Perlindungan relai pdf. Perlindungan relai sistem tenaga listrik. M. Fedoseev, M.A. Fedoseev. Bab dua belas. Perlindungan generator sinkron
(Dokumen)
n1.doc
N.V. ChernobrovovR E L E I N A
PERLINDUNGAN
EDISI KELIMA,
DAUR ULANG
Disetujui oleh Kementerian
Energi dan elektrifikasi Uni Soviet
Sebagai alat bantu pengajaran
Untuk mahasiswa energi
Dan sekolah teknik konstruksi energi
"E N E R G I I" MOSKOW 1974
6P2.11
UDC 621.316..925 (075)
Chernobrov N.V.
Ch-49 Perlindungan relai. Buku teks untuk sekolah teknik.
Ed. 5, direvisi. dan tambahan M., "Energi", 1974. 680 hal. Dari sakit.
Buku ini membahas perlindungan relai jaringan listrik, peralatan pembangkit listrik, dan busbar switchgear. Edisi keempat buku itu muncul pada tahun 1971.
Buku ini dimaksudkan sebagai alat bantu pengajaran bagi siswa sekolah teknik energi dan dapat digunakan oleh mahasiswa universitas kelistrikan dan energi, serta insinyur dan teknisi yang terlibat dalam pengoperasian, pemasangan, dan desain proteksi relai pembangkit listrik dan jaringan.
30311-601
051(01)-74
75-74 6P2.11
Rumah penerbitan "Energi", 1974.
KATA PENGANTAR EDISI KELIMA
Perlindungan relai melakukan penghapusan kerusakan dan mode abnormal secara otomatis di bagian kelistrikan sistem tenaga dan merupakan otomatisasi terpenting yang memastikan pengoperasian yang andal dan stabil.
Dalam sistem energi modern, pentingnya perlindungan relai semakin meningkat karena pesatnya pertumbuhan kekuatan sistem energi, penyatuannya menjadi satu sistem yang terhubung secara elektrik di beberapa wilayah, seluruh negara, dan bahkan beberapa negara bagian.
Ciri khas dari sistem energi modern adalah pengembangan jaringan tegangan tinggi dan ultra-tinggi, di mana sistem energi digabungkan dan aliran energi listrik yang besar ditransfer dari pembangkit listrik yang kuat ke pusat konsumsi besar.
Di Uni Soviet, berdasarkan jaringan 500 kV, Sistem Energi Terpadu Negara (UES) sedang dibuat, saluran transmisi 500-750 kV yang kuat dan diperpanjang sedang dibangun, dan dalam waktu dekat direncanakan untuk membuat saluran transmisi yang lebih kuat dari 1150 kV AC dan 1500 kV DC, pembangkit listrik termal, hidrolik, dan nuklir terbesar, kekuatan unit daya meningkat. Sejalan dengan itu, daya gardu listrik bertambah, konfigurasi jaringan listrik menjadi lebih rumit dan bebannya bertambah.
Pertumbuhan beban, peningkatan panjang saluran transmisi daya, pengetatan persyaratan untuk stabilitas sistem tenaga memperumit kondisi pengoperasian proteksi relai dan meningkatkan persyaratan untuk kecepatan, sensitivitas, dan keandalannya. Sehubungan dengan itu, terdapat proses pengembangan dan peningkatan teknologi proteksi relai yang berkelanjutan, yang bertujuan untuk menciptakan proteksi yang semakin maju yang memenuhi persyaratan energi modern.
Perlindungan baru sedang dibuat dan dioperasikan untuk transmisi daya tegangan ekstra tinggi jarak jauh, untuk generator besar, transformator, dan unit daya. Perlindungan jarak jauh dengan karakteristik kompleks sedang dikembangkan, yang memungkinkan untuk mendapatkan solusi optimal untuk tugas yang sangat kompleks - detuning perlindungan yang andal terhadap beban dan ayunan sambil mempertahankan sensitivitas yang memadai jika terjadi korsleting. Cara sedang dicari untuk meningkatkan pemblokiran dari ayunan dan dari kerusakan pada sirkuit tegangan. Metode untuk mencadangkan kegagalan perlindungan dan sakelar sedang diperbaiki. Kecenderungan menjauh dari relai elektromekanis dan menuju sistem non-kontak statis menjadi semakin jelas.
Dalam hal ini, ini banyak digunakan dalam perangkat proteksi relai untuk perangkat semikonduktor (dioda, transistor, thyristor). Desain relai berdasarkan elemen magnet sedang dikembangkan. Upaya sedang dilakukan untuk menggunakan relai kontak yang lebih andal daripada desain elektromekanis konvensional. Relai ini termasuk kontak tertutup yang dikontrol secara magnetis (sakelar buluh), yang merupakan relai tanpa lengan (digunakan dalam teknologi komputer). Mereka dicirikan oleh kecepatan tinggi, keandalan, dan ukuran kecil. Kemungkinan menggunakan komputer digital untuk menjalankan fungsi proteksi relai sedang dipertimbangkan.
Semakin perlu menggunakan komputer digital untuk menghitung pengaturan perlindungan, karena perhitungan seperti itu dalam sistem tenaga modern sangat melelahkan dan memakan waktu.
Sehubungan dengan pertumbuhan arus hubung singkat yang disebabkan oleh peningkatan kapasitas pembangkitan sistem tenaga, masalah keakuratan transformasi arus primer yang memberi makan elemen pengukur proteksi relai menjadi relevan. Untuk mengatasi masalah ini, penelitian sedang dilakukan pada perilaku trafo arus, kemungkinan untuk meningkatkan akurasinya sedang dipelajari, metode praktis untuk menghitung kesalahan trafo arus sedang dikembangkan, dan metode baru yang lebih akurat untuk mentransformasikan arus primer. sedang dicari.
Dalam mempersiapkan pencetakan ulang buku tersebut, penulis berusaha merefleksikan perkembangan baru teknologi dalam negeri di bidang pengembangan yang disebutkan di atas. Buku ini mencakup perlindungan baru dan solusi teknis yang telah diterapkan dalam praktik atau memiliki prospek penerapan yang nyata. Dengan pemikiran ini, perubahan dan penambahan telah dilakukan pada bab ketiga, dikhususkan untuk trafo arus, bab lima belas, yang menetapkan prinsip-prinsip perlindungan generator, dan bab tujuh belas, tentang perlindungan unit. Perubahan dan klarifikasi telah dilakukan di bab-bab yang tersisa, terutama ditujukan untuk menyempurnakan presentasi.
Penulis berterima kasih kepada peninjau buku, T. N. Dorodnova, atas sejumlah komentar yang bermanfaat. Penulis meminta untuk mengirimkan semua keinginan dan komentar ke alamat: 113114, Moskow, tanggul Shlyuzovaya, 10, Rumah Penerbitan Energia.
TUJUAN PROTEKSI RELAY
Dalam sistem energi, kerusakan dan operasi abnormal peralatan listrik pembangkit listrik dan gardu induk, gardu induk, saluran listrik, dan instalasi listrik konsumen energi listrik dapat terjadi.
Kerusakan dalam banyak kasus disertai dengan peningkatan arus yang signifikan dan penurunan tegangan yang dalam pada elemen sistem tenaga.
Arus yang meningkat menghasilkan panas dalam jumlah besar, menyebabkan kehancuran di lokasi gangguan dan pemanasan berbahaya pada jalur utuh dan peralatan yang dilalui arus ini.
Penurunan tegangan mengganggu operasi normal konsumen listrik dan stabilitas operasi paralel generator dan sistem tenaga secara keseluruhan.
Mode abnormal biasanya menghasilkan penyimpangan tegangan, arus, dan frekuensi dari nilai yang dapat diterima. Dengan penurunan frekuensi dan tegangan, ada bahaya mengganggu operasi normal konsumen dan stabilitas sistem tenaga, dan peningkatan tegangan dan arus mengancam kerusakan peralatan dan saluran listrik.
Dengan demikian, kerusakan mengganggu pengoperasian sistem tenaga dan konsumen listrik, dan mode abnormal menciptakan kemungkinan kerusakan atau gangguan sistem tenaga.
Untuk memastikan pengoperasian normal sistem tenaga dan konsumen listrik, perlu untuk mengidentifikasi dan memisahkan tempat kerusakan dari jaringan yang tidak rusak sesegera mungkin, sehingga memulihkan kondisi normal untuk operasinya dan menghentikan kehancuran di tempat kerusakan.
Konsekuensi berbahaya dari mode abnormal juga dapat dicegah jika penyimpangan dari mode normal terdeteksi tepat waktu dan tindakan diambil untuk menghilangkannya (misalnya, mengurangi arus saat meningkat, menurunkan voltase saat meningkat, dll.) .
Dalam hal ini, ada kebutuhan untuk membuat dan menggunakan perangkat otomatis yang melakukan operasi ini dan melindungi sistem dan elemennya dari konsekuensi berbahaya dari kerusakan dan mode abnormal.
Awalnya, sekering digunakan sebagai perlindungan tersebut. Namun, ketika daya dan voltase instalasi listrik meningkat dan sirkuit pensaklarannya menjadi lebih kompleks, metode perlindungan ini menjadi tidak mencukupi, itulah sebabnya perangkat pelindung dibuat yang dilakukan dengan menggunakan robot khusus - relai, yang disebut proteksi relai.
Perlindungan relai adalah jenis utama otomatisasi kelistrikan, yang tanpanya pengoperasian sistem energi modern yang normal dan andal tidak mungkin dilakukan. Ini terus memantau keadaan dan mode operasi semua elemen sistem tenaga dan merespons terjadinya kerusakan dan mode abnormal.
Jika terjadi kerusakan, proteksi mendeteksi dan memutus area yang rusak dari sistem, bekerja pada sakelar daya khusus yang dirancang untuk membuka arus gangguan.
Ketika mode abnormal terjadi, perlindungan mendeteksinya dan, tergantung pada sifat pelanggarannya, melakukan operasi yang diperlukan untuk memulihkan mode normal, atau memberikan sinyal kepada petugas jaga.
Dalam sistem kelistrikan modern, perlindungan relai terkait erat dengan otomatisasi kelistrikan, yang dirancang untuk secara otomatis memulihkan mode normal dan memberi daya konsumen dengan cepat.
Perangkat utama otomatisasi tersebut meliputi: perangkat penutupan otomatis (AR), perangkat pengalihan otomatis untuk sumber daya dan peralatan siaga (ATS) dan perangkat bongkar frekuensi otomatis (AFR).
Mari kita pertimbangkan lebih detail jenis kerusakan utama dan mode abnormal yang terjadi pada instalasi listrik, dan konsekuensinya.
1-2. KERUSAKAN PADA INSTALASI LISTRIK
Sebagian besar gangguan pada sistem kelistrikan mengakibatkan hubung singkat antar fasa atau ke bumi (Gambar 1-1). Pada belitan mesin listrik dan trafo, selain hubung singkat, terdapat hubung singkat antar belokan satu fasa.
Penyebab utama kerusakan adalah:
1) pelanggaran isolasi bagian pembawa arus yang disebabkan oleh penuaan, kondisi yang tidak memuaskan, kelebihan tegangan, kerusakan mekanis;
2) kerusakan kabel dan tiang kabel listrik yang disebabkan oleh kondisinya yang tidak memuaskan, es, angin topan, menarinya kabel dan alasan lainnya;
3) kesalahan personel selama operasi (mematikan pemisah di bawah beban, menyalakannya ke ground kiri yang salah, dll.).
Semua kerusakan adalah hasil dari cacat desain atau ketidaksempurnaan peralatan, produksi berkualitas buruk, cacat pemasangan, kesalahan desain, pemeliharaan peralatan yang tidak memuaskan atau tidak tepat, mode pengoperasian peralatan yang tidak normal, pengoperasian peralatan dalam kondisi yang seharusnya tidak dirancang. Oleh karena itu, kerusakan tidak dapat dianggap tak terhindarkan, tetapi pada saat yang sama kemungkinan terjadinya tidak dapat diabaikan.
Sirkuit pendek(hubung singkat) adalah jenis kerusakan yang paling berbahaya dan parah. Di k.z. e. d.s. e sumber daya (generator) dihubung pendek melalui resistansi generator, transformator, dan saluran yang relatif rendah (lihat Gambar 1-1, a - G Dan e).
Oleh karena itu, dalam rangkaian hubung singkat e. d.s. ada arus besar SAYA Ke, disebut arus hubung singkat.
