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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전
섹션 3. 보호 및 자동화 릴레이 보호. 일반적인 요구 사항
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 전기 설비 설치 규칙(PUE) 3.2.2. 전기 설비에는 다음을 위해 설계된 계전기 보호 장치가 장착되어야 합니다. a) 스위치를 사용하여 전기 시스템(전기 설비)의 손상되지 않은 나머지 부분에서 손상된 요소를 자동으로 분리합니다. 오류(예: 절연된 중성선이 있는 네트워크의 접지 오류)가 전기 시스템의 작동을 직접 방해하지 않는 경우 릴레이 보호는 신호에만 작동하도록 허용됩니다. b) 전기 시스템 요소의 위험하고 비정상적인 작동 조건(예: 과부하, 수소발생기 고정자 권선의 전압 증가)에 대응합니다. 전기 설비의 작동 모드 및 작동 조건에 따라 신호에 작용하거나 해당 요소를 분리하기 위해 계전기 보호를 수행해야 합니다. 작동 상태로 놔두면 손상될 수 있습니다. 3.2.3. 전기 설치 비용을 줄이려면 다음과 같은 경우 회로 차단기 및 계전기 보호 대신 퓨즈 또는 개방형 퓨즈 링크를 사용해야 합니다.
퓨즈 또는 개방형 퓨즈 링크를 사용할 때 개방형 모드의 비대칭 수준과 공급되는 부하의 특성에 따라 수신 변전소에서 개방형 모드에 대한 보호 장치를 설치할 필요성을 고려해야 합니다. 3.2.4. 계전기 보호 장치는 시스템의 손상되지 않은 부분의 중단 없는 작동을 유지하기 위해 가능한 가장 짧은 단락 차단 시간을 보장해야 합니다(전기 시스템 및 소비자 전기 설비의 안정적인 작동, 자동 작동의 성공적인 작동을 통해 정상 작동 복원 가능성 보장). 폐쇄 및 자동 전환 스위치, 전기 모터의 자체 시동, 동기화 등) 및 요소 손상 영역 및 정도에 대한 제한. 3.2.5. 일반적으로 차단 시 작동하는 계전기 보호는 동작의 선택성을 보장해야 하므로 전기 설비의 요소가 손상된 경우 손상된 요소만 꺼지도록 해야 합니다. 비선택적 보호 작업이 허용됩니다(자동 재폐쇄 또는 자동 재폐쇄의 후속 작업으로 수정 가능). a) 필요한 경우 단락의 트립 가속을 보장하기 위해(3.2.4 참조) b) 라인이나 변압기 회로에 분리기가 있는 단순화된 주 전기 회로를 사용할 때 데드 타임 동안 손상된 요소를 분리합니다. 3.2.6. 다음과 같은 경우 동작의 선택성을 보장하는 시간 지연이 있는 계전기 보호 장치가 허용됩니다. 시간 지연이 있는 단락을 분리할 때 3.2.4의 요구 사항이 충족됩니다. 보호는 백업 역할을 합니다(3.2.15 참조). 3.2.7. 릴레이 보호의 안정적인 작동(작동 조건이 나타날 때 작동하고 없을 때 작동하지 않음)은 매개변수 및 설계에서 의도한 목적에 부합하는 장치를 사용하고 이러한 장치를 적절하게 유지 관리함으로써 보장되어야 합니다. 장치. 필요한 경우, 작동 신뢰성을 향상시키기 위해 특별한 조치, 특히 회로 이중화, 연속 또는 주기적인 상태 모니터링 등을 사용해야 합니다. 계전기 보호를 사용하여 필요한 작동을 수행할 때 유지보수 담당자가 잘못된 조치를 취할 가능성도 고려해야 합니다. 3.2.8. 전압 회로를 갖춘 계전기 보호 장치가 있는 경우 다음 장치를 제공해야 합니다.
3.2.9. 관형 어레스터가 있는 전력선에 고속 계전기 보호 장치를 설치할 때 다음과 같은 어레스터 작동에서 디튜닝해야 합니다.
