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無線電子工学および電気工学の百科事典
セクション3.保護と自動化 リレー保護。 一般的な要件
無線電子工学と電気工学の百科事典 / 電気設備の設置に関する規則（PUE） 3.2.2. 電気設備には、以下のために設計されたリレー保護装置を装備する必要があります。 a) スイッチを使用して、損傷した要素を電気システム (電気設備) の損傷していない部分から自動的に切り離す。 障害 (たとえば、中性線が絶縁されたネットワークにおける地絡) が電気システムの動作を直接中断しない場合、リレー保護は信号に対してのみ機能することが許可されます。 b) 電気システム要素の危険な異常な動作状態（たとえば、過負荷、水素発電機の固定子巻線の電圧上昇）への対応。 電気設備の動作モードと動作条件に応じて、信号に作用するか、それらの要素を切断するためにリレー保護を実行する必要があり、動作したままにすると損傷につながる可能性があります。 3.2.3. 電気設備のコストを削減するために、次の場合には、サーキット ブレーカーやリレー保護の代わりにヒューズまたはオープン ヒューズ リンクを使用する必要があります。
ヒューズまたはオープンヒューズリンクを使用する場合、欠相モードの非対称レベルと供給される負荷の性質に応じて、受信変電所に欠相モードに対する保護を設置する必要性を考慮する必要があります。 3.2.4. リレー保護装置は、システムの損傷していない部分の中断のない動作（電気システムと消費者の電気設備の安定した動作、リレーの正常な動作による通常動作の回復の可能性の確保）を維持するために、可能な限り短い短絡シャットダウン時間を確保する必要があります。自動再閉鎖および自動転送スイッチ、電気モーターの自己始動、同期など）、および要素の損傷範囲と程度の制限。 3.2.5. シャットダウン時に動作するリレー保護は、原則として、電気設備のいずれかの要素が損傷した場合に、この損傷した要素のみがオフになるように、動作の選択性を確保する必要があります。 非選択的な保護アクションが許可されます (自動再閉鎖または自動再閉鎖の後続のアクションによって修正可能): a) 必要に応じて、短絡のトリップの加速を確実にすること（3.2.4 を参照）。 b) 線路または変圧器の回路にセパレータを備えた簡略化された主電気回路を使用し、デッドタイム中に損傷した要素を切断する場合。 3.2.6. 動作の選択性を保証する時間遅延を備えたリレー保護装置は、次の場合に許可されます。 時間遅延を使用して短絡を切断する場合、3.2.4 の要件が満たされる。 保護はバックアップとして機能します (3.2.15 を参照)。 3.2.7. リレー保護の信頼できる動作 (動作条件が現れた場合は動作し、動作条件が存在しない場合は動作しない) は、パラメータと設計において意図された目的に対応したデバイスの使用と、これらのデバイスの適切なメンテナンスによって確保されなければなりません。デバイス。 必要に応じて、動作の信頼性を向上させるための特別な手段、特に回路の冗長性、継続的または定期的な状態監視などを使用する必要があります。リレー保護で必要な操作を実行する際の保守要員による誤動作の可能性も考慮する必要があります。 3.2.8. 電圧回路によるリレー保護がある場合は、次のデバイスを提供する必要があります。
3.2.9. 管状避雷器を使用して電力線に高速リレー保護を取り付ける場合は、次の理由から避雷器の動作から離調する必要があります。
3.2.10. 時間遅延のあるリレー保護の場合、(短絡の減衰による) 保護動作の失敗を排除するために、それぞれの特定のケースで、短絡中の電流または抵抗の初期値に対する保護を提供する実現可能性を考慮する必要があります。時間の経過に伴う回路電流、スイングの発生、損傷点でのアークの出現など）。 3.2.11. 110 kV 以上の電気ネットワークの保護には、これらのネットワークでスイングまたは非同期動作が可能である場合、スイングまたは非同期動作中に保護が不必要に作動する可能性があるため、その動作をブロックするデバイスが必要です。 また、電源を接続する 110 kV 未満のラインに同様のデバイスを使用することも可能です (揺れや非同期動作の可能性、および不必要なシャットダウンの可能性のある結果に基づいて)。 スイングに対して保護が時間内に調整されていれば、スイング中にブロックすることなく保護を実行することができます（保護時間の遅延は約1,5〜2秒です）。 3.2.12. リレー保護の動作は、保護の動作の記録と分析に必要な範囲で、リレー、リレーに組み込まれたトリップインジケータ、トリップカウンタまたはその他の装置を示すことによって記録されなければなりません。 