Sirkuit pendek dibagi menjadi tiga fase, dua fase dan satu fase tergantung pada jumlah fase tertutup; untuk hubung singkat dengan dan tanpa pembumian; korsleting pada satu dan dua titik jaringan (Gbr. 1-1).
Di k.z. karena peningkatan arus, penurunan tegangan pada elemen-elemen sistem meningkat, yang mengarah pada penurunan tegangan di semua titik jaringan, karena tegangan pada titik mana pun M (Gbr. 1-2, a) UM - E-I k z m, dimana E - e. d.s. sumber daya, dan z M adalah hambatan dari sumber daya ke titik M.
Penurunan tegangan terbesar terjadi di tempat korsleting. (titik K) dan di dekatnya (Gbr. 1-2, a). Pada titik-titik jaringan yang jauh dari gangguan, tegangan berkurang ke tingkat yang lebih rendah.
Terjadi akibat c. peningkatan arus dan penurunan tegangan menyebabkan sejumlah konsekuensi berbahaya:
A) Arus hubung singkat I k, menurut hukum Joule-Lenz, melepaskan panas Q = kI k 2 rt dalam resistansi aktif r dari rangkaian yang dilaluinya selama waktu t.
Pada titik kerusakan, panas dan nyala busur listrik ini menghasilkan kehancuran yang besar, yang ukurannya semakin besar, semakin besar arus I k dan waktu t.
Melewati peralatan dan saluran listrik yang tidak rusak, korsleting arus. Saya memanaskannya di atas batas yang diizinkan, yang dapat menyebabkan kerusakan pada insulasi dan bagian aktif.
B) Penurunan tegangan pada hubung singkat mengganggu pekerjaan konsumen.
Konsumen utama listrik adalah motor listrik asinkron. Momen putaran motor M D sebanding dengan kuadrat tegangan U di terminalnya: M d \u003d kU 2.
Oleh karena itu, dengan penurunan voltase yang dalam, momen putaran motor listrik mungkin lebih kecil dari momen resistansi mekanisme, yang menyebabkan penghentiannya.
Pengoperasian normal instalasi penerangan yang merupakan bagian penting kedua dari konsumen listrik juga terganggu saat tegangan turun.
Yang sangat sensitif terhadap penurunan tegangan adalah komputer dan mesin kontrol, yang telah diperkenalkan secara luas dalam beberapa tahun terakhir.
C) Konsekuensi kedua yang paling parah dari penurunan tegangan adalah pelanggaran stabilitas operasi paralel generator. Hal ini dapat menyebabkan runtuhnya sistem dan terhentinya kekuasaan untuk semua konsumennya.
Alasan pembusukan seperti itu dapat dijelaskan dengan contoh sistem yang ditunjukkan pada Gambar. 1-2, B. Dalam mode normal, torsi mekanis turbin diimbangi dengan torsi balik yang dihasilkan oleh beban listrik generator, akibatnya kecepatan putaran semua turbogenerator konstan dan sama dengan kecepatan sinkron. Saat terjadi korsleting. di titik K di busbar pembangkit listrik A tegangan pada mereka akan menjadi sama dengan nol, akibatnya, beban listrik, dan akibatnya, momen penangkal generator, juga akan menjadi sama dengan nol. Pada saat yang sama, jumlah uap (atau air) yang sama memasuki turbin dan torsinya tetap tidak berubah. Akibatnya, kecepatan putaran turbogenerator akan mulai meningkat dengan cepat, karena pengontrol kecepatan turbin bekerja lambat dan tidak akan dapat mencegah percepatan turbogenerator stasiun. A.
Dalam kondisi lain adalah generator stasiun DI DALAM. Mereka jauh dari titik K, jadi voltase pada ban mereka mungkin mendekati normal. Karena fakta bahwa generator pembangkit listrik A dibongkar, seluruh beban sistem akan jatuh pada generator stasiun B, yang dalam hal ini dapat kelebihan beban dan mengurangi kecepatan. Jadi, sebagai akibat dari c.z. kecepatan putaran generator pembangkit listrik A Dan DI DALAM menjadi berbeda, yang menyebabkan terganggunya operasi sinkron mereka.
Dengan jangka pendek yang berkepanjangan pelanggaran stabilitas pengoperasian motor listrik asinkron juga dapat terjadi. Dengan penurunan voltase, kecepatan putaran motor listrik asinkron berkurang.
Jika selip melebihi nilai kritis, motor akan masuk ke wilayah operasi yang tidak stabil, akan terbalik dan benar-benar mengerem.
Dengan peningkatan slip, daya reaktif yang dikonsumsi oleh motor asinkron meningkat, yang dapat menyebabkan korsleting setelah dimatikan. ke kekurangan daya reaktif dan, sebagai akibatnya, penurunan voltase seperti longsoran salju di seluruh sistem dan penghentian operasinya.
Kecelakaan dengan pelanggaran stabilitas sistem adalah yang paling parah dalam hal kerusakan catu daya.
Konsekuensi yang dipertimbangkan dari korsleting konfirmasi kesimpulan di atas bahwa mereka adalah jenis kerusakan yang parah dan berbahaya yang memerlukan penghentian cepat (lihat § 1-4).
Ground fault dari satu fase dalam jaringan dengan netral terisolasi atau di-ground melalui resistansi tinggi dari arc quenching coil (DGC). Pada ara. 1-1, d dapat dilihat bahwa gangguan tanah tidak menyebabkan hubung singkat, karena e. d.s. Ea dari fasa A yang rusak tidak terhalang oleh sambungan ke bumi yang muncul di titik K. Arus yang dihasilkan sebesar 1 A pada kesalahan ditutup melalui kapasitansi C dari kabel relatif ke tanah dan oleh karena itu, sebagai aturan, memiliki nilai kecil, misalnya, beberapa puluh ampere. Tegangan saluran tetap tidak berubah pada jenis kerusakan ini (lihat Bab 9).
Karena itu, dalam konsekuensinya, gangguan pentanahan fase tunggal dalam jaringan dengan netral terisolasi atau pentanahan melalui DGK berbeda secara signifikan dari korsleting. Itu tidak mempengaruhi pekerjaan konsumen dan tidak mengganggu operasi sinkron generator. Namun, jenis kerusakan ini menciptakan mode abnormal, menyebabkan tegangan berlebih, yang berbahaya dalam hal kemungkinan putusnya insulasi relatif terhadap tanah dari dua fase yang tidak rusak dan transisi gangguan pembumian fase tunggal ke hubung singkat interfase. (Gbr. 1, f).
1-3. MODE ABNORMAL
Mode abnormal termasuk penyimpangan dari nilai arus, tegangan, dan frekuensi yang diizinkan, berbahaya untuk peralatan atau pengoperasian sistem tenaga yang stabil.
Mari kita perhatikan rezim abnormal yang paling khas.
A) Kelebihan beban peralatan yang disebabkan oleh peningkatan arus yang melebihi nilai pengenal. Dinilai adalah arus maksimum yang diperbolehkan untuk peralatan ini untuk waktu yang tidak terbatas.
Jika arus yang melewati peralatan melebihi nilai nominal, maka karena panas tambahan yang dihasilkannya, suhu bagian pembawa arus dan insulasi setelah beberapa saat melebihi nilai yang diizinkan, yang menyebabkan keausan insulasi yang dipercepat dan kerusakan. Waktu yang diizinkan untuk berlalunya arus yang meningkat tergantung 
dari ukuran mereka. Sifat ketergantungan ini ditunjukkan pada Gambar. 1-3 dan ditentukan oleh desain peralatan dan jenis bahan isolasi. Untuk mencegah kerusakan pada peralatan saat kelebihan beban, perlu diambil tindakan untuk membongkar atau melepaskan peralatan.
B) Ayunan dalam sistem terjadi ketika generator (atau pembangkit listrik) yang beroperasi secara paralel tidak sinkron A Dan DI DALAM(Gbr. 1-2, B). Saat berayun di setiap titik sistem, terjadi perubahan berkala ("ayunan") arus dan tegangan. Saat ini di semua elemen jaringan yang menghubungkan generator tidak sinkron A Dan DI DALAM, berkisar dari nol hingga nilai maksimum berkali-kali lebih besar dari nilai normal. Tegangan turun dari normal ke nilai minimum tertentu, yang memiliki nilai berbeda di setiap titik dalam jaringan. Pada intinya DENGAN, disebut pusat listrik ayunan, turun menjadi nol, di titik lain dalam jaringan tegangan turun, tetapi tetap di atas nol, tumbuh dari pusat ayunan DENGAN ke catu daya A Dan DI DALAM. Berdasarkan sifat perubahan arus dan tegangan, ayunannya mirip dengan korsleting. Peningkatan arus menyebabkan pemanasan peralatan, dan penurunan voltase mengganggu pengoperasian semua konsumen sistem. Swing adalah mode abnormal yang sangat berbahaya yang memengaruhi pengoperasian seluruh sistem tenaga.
C) Peningkatan voltase yang melebihi nilai yang diizinkan biasanya terjadi pada hidrogenerator ketika bebannya tiba-tiba dimatikan. Hidrogenerator yang dibongkar meningkatkan frekuensi rotasi, yang menyebabkan peningkatan e. d.s. stator untuk nilai-nilai berbahaya untuk isolasi. Perlindungan dalam kasus seperti itu harus mengurangi arus eksitasi generator atau mematikannya.
Peningkatan voltase yang berbahaya bagi insulasi peralatan juga dapat terjadi ketika saluran listrik panjang dengan kapasitansi tinggi dinyalakan atau dimatikan secara sepihak.
Selain mode abnormal yang dicatat, ada mode lain, yang penghapusannya dimungkinkan dengan bantuan perlindungan relai.
1-4. PERSYARATAN DASAR UNTUK PERLINDUNGAN RELAY
/. SYARAT PERLINDUNGAN DARI K. 3.
a) Selektivitas
Selektivitas atau selektivitas proteksi adalah kemampuan proteksi untuk mati pada hubung singkat. hanya bagian jaringan yang rusak.
Pada ara. 1-4 menunjukkan contoh kesalahan tripping selektif. Jadi, di k.z. pada intinya KE 1 perlindungan harus memutuskan saluran yang rusak dengan pemutus sirkuit DI DALAM V , yaitu pemutus sirkuit yang paling dekat dengan kesalahan. Dalam hal ini, semua konsumen, kecuali yang disuplai dari saluran yang rusak, tetap beroperasi.
Dalam kasus k.z. pada titik K 2, dengan tindakan perlindungan selektif, saluran yang rusak harus diputuskan SAYA, garis II tetap bekerja. Dengan pemadaman seperti itu, semua konsumen jaringan mempertahankan daya. Contoh ini menunjukkan bahwa jika gardu induk terhubung ke jaringan melalui beberapa jalur, maka korsleting selektif akan trip. di salah satu jalur memungkinkan Anda untuk menjaga koneksi gardu induk ini dengan jaringan, sehingga memastikan daya yang tidak terputus bagi konsumen.
Dengan demikian, pemutusan kesalahan selektif adalah syarat utama untuk memastikan catu daya yang andal bagi konsumen. Tindakan perlindungan non-selektif mengarah pada perkembangan kecelakaan. Seperti yang akan ditunjukkan di bawah, penghentian non-selektif dapat diizinkan, tetapi hanya dalam kasus di mana hal ini ditentukan oleh kebutuhan dan tidak mempengaruhi pasokan konsumen.
b) Kecepatan tindakan
Mematikan sirkuit pendek harus dilakukan secepat mungkin untuk membatasi ukuran kerusakan peralatan, meningkatkan efisiensi penyambungan kembali saluran dan busbar secara otomatis, mengurangi durasi pengurangan voltase pada konsumen dan menjaga stabilitas operasi paralel generator, pembangkit listrik, dan sistem tenaga listrik secara keseluruhan. Kondisi terakhir yang terdaftar adalah yang utama.
Sirkuit pendek waktu mati yang diizinkan (1-2, B) pada kondisi menjaga stabilitas tergantung pada sejumlah faktor. Yang paling penting di antaranya adalah nilai tegangan sisa pada bus pembangkit listrik dan gardu nodal yang menghubungkan pembangkit listrik dengan sistem tenaga. Semakin kecil tegangan sisa, semakin besar kemungkinan gangguan stabilitas dan, oleh karena itu, semakin cepat pemutusan hubung singkat harus dilakukan. Yang paling parah dalam hal stabilitas adalah hubung singkat tiga fase. dan hubung singkat dua fasa ke tanah dalam jaringan dengan netral yang dibumikan dengan kuat (Gbr. 1-2, a dan d), karena dengan kerusakan ini terjadi pengurangan terbesar dalam semua tegangan fase-ke-fase.