3.2.10. 시간 지연이 있는 계전기 보호의 경우, 각각의 특정 경우에 단락 감쇠로 인한 보호 작동 실패를 배제하기 위해 단락 중 전류 또는 저항의 초기 값에 대한 보호 제공 가능성을 고려해야 합니다. 스윙 발생, 손상 지점에 아크 모양 등으로 인해 시간이 지남에 따라 회로 전류가 발생합니다. 3.2.11. 110kV 이상의 전기 네트워크의 보호에는 스윙 또는 비동기식 이동 중에 동작을 차단하는 장치가 있어야 합니다. 이러한 스윙 또는 비동기식 이동이 이러한 네트워크에서 가능한 경우 보호가 불필요하게 트리거될 수 있습니다. 또한 전원 공급 장치를 연결하는 110kV 미만의 라인에 유사한 장치를 사용할 수도 있습니다(스윙 또는 비동기식 이동 가능성 및 불필요한 종료로 인한 결과에 따라). 스윙에 대한 보호가 시간에 맞춰 조정되면 스윙 중에 차단하지 않고 보호를 수행할 수 있습니다(보호 시간 지연은 약 1,5-2초임). 3.2.12. 계전기 보호 동작은 보호 동작을 기록하고 분석하는 데 필요한 범위까지 계전기, 계전기에 내장된 트립 표시기, 트립 카운터 또는 기타 장치를 표시하여 기록해야 합니다. 3.2.13. 셧다운 시 계전기 보호 동작을 기록하는 장치는 각 보호 동작이 신호되도록 설치해야 하며, 복잡한 보호의 경우에는 개별 부품(다양한 보호 단계, 다양한 유형의 손상에 대한 별도의 보호 세트 등)을 설치해야 합니다. .). 3.2.14. 전기 설비의 각 요소에는 전체 보호 요소 내에서 손상이 발생한 경우 이 요소에 설치된 다른 보호 장치보다 짧은 시간 내에 작동하도록 설계된 기본 보호 장치가 제공되어야 합니다. 3.2.15. 인접 요소의 보호 또는 스위치 오류가 발생하는 경우 작동하려면 장기적인 백업 조치를 제공하도록 설계된 백업 보호가 제공되어야 합니다. 요소의 주 보호 장치에 절대 선택성이 있는 경우(예: 고주파 보호, 종방향 및 횡방향 차동 보호), 장거리 기능뿐만 아니라 단거리 기능도 수행하는 백업 보호 장치를 이 요소에 설치해야 합니다. 범위 백업, 즉 이 요소의 주요 보호 기능이 실패하거나 작업에서 제거되는 경우 작동합니다. 예를 들어, 차동 위상 보호가 위상 간 단락에 대한 주요 보호로 사용되는 경우 XNUMX단계 거리 보호를 백업으로 사용할 수 있습니다. 110kV 이상의 라인의 주 보호에 상대적 선택성이 있는 경우(예: 시간 지연이 있는 단계 보호) 다음을 수행합니다.
3.2.16. 35kV 이상의 송전선로에 대해 선로 시작 부분에서 고장을 차단하는 신뢰성을 높이기 위해 3.2.26의 요구 사항을 충족하는 경우 시간 지연 없이 전류 차단을 추가 보호로 제공할 수 있습니다. .XNUMX이 충족되었습니다. 3.2.17. 장거리 이중화의 완전한 제공이 보호의 심각한 복잡성과 관련되거나 기술적으로 불가능한 경우 다음이 허용됩니다. 1) 110-6kV 라인의 긴 인접 섹션 끝에 근거리 백업이 있는 경우 반응 라인, 35kV 이상의 라인에서 변압기 뒤의 단락 회로 분리를 예약하지 마십시오. 2) 드문 작동 모드를 고려하지 않고 계단식 보호 조치를 고려하지 않고 가장 일반적인 유형의 손상에 대해서만 장거리 중복성을 갖습니다. 3) 경우에 따라 변전소의 전원을 차단할 가능성이 있는 인접 요소의 단락(장거리 백업 동작 포함) 동안 비선택적 보호 동작을 제공합니다. 동시에, 가능하다면 이러한 비선택적 정지가 자동 재폐쇄 또는 자동 전환 시스템의 작동으로 수정되도록 보장하는 것이 필요합니다. 3.2.18. 