3.2.13. シャットダウン時のリレー保護の動作を記録するデバイスは、各保護の動作が信号で通知されるように設置する必要があります。また、複雑な保護の場合は、その個々の部分（さまざまな保護段階、さまざまな種類の損傷に対する個別の保護セットなど）が通知されるようにする必要があります。 。）。 3.2.14. 電気設備の各要素には、保護された要素全体が損傷した場合に、この要素に取り付けられた他の保護よりも短い時間で動作するように設計された基本的な保護が提供されなければなりません。 3.2.15。 隣接する要素の保護またはスイッチに障害が発生した場合に動作するには、長期的なバックアップ動作を提供するように設計されたバックアップ保護を提供する必要があります。 要素の主保護に絶対的な選択性がある場合（たとえば、高周波保護、縦方向および横方向の差動保護）、この要素にバックアップ保護を取り付けて、長距離だけでなく短距離の機能も実行する必要があります。範囲バックアップ、つまり、この要素の主な保護が失敗した場合、または動作から削除された場合に動作します。 たとえば、位相差保護が相間の短絡に対する主な保護として使用される場合、XNUMX 段階の距離保護はバックアップとして使用できます。 110 kV 以上の送電線の主保護に相対的な選択性がある場合 (たとえば、時間遅延のあるステップ保護)、次のようになります。
3.2.16. 35 kV 以上の送電線の場合、送電線の始点での故障の切断の信頼性を高めるために、3.2.26 の要件を満たすことを条件として、時間遅延のない電流遮断を追加の保護として提供できます。 .XNUMXを満たしています。 3.2.17。 長距離冗長性の完全な提供が保護の重大な複雑化に関連している場合、または技術的に不可能な場合は、次のことが許可されます。 1) 変圧器の後ろ、反応した線路、近距離バックアップの存在下で 110 kV 以上の線路、6 ～ 35 kV 線路の長い隣接セクションの端で短絡切断を予約しないでください。 2) まれな動作モードや保護のカスケード動作を考慮せず、最も一般的な種類の損傷に対してのみ長距離冗長性を備えています。 ３）場合によっては変電所の電源を切る可能性を伴う、隣接する要素の短絡時の非選択的な保護動作（長距離バックアップ動作付き）を提供する。 同時に、可能であれば、これらの非選択的シャットダウンが自動再閉鎖または自動転送システムの動作によって確実に修正されるようにする必要があります。 3.2.18. 110 ～ 500 kV の電気設備には、ブレーカー故障時のバックアップ装置 (ブレーカー故障保護) を設置する必要があります。 以下の条件を条件として、110 ～ 220 kV の電気設備ではブレーカー障害保護を提供しないことが許可されます。 1) 安定性条件下で、必要な感度と長距離バックアップ デバイスからの許容可能な切断時間が確保されている。 2) バックアップ保護が有効な場合、障害が発生したスイッチに直接隣接していないスイッチの切断による追加要素の損失はありません (たとえば、セクションバスや分岐のある分岐はありません)。 固定子巻線の導体を直接冷却する発電機を備えた発電所では、110 ～ 500 kV のサーキットブレーカーの故障時の発電機への損傷を防ぐために、他の条件に関係なくブレーカー故障保護システムを提供する必要があります。 。 電気設備の損傷した要素 (線路、変圧器、バス) のスイッチの XNUMX つが故障した場合、ブレーカー故障保護システムが機能して、故障したスイッチに隣接するスイッチを切断する必要があります。 保護装置がリモート変流器に接続されている場合は、これらの変流器と回路ブレーカーの間の領域での短絡時にブレーカー障害保護も動作する必要があります。 すべての要素ではなくスイッチの故障による短絡中に動作する、簡略化されたブレーカー故障保護システムの使用が許可されます (たとえば、回線の短絡中のみ)。 さらに、35 ～ 220 kV の電圧で、バスバー (セクション) スイッチを切断するためだけに機能するデバイスの使用が許可されます。 長距離冗長性の有効性が不十分な場合は、ブレーカーの故障に加えて短距離冗長性の信頼性を高める必要性も考慮する必要があります。 3.2.19。 別個のセットの形式でバックアップ保護を実行する場合、原則として、要素の動作中にメイン保護またはバックアップ保護を個別にチェックまたは修復できるような方法で実装する必要があります。 この場合、主保護とバックアップ保護は、原則として、変流器の異なる二次巻線から電力を供給する必要があります。 220 kV 以上の送電線の主保護およびバックアップ保護のための電力供給は、原則として、異なる自動直流遮断器から行う必要があります。 3.2.20。 リレー保護の主なタイプの感度は、次によって決定される感度係数を使用して評価する必要があります。