Dalam sistem tenaga modern, waktu pemutusan hubung singkat yang sangat singkat diperlukan untuk menjaga stabilitas. Jadi, misalnya, pada saluran listrik 300-500 kV, kerusakan harus dimatikan dalam 0,1-0,12 detik setelah kejadiannya, dan dalam jaringan 110-220 kV - dalam 0,15-0,3 detik. Pada jaringan distribusi 6 dan 10 kV, dipisahkan dari sumber daya dengan resistansi tinggi, hubung singkat. dapat dimatikan dengan waktu sekitar 1,5-3 detik, karena tidak menyebabkan penurunan tegangan yang berbahaya pada generator dan oleh karena itu tidak mempengaruhi stabilitas sistem. Penilaian yang akurat dari waktu trip yang diijinkan dilakukan dengan menggunakan perhitungan stabilitas khusus yang dilakukan untuk tujuan ini.
Sebagai kriteria perkiraan (ukuran) untuk perlunya menggunakan perlindungan kecepatan tinggi, Peraturan Instalasi Listrik (PUE) [L. 1] merekomendasikan untuk menentukan tegangan sisa pada bus pembangkit listrik dan gardu nodal dengan hubung singkat tiga fasa. di titik jaringan yang menarik. Jika tegangan sisa kurang dari 60% dari tegangan pengenal, maka pemutusan cepat harus digunakan untuk menjaga stabilitas. kerusakan, yaitu menerapkan perlindungan cepat.
Total waktu shutdown kesalahan T membuka terdiri dari waktu perlindungan T 3 dan beralih waktu operasi T V , memutus arus hubung singkat, yaitu T mati = T A + T V. Jadi, untuk mempercepat perjalanan, tindakan perlindungan dan pemutus arus perlu dipercepat. Sakelar paling umum beroperasi dengan waktu 0,15-0,06 detik.
Untuk memastikan, dengan sakelar seperti itu, persyaratan di atas untuk memutuskan hubungan pendek, misalnya dengan T \u003d 0,2 detik, proteksi harus beroperasi dengan waktu 0,05-0,12 detik, dan jika perlu, matikan dengan T \u003d 0,12 detik dan aksi sakelar dari 0,08 detik, waktu operasi perlindungan tidak boleh melebihi 0,04 detik.
Proteksi yang beroperasi dengan waktu hingga 0,1-0,2 detik dianggap bekerja cepat. Perlindungan kecepatan tinggi modern dapat bekerja dengan waktu 0,02-0,04 detik.
Persyaratan untuk kecepatan dalam beberapa kasus merupakan kondisi penentu yang memastikan stabilitas operasi paralel pembangkit listrik dan sistem tenaga.
Penciptaan perlindungan kecepatan tinggi selektif adalah tugas penting dan sulit dari teknologi perlindungan relai. Perlindungan ini ternyata cukup rumit dan mahal, sehingga harus digunakan hanya dalam kasus di mana perlindungan yang tertunda waktu yang lebih sederhana tidak memberikan kecepatan tindakan yang diperlukan.
Untuk menyederhanakan, diperbolehkan menggunakan perlindungan kecepatan tinggi sederhana yang tidak memberikan selektivitas yang diperlukan. Dalam hal ini, untuk memperbaiki non-selektivitas, reclosure otomatis digunakan, yang dengan cepat menghidupkan kembali bagian sistem yang tidak terputus secara selektif.
c) Sensitivitas
Agar proteksi dapat merespon penyimpangan dari mode normal yang terjadi selama hubung singkat. (peningkatan arus, penurunan tegangan, dll.), ia harus memiliki kepekaan tertentu dalam zona operasinya yang ditetapkan. Setiap perlindungan (misalnya, SAYA dalam gambar. 1-5) harus menonaktifkan kerusakan di area tersebut AB, untuk perlindungan yang dipasang (bagian pertama perlindungan SAYA), dan, sebagai tambahan, harus bekerja pada korsleting. pada berikutnya, bagian kedua matahari, dilindungi oleh perlindungan II. Tindakan perlindungan di bagian kedua disebut redundansi jarak jauh. Perlu untuk menonaktifkan korsleting. jika perlindungan II
atau saklar bagian Matahari tidak akan bekerja karena kegagalan fungsi. Memesan bagian berikutnya adalah persyaratan penting. Jika tidak terpenuhi, maka pada k.z. Lokasi aktif Matahari dan kegagalan perlindungan atau pemutus sirkuitnya, kerusakan akan tetap tidak terhubung, yang akan menyebabkan gangguan pada konsumen seluruh jaringan.
Tindakan Perlindungan SAYA di k.z. di bagian ketiga tidak diperlukan, karena jika proteksi bagian ketiga atau sakelarnya gagal, proteksi harus bekerja II. Kegagalan perlindungan secara bersamaan di dua bagian (ketiga dan kedua) tidak mungkin terjadi, dan oleh karena itu kasus seperti itu tidak dipertimbangkan.
Beberapa jenis perlindungan, berdasarkan prinsip tindakannya, tidak bekerja di luar bagian pertama. Sensitivitas perlindungan tersebut harus memastikan operasi yang andal dalam bagian pertama. Untuk memastikan pemesanan bagian kedua, dalam hal ini, perlindungan tambahan dipasang, disebut cadangan.
Setiap proteksi harus beroperasi tidak hanya dengan hubung singkat logam, tetapi juga dengan hubung singkat melalui resistansi kontak yang disebabkan oleh busur listrik.
Sensitivitas perlindungan harus sedemikian rupa sehingga dapat berfungsi jika terjadi korsleting. dalam mode minimum sistem, mis. dalam mode seperti itu ketika perubahan nilai yang bereaksi terhadap perlindungan (arus, tegangan, dll.) akan menjadi yang terkecil. Misalnya, jika di stasiun A (Gbr. 1-5) satu atau lebih generator dimatikan, maka arus hubung singkat. menurun, tetapi sensitivitas perlindungan harus cukup untuk pengoperasian dalam mode minimum ini.
Dengan demikian, sensitivitas proteksi harus sedemikian rupa sehingga beroperasi dengan korsleting. di ujung zona atur untuk itu dalam mode minimum sistem dan jika terjadi korsleting melalui busur listrik.
Sensitivitas perlindungan biasanya ditandai dengan koefisien sensitivitas Ke H :
Untuk proteksi yang merespons arus hubung singkat,
d) Keandalan
Persyaratan keandalan adalah itu perlindungan harusbekerja dengan sempurna di korsleting dalam batas yang ditentukan untuknyazona dan seharusnya tidak bekerja secara tidak benar dalam mode di manapekerjaannya tidak termasuk.
Persyaratan keandalan sangat penting. Kegagalan atau operasi yang salah dari perlindungan apa pun selalu mengarah pada pemadaman tambahan, dan terkadang kecelakaan yang penting bagi sistem.
Misalnya, di k.z. pada intinya KE(Gambar 1-6) dan kegagalan proteksi DI 1 perlindungan akan berhasil VZ, akibatnya, gardu induk // dan /// juga dimatikan, dan jika terjadi operasi yang salah dalam mode perlindungan normal JAM 4 akibat pemutusan saluran L4 konsumen gardu induk akan kehilangan daya /, //, /// dan IV.
Dengan demikian, perlindungan yang tidak dapat diandalkan itu sendiri menjadi sumber kecelakaan. 
Keandalan perlindungan dipastikan dengan kesederhanaan sirkuit, pengurangan jumlah relai dan kontak di dalamnya, kesederhanaan desain dan kualitas pembuatan relai dan peralatan lainnya, kualitas bahan pemasangan, pemasangan itu sendiri dan kontak koneksi, serta merawatnya selama operasi.
Baru-baru ini, metode telah dikembangkan untuk menilai dan menganalisis keandalan perangkat proteksi relai menggunakan teori probabilitas [L. 33],
Di Uni Soviet, prinsip umum penerapan proteksi relai diatur oleh PUE [L. 1, sirkuit proteksi relai tipikal dan perhitungannya - "Panduan Proteksi Relai" [L. 2-61.
II. PERSYARATAN UNTUK PERLINDUNGAN TERHADAP ALPS NONORMALXMODE
Perlindungan ini, serta perlindungan terhadap korsleting, harus memiliki selektivitas, sensitivitas dan keandalan yang memadai. Tetapi kecepatan perlindungan ini, sebagai suatu peraturan, tidak diperlukan.
Durasi perlindungan terhadap mode abnormal bergantung pada sifat mode dan konsekuensinya. Seringkali, mode abnormal bersifat jangka pendek dan dihilangkan dengan sendirinya, misalnya, kelebihan beban jangka pendek saat menghidupkan motor listrik asinkron. Dalam kasus seperti itu, pemutusan cepat tidak hanya tidak diperlukan, tetapi juga dapat menyebabkan kerugian bagi konsumen. Oleh karena itu, mematikan peralatan selama operasi abnormal harus dilakukan hanya jika ada bahaya nyata pada peralatan yang dilindungi, yaitu dalam banyak kasus dengan penundaan waktu.
Dalam kasus di mana penghapusan mode abnormal dapat dilakukan oleh personel yang bertugas, perlindungan terhadap mode abnormal dapat dilakukan dengan tindakan hanya pada sinyal.
1-5. ELEMEN PROTEKSI, RELAY DAN VARIETASNYA
Biasanya, perangkat proteksi relai terdiri dari beberapa relai yang terhubung satu sama lain sesuai dengan skema tertentu.
Relai adalah perangkat otomatis yang beraksi (memicu) pada nilai tertentu dari nilai input yang bekerja padanya.
Dalam rekayasa relai, relai dengan kontak digunakan - elektromekanis, non-kontak - pada semikonduktor atau pada elemen feromagnetik. Yang pertama, saat dipicu, kontak menutup atau membuka. Untuk yang kedua - pada nilai tertentu dari variabel input X kuantitas output melonjak y, misalnya voltase (Gbr. 1-7, A).
Setiap set proteksi dan sirkuitnya dibagi menjadi dua bagian: reaktif dan logis.
Bagian yang bereaksi (atau mengukur) adalah yang utama, terdiri dari relai utama yang terus menerus menerima informasi tentang keadaan elemen yang dilindungi dan merespons kerusakan atau mode abnormal dengan mengeluarkan perintah yang sesuai ke bagian logika dari perlindungan.
Bagian logis (atau bagian operasional) adalah tambahan, ia merasakan perintah dari bagian yang bereaksi dan, jika nilai, urutan, dan kombinasinya sesuai dengan program tertentu, ia melakukan operasi yang telah ditentukan sebelumnya dan mengirimkan pulsa kontrol untuk mematikan sakelar. Bagian logis dapat dilakukan dengan menggunakan relai atau sirkuit elektromekanis menggunakan perangkat elektronik - lampu atau semikonduktor.
Sesuai dengan subdivisi perangkat pelindung ini, relai juga dibagi menjadi dua kelompok: yang utama, yang merespons kerusakan, dan yang tambahan, yang bekerja atas perintah yang pertama dan digunakan di bagian logis dari rangkaian.
Tanda munculnya k. dapat berfungsi sebagai peningkatan arus SAYA, penurunan tegangan AS dan penurunan resistansi kawasan lindung, ditandai dengan rasio tegangan terhadap arus pada titik tertentu dalam jaringan: z= AS/ SAYA.
Oleh karena itu, sebagai relai reaksi, berikut ini digunakan: relai arus yang merespons besarnya arus; relai tegangan yang merespons nilai tegangan, dan relai resistansi yang merespons perubahan resistansi.
Dalam kombinasi dengan relai yang ditunjukkan, relai daya sering digunakan yang merespons besaran dan arah (tanda) daya hubung singkat yang melewati tempat perlindungan dipasang.
Relai yang beroperasi ketika nilai yang ditanggapinya meningkat disebut maksimum, dan relai yang beroperasi ketika nilai ini menurun disebut minimum.