차단기 고장 시 백업 장치(차단기 고장 보호)는 110-500kV의 전기 설비에 제공되어야 합니다. 다음 조건에 따라 110-220kV의 전기 설비에서 차단기 고장 보호를 제공하지 않는 것이 허용됩니다. 1) 안정성 조건에서 장거리 백업 장치로부터 요구되는 감도와 허용 가능한 연결 해제 시간이 보장됩니다. 2) 백업 보호가 적용되면 고장난 스위치에 직접 인접하지 않은 스위치의 연결이 끊어져도 추가 요소가 손실되지 않습니다(예: 단면 버스 또는 분기가 있는 분기가 없음). 고정자 권선 도체를 직접 냉각하는 발전기가 있는 발전소에서는 110-500kV 회로 차단기 고장 시 발전기 손상을 방지하기 위해 다른 조건에 관계없이 차단기 고장 보호 시스템을 제공해야 합니다. . 전기 설비의 손상된 요소(라인, 변압기, 버스)의 스위치 중 하나가 고장나는 경우 차단기 고장 보호 시스템은 고장난 스위치에 인접한 스위치를 분리해야 합니다. 보호 장치가 원격 변류기에 연결된 경우 차단기 오류 보호는 이러한 변류기와 회로 차단기 사이 영역의 단락 중에도 작동해야 합니다. 모든 요소가 아닌 스위치 오류로 인해 단락 중에 작동하는 단순화된 차단기 오류 보호 시스템을 사용할 수 있습니다(예: 라인의 단락 중에만). 또한 35-220kV의 전압에서는 부스바(섹션) 스위치를 분리하는 역할만 하는 장치를 사용할 수 있습니다. 장거리 이중화의 실효성이 부족한 경우에는 차단기 고장과 더불어 근거리 이중화의 신뢰성을 높일 필요성도 고려해야 한다. 3.2.19. 별도의 세트 형태로 백업 보호를 수행하는 경우 원칙적으로 요소가 작동하는 동안 주 보호 또는 백업 보호를 별도로 확인하거나 수리할 수 있도록 구현해야 합니다. 이 경우 주 보호 및 백업 보호는 일반적으로 변류기의 서로 다른 XNUMX차 권선에서 전원을 공급받아야 합니다. 220kV 이상의 전력선의 주 보호 및 백업 보호를 위한 전원 공급은 원칙적으로 다양한 자동 직류 회로 차단기에서 수행되어야 합니다. 3.2.20. 주요 계전기 보호 유형의 민감도는 다음과 같이 결정된 민감도 계수를 사용하여 평가해야 합니다.
수량의 계산된 값은 가장 불리한 손상 유형을 기반으로 설정되어야 하지만 현실적으로 가능한 전기 시스템의 작동 모드에 대해 설정되어야 합니다. 3.2.21. 기본 보호의 민감도를 평가할 때 다음과 같은 최소 민감도 계수를 보장해야 한다는 사실부터 진행해야 합니다. 1. 전압 시작 유무에 관계없이 최대 전류 보호, 방향 및 무방향, 전류 단일 스테이지 방향 및 무방향 보호가 네거티브 또는 제로 시퀀스 구성 요소에 포함됩니다.
0,23-0,4 kV의 저전압 변압기의 최대 전류 보호를 위해 가장 낮은 감도 계수는 약 1,5가 될 수 있습니다. 2. 전체 전류 및 전압 또는 제로 시퀀스 구성요소에 대해 포함된 전류 또는 전류 및 전압(방향 및 무방향)의 단계적 보호:
3. 다상 단락에 대한 원격 보호:
4. 발전기, 변압기, 라인 및 기타 요소의 종방향 차동 보호 및 버스바의 완전 차동 보호 - 약 2,0; 발전기 전압 버스의 불완전 차동 거리 보호 전류 시작 요소의 경우 감도는 약 2,0이어야 하며 차단 형태로 만들어진 발전기 전압 버스의 불완전 차동 전류 보호의 첫 번째 단계의 경우 감도는 약 1,5이어야 합니다. XNUMX (버스 바에 단락이 있음). 발전기 및 변압기의 차동 보호를 위해 단자 단락 시 감도를 확인해야 합니다. 