Automatyka zabezpieczeniowa w systemach elektroenergetycznych wyd.2

Prezentowany w książce materiał zawiera całokształt wiedzy o automatyce zabezpieczeniowej stosowanej zarówno w przypadku poszczególnych elementów, jak i złożonych układów systemu elektroenergetycznego. Oprócz wiadomości podstawowych dotyczących zjawisk zakłóceniowych oraz głównych kryteriów ich wykrywania przedstawiono klasyczną technikę analogową, a co ważniejsze – nowoczesną technikę cyfrową coraz powszechniej realizowaną w praktyce. Nie pominięto także tematyki związanej z rejestracją zakłóceń oraz automatyczną lokalizacją miejsca zwarcia w liniach elektroenergetycznych.

Książka jest przeznaczona zarówno dla inżynierów elektryków zajmujących się projektowaniem oraz eksploatacją elektroenergetycznych układów automatyki zabezpieczeniowej, jak i dla studentów wydziałów elektrycznych wyższych szkół technicznych.

Spis treści

 

Przedmowa

Wykaz ważniejszych oznaczeń

Wykaz ważniejszych symboli graficznych

l. Wprowadzenie
1.1. Rola automatyki zabezpieczeniowej w systemie elektroenergetycznym
1.2. Strefy działania układów automatyki zabezpieczeniowej eliminacyjnej
1.3. Wymagania stawiane automatyce zabezpieczeniowej eliminacyjnej
1.4. Przegląd zakłóceń objętych działaniem automatyki zabezpieczeniowej
1.4.1. Ogólne założenia
1.4.2. Zwarcia wielkoprądowe
1.4.3. Zwarcia doziemne małoprądowe
1.4.4. Praca niepełnofazowa
1.4.5. Zwarcia zwojowe w maszynach wirujących i transformatorach
1.4.6. Przeciążenia cieplne
1.4.7. Awarie systemowe
1.4.8. Inne rodzaje zakłóceń
Ogólna struktura automatyki zabezpieczeniowej

2. Zbieranie i wstępne przetwarzanie sygnałów
2.1. Wprowadzenie
2.2. Sygnały prądowe i napięciowe
2.2.1. Wiadomości ogólne
2.2.2. Prądy przejściowe przy zwarciach wielkoprądowych
2.2.3. Prądy przejściowe przy zwarciach małoprądowych
2.3. Przekładniki prądowe
2.3.1. Przekładniki prądowe konwencjonalne
2.3.2. Przekładniki prądowe niekonwencjonalne
2.3.3. Układy połączeń przekładników prądowych
2.3.4. Dobór przekładników prądowych
2.3.5. Filtry składowej zerowej prądu
2.4. Przekładniki napięciowe
2.4.1. Przekładniki napięciowe indukcyjne
2.4.2. Przekładniki napięciowe pojemnościowe
2.4.3. Przekładniki napięciowe niekonwencjonalne
2.5. Zakłócenia we wtórnych obwodach pomiarowych
2.6. Inne czujniki pomiarowe
2.6.1. Czujniki temperatury
2.6.2. Czujniki optyczne
2.6.3. Czujniki pola magnetycznego

3. Przesył sygnałów
3.1. Wprowadzenie
3.2. Techniczna realizacja łączy telekomunikacyjnych dla automatyki zabezpieczeniowej
3.2.1. Łącza przewodowe
3.2.2. Łącza wielkiej częstotliwości
3.2.3. Łącza światłowodowe
3.2.4. Łącza radiowe

4. Przetwarzanie sygnałów w przekaźnikach i zespołach automatyki 
zabezpieczeniowej
4.1. Technika analogowa
4.1.1. Ogólna struktura toru przetwarzania sygnałów
4.1.2. Układy wejściowe
4.1.3. Układy przygotowawcze
4.1.4. Komparatory
4.1.5. Układy decyzyjne
4.1.6. Układy wyjściowe
4.1.7. Układy wejść dwustanowych
4.1.8. Układy zasilania pomocniczego
4.1.9. Przekaźniki i zespoły automatyki zabezpieczeniowej
4.2. Technika cyfrowa
4.2.1. Wiadomości wstępne
4.2.2. Dyskretyzacja sygnałów analogowych
4.2.3. Wstępne przetwarzanie cyfrowe
4.2.4. Pomiary cyfrowe wielkości kryterialnych
4.2.5. Stosowanie pomiarów rozmytych