Untuk perlindungan terhadap mode abnormal, serta untuk perlindungan hubung singkat, relai arus dan tegangan digunakan. Yang pertama berfungsi sebagai relai yang merespons kelebihan beban, dan yang kedua - untuk peningkatan atau penurunan tegangan yang berbahaya di jaringan. Selain itu, sejumlah relai khusus digunakan, misalnya relai frekuensi yang beroperasi jika terjadi penurunan atau peningkatan frekuensi yang tidak dapat diterima; relai termal yang merespons peningkatan panas yang dihasilkan oleh arus selama kelebihan beban, dan beberapa lainnya.
Relai bantu meliputi: relai waktu yang digunakan untuk memperlambat proteksi; relai indikator - untuk memberi sinyal dan memperbaiki tindakan perlindungan; relai perantara, mentransmisikan aksi relai utama untuk mematikan sakelar dan melayani komunikasi timbal balik antara elemen perlindungan.
Setiap estafet dapat dibagi menjadi dua bagian: persepsi dan eksekutif. Elemen penerima dalam struktur elektromekanis memiliki belitan yang diumpankan oleh arus atau tegangan elemen yang dilindungi, tergantung pada jenis relai (arus atau tegangan).
Relai daya dan relai resistansi memiliki dua belitan (arus dan tegangan). Melalui belitan, relai merasakan perubahan kuantitas listrik yang ditanggapinya.
Elemen penggerak relai elektromekanis adalah sistem seluler, yang bergerak di bawah pengaruh gaya yang diciptakan oleh elemen penerima, bekerja pada kontak relai, menyebabkannya menutup atau membuka.
Ada juga relai di mana sistem bergerak bekerja langsung secara mekanis untuk membuka pemutus sirkuit, relai semacam itu tidak memiliki kontak.
Apa itu proteksi relai
Perlindungan relai melakukan penghapusan kerusakan dan mode abnormal secara otomatis di bagian kelistrikan sistem tenaga dan merupakan otomatisasi terpenting yang memastikan pengoperasian yang andal dan stabil. Perlindungan relai adalah jenis utama otomatisasi kelistrikan, yang tanpanya pengoperasian sistem energi modern yang normal dan andal tidak mungkin dilakukan.
Perlindungan relai Chernobrov N.V., 1974
Perlindungan relai - perangkat yang beroperasi secara otomatis di instalasi listrik yang melindungi dari kerusakan dan beberapa mode pengoperasian yang tidak normal. Nama "perlindungan relai" muncul di sejumlah negara karena jenis otomatisasi darurat yang dipertimbangkan mulai dilakukan dengan menggunakan perangkat elektromekanis yang disebut relai. Selanjutnya, istilah ini mendapat pengakuan universal dan disahkan dalam Kamus Elektroteknik Internasional, yang memainkan peran penting dalam pengembangan terminologi domestik.
Fedoseev A.M., Fedoseev M.A.F Perlindungan relai sistem tenaga listrik, 1992
Perlindungan relai - perangkat otomatis khusus yang bertindak untuk mematikan sakelar untuk segera mematikan bagian instalasi atau jaringan listrik yang rusak untuk mencegah berkembangnya kecelakaan.
Berkovich M.A. Dasar-dasar teknologi proteksi relai, 1984
Relai perlindungan dan buku teks otomasi
Chernobrov N.V. Perlindungan relai. Buku teks untuk sekolah teknik. Ed. 5, direvisi. dan tambahan M., "Energi", 1974. 680 hal.
Buku ini membahas perlindungan relai jaringan listrik, peralatan pembangkit listrik, dan busbar switchgear. Buku ini dimaksudkan sebagai alat bantu pengajaran bagi siswa sekolah teknik energi dan dapat digunakan oleh mahasiswa universitas kelistrikan dan energi, serta insinyur dan teknisi yang terlibat dalam pengoperasian, pemasangan, dan desain proteksi relai pembangkit listrik dan jaringan. Dalam mempersiapkan pencetakan ulang buku tersebut, penulis berusaha merefleksikan perkembangan baru peralatan rumah tangga untuk RPA.
Unduh buku perlindungan Relai Chernobrov NV. Buku teks untuk sekolah teknik (djvu, zip, 11,54 mb) - unduh bukunya
Fedoseev A. M., Fedoseev M. A. F. Perlindungan relai sistem tenaga listrik: Proc. untuk universitas. - edisi ke-2, direvisi. dan tambahkan - M .: Energoatomzdat, 1992. - 528 hal.
Buku ini membahas dasar-dasar teknologi proteksi relai untuk sistem tiga fasa dengan tegangan di atas 1 kV, prinsip umum proteksi, proteksi saluran, bus, generator, trafo, autotransformer dan motor. Perubahan metodologi telah dilakukan pada edisi ke-2, dan prinsip-prinsip baru untuk penerapan pertahanan juga dipertimbangkan. Materi dalam buku ini disajikan sedemikian rupa sehingga siswa pertama-tama mempelajari prinsip-prinsip perlindungan, dan bukan penerapan perangkat individu, yang cukup sering dapat ditingkatkan atau bahkan diganti dengan yang baru.
Unduh buku Fedoseev A.M., Fedoseev M.A.F Perlindungan relai sistem tenaga listrik (pdf, zip, 23.91 mb) - unduh buku
Berkovich M. A. et al.Dasar-dasar teknologi proteksi relai /M. A.Berkovich. V. V. Molchanov, V. L. Semenov. - edisi ke-6, direvisi. dan tambahan — Energoatomizdat, 1984. 376 hal.
Buku teks tersebut menguraikan dasar-dasar teknologi proteksi relai untuk elemen sistem tenaga - saluran listrik, generator, trafo, motor listrik. Edisi keenam buku ini dilengkapi dengan deskripsi sejumlah pertahanan yang kompleks, bagian yang dikhususkan untuk masalah operasional telah dikecualikan.
Unduh buku Berkovich M.A. et al.Dasar-dasar teknologi perlindungan relai (djvu, zip, 4,86 mb) - unduh buku
Berkovich M. A. et al.Dasar-dasar otomatisasi sistem tenaga / M. A. Berkovich, A. N. Komarov, V. A. Semenov, - M .: Energoizdat, 1981, - 432 hal.
Tujuan dan ruang lingkup sarana teknis utama otomatisasi sistem tenaga dipertimbangkan. Diagram skematik dan deskripsi prinsip pengoperasian penutupan otomatis, penutupan otomatis, AVR, ACR, ARChM, sinkronisasi otomatis, dan perangkat kontrol darurat diberikan. Metode untuk menghitung pengaturan perangkat otomasi diuraikan. Edisi kedua mencakup perangkat keras baru. Untuk pekerja teknik dan teknis yang terlibat dalam desain dan pengoperasian perangkat otomasi sistem. Ini dapat digunakan oleh mahasiswa universitas dan sekolah teknik. Materi buku ini disajikan dengan cukup detail, yang memungkinkan untuk digunakan dalam studi mata kuliah yang relevan oleh siswa sekolah menengah dan perguruan tinggi yang mempelajari spesialisasi teknisi atau insinyur listrik untuk otomasi.
Unduh buku Berkovich M.A. et al.Dasar-dasar otomatisasi sistem tenaga (pdf, zip, 17,15 mb) - unduh buku
Elemen perangkat otomatis: Buku teks untuk universitas / V. L. Fabrikant, V. P. Glukhov, L. B. Paperno, V. Ya. Putninsh. - M .: Lebih tinggi. sekolah, 1981. - 400 hal.
Buku teks berisi elemen tipikal perangkat otomatis yang digunakan dalam industri tenaga listrik. Untuk sejumlah elemen, metode konstruksi dan perhitungannya dipertimbangkan. Perhatian khusus diberikan pada sisi metodologis, yang pertimbangannya diberikan, jika memungkinkan, dalam sistem yang koheren dengan penjelasan alasan keputusan yang dibuat. Buku ini ditujukan untuk siswa yang mempelajari "Otomatisasi produksi dan distribusi listrik" khusus. Ini dapat digunakan oleh siswa dari spesialisasi tenaga listrik lainnya, serta insinyur, mahasiswa pascasarjana, karyawan penelitian, desain, dan organisasi lain yang bekerja di bidang otomasi.
Unduh buku Elemen perangkat otomatis: Buku teks untuk universitas. V.L. Fabrikant (djvu, zip, 8.89 mb) - unduh bukunya
Otomasi sistem tenaga listrik: Buku teks untuk universitas / O. P. Alekseev, V. E Kazansky, V. L. Kosis et al.; Ed. V.L.Kosis dan N.I.Ovcharenko. — M.: Energoizdat, 1981 — 480 hal.
Buku teks tersebut membahas otomatisasi kontrol sistem tenaga listrik dalam mode normal, darurat, dan pasca-darurat. Konsep kontrol otomatis diberikan, materi diberikan pada penyalaan otomatis mesin sinkron untuk operasi paralel, kontrol otomatis elemen sistem dan pengaturan otomatis di dalamnya. Untuk siswa lembaga pendidikan tinggi spesialisasi tenaga listrik. Buku teks tersebut ditulis oleh anggota Departemen RZiA MPEI (Kepala Departemen, Kandidat Ilmu Teknik, Associate Professor V.P. Morozkin) berdasarkan kuliah yang mereka berikan selama bertahun-tahun di MPEI, dan dirancang untuk lebih membekali siswa dari khusus dengan materi pendidikan.
Unduh buku Otomatisasi sistem tenaga listrik (djvu, zip, 3,8 mb) - unduh buku
Krivenkov V. V., Novella V. N. Perlindungan relai dan otomatisasi sistem catu daya: Buku Teks. tunjangan untuk universitas. - M .: Energoizdat, 1981. 328 dtk,
Pengoperasian sistem catu daya perusahaan industri dan pedesaan tanpa kontrol otomatis elemen sistem dalam mode normal dan darurat. Buku ini membahas perangkat perlindungan relai dan otomatisasi elemen sistem catu daya, serta masalah telemekanisasi dan otomatisasi kontrol sistem secara keseluruhan. Buku ini dimaksudkan sebagai alat bantu pengajaran bagi mahasiswa universitas teknik energi dan kelistrikan yang mempelajari "Pasokan listrik kota, perusahaan industri dan pertanian" khusus, dan dapat digunakan oleh tenaga teknik dan teknis yang melayani instalasi listrik.
Unduh buku Krivenkov V.V. Perlindungan relai dan otomatisasi sistem catu daya (djvu, zip, 3,29 mb) - unduh buku
Alekseev V.S., Varganov G.P., Panfilov B.I., Rosenblum R. 3. Relai perlindungan. M., "Energi", 1976. 464 hal.
Buku tersebut berisi uraian sistematis tentang relai proteksi AC sekunder, relai waktu elektromekanis, relai proteksi tambahan elektromagnetik, dan beberapa relai otomasi sistem tenaga yang saat ini diproduksi oleh industri dalam negeri. Data teknis lengkap dari relai diberikan. Buku ini ditujukan untuk pekerja teknik dan teknis yang terlibat dalam produksi dan pengoperasian perangkat perlindungan relai, dan mungkin juga berguna bagi karyawan organisasi desain dan siswa dari lembaga pendidikan khusus menengah dan tinggi yang menangani masalah perlindungan relai.
Unduh buku V. S. Alekseev et al.Relai perlindungan (djvu, zip, 5,61 mb) - unduh buku
Zasypkin A.S. Perlindungan relai transformator. - M.Energoatomizdat. 1989 240 hal.
Buku ini merangkum karakteristik mode darurat dan abnormal dari transformator sistem tenaga yang kuat - korsleting internal (SC), lonjakan arus magnetisasi, eksitasi berlebih, mode khusus transformator konverter, serta transien dalam transformator arus. Persyaratan untuk berfungsinya proteksi relai terhadap hubung singkat internal dirumuskan. Perangkat baru dijelaskan yang memberikan peningkatan kesempurnaan teknis perlindungan relai. Perhatian khusus diberikan pada perlindungan relai dengan transduser pengukur primer bawaan.
Unduh buku Zasypkin A.S. Relay protection of transformers (djvu, zip, 1.87 mb) - unduh buku
Shabad M.A. Perlindungan trafo jaringan distribusi. - L .: Energizdat. Leningrad. departemen, 1981. - 136 hal.