이 경우 권선 도체를 직접 냉각하는 수소발생기 및 터보발전기의 민감도 계수 값에 관계없이 보호 응답 전류는 발전기의 정격 전류보다 작아야 합니다(3.2.36 참조). 전력이 63MVA 이상인 자동 변압기 및 승압 변압기의 경우 제동을 제외한 작동 전류를 정격 전류보다 작게 사용하는 것이 좋습니다(자동 변압기의 경우 - 일반 전력에 해당하는 전류 미만). 용량이 25MVA 이상인 기타 변압기의 경우 제동을 고려하지 않은 작동 전류는 변압기 정격 전류의 1,5배를 넘지 않는 것이 좋습니다. 다음과 같은 경우 변압기 또는 발전기-변압기 장치의 차동 보호를 위한 감도 계수를 약 1,5 값으로 줄이는 것이 허용됩니다(약 2,0의 감도 계수를 보장하는 것이 보호의 심각한 합병증과 관련되거나 기술적으로 불가능한):
손상된 버스에 전압을 공급하는 모드의 경우 전력 요소 중 하나를 켜면 버스의 차동 보호에 대한 감도 계수를 약 1,5 값으로 줄일 수 있습니다. 지정된 계수 1,5는 변압기의 저전압 측에 설치되고 차동 보호 영역에 포함된 리액터 뒤의 단락 회로 동안 변압기의 차동 보호에도 적용됩니다. 리액터를 덮고 리액터 뒤의 단락에 대한 감도 요구 사항을 충족하는 다른 보호 장치가 있는 경우 이 시점에서 단락 시 변압기의 차동 보호 감도가 제공되지 않을 수 있습니다. 5. 평행선의 횡방향 차동 방향 보호:
6. 고주파 차단을 통한 방향성 보호:
7. 차동 위상 고주파 보호:
8. 보호 장치가 설치된 장소에 단락이 있는 최대 1MW 전력의 발전기 및 변압기에 설치되는 시간 지연 없는 전류 차단 - 약 2,0. 9. 절연된 중성선이 있는 네트워크의 케이블 라인에서 접지 오류로부터 보호(신호에 작용하거나 종료 시):
10. 신호에 작용하거나 정지 시 절연된 중성선이 있는 네트워크의 가공선에서 지락에 대한 보호는 약 1,5입니다. 3.2.22. 3.2.21, 단락 1, 2 및 5에 지정된 민감도 요소를 결정할 때 다음 사항을 고려해야 합니다. 1. 유도성 전력 방향 계전기의 전력 감도는 음의 시퀀스 전류 및 전압 구성 요소에 대해 켜질 때만 확인됩니다. 2. 비교 회로 (절대 값 또는 위상)에 따라 만들어진 전력 방향 릴레이의 감도는 다음과 같이 확인됩니다. 최대 전류 및 전압에서 켜질 때 - 전류에 의해; 전류 및 전압 구성 요소를 켤 때 전류 및 전압에서 음수 및 제로 시퀀스. 3.2.23. 모선에서 작동하는 발전기의 경우, 트립에 작용하는 고정자 권선의 지락에 대한 전류 보호 감도는 작동 전류에 의해 결정되며, 이는 5A를 넘지 않아야 합니다. 예외적으로 작동 전류를 다음으로 증가시킬 수 있습니다. 5,5A 변압기가 있는 블록에서 작동하는 발전기의 경우 전체 고정자 권선을 포괄하는 단상 지락에 대한 보호 감도 계수는 2,0 이상이어야 합니다. 전체 고정자 권선을 포괄하지 않는 제로 시퀀스 전압을 보호하려면 작동 전압이 15V를 넘지 않아야 합니다. 3.2.24. 트리핑 전자석의 션트 해제가 있는 회로에 따라 수행되는 교류 작동 전류에 대한 보호 감도는 디션 후 변류기의 실제 전류 오류를 고려하여 확인해야 합니다. 이 경우, 신뢰성 있는 작동 조건을 위해 결정된 차단 전자석 감도 계수의 최소값은 해당 보호에 대해 허용되는 값보다 약 20% 더 커야 합니다(3.2.21 참조). 3.2.25. 중복 영역에 포함된 여러 연속 요소 중 가장 먼 인접 요소 또는 가장 먼 요소의 끝에서 단락이 발생하는 동안 백업 보호를 위한 가장 낮은 감도 계수는 다음과 같아야 합니다(3.2.17도 참조).
