Секция 1
ЭНЕРГЕТИКА: ЭКОЛОГИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, БЕЗОПАСНОСТЬ
нечувствительность к этим повреждениям других ступенчатых защит обусловливают
необходимость и правомерность построения релейной защиты
указанных силовых компонентов не
в целом для всего оборудования (трансформаторы и автотрансформаторы) или обмоток
трансформаторно-реакторных элементов, а по выделенным участкам пространства данных
обмоток с указанием мест повреждения [1].
При данном построении РЗ ее действие будет жестко обнаруживать участок обмотки, на
котором произошло повреждение, причем выявление места повреждения может осуществляться
не на
отключенном оборудовании, а в процессе контроля повреждения на работающих
трансформаторных и реакторных компонентах. Это может быть выполнено путем осуществления
релейной защиты каждого участка каждой обмотки, например, в виде дифференциального или
дифференциально-фазного принципа контроля однотипной электрической величины по концам
участка. Названные как и любые другие принципы современной релейной защиты реализуются
путем присоединений измерительных органов к вторичным обмоткам трансформаторов тока,
масштабирующих первичные токи и обеспечивающих изоляцию вторичных обмоток от
высоковольтных потенциалов первичных цепей. Последнее обусловливает большие габариты и
стоимости трансформаторов тока. Такое решение даже при незначительном количестве
контролируемых участков на пространстве обмотки, тем более при большом их количестве, может
оказаться неприемлемым как
технически, так и экономически.
Действительно, анализ распределений напряжений вдоль обмоток, соединенных в звезду,
но в ряде случаев и в треугольник, также режимных изменений этих напряжений и КЗ показывает,
что оно может быть разным в каждой точке обмоток: от нуля до максимального. Поэтому
изоляция датчиков (трансформаторов) тока должна быть выполнена на
максимальное рабочее при
глухом заземлении нейтрали или ожидаемое перенапряжение в противном случае, что приведет к
большому увеличению габаритов как обмоток, так и магнитопровода. Однако возможно
приемлемое решение, если вместо трансформаторов тока обеспечить изоляционную развязку
миниатюрными оптоволоконными жилами, которые выполняют как названную функцию, так и
устойчиво проводят сигналы без помех. При
этом однако необходимо обеспечить также измерение
первичных электрических величин по концам участков без трансформаторов тока. Предлагается в
качестве датчиков электрических величин использовать падения напряжения на промежутках
провода обмотки от концов вглубь участка. Также необходимо информацию высоковольтных
первичных величин использовать для отключения находящихся на потенциале земли
коммутационных аппаратов. Поэтому потребуется обязательное разделение
преобразовательной
аппаратуры каждого участка на две: «высоковольтную», находящуюся на потенциале проводов
защищаемой обмотки и размещенную как обычная аппаратура на потенциале земли. Так как
измерение электрических величин по концам участков могут выполняться только
непосредственно на проводах защищаемой обмотки, то с точки зрения упрощения целесообразно,
чтобы «высоковольтная» аппаратура выполняла все функции по
измерению, преобразованию,
функциональной и логической обработке сигналов, а вырабатываемый выходной потенциальный
сигнал отключения на высоковольтном потенциале требовал бы только изоляционной развязки
при подаче на приводы коммутационных аппаратов.
Однако разность напряжений на концах участка вследствие распределения рабочего
напряжения вдоль обмотки не позволяет электрическим путем (проводами) сформировать
обменные дифференциальные цепи между преобразователями, измеряющими
падения напряжения
на концевых промежутках, т.е. сами преобразователи и их выходы находятся как на
высоковольтных потенциалах, так и разных их величинах в соответствии с распределением
напряжения вдоль обмоток. Различие этих потенциалов зависит от многих факторов: режима
работы, мощности, конструкции и схем соединений обмоток защищаемых трансформаторно-
реакторных объектов, параметров среды
и др., т.е. практически является случайной величиной.
Поэтому электрическая компенсация указанного отличия (перепада) напряжений будет
неэффективной. Кроме того, ток рабочего режима по своей большой величине в ряде случаев
перекроет величины токов КЗ на концах участка и не позволит использовать разную полярность
этих токов. Поэтому логика дифференциально-фазного принципа в таких
случаях ничего может не
дать, т.к. полярности измеряемых токов на концах участка с КЗ останутся одинаковыми как при
сквозных, так и внутренних для каждого участка токах КЗ.
В таких случаях может дать нужный эффект дифференциальный принцип, который в
дифференциальной цепи жестко компенсирует сквозной ток и суммирует разнополярные токи на
концах участка, обусловленные КЗ на нем. Однако его выполнение требует полноценной изоляции
от первичных цепей, чтобы исключить влияние любых возможных перепадов напряжений по
43