Buku ini membahas perlindungan trafo step-down jaringan distribusi dengan tegangan lebih tinggi dari 6 hingga 110 kV. dilakukan dengan bantuan sekering dan perangkat perlindungan relai modern. Prinsip-prinsip operasi, skema dan kondisi tipikal untuk menghitung jenis utama proteksi relai, serta desain dan pemilihan sekering untuk melindungi transformator dipertimbangkan. Buku ini ditujukan untuk para insinyur, teknisi, dan mandor yang terlibat dalam pengoperasian jaringan listrik distribusi sistem tenaga, perusahaan industri dan kompleks pertanian, dan mungkin juga berguna bagi karyawan organisasi desain dan komisioning serta mahasiswa spesialisasi tenaga listrik.
Unduh buku Shabad M.A. Perlindungan trafo jaringan distribusi (djvu, zip, 2.87 mb) - unduh buku
Fabrikant VL Perlindungan jarak jauh: Proc. tunjangan untuk universitas.- M .: Vyssh. sekolah, 1978.—215 hal.
Buku ini menguraikan isu-isu terpenting dari teori perlindungan jarak modern, dibawa sejauh mungkin ke dalam sistem yang koheren. Banyak perhatian diberikan pada sisi metodologis dari presentasi. Secara khusus, jawaban diberikan: tidak hanya untuk pertanyaan bagaimana hal itu dilakukan, tetapi juga untuk pertanyaan mengapa hal itu dilakukan. Pertimbangan dibawa ke algoritme yang menentukan kondisi pengoperasian perlindungan dan organnya. Buku ini membahas beberapa masalah dari bidang perlindungan jarak yang membutuhkan analisis matematis, menyoroti adanya sejumlah besar masalah yang belum terpecahkan yang memerlukan pendekatan kreatif. Ditujukan untuk mahasiswa universitas dan fakultas ketenagalistrikan. Ini dapat bermanfaat bagi mahasiswa pascasarjana dan insinyur dari berbagai spesialisasi tenaga listrik.
Unduh buku Fabrikant V.L. Distance protection (djvu, zip, 2.67 mb) - unduh buku
Averbukh A. M., Rybak H. A. Menyampaikan tugas dan metode perlindungan untuk solusinya, M-L., Gosepergoizdat, 1961. 352 hal.
Buku tersebut berisi tugas-tugas tentang perlindungan relai dan beberapa perangkat otomatisasi sistem dan memberikan metode untuk menyelesaikannya. Tugas proteksi relai bertujuan untuk memperluas pengetahuan siswa di bidang ini dan mempersiapkan mereka untuk penerapan praktis dasar-dasar teori teknologi proteksi relai. Saat menyusun dan memecahkan masalah, pengalaman organisasi desain, penelitian, dan komisioning digunakan. Buku ini dimaksudkan sebagai buku teks untuk siswa sekolah teknik energi dan kelistrikan. Ini dapat digunakan oleh mahasiswa fakultas energi dan teknik elektro dari perguruan tinggi saat mempelajari kursus proteksi relai dan desain lulusan, serta insinyur dan teknisi yang bekerja di bidang operasi dan desain proteksi relai.
Unduh buku Averbukh A.M., Rybak H.A. Tugas dan metode perlindungan relay untuk solusinya (djvu, zip, 7.75 mb) - unduh buku
Perlindungan Relai Averbukh AM dalam masalah dengan solusi dan contoh. L., "Energi", 1975. 416 hal.
Buku ini memberikan solusi untuk masalah dan contoh perlindungan relai sistem tenaga. Ini ditujukan untuk insinyur dan teknisi yang bekerja di bidang operasi dan desain perangkat perlindungan relai untuk stasiun listrik, gardu induk, dan jaringan tegangan tinggi. Buku tersebut dapat digunakan sebagai alat bantu pengajaran oleh mahasiswa sekolah teknik energi dan spesialisasi energi di perguruan tinggi.
Unduh buku Averbukh A.M. Relay protection in problem with solutions and example (pdf, zip, 8.61 mb) - unduh buku
Korolev E.P., Liberzon E.M. Perhitungan beban yang diizinkan di sirkuit proteksi relai saat ini. - M .: Energi, 1980. - 208 hal.
Buku ini menguraikan fitur-fitur utama perhitungan beban yang diizinkan di sirkuit proteksi relai saat ini, dengan mempertimbangkan mode saturasi mendalam dari sirkuit magnetik transformator arus dan distorsi bentuk kurva arus sekunder. Pekerjaan badan pengukur utama proteksi relai dalam mode yang berbeda dipertimbangkan dan kondisi desain untuk menentukan beban yang diizinkan pada transformator arus dirumuskan. Metode untuk menghitung penampang inti kabel kontrol diberikan. Buku ini ditujukan untuk para insinyur dan teknisi yang terlibat dalam desain dan pengoperasian perlindungan relai dan otomatisasi jaringan listrik, fasilitas industri dan pertanian, dan juga dapat digunakan oleh mahasiswa spesialisasi teknik kelistrikan di universitas dan sekolah teknik.
Unduh buku Korolev E.P. Perhitungan beban yang diizinkan di sirkuit perlindungan relai saat ini (djvu, zip, 5,02 mb) - unduh buku
Shabad MA Perhitungan perlindungan relai dan otomatisasi jaringan distribusi. - edisi ke-3, direvisi. dan tambahan — L.: Energoatomizdat. Leningrad. Departemen, 1985. - 296 hal.
Buku ini membahas metode dan contoh perhitungan perangkat proteksi relai dan otomatisasi jaringan listrik pedesaan, perkotaan dan industri 6 dan 10 kV, saluran listrik 35, 110 kV dan trafo step-down 6-110 kV. Edisi ini telah direvisi dan ditambah sesuai dengan GOST baru, aturan dan materi arahan tentang perlindungan dan otomasi. Buku ini ditujukan untuk pekerja teknik dan teknis yang melayani perangkat perlindungan dan otomasi dalam sistem tenaga, jaringan listrik, perusahaan industri dan pertanian, dan mungkin juga berguna bagi karyawan organisasi desain dan komisioning serta mahasiswa spesialisasi tenaga listrik.
Unduh buku Shabad M.A. Perhitungan perlindungan relai dan otomatisasi jaringan distribusi (djvu, zip, 3,42 mb) - unduh buku
Buku ini membahas prinsip-prinsip umum proteksi, proteksi saluran, bus, generator, trafo, autotransformator dan motor; serta dasar-dasar teknologi proteksi relai untuk sistem tiga fasa dengan tegangan di atas 1 kV. Edisi kedua, direvisi dan diperbesar. Perubahan metodologi telah dibuat, dan prinsip-prinsip baru untuk penerapan perlindungan telah dipertimbangkan.
Bagi mahasiswa jurusan “Automatic control of electric power system”, semoga bermanfaat bagi mahasiswa spesialisasi tenaga listrik lainnya.
Singkatan utama yang diterima
Perkenalan
DI 1. Tujuan proteksi relai
DI 2. Pengembangan teknologi proteksi relai
Bab pertama. Masalah umum perlindungan relai
1.1. Fungsi perlindungan relai terhadap korsleting dan persyaratan utama untuk propertinya
1.2. Prinsip pelaksanaan proteksi rele dan beberapa ketentuan umum serta rasio yang digunakan dalam pelaksanaannya
1.3. Jenis saluran komunikasi
1.4. Metode dan pendekatan yang diterapkan pada analisis, sintesis proteksi dan pemilihan parameter operasinya
1.5. Beberapa rasio umum besaran listrik yang digunakan dalam proteksi
1.6. Jenis kerusakan dan persyaratan proteksi rele terhadap kerusakan tersebut
1.7. Jenis mode operasi abnormal dan persyaratan perlindungan yang meresponsnya
1.8. Deskripsi dan ilustrasi skema perlindungan
Bagian dua. Organ pelindung dan basis unsurnya
2.1. Organ pelindung dan propertinya
2.2. Metode untuk mendeskripsikan dan menganalisis pekerjaan IO
2.3. Properti organ logis
2.4. Fitur penggunaan basis elemen elektromekanis
2.5. Fitur penggunaan basis elemen semikonduktor (mikroelektronika).
2.6. Fitur penggunaan basis elemen mikroprosesor
Bab tiga. Transduser pengukur primer dan diagram koneksinya dengan beban
3.1. Tujuan dan prinsip umum operasi
3.2. Mengukur transduser saat ini dan pengoperasiannya dalam kondisi stabil
3.3. Pekerjaan arus IP dalam mode transien
3.4. Fitur implementasi arus IP
3.5. Mengukur transduser tegangan dan operasinya dalam kondisi stabil
3.6. Pekerjaan tegangan MT dalam mode transien
3.7. Diagram koneksi IP dan sirkuit perangkat perlindungan
3.8. Skema koneksi TA dan sirkuit arus dari elemen pengukur, termasuk dalam arus fasa total
3.9. Skema koneksi TA dan sirkuit arus dari elemen pengukur untuk dimasukkan ke dalam komponen arus urutan-nol
Z.10. Penentuan beban yang diizinkan pada transformator saat ini
3.11. Diagram koneksi transformator tegangan dan rangkaian tegangan elemen pengukur
3.12. Implementasi filter tegangan dan arus dari urutan yang berbeda
3.13. Prinsip alokasi istilah darurat
3.14. Tempat penyalaan arus dan tegangan IP pada instalasi listrik
Bab empat. Mengontrol sumber arus
4.1. Definisi dasar
4.2. Arus searah operasional
4.3. Operasional arus bolak-balik
4.4. Sumber proteksi arus operasi menggunakan basis elemen semikonduktor (mikroelektronika terintegrasi).
4.5. Kontrol drive pembuka pemutus sirkuit
Bab lima. Perlindungan arah arus dan arus
5.1. Pertimbangan umum untuk perlindungan arah arus dan arus
5.2. Perlindungan arus lebih
5.3. Perlindungan arah arus lebih
5.4. Tahap pertama dan kedua perlindungan arah arus dan arus, diaktifkan untuk arus penuh dan tegangan fasa
5.5. Pilihan parameter perlindungan tahap pertama, kemampuan perlindungan dan sensitivitasnya
5.6. Pilihan parameter perlindungan tahap kedua, kemampuan perlindungan dan kepekaannya
5.7. Pengantar perlindungan arah arus dan arus dari organ tegangan tambahan
5.8. Penilaian umum perlindungan arah arus dan arus, termasuk dalam arus penuh dan tegangan fase
5.9. Perlindungan terarah saat ini dan saat ini dari urutan nol jaringan dengan netral yang diarde dengan kuat
5.10. Kontrol arah daya dan sirkuit untuk penyertaannya pada voltase dan arus
Bab enam. Perlindungan jarak jauh.
6.1. Pertanyaan umum tentang perlindungan jarak
6.2. Memilih opsi perlindungan
6.3. Karakteristik organ resistensi
6.4. Karakteristik Zcp=f(fp) elemen hambatan dengan dua besaran yang mempengaruhi
6.5. Mempengaruhi tegangan dan arus elemen pengukur resistansi
6.6. Prinsip pelaksanaan organ perlawanan.
6.7. Langkah-langkah untuk menghilangkan zona mati pada organ resistensi
6.8. Perilaku perlindungan jarak selama mode operasi osilasi dan asinkron
6.9. Menggunakan Pesawat Kompleks untuk Menganalisis Perilaku Organ Perlawanan selama Ayunan
6.10. Prinsip penerapan perangkat yang mencegah aktuasi perlindungan yang salah dan berlebihan selama ayunan
6.11. Perangkat yang menyertakan perlindungan saat komponen darurat muncul selama waktu yang cukup untuk pengoperasiannya
6.12. Perangkat yang menonaktifkan perlindungan ayunan, dengan dua perangkat lunak dengan sensitivitas berbeda
6.13. Mulai elemen perlindungan jarak
6.14. Pencegahan tindakan perlindungan yang salah jika terjadi pelanggaran sirkuit tegangannya
6.15. Penilaian umum dan area penerapan proteksi jarak
Bab tujuh. Proteksi arus dan arah dengan perbandingan jumlah listrik tidak langsung