단거리 백업(3.2.15 참조)을 제공하는 백업 보호 단계의 민감도를 평가할 때 해당 보호에 대해 3.2.21에 제공된 민감도 계수부터 진행해야 합니다. 3.2.26. 시간 지연이 없는 전류 차단 장치가 선로에 설치되어 추가 보호 기능을 수행하는 경우 보호 장치가 가장 유리한 감도 모드로 설치된 장소에서 단락에 대한 감도 계수는 약 1,2여야 합니다. 3.2.27. 이전 요소의 보호 민감도가 부족하여 오류가 발생하여 후속 요소의 보호 작업이 가능한 경우 이러한 보호의 민감도를 서로 조정해야 합니다. 후속 요소의 보호 감도가 부족하여 단락을 분리하지 못하는 경우(예: 발전기, 자동 변압기의 역순 보호) 장거리 백업을 위해 이러한 보호 단계를 조정하지 않는 것이 허용됩니다. 심각한 결과를 초래합니다. 3.2.28. 중성선이 단단히 접지된 네트워크에서는 계전기 보호 조건에 따라 전력 변압기 중성선 접지 모드(즉, 접지된 중성선이 있는 변압기 배치)를 선택해야 합니다. 접지 오류 중 전압은 전기 시스템의 가능한 모든 작동 모드에서 네트워크 요소의 계전기 보호 작동을 보장합니다. 중성 출력측에 불완전한 권선 절연이 있는 110방향 및 220방향 전원 공급 장치(또는 동기 전기 모터 또는 동기 보상기로부터의 상당한 공급)가 있는 승압 변압기 및 변압기의 경우 일반적으로 허용되지 않는 작동 모드가 발생합니다. 분리된 버스에 절연된 중성선이 있는 경우 제외하거나 단상 접지 결함이 있는 3.2.63-XNUMXkV 네트워크 섹션을 제외해야 합니다(XNUMX 참조). 3.2.29. 단락 계전기 보호 장치의 전류 회로에 전력을 공급하기 위한 변류기는 다음 요구 사항을 충족해야 합니다. 1. 보호 구역 외부에서 단락 시 불필요한 보호 동작을 방지하기 위해 변류기의 오차(전체 또는 전류)는 원칙적으로 10%를 초과해서는 안 됩니다. 보호 기능(예: 제동 시 타이어의 차등 보호)을 사용할 때 더 높은 오류가 허용되며, 오류가 증가할 경우 특별한 조치를 통해 올바른 작동이 보장됩니다. 다음 요구 사항을 충족해야 합니다.
차동 전류 보호(모선, 변압기, 발전기 등)의 경우 다른 보호의 경우 전류 오류 및 두 개 이상의 전류 합계에 대해 후자가 켜질 때 총 오류를 고려해야 합니다. 변압기 및 외부 단락 모드 - 총 오류. 변류기의 허용 부하를 계산할 때 전체 오류를 초기 오류로 간주하는 것이 허용됩니다. 2. 보호 구역 시작 시 단락 중 보호 오류를 방지하기 위한 변류기의 전류 오류는 다음을 초과해서는 안 됩니다.
3. 보호 영역에서 단락이 발생하는 동안 전류 변압기의 XNUMX차 권선 단자의 전압은 계전기 보호 장치에 허용되는 값을 초과해서는 안 됩니다. 3.2.30. 전기 측정 장비(미터와 함께)의 전류 회로와 계전기 보호는 일반적으로 변류기의 다른 권선에 연결되어야 합니다. 1.5.18 및 3.2.29의 요구 사항이 충족되면 전류 변압기의 하나의 권선에 연결할 수 있습니다. 동시에 작동 원리에 따라 전류 회로가 중단되면 올바르게 작동하지 않을 수 있는 보호 회로에서 전기 측정 장비의 켜기는 중간 변류기를 통해서만 허용되며 변류기가 다음과 같은 경우에만 허용됩니다. 중간 변류기의 3.2.29차 회로를 개방한 상태에서 XNUMX의 요구사항을 충족하십시오. 3.2.31. 가능하면 XNUMX차 및 XNUMX차 다이렉트 액션 릴레이를 사용한 보호와 교류 작동 전류에 대한 보호를 사용하는 것이 권장되며 이로 인해 전기 설치가 단순화되고 비용이 절감됩니다. 3.2.32. 원칙적으로 보호 요소의 변류기는 단락 보호를 위한 교류 작동 전류의 소스로 사용되어야 합니다. 전압 변압기나 보조 변압기를 사용하는 것도 가능합니다. 특정 조건에 따라 다음 방법 중 하나를 사용해야 합니다. 전자석을 트리핑하는 스위치 디션팅, 전원 공급 장치 사용, 커패시터가 있는 충전기 사용. 3.2.33. 네트워크 상태, 작업 선택성 또는 기타 이유로 인해 서비스가 중단된 계전기 보호 장치에는 운영 담당자가 서비스를 중단하기 위한 특수 장치가 있어야 합니다. 작동 점검 및 테스트를 지원하기 위해 보호 회로는 필요한 경우 테스트 블록 또는 테스트 단자를 제공해야 합니다.
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