5. Funkcje dodatkowe związane z automatyką zabezpieczeniową
5.1. Rejestracja zakłóceń
5.1.1. Znaczenie rejestracji zakłóceń
5.1.2. Rejestracja zakłóceń za pomocą autonomicznego urządzenia
5.1.3. Rejestracja zakłóceń w urządzeniu zabezpieczającym
5.1.4. Współpraca urządzeń do rejestracji zakłóceń
5.1.5. Oprogramowanie urządzeń do rejestracji zakłóceń
5.2. Lokalizacja zwarcia w liniach elektroenergetycznych
5.2.1. Źródła błędów w procesie lokalizacji
5.2.2. Eliminowanie błędów wywołanych rezystancją przejścia
5.2.3. Eliminowanie błędów spowodowanych sprzężeniem z torem równoległym
5.2.4. Eliminowanie błędów wywołanych złożoną konfiguracją linii
5.2.5. Kompensacja wpływu pojemności linii
5.2.6. Falowe lokalizatory miejsca zwarcia

6. Główne kryteria zabezpieczeniowe i ich praktyczne zastosowanie
6.1. Kryterium nadprądowe
6.1.1. Kryterium nadprądowe jako podstawa do wykrywania zwarć wielkoprądowych
6.1.2. Kryterium nadprądowe jako podstawa do wykrywania przeciążeń cieplnych
6.1.3. Kryterium nadprądowe jako podstawa do wykrywania zwarć doziemnych
małoprądowych
6.2. Kryterium nad- i podnapięciowe
6.2.1. Kryterium nadnapięciowe
6.2.2. Kryterium podnapięciowe
6.3. Kryterium różnicowoprądowe
6.3.1. Zakres zastosowania kryterium
6.3.2. Ogólna zasada pomiaru prądu różnicowego
6.3.3. Stabilizacja zabezpieczeń różnicowoprądowych
6.4. Kryterium kątowoprądowe
6.4.1. Zakres stosowania kryterium kątowoprądowego
6.4.3.Zastosowanie kryterium kątowoprądowego do selektywnego wykrywania zwarć
wielkoprądowych
6.4.3. Zastosowanie kryterium kątowoprądowego do selektywnego wykrywania zwarć
małoprądowych
6.4.4. Zmiana kierunku przepływu mocy czynnej jako kryterium wykrywające pracę
silnikową generatorów synchronicznych
6.5. Kryterium podimpedancyjne
6.5.1. Zmiana impedancji jako kryterium występowania zwarć wielkoprądowych
6.5.2. Zasada wyboru napięć i prądów zapewniających prawidłowy pomiar impedancji
6.5.3. Techniczna realizacja pomiaru impedancji w przekaźnikach odległościowych

7. Podejmowanie decyzji w automatyce zabezpieczeniowej
7.1. Wiadomości wstępne
7.2. Stosowanie opóźnienia
7.3. Zwielokrotnianie zabezpieczeń
7.4. Układy adaptacyjne
7.4.1. Rola układów adaptacyjnych
7.4.2. Modele deterministyczne i logika dwuwartościowa
7.4.3. Algorytmy oparte na sygnałach rozmytych oraz logice rozmytej
7.4.4. Algorytmy wielokryterialne
7.4.5. Zastosowanie sztucznych sieci neuronowych

8. Automatyka zabezpieczeniowa linii elektroenergetycznych
8.1. Wprowadzenie
8.2. Automatyka zabezpieczeniowa do wykrywania zwarć wielkoprądowych
8.2.1. Zabezpieczenia nadprądowe
8.2.2. Zabezpieczenia odległościowe bezłączowe
8.2.3. Współpraca zabezpieczeń odległościowych za pomocą łączy telekomunikacyjnych 8.2.4. Zabezpieczenia porównawczoprądowe wzdłużne
8.2.5. Zabezpieczenia porównawczofazowe
8.2.6. Zabezpieczenia zerowoprądowe kierunkowe
8.2.7. Zabezpieczenie porównawczokierunkowe wykorzystujące niestacjonarne sygnały
pomiarowe
8.3. Automatyka zabezpieczeniowa do wykrywania i lokalizacji zwarć doziemnych
małoprądowych
8.3.1. Zabezpieczenia reagujące na ustalone przebiegi wielkości pomiarowych
8.3.2. Zabezpieczenia reagujące na przejściowe przebiegi wielkości pomiarowych
8.4. Zabezpieczenia linii elektroenergetycznych od przeciążeń
8.5. Automatyka samoczynnego ponownego załączania (SPZ)
8.5.1. Wiadomości podstawowe
8.5.2. Automatyka SPZ w sieciach z bezpośrednio uziemionym punktem neutralnym
8.5.3. Automatyka SPZ w sieciach rozdzielczych SN
8.5.4. Wybiorniki fazowe do współpracy z automatyką SPZ