7.1. Metode untuk melakukan perlindungan
7.2. Perlindungan longitudinal saat ini dengan pemblokiran
7.3. Prinsip penerapan proteksi longitudinal terarah
7.4. Perlindungan terarah dengan pemblokiran RF
7.5. Prinsip pengoperasian skema perlindungan terarah dengan pemblokiran RF
7.6. Kombinasi perlindungan jarak dengan directional longitudinal
7.7. Penerapan perlindungan arah baru dengan pemblokiran RF yang diproduksi oleh industri
7.8. Prinsip pengoperasian proteksi melintang terarah
7.9. Perlindungan urutan nol melintang terarah dari dua sirkuit paralel
Bab delapan. Perlindungan arah arus dan arus diferensial
8.1. Metode untuk melakukan perlindungan
8.2. Prinsip operasi perlindungan arus diferensial longitudinal dengan saluran kabel
8.3. Arus tidak seimbang, arus pikap, dan sensitivitas perlindungan longitudinal dengan saluran kabel
8.4. Metode untuk meningkatkan sensitivitas dan penyelarasan proteksi longitudinal dengan saluran kabel
8.5. Implementasi perlindungan arus diferensial longitudinal dengan saluran kabel
8.6. Perlindungan arus diferensial longitudinal dengan saluran RF dan saluran radio
8.7. Perlindungan arus fase diferensial dengan pemblokiran RF yang dikembangkan oleh VNIIE
8.8. Penerapan arus diferensial transversal dan perlindungan arah arus
8.9. Perlindungan arah arus diferensial melintang
8.10. Penilaian umum penggunaan perlindungan diferensial untuk saluran
Bab sembilan. Proteksi saluran terhadap gangguan pembumian satu fasa
9.1. Persyaratan Keamanan
9.2. Besaran listrik yang digunakan untuk tindakan proteksi
9.3. Filter arus dan tegangan urutan nol
9.4. Prinsip-prinsip yang digunakan untuk penerapan proteksi terhadap hubung singkat.
Bab sepuluh. Pilihan prinsip perlindungan jalur
10.1. Masalah umum implementasi perlindungan
10.2. Lini proteksi 6-10 kV
10.3. Lini proteksi 20 dan 35 kV
10.4. Lini proteksi 110-220 kV
10.5. Perlindungan saluran tegangan ekstra tinggi
10.6. Penggunaan pemadaman TV
10.7. Fitur garis perlindungan dengan cabang
Bab Sebelas. Proteksi busbar stasiun dan gardu induk
11.1. Jenis kerusakan dan persyaratan perlindungan
11.2. Metode implementasi dan jenis perlindungan.
11.3. Perlindungan saat ini
11.4. Perlindungan arah
11.5. Perlindungan jarak
11.6. Masalah umum penerapan perlindungan arus diferensial
11.7. Perlindungan busbar tunggal dengan pengereman arus yang diperbaiki
11.8. Fitur implementasi perlindungan arus diferensial dari ban yang beroperasi dengan sambungan tetap elemen dengan satu sakelar
11.9. Perlindungan diferensial tidak lengkap
Bab dua belas. Perlindungan generator sinkron
12.1. ketentuan umum
12.2. Jenis utama kerusakan dan mode operasi generator yang tidak normal dan persyaratan perlindungan.
12.3. Jenis perlindungan yang diterapkan
12.4. Perlindungan arus diferensial longitudinal
12.5. Metode untuk melakukan proteksi terhadap hubung singkat koil
12.6. Proteksi diferensial arus transversal sistem tunggal
12.7. Proteksi terhadap gangguan pembumian satu fasa.
12.8. Perlindungan tegangan lebih urutan nol frekuensi daya
12.9. Proteksi hubung singkat berdasarkan perbandingan harmonik urutan-nol yang ditentukan oleh EMF non-siusoidal generator
12.10. Proteksi terhadap hubung singkat blok generator, menggunakan sifat non-sinusoidal dari EMF generator dan dibuat sesuai dengan perkembangan VNIIE
12.11. Metode melakukan proteksi hubung singkat pada generator yang beroperasi pada ban
12.12. Perlindungan saat ini dengan SLT urutan-nol dengan bias
12.13. Perlindungan hubung singkat menggunakan rasio arus frekuensi non-fundamental dalam fase generator
12.14. Perlindungan terhadap kerusakan di sirkuit eksitasi
12.15. Perlindungan arus terhadap arus lebih asimetris.
12.16. Perlindungan arus lebih simetris
12.17. Proteksi beban berlebih diterapkan di sirkuit eksitasi
12.18. Hilangnya perlindungan eksitasi
12.19. Metode untuk memadamkan medan magnet generator
12.20. Fitur perlindungan kompensator sinkron
Bab tiga belas. Perlindungan transformer, autotransformer dan unit
13.1. ketentuan umum
13.2. Sirkuit pendek internal dan persyaratan perlindungan
13.3. Mode operasi dan persyaratan perlindungan yang tidak normal
13.4. Jenis utama perlindungan yang diterapkan
13.5. Perlindungan diferensial saat ini
13.6. Perlindungan arus diferensial dengan detuning kompleks dari arus yang tidak seimbang
13.7. Keunikan perlindungan arus diferensial dengan lebih dari dua grup TA
13.8. Perlindungan gas
13.9. Proteksi arus sisa dengan kabel arde
13.10. Perlindungan kompleks transformator daya kecil
13.11. Perlindungan terhadap korsleting eksternal
13.12. Perlindungan arus lebih
13.13. Proteksi cadangan transformator terhadap gangguan pembumian eksternal dalam mode darurat dengan ground netral
13.14. Fitur perlindungan di hadapan perangkat untuk regulasi tegangan longitudinal di bawah beban
13.15. Fitur perlindungan transformator (autotransformer) tanpa pemutus sirkuit pada sisi tegangan yang lebih tinggi
13.16. Perangkat tambahan
13.17. Fitur pelindung blok generator - trafo (autotransformer)
Bab empat belas. Perlindungan motor asinkron dan sinkron
14.1. Pertimbangan umum untuk meningkatkan efisiensi otomatisasi darurat konsumen
14.2. Jenis kerusakan dan operasi abnormal serta persyaratan untuk perlindungan
14.3. Jenis pelindung motor.
14.4. Contoh perlindungan
Bab lima belas. Masalah khusus perlindungan sistem kelistrikan
15.1. Reservasi
15.2. Perangkat Redundansi Kegagalan Pemutus (CBF)
15.3. Perlindungan busur di switchgear
15.4. Proteksi pada bypass, bus coupler dan bus section switch
15.5. Kontrol pengoperasian, status fungsional perangkat perlindungan dan pemeliharaannya
15.6. Pertahanan otonom dan terpusat
15.7. Otomatisasi pemilihan parameter perlindungan.
Bibliografi
Indeks subjek
KATA PENGANTAR EDISI KEDUA
Penyajian dasar-dasar kursus dalam volume terkompresi dari buku teks menjadi semakin sulit karena kerumitan tugas yang diselesaikan oleh perlindungan relai, karena pengenalan tegangan transmisi daya yang semakin tinggi, peningkatan daya mesin dengan penggunaan bahan aktif yang semakin intensif di dalamnya, dengan pengenalan basis elemen yang lebih maju (misalnya, mikroprosesor) untuk penerapan pertahanan, yang, bagaimanapun, mempersulit studi yang terakhir. Alhasil, muncul sejumlah buku, monograf bahkan tentang pertahanan individu, yang banyak terdapat di kursusnya, mencakup semua bagian bidang teknologi ini.
Teknologi proteksi relai telah terbentuk dalam arah ilmiah independen dengan landasan ilmiahnya sendiri yang tidak banyak berubah saat berpindah dari satu elemen dasar ke elemen lainnya, dengan prinsipnya sendiri yang ditetapkan dalam penerapan proteksi.
Oleh karena itu, dalam buku teks ini, dengan mempertimbangkan volume yang ditetapkan untuknya, hanya prinsip penerapan proteksi dan sifat-sifatnya yang dipertimbangkan secara singkat berdasarkan rasio besaran listrik jika terjadi kerusakan dan mode operasi abnormal, untuk merespons mana perlindungan ini disediakan.
Penulis percaya bahwa pentingnya materi dasar yang diberikan dalam buku ini wajib bagi semua siswa yang memutuskan untuk mengabdikan diri di masa depan untuk bekerja di bidang teknologi yang sulit namun menarik - perlindungan relai. Studi pertahanan yang lebih rinci harus dilakukan dengan mengorbankan jam kursus tambahan. Materi dalam buku ini disajikan sedemikian rupa sehingga siswa mempelajari, pertama-tama, prinsip-prinsip perlindungan, dan bukan penerapan perangkat individu, yang cukup sering dapat ditingkatkan atau bahkan diganti dengan yang baru, dan berdasarkan sejarah. perkembangan teknologi, mereka dapat mengevaluasi secara kritis bentuk-bentuk yang ada dan, jika mungkin, mempersiapkan pekerjaan untuk peningkatan perlindungan lebih lanjut. Buku teks memberikan data singkat tentang kontribusi spesialis individu (terutama domestik) untuk pengembangan teknik perlindungan, dan terutama mereka yang berkontribusi pada pengembangan prinsip-prinsip pelaksanaan perlindungan yang sebenarnya dicatat. Untuk mempersingkat daftar referensi, hanya mencakup buku dan monograf yang mencirikan tahapan perkembangan teknologi perlindungan atau diperlukan untuk studi masalah yang lebih dalam. Referensi ke artikel diberikan dalam kasus luar biasa, jika materi yang relevan tidak ada dalam buku.
Buku teks edisi kedua ini, sebagian besar direvisi dibandingkan dengan yang pertama, disusun sesuai dengan program kursus yang diperbarui untuk spesialisasi 21.04.
N.V. Chernobrovov
R E L E Y N A
EDISI KELIMA, DIREVISI
Disetujui oleh Kementerian Energi dan Elektrifikasi Uni Soviet
sebagai bahan ajar bagi mahasiswa energi
dan perguruan tinggi teknik tenaga
"E N E R G I I" MOSKOW 1974
UDC 621.316..925 (075)
Chernobrov N.V.
Perlindungan relai Ch-49. Buku teks untuk sekolah teknik. Ed. 5, direvisi. dan tambahan M., "Energi", 1974. 680 hal. Dari sakit.
Buku ini membahas perlindungan relai jaringan listrik, peralatan pembangkit listrik, dan busbar switchgear. Edisi keempat buku ini diterbitkan di
Buku ini dimaksudkan sebagai alat bantu pengajaran bagi siswa sekolah teknik energi dan dapat digunakan oleh mahasiswa universitas kelistrikan dan energi, serta insinyur dan teknisi yang terlibat dalam pengoperasian, pemasangan, dan desain proteksi relai pembangkit listrik dan jaringan.
30311-601 051(01)-74
Rumah Penerbitan Energia, 1974
KATA PENGANTAR EDISI KELIMA
Perlindungan relai melakukan penghapusan kerusakan dan mode abnormal secara otomatis di bagian kelistrikan sistem tenaga dan merupakan otomatisasi terpenting yang memastikan pengoperasian yang andal dan stabil.
DI DALAM Dalam sistem energi modern, pentingnya perlindungan relai semakin meningkat karena pesatnya pertumbuhan kekuatan sistem energi, penyatuannya menjadi satu sistem yang terhubung secara elektrik di beberapa wilayah, seluruh negara, dan bahkan beberapa negara bagian.
Ciri khas dari sistem energi modern adalah pengembangan jaringan tegangan tinggi dan ultra-tinggi, di mana sistem energi digabungkan dan aliran energi listrik yang besar ditransfer dari pembangkit listrik yang kuat ke pusat konsumsi besar.
DI DALAM Di Uni Soviet, berdasarkan jaringan 500 kV, Sistem Energi Terpadu Negara (UES) sedang dibuat, jalur transmisi yang kuat dan diperpanjang sedang dibangun 500-750 kV, dan dalam waktu dekat direncanakan untuk membuat transmisi yang lebih kuat dari 1150 kV AC dan 1500 kV DC, pembangkit listrik termal, hidrolik, dan nuklir terbesar sedang dibangun, kekuatan unit daya meningkat. Sejalan dengan itu, daya gardu listrik bertambah, konfigurasi jaringan listrik menjadi lebih rumit dan bebannya bertambah.
Pertumbuhan beban, peningkatan panjang saluran transmisi daya, pengetatan persyaratan untuk stabilitas sistem tenaga memperumit kondisi pengoperasian proteksi relai dan meningkatkan persyaratan untuk kecepatan, sensitivitas, dan keandalannya. Sehubungan dengan itu, terdapat proses pengembangan dan peningkatan teknologi proteksi relai yang berkelanjutan, yang bertujuan untuk menciptakan proteksi yang semakin maju yang memenuhi persyaratan energi modern.