設計値は、電気システムの現実的に可能な動作モードではなく、最も不利なタイプの損傷に基づいて確立される必要があります。 3.2.21。 基本的な保護の感度を評価するときは、次の最小感度係数を確保する必要があるという事実から進む必要があります。 1. 電圧スタートの有無にかかわらず、方向性および無方向性の最大電流保護、および電流単段方向性および無方向性保護が、負またはゼロシーケンスコンポーネントに含まれています。
低電圧 0,23 ～ 0,4 kV の変圧器の最大電流保護の場合、最低感度係数は約 1,5 になります。 2. 電流または電流と電圧のステップ保護（方向性および無方向性）。全電流と電圧またはゼロシーケンス コンポーネントに含まれます。
3.多相短絡に対する距離保護：
4. 発電機、変圧器、送電線、その他の要素の縦方向の差動保護、およびバスバーの完全な差動保護 - 約 2,0。 発電機電圧バスの不完全差動距離保護の電流開始要素の場合、感度は約 2,0 である必要があります。また、カットオフの形式で作成される発電機電圧バスの不完全差動電流保護の最初の段階では、感度は約 1,5 である必要があります。 XNUMX (バスバーの短絡あり)。 発電機と変圧器の差動保護の場合、端子の短絡時の感度をチェックする必要があります。 この場合、巻線導体を直接冷却する水素発電機およびタービン発電機の感度係数の値に関係なく、保護応答電流は発電機の定格電流未満にする必要があります（3.2.36 を参照）。 電力が 63 MVA 以上の単巻変圧器および昇圧変圧器の場合、制動を除いた動作電流は定格値未満にすることをお勧めします (単巻変圧器の場合 - 一般的な電力に対応する電流未満)。 その他の容量 25 MVA 以上の変圧器の場合、制動を考慮しない動作電流は変圧器の定格電流の 1,5 倍以下を推奨します。 以下の場合には、変圧器または発電機 - 変圧器ユニットの差動保護の感度係数を約 1,5 の値に下げることが許可されます (この場合、約 2,0 の感度係数を確保することが保護の大幅な複雑化に関連しているか、技術的に問題がある場合)不可能）：
損傷したバスに電圧を供給するモードでは、パワー素子の 1,5 つをオンにすることにより、バスの差動保護の感度係数を約 XNUMX の値に下げることができます。 指定された係数 1,5 は、変圧器の低電圧側に設置され、差動保護のゾーンに含まれるリアクトルの背後で短絡が発生したときの変圧器の差動保護にも適用されます。 リアクトルをカバーし、リアクトルの背後の短絡に対する感度要件を満たす他の保護装置がある場合、この時点での短絡中の変圧器の差動保護の感度は提供されない可能性があります。 5.平行線の横差動方向保護：
6. 高周波遮断による指向性保護:
7.差動位相高周波保護：
8.時間遅延のない電流遮断。最大1MWの電力を持つ発電機および変圧器に設置され、保護装置が設置されている場所で短絡が発生します-約2,0。 9. 絶縁された中性点を備えたネットワーク内のケーブル線の地絡に対する保護 (信号またはシャットダウン時に動作):
10. 信号またはシャットダウン時に動作する、絶縁された中性点を備えたネットワーク内の架空線の地絡に対する保護は、約 1,5 です。 3.2.22。 3.2.21 の第 1 項、第 2 項、第 5 項、および第 7 項に指定されている感度係数を決定するときは、以下を考慮する必要があります。 1. 誘導電力方向リレーの電力感度は、負相およびゼロ相の電流および電圧の成分に対してオンになった場合にのみチェックされます。 2.比較回路（絶対値または位相）に従って作成された電力方向リレーの感度がチェックされます：全電流および電圧でオンになったとき - 電流によって。 電流と電圧の成分、負とゼロのシーケンスをオンにするとき - 電流と電圧。 3.2.23。 母線で動作する発電機の場合、トリップ時に動作する固定子巻線の地絡に対する電流保護の感度は、その動作電流によって決まり、5 A 以下である必要があります。例外として、動作電流を最大 5,5 A まで増やすことが許可されています。 XNUMXA。 変圧器を備えたブロック内で動作する発電機の場合、固定子巻線全体をカバーする単相地絡に対する保護の感度係数は少なくとも 2,0 でなければなりません。 固定子巻線全体をカバーしないゼロシーケンス電圧を保護するには、動作電圧を 15 V 以下にする必要があります。 3.2.24。 トリップ電磁石の分流解除を伴う回路に従って実行される交流動作電流に対する保護の感度は、分流解除後の変流器の実際の電流誤差を考慮してチェックする必要があります。 この場合、信頼性の高い動作の条件に対して決定されるシャットダウン電磁石の感度係数の最小値は、対応する保護で許容される値より約 20% 大きくなければなりません (3.2.21 を参照)。 3.2.25。 隣接する要素の端、または冗長ゾーンに含まれるいくつかの連続する要素の最も遠い端での短絡時のバックアップ保護のための最も低い感度係数は、次のとおりである必要があります (3.2.17 も参照)。
