znamionowym napięciu zasilającym powinna wynosić 15-^20 A — przy wymuszeniu pośrednim oraz 40 A — przy wymuszeniu bezpośrednim.

Rys. 8.45. Schemat funkcjonalny wymuszenia składowej czynnej prądu ziemnozwarciowego z wykorzystaniem transformatora pośredniczącego YZ5

Na rysunku 8.45 przedstawiono schemat automatyki wymuszania składowej czynnej. W normalnych warunkach pracy sieci zestyk Q2 w obwodzie rezystora wymuszającego R pozostaje otwarty. Zestyk ten zostaje zamknięty po czasie t ss 3 s od chwili wystąpienia zwarcia doziemnego w sieci na okres ok. 5 s. Urządzenie AWSC jest wzbudzane równolegle dwiema wielkościami 1₀ i U₀.

Prąd rozruchowy przekaźnika prądowego reagującego na przepływ prądu kompensującego powinien spełniać zależność

Irś

h»u_a

K,k_cU^

(8.102)

gdzie: In, — prąd kompensacji dławika; U_c.— napięcie punktu gwiazdowego w momencie

zaistnienia zwarcia doziemnego; f/_ph — napięcie fazowe sieci; k_c — współczynnik czułości, k_c > 2; K, — przekładnia przekładnika prądowego w punkcie gwiazdowym dławika.

W większości przypadków można założyć

UJV# = 0,4-0,65    (8.103)

Wartość ta jest określona dla sieci 15-h20 kV, gdy współczynnik kompensacji jest równy 1,1, a rezystywność warstwy powierzchniowej gruntu wynosi ok. 200 fi rn.

Praktycznie, prąd pobudzenia przekaźnika prądowego należy ustawić na połowę prądu dolnego zakresu dławika; napięcie kolejności zerowej U„ na wartość 40%, czyli 40 V tego napięcia przy zwarciu metalicznym. Automatyka wymuszenia składowej czynnej doziemnego prądu zwarciowego powinna załączać samoczynnie rezystor wymuszający z opóźnieniem wynoszącym ok. 3 s na czas wyrażony wzorem

t = 2f_mlx+t_p+0,5    (8.104)

w którym: t_aai — największe opóźnienie zabezpieczenia ziemnozwarciowego w danej sieci; t_p — czas pierwszej przerwy beznapięciowej SPZ.

Zanik prądu doziemnego przed załączeniem rezystora wymuszającego powinien spowodować odwzbudzenie AWSC i niezałączenie rezystora. Maksymalny czas załączenia rezystora podczas jednego cyklu pracy automatyki nie powinien przekraczać 5 s. Zakłócenie w pracy AWSC, prowadzące do niewyłączenia w nastawionym czasie rezystora wymuszającego, powinno po czasie ok. 1 s spowodować samoczynne wyłączenie wyłącznika w polu transformatora uziemiającego.

8.12. Rezerwowanie w automatyce zabezpieczeniowej

Brak działania zabezpieczenia może doprowadzać do katastrofalnych skutków, stąd wymagania dotyczące pewności (patrz zależność (8.4)) są bardzo duże. Aby je spełnić, niezbędne jest rezerwowanie poszczególnych elementów systemów wyłączenia zwarć (rys. 8.17). W praktyce znana jest rezerwa lokalna, zdalna oraz obszarowa.

Rezerwa lokalna polega na zastosowaniu dodatkowego zabezpieczenia, działającego niezależnie od zabezpieczenia podstawowego. Rezerwa ta występuje w następujących wariantach:

—    niezależne równorzędne zabezpieczenie, najczęściej działające na innej zasadzie niż zabezpieczenie podstawowe, przy czym w takich przypadkach określenie, które z nich jest podstawowe, staje się czymś umownym (np. dla linii zestawienie zabezpieczenia odległościowego i porównawczo-fazowego lub dwóch zabezpieczeń odległościowych różnych typów). Zadziałanie któregokolwiek zestawu powoduje wyłączenie zabezpieczanego obiektu (zasada ,jeden z dwóch”). Dzięki temu pewność wyeliminowania działań brakujących wzrasta, osiągając poziom bliski jedności. Jednakże pogarsza się niezawodność (8.5), zwielokrotnia się bowiem liczba działań zbędnych. Wyeliminowaniem tego mankamentu może być rozwiązanie bardzo kosztowne, i z tego powodu rzadko stosowane, polegające na zastosowaniu trzech niezależnych zabezpieczeń wyłączających obiekt chroniony na zasadzie „dwa z trzech”. Oznacza to, że do wyłączenia obiektu wymagane jest jednoczesne działanie co najmniej dwóch zabezpieczeń;

—    dodatkowe uproszczone zabezpieczenie, zazwyczaj znacznie bardziej prymitywne, a przeto tańsze od zabezpieczenia podstawowego, niekiedy działające ze zwłoką czasową (np. zabezpieczenie nadprądowe zwłoczne, reagujące na prąd składowej zerowej, oprócz zabezpieczenia odległościowego). W takim przypadku zabezpieczenie