Perlindungan baru sedang dibuat dan dioperasikan untuk transmisi daya tegangan ekstra tinggi jarak jauh, untuk generator besar, transformator, dan unit daya. Perlindungan jarak jauh dengan karakteristik kompleks sedang dikembangkan, yang memungkinkan untuk mendapatkan solusi optimal untuk tugas yang sangat kompleks - detuning perlindungan yang andal terhadap beban dan ayunan sambil mempertahankan sensitivitas yang memadai jika terjadi korsleting. Cara sedang dicari untuk meningkatkan pemblokiran dari ayunan dan dari kerusakan pada sirkuit tegangan. Metode untuk mencadangkan kegagalan perlindungan dan sakelar sedang diperbaiki. Kecenderungan menjauh dari relai elektromekanis dan menuju sistem non-kontak statis menjadi semakin jelas.
Dalam hal ini, ini banyak digunakan dalam perangkat proteksi relai untuk perangkat semikonduktor (dioda, transistor, thyristor). Desain relai berdasarkan elemen magnet sedang dikembangkan. Upaya sedang dilakukan untuk menggunakan relai kontak yang lebih andal daripada desain elektromekanis konvensional. Relai ini termasuk kontak tertutup yang dikontrol secara magnetis (sakelar buluh), yang merupakan relai tanpa lengan (digunakan dalam teknologi komputer). Mereka dicirikan oleh kecepatan tinggi, keandalan, dan ukuran kecil. Kemungkinan menggunakan komputer digital untuk menjalankan fungsi proteksi relai sedang dipertimbangkan.
Semakin perlu menggunakan komputer digital untuk menghitung pengaturan perlindungan, karena perhitungan seperti itu dalam sistem tenaga modern sangat melelahkan dan memakan waktu.
Sehubungan dengan pertumbuhan arus hubung singkat yang disebabkan oleh peningkatan kapasitas pembangkitan sistem tenaga, masalah keakuratan transformasi arus primer yang memberi makan elemen pengukur proteksi relai menjadi relevan. Untuk mengatasi masalah ini, penelitian sedang dilakukan pada perilaku trafo arus, kemungkinan untuk meningkatkan akurasinya sedang dipelajari, metode praktis untuk menghitung kesalahan trafo arus sedang dikembangkan, dan metode baru yang lebih akurat untuk mentransformasikan arus primer. sedang dicari.
Dalam mempersiapkan pencetakan ulang buku tersebut, penulis berusaha merefleksikan perkembangan baru teknologi dalam negeri di bidang pengembangan yang disebutkan di atas. Buku ini mencakup perlindungan baru dan solusi teknis yang telah diterapkan dalam praktik atau memiliki prospek penerapan yang nyata. Dengan pemikiran ini, perubahan dan penambahan telah dilakukan pada bab ketiga, dikhususkan untuk trafo arus, bab lima belas, yang menetapkan prinsip-prinsip perlindungan generator, dan bab tujuh belas, tentang perlindungan unit. Perubahan dan klarifikasi telah dilakukan di bab-bab yang tersisa, terutama ditujukan untuk menyempurnakan presentasi.
Penulis berterima kasih kepada peninjau buku, T. N. Dorodnova, atas sejumlah komentar yang bermanfaat. Penulis meminta untuk mengirimkan semua keinginan dan komentar ke alamat: 113114, Moskow, tanggul Shlyuzovaya, 10, Rumah Penerbitan Energia.
BAB PERTAMA
KONSEP UMUM TENTANG PERLINDUNGAN RELAY
1-1 TUJUAN PROTEKSI RELAY
Dalam sistem energi, kerusakan dan operasi abnormal peralatan listrik pembangkit listrik dan gardu induk, gardu induk, saluran listrik, dan instalasi listrik konsumen energi listrik dapat terjadi.
Kerusakan dalam banyak kasus disertai dengan peningkatan arus yang signifikan dan penurunan tegangan yang dalam pada elemen sistem tenaga.
Arus yang meningkat menghasilkan panas dalam jumlah besar, menyebabkan kehancuran di lokasi gangguan dan pemanasan berbahaya pada jalur utuh dan peralatan yang dilalui arus ini.
Penurunan tegangan mengganggu operasi normal konsumen listrik dan stabilitas operasi paralel generator dan sistem tenaga secara keseluruhan.
Mode abnormal biasanya menghasilkan penyimpangan tegangan, arus, dan frekuensi dari nilai yang dapat diterima. Dengan penurunan frekuensi dan tegangan, ada bahaya mengganggu operasi normal konsumen dan stabilitas sistem tenaga, dan peningkatan tegangan dan arus mengancam kerusakan peralatan dan saluran listrik.
Dengan demikian, kerusakan mengganggu pengoperasian sistem tenaga dan konsumen listrik, dan mode abnormal menciptakan kemungkinan kerusakan atau gangguan sistem tenaga.
Untuk memastikan pengoperasian normal sistem tenaga dan konsumen listrik, perlu untuk mengidentifikasi dan memisahkan tempat kerusakan dari jaringan yang tidak rusak sesegera mungkin, sehingga memulihkan kondisi normal untuk operasinya dan menghentikan kehancuran di tempat kerusakan.
Konsekuensi berbahaya dari mode abnormal juga dapat dicegah jika penyimpangan dari mode normal terdeteksi tepat waktu dan tindakan diambil untuk menghilangkannya (misalnya, mengurangi arus saat meningkat, menurunkan voltase saat meningkat, dll.) .
Dalam hal ini, ada kebutuhan untuk membuat dan menggunakan perangkat otomatis yang melakukan operasi ini dan melindungi sistem dan elemennya dari konsekuensi berbahaya dari kerusakan dan mode abnormal.
Awalnya, sekering digunakan sebagai perlindungan tersebut. Namun, ketika daya dan voltase instalasi listrik meningkat dan sirkuit pensaklarannya menjadi lebih kompleks, metode perlindungan ini menjadi tidak mencukupi, itulah sebabnya perangkat pelindung dibuat yang dilakukan dengan menggunakan robot khusus - relai, yang disebut proteksi relai.
Perlindungan relai adalah jenis utama otomatisasi kelistrikan, yang tanpanya pengoperasian sistem energi modern yang normal dan andal tidak mungkin dilakukan.
Ini terus memantau keadaan dan mode operasi semua elemen sistem tenaga dan merespons terjadinya kerusakan dan mode abnormal.
Jika terjadi kerusakan, proteksi mendeteksi dan memutus area yang rusak dari sistem, bekerja pada sakelar daya khusus yang dirancang untuk membuka arus gangguan.
Ketika mode abnormal terjadi, perlindungan mendeteksinya dan, tergantung pada sifat pelanggarannya, melakukan operasi yang diperlukan untuk memulihkan mode normal, atau memberikan sinyal kepada petugas jaga.
Dalam sistem kelistrikan modern, perlindungan relai terkait erat dengan otomatisasi kelistrikan, yang dirancang untuk secara otomatis memulihkan mode normal dan memberi daya konsumen dengan cepat.
Perangkat utama otomatisasi tersebut meliputi: perangkat penutupan otomatis (AR), perangkat pengalihan otomatis untuk sumber daya dan peralatan siaga (ATS) dan perangkat bongkar frekuensi otomatis (AFR).
Mari kita pertimbangkan lebih detail jenis kerusakan utama dan mode abnormal yang terjadi pada instalasi listrik, dan konsekuensinya.
1-2. KERUSAKAN PADA INSTALASI LISTRIK
Sebagian besar gangguan pada sistem kelistrikan mengakibatkan hubung singkat antar fasa atau ke bumi (Gambar 1-1). Pada belitan mesin listrik dan trafo, selain hubung singkat, terdapat hubung singkat antar belokan satu fasa.
Penyebab utama kerusakan adalah:
1) pelanggaran isolasi bagian pembawa arus yang disebabkan oleh penuaan, kondisi yang tidak memuaskan, kelebihan tegangan, kerusakan mekanis;
2) kerusakan pada kabel dan tiang kabel listrik yang disebabkan oleh kondisinya yang tidak memuaskan, es, angin topan, menarinya kabel dan alasan lainnya;
3) kesalahan personel selama operasi (mematikan pemisah di bawah beban, menyalakannya ke ground kiri yang salah, dll.).
Semua kerusakan adalah hasil dari cacat desain atau ketidaksempurnaan peralatan, produksi berkualitas buruk, cacat pemasangan, kesalahan desain, perawatan peralatan yang tidak memuaskan atau tidak tepat, mode pengoperasian peralatan yang tidak normal, pengoperasian peralatan dalam kondisi yang
ry itu tidak dihitung. Oleh karena itu, kerusakan tidak dapat dianggap tak terhindarkan, tetapi pada saat yang sama kemungkinan terjadinya tidak dapat diabaikan.
Sirkuit pendek(hubung singkat) adalah jenis kerusakan yang paling berbahaya dan parah. Di k.z. e. d.s. E dari catu daya (generator) dihubung pendek melalui resistansi generator, transformator, dan saluran yang relatif rendah (lihat Gambar 1-
1, a - d dan f).
Oleh karena itu, dalam rangkaian hubung singkat e. d.s. ada arus I to yang besar, disebut arus hubung singkat.
Sirkuit pendek dibagi menjadi tiga fase, dua fase dan satu fase tergantung pada jumlah fase tertutup; untuk hubung singkat dengan dan tanpa pembumian; korsleting pada satu dan dua titik jaringan (Gbr. 1-1).
Di k.z. karena peningkatan arus, penurunan tegangan pada elemen-elemen sistem meningkat, yang mengarah pada penurunan tegangan di semua titik jaringan, karena tegangan masuk
titik mana pun M (Gbr. 1-2, a) UM - E-Ik zm, di mana E - e. d.s. sumber daya, dan zM adalah hambatan dari sumber daya ke titik M.
Penurunan tegangan terbesar terjadi di tempat korsleting. (titik K) dan di dekatnya (Gbr. 1-2, a). Pada titik jaringan yang jauh dari lokasi gangguan,
tegangan berkurang ke tingkat yang lebih rendah.
Terjadi akibat c. peningkatan arus dan penurunan tegangan menyebabkan sejumlah konsekuensi berbahaya:
a) Arus hubung singkat Ik, menurut hukum Joule-Lenz, melepaskan panas Q = kIk 2 rt dalam resistansi aktif r dari rangkaian yang dilaluinya selama waktu t.
Pada titik kerusakan, panas ini dan nyala busur listrik menghasilkan kehancuran yang besar, yang ukurannya semakin besar, semakin besar arus Ik dan waktu t.
Melewati peralatan dan saluran listrik yang tidak rusak, korsleting arus. Ik memanaskannya di atas batas yang diizinkan, yang dapat menyebabkan kerusakan pada insulasi dan bagian pembawa arus.
b) Penurunan tegangan pada hubung singkat. mengganggu pekerjaan konsumen.
Konsumen utama listrik adalah motor listrik asinkron.
Oleh karena itu, dengan penurunan voltase yang dalam, momen putaran motor listrik mungkin lebih kecil dari momen resistansi mekanisme, yang menyebabkan penghentiannya.
Pengoperasian normal instalasi penerangan yang merupakan bagian penting kedua dari konsumen listrik juga terganggu saat tegangan turun.
Yang sangat sensitif terhadap penurunan tegangan adalah komputer dan mesin kontrol, yang telah diperkenalkan secara luas dalam beberapa tahun terakhir.
c) Konsekuensi kedua yang paling parah dari penurunan tegangan adalah pelanggaran stabilitas operasi paralel generator. Hal ini dapat menyebabkan runtuhnya sistem dan terhentinya kekuasaan untuk semua konsumennya.
Alasan pembusukan seperti itu dapat dijelaskan dengan contoh sistem yang ditunjukkan pada Gambar. 1-2,b. Dalam mode normal, torsi mekanis turbin diimbangi dengan torsi balik yang dihasilkan oleh beban listrik generator, akibatnya kecepatan putaran semua turbogenerator konstan dan sama dengan kecepatan sinkron. Saat terjadi korsleting. pada titik K pada ban pembangkit listrik A, tegangan pada ban tersebut akan menjadi sama dengan nol, sebagai akibatnya, beban listrik, dan akibatnya, momen penangkal generator, juga akan menjadi sama dengan nol. Pada saat yang sama, jumlah uap (atau air) yang sama memasuki turbin dan torsinya tetap tidak berubah. Akibatnya kecepatan turbogenerator akan mulai meningkat pesat, karena pengatur kecepatan turbin bekerja lambat dan tidak akan mampu mencegah percepatan putaran turbin generator stasiun A.