短距離バックアップを提供するバックアップ保護ステージの感度を評価する場合 (3.2.15 を参照)、対応する保護について 3.2.21 に示されている感度係数から進める必要があります。 3.2.26。 時間遅延のない電流遮断をライン上に設置し、追加の保護機能を実行する場合、保護装置が設置されている場所での短絡に対する感度係数は、最も好ましい感度モードで約 1,2 でなければなりません。 3.2.27。 前の要素の保護の感度が不十分なために障害が発生し、後続の要素の保護の動作が可能である場合、これらの保護の感度を相互に調整する必要があります。 後続の要素の保護（たとえば、発電機や単巻変圧器の逆相保護）の感度が不十分で短絡を切断できない場合、長距離バックアップを目的としたこれらの保護の段階を調整しなくても構いません。重大な結果につながります。 3.2.28。 確実に接地された中性点を備えたネットワークでは、リレー保護の条件に基づいて、電力変圧器の中性点の接地モード（つまり、接地された中性点を備えた変圧器の配置）を選択する必要があります。地絡時の電圧と電圧により、電気システムの考えられるすべての動作モード下でネットワーク要素のリレー保護の動作が保証されます。 昇圧変圧器と、中性点出力側の巻線絶縁が不完全な二方向および三方向電源（または同期電動機または同期補償器からの大幅な給電）を備えた変圧器の場合、原則として、許容できない動作モードが発生します。分離されたバス上の絶縁された中性線を備えたそれらは除外する必要があります。または、単相地絡のある 110 ～ 220 kV ネットワークのセクションを除外する必要があります (3.2.63 を参照)。 3.2.29。 短絡リレー保護装置の電流回路に電力を供給することを目的とした変流器は、次の要件を満たす必要があります。 1. 保護領域外での短絡時の不必要な保護動作を防ぐため、変流器の誤差（合計または電流）は、原則として 10% を超えてはなりません。 保護機能 (ブレーキ付きタイヤの差動保護など) を使用する場合は、より大きなエラーが許容されますが、エラーが増加した場合の正しい動作は特別な手段によって保証されます。 次の要件を満たす必要があります。
差動電流保護 (バスバー、変圧器、発電機など) の場合は合計誤差を考慮する必要があり、他の保護の場合は電流誤差、および後者がオンになった場合は XNUMX つ以上の電流の合計を考慮する必要があります。変圧器および外部短絡モード - 合計誤差。 変流器の許容負荷を計算する場合、合計誤差を初期誤差として考慮することができます。 2. 保護ゾーンの開始点での短絡時の保護故障を防止するための変流器の電流誤差は、次の値を超えてはなりません。
3. 保護領域での短絡中の変流器の二次巻線の端子の電圧は、リレー保護装置の許容値を超えてはなりません。 3.2.30。 電気測定器（メーターを含む）の電流回路とリレー保護は、原則として、変流器の異なる巻線に接続する必要があります。 1.5.18 および 3.2.29 の要件が満たされる場合、それらを変流器の 3.2.29 つの巻線に接続することが許可されます。 同時に、動作原理によれば、電流回路が遮断されると正しく動作しない可能性がある保護回路では、電気測定器のスイッチオンは中間変流器を介してのみ許可されます。中間変流器の二次回路が開いた状態で XNUMX の要件を満たします。 3.2.31。 可能であれば、一次側と二次側の両方の直動リレーを使用した保護、および交流動作電流に対する保護を使用することをお勧めします。これにより、電気設備の簡素化とコストの削減につながります。 3.2.32。 原則として、保護対象要素の変流器は、短絡保護のための交流動作電流源として使用する必要があります。 変圧器や補助変圧器を使用することも可能です。 特定の条件に応じて、スイッチの分流解除、電磁石のトリップ、電源の使用、コンデンサ付き充電器の使用のいずれかのスキームを使用する必要があります。 3.2.33。 ネットワークの状態、動作の選択性、またはその他の理由によりサービスが停止されるリレー保護デバイスには、運用担当者がサービスを停止するための特別なデバイスが必要です。 動作確認やテストをサポートするために、保護回路には必要に応じてテスト ブロックやテスト端子を設ける必要があります。
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