Generator stasiun B dalam kondisi lain, dipindahkan dari titik K, sehingga tegangan pada bannya mungkin mendekati normal. Karena generator pembangkit listrik A telah dibongkar, seluruh beban sistem akan jatuh pada generator stasiun B, yang kemudian dapat kelebihan beban dan mengurangi kecepatan. Jadi, sebagai akibat dari c.z. kecepatan rotasi generator pembangkit listrik A dan B menjadi berbeda, yang menyebabkan pelanggaran operasi sinkronnya.
Dengan jangka pendek yang berkepanjangan mungkin juga ada pelanggaran stabilitas operasi listrik asinkron
motor. Dengan penurunan voltase, kecepatan putaran motor listrik asinkron berkurang.
Jika selip melebihi nilai kritis, motor akan masuk ke wilayah operasi yang tidak stabil, akan terbalik dan benar-benar mengerem.
Dengan peningkatan slip, daya reaktif yang dikonsumsi oleh motor asinkron meningkat, yang dapat menyebabkan korsleting setelah dimatikan. ke kekurangan daya reaktif dan, sebagai akibatnya, penurunan voltase seperti longsoran salju di seluruh sistem dan penghentian operasinya.
Kecelakaan dengan pelanggaran stabilitas sistem adalah yang paling parah dalam hal kerusakan catu daya.
Konsekuensi yang dipertimbangkan dari korsleting konfirmasi kesimpulan di atas bahwa mereka adalah jenis kerusakan yang parah dan berbahaya yang memerlukan penghentian cepat (lihat § 1-4).
Ground fault dari satu fase dalam jaringan dengan netral terisolasi atau ground
lenoy melalui resistansi tinggi dari arc quenching coil (DGC). Pada ara. 1-1, d dapat dilihat bahwa gangguan tanah tidak menyebabkan hubung singkat, karena e. d.s. Ea dari fasa A yang rusak tidak terhalang oleh sambungan ke bumi yang muncul di titik K. Arus 1A yang muncul dalam kasus ini di lokasi gangguan ditutup melalui kapasitansi C dari kabel relatif ke tanah dan oleh karena itu, sebagai aturan, memiliki nilai kecil, misalnya, beberapa puluh ampere. Tegangan saluran tetap tidak berubah pada jenis kerusakan ini (lihat Bab 9).
Karena itu, dalam konsekuensinya, gangguan pentanahan fase tunggal dalam jaringan dengan netral terisolasi atau pentanahan melalui DGK berbeda secara signifikan dari korsleting. Itu tidak mempengaruhi pekerjaan konsumen dan tidak mengganggu operasi sinkron generator. Namun, jenis kerusakan ini menciptakan mode abnormal, menyebabkan tegangan berlebih, yang berbahaya dalam hal kemungkinan putusnya insulasi relatif terhadap tanah dari dua fase yang tidak rusak dan transisi gangguan pembumian fase tunggal ke hubung singkat interfase. (Gbr. 1, f).
1-3. MODE ABNORMAL
Mode abnormal termasuk penyimpangan dari nilai arus, tegangan, dan frekuensi yang diizinkan, berbahaya untuk peralatan atau pengoperasian sistem tenaga yang stabil.
Mari kita perhatikan rezim abnormal yang paling khas.
a) Kelebihan beban peralatan yang disebabkan oleh peningkatan arus yang melebihi nilai pengenal. Dinilai adalah arus maksimum yang diizinkan untuk perangkat tertentu
menambang untuk waktu yang tidak terbatas.
Jika arus yang melewati peralatan melebihi nilai nominal, maka karena panas tambahan yang dihasilkannya, suhu bagian pembawa arus dan insulasi setelah beberapa saat melebihi nilai yang diizinkan, yang menyebabkan keausan insulasi yang dipercepat dan kerusakan. Waktu yang diizinkan untuk lewatnya arus yang meningkat tergantung pada besarnya. Sifat ketergantungan ini ditunjukkan pada Gambar. 1-3 dan ditentukan oleh desain peralatan dan jenis bahan isolasi. Untuk peringatan
kerusakan pada peralatan saat kelebihan beban, perlu diambil tindakan untuk membongkar atau melepaskan peralatan.
b) Ayunan dalam sistem terjadi ketika generator (atau pembangkit listrik) A dan B berjalan secara paralel tidak sinkron (Gbr. 1-2, b). Saat berayun di setiap titik sistem, terjadi perubahan berkala ("ayunan") arus dan tegangan. Arus di semua elemen jaringan yang menghubungkan generator A dan B di luar sinkronisasi berfluktuasi dari nol ke nilai maksimum berkali-kali lebih tinggi dari nilai normal.
masker. Tegangan turun dari normal ke nilai minimum tertentu, yang memiliki nilai berbeda di setiap titik dalam jaringan. Pada titik C, yang disebut pusat ayunan listrik, turun menjadi nol, di titik lain dalam jaringan tegangan turun, tetapi tetap lebih besar dari nol, tumbuh dari pusat ayunan C ke sumber daya A dan B. Berdasarkan sifat perubahannya dalam arus dan tegangan, ayunannya mirip dengan k. . Peningkatan arus menyebabkan pemanasan peralatan, dan penurunan voltase mengganggu pengoperasian semua konsumen sistem. Swing adalah mode abnormal yang sangat berbahaya yang memengaruhi pengoperasian seluruh sistem tenaga.
c) Peningkatan voltase yang melebihi nilai yang diizinkan biasanya terjadi pada hidrogenerator ketika bebannya tiba-tiba dimatikan. Hidrogenerator yang dibongkar meningkatkan frekuensi rotasi, yang menyebabkan peningkatan e. d.s. stator untuk nilai-nilai berbahaya untuk isolasi. Perlindungan dalam kasus seperti itu harus mengurangi arus eksitasi generator atau mematikannya.
Peningkatan voltase yang berbahaya bagi insulasi peralatan juga dapat terjadi ketika saluran listrik panjang dengan kapasitansi tinggi dinyalakan atau dimatikan secara sepihak.
Selain mode abnormal yang dicatat, ada mode lain, yang penghapusannya dimungkinkan dengan bantuan perlindungan relai.
1-4. PERSYARATAN DASAR UNTUK PERLINDUNGAN RELAY
/. SYARAT PERLINDUNGAN DARI K. 3.
a) Selektivitas
Selektivitas atau selektivitas proteksi adalah kemampuan proteksi untuk mati pada hubung singkat. hanya bagian jaringan yang rusak.
Pada ara. 1-4 menunjukkan contoh kesalahan tripping selektif. Jadi, di k.z. pada titik K 1, proteksi harus mematikan saluran yang rusak dengan sakelar B di, yaitu sakelar yang paling dekat dengan tempat kerusakan. Dalam hal ini, semua konsumen, kecuali yang disuplai dari saluran yang rusak, tetap beroperasi.
Dalam kasus k.z. di titik K2, selama tindakan perlindungan selektif, jalur I yang rusak harus dimatikan, jalur II tetap beroperasi. Dengan pemadaman seperti itu, semua konsumen jaringan mempertahankan daya. Contoh ini menunjukkan bahwa jika gardu induk terhubung ke jaringan melalui beberapa jalur, maka korsleting selektif akan trip. di salah satu jalur memungkinkan Anda untuk menjaga koneksi gardu induk ini dengan jaringan, sehingga memastikan daya yang tidak terputus bagi konsumen.
Dengan demikian, pemutusan kesalahan selektif adalah syarat utama untuk memastikan catu daya yang andal bagi konsumen. Tindakan perlindungan non-selektif mengarah pada perkembangan kecelakaan. Seperti yang akan ditunjukkan di bawah, penghentian non-selektif dapat diizinkan, tetapi hanya dalam kasus di mana hal ini ditentukan oleh kebutuhan dan tidak mempengaruhi pasokan konsumen.
b) Kecepatan tindakan
Mematikan sirkuit pendek harus dilakukan secepat mungkin untuk membatasi ukuran kerusakan peralatan, meningkatkan efisiensi penyambungan kembali saluran dan busbar secara otomatis, mengurangi durasi pengurangan voltase pada konsumen dan menjaga stabilitas operasi paralel generator, pembangkit listrik, dan sistem tenaga listrik secara keseluruhan. Kondisi terakhir yang terdaftar adalah yang utama.
Sirkuit pendek waktu mati yang diizinkan (1-2, b) menurut kondisi mempertahankan stabilitas tergantung pada sejumlah faktor. Yang paling penting di antaranya adalah nilai tegangan sisa pada bus pembangkit listrik dan gardu nodal yang menghubungkan pembangkit listrik dengan sistem tenaga. Semakin kecil tegangan sisa, semakin besar kemungkinan gangguan stabilitas dan, oleh karena itu, semakin cepat pemutusan hubung singkat harus dilakukan. Yang paling parah dalam hal stabilitas adalah hubung singkat tiga fase. dan hubung singkat dua fasa ke tanah online dengan tuli
netral yang dibumikan (Gbr. 1-2, a dan d), karena dengan kerusakan ini terjadi pengurangan terbesar dalam semua tegangan fase-ke-fase.
DI DALAM sistem tenaga modern memerlukan waktu shutdown hubung singkat yang sangat singkat untuk menjaga stabilitas. Jadi, misalnya di saluran listrik 300-500 kV, perlu mematikan kerusakan dalam 0,1-0,12 detik setelah kejadiannya, dan dalam jaringan 110-220 kV - dalam 0,15-0,3 detik. Pada jaringan distribusi 6 dan 10 kV, dipisahkan dari sumber daya dengan resistansi tinggi, hubung singkat. dapat dimatikan dengan waktu sekitar 1,5-3 detik, karena tidak menyebabkan penurunan tegangan yang berbahaya pada generator dan oleh karena itu tidak mempengaruhi stabilitas sistem. Penilaian yang akurat dari waktu trip yang diijinkan dilakukan dengan menggunakan perhitungan stabilitas khusus yang dilakukan untuk tujuan ini.
DI DALAM sebagai kriteria perkiraan (ukuran) kebutuhan untuk menggunakan Aturan perlindungan kecepatan tinggi untuk pemasangan instalasi listrik (PUE) [L. 1] merekomendasikan untuk menentukan tegangan sisa pada bus pembangkit listrik dan gardu nodal dengan hubung singkat tiga fasa. di titik jaringan yang menarik.Jika tegangan sisa mendapat-
kurang dari 60% dari nominal, maka untuk menjaga stabilitas sebaiknya digunakan quick shutdown kerusakan, yaitu menerapkan perlindungan cepat.
Total waktu penghentian kerusakan t otk adalah jumlah waktu pengoperasian perlindungan
you t 3 dan durasi sakelar t masuk, memutus arus hubung singkat, mis. t mati \u003d t a + t masuk. Jadi, untuk mempercepat shutdown, tindakan proteksi dan shutdown perlu dipercepat.
tubuh. Sakelar paling umum beroperasi dengan waktu 0,15-0,06 detik. Untuk memastikan dengan sakelar seperti itu, persyaratan pemutusan di atas
korsleting, misalnya dengan t \u003d 0,2 detik, proteksi harus beroperasi dengan waktu 0,05-0,12 detik, dan jika perlu dimatikan dengan t \u003d 0,12 detik dan sakelar beroperasi dengan 0,08 detik, waktu operasi perlindungan tidak boleh melebihi 0,04 detik.
Proteksi yang beroperasi dengan waktu hingga 0,1-0,2 detik dianggap bekerja cepat. Perlindungan kecepatan tinggi modern dapat bekerja dengan waktu 0,02-0,04 detik.
Persyaratan untuk kecepatan dalam beberapa kasus merupakan kondisi penentu yang memastikan stabilitas operasi paralel pembangkit listrik dan sistem tenaga.
Penciptaan perlindungan kecepatan tinggi selektif adalah tugas penting dan sulit dari teknologi perlindungan relai. Perlindungan ini ternyata cukup rumit dan mahal, sehingga harus digunakan hanya dalam kasus di mana perlindungan yang tertunda waktu yang lebih sederhana tidak memberikan kecepatan tindakan yang diperlukan.
Untuk menyederhanakan, diperbolehkan menggunakan perlindungan kecepatan tinggi sederhana yang tidak memberikan selektivitas yang diperlukan. Dalam hal ini, untuk memperbaiki non-selektivitas, reclosure otomatis digunakan, yang dengan cepat menghidupkan kembali bagian sistem yang tidak terputus secara selektif.
c) Sensitivitas