9. Automatyka zabezpieczeniowa transformatorów i autotransformatorów
9.1. Zakłócenia w pracy transformatorów i autotransformatorów
9.1.1. Awaryjność transformatorów
9.1.2. Rodzaje zakłóceń w pracy transformatorów
9.2. Wymagania stawiane zabezpieczeniom transformatorów
9.3. Zabezpieczenia różnicowe wzdłużne transformatorów
9.4. Zabezpieczenia nadprądowe transformatorów
9.5. Zabezpieczenia odległościowe transformatorów
9.6. Zabezpieczenie gazowo-przepływowe
9.7. Zabezpieczenia przeciążeniowe transformatorów
9.8. Zabezpieczenie od nadmiernego strumienia w rdzeniu transformatorów

l 0. Automatyka zabezpieczeniowa szyn zbiorczych
10.1. Wprowadzenie
10.2. Zabezpieczenia różnicowoprądowe szyn zbiorczych
10.2.1. Małoimpedancyjne zabezpieczenia różnicowoprądowe
10.2.2. Wielkoimpedancyjne zabezpieczenia różnicowe
10.3. Dwukryterialne zabezpieczenia szyn zbiorczych
10.3.1. Zabezpieczenia analogowe
10.3.2. Zabezpieczenia cyfrowe
10.4. Uproszczone zabezpieczenie szyn zbiorczych sieci rozdzielczych SN
10.5. Lokalne rezerwowanie wyłączników

11. Automatyka zabezpieczeniowa generatorów
11.1. Wprowadzenie
11.2. Zabezpieczenia od zwarć doziemnych w uzwojeniu stojana
11.2.1. Przyczyny i skutki występowania zwarć doziemnych
11.2.2. Zabezpieczenie ziemnozwarciowe stojana generatorów pracujących
bezpośrednio na szyny zbiorcze
11.2.3. Zabezpieczenia ziemnozwarciowe generatorów pracujących w układach
tlokowych
11.3. Zabezpieczenia od zwarć międzyfazowych w uzwojeniu stojana
11.3.1. Wiadomości ogólne
11.3.2. Zabezpieczenie różnicowoprądowe
11.3.3. Zabezpieczenie nadprądowe zwłoczne z blokadą napięciową
11.3.4. Zabezpieczenie podimpedancyjne
11.4. Zabezpieczenia od zwarć zwojowych w uzwojeniu stojana
11.5. Zabezpieczenie od zwarć w wirniku i obwodzie wzbudzenia
11.6. Zabezpieczenie nadnapięciowe
11.7. Zabezpieczenie od utraty wzbudzenia
11.8. Zabezpieczenia od asymetrii prądowej
11.9. Zabezpieczenia od przeciążeń cieplnych
11.10. Zabezpieczenia pod- i nadczęstotliwościowe
11.11. Zabezpieczenia od pracy silnikowej turbogeneratorów
11.12. Ogólna zasada doboru zabezpieczeń generatorów

l2. Automatyka zabezpieczeniowa bloków generator-transformator
12.1. Wprowadzenie
12.2. Zabezpieczenia od zwarć wielkoprądowych
12.2.1. Rodzaje zabezpieczeń
12.2.2. Zabezpieczenia różnicowoprądowe
12.2.3. Zabezpieczenia podimpedancyjne
12.3. Zabezpieczenia od utraty synchronizmu
12.4. Zabezpieczenia od przewzbudzenia
12.5. Zabezpieczenia od przypadkowego przyłączenia turbozespołu do systemu
elektroenergetycznego
12.6. Zabezpieczenie od nadmiernego momentu skręcającego na wale turbozespołu
12.7. Wytyczne doboru automatyki zabezpieczeniowej bloków generator-transformator
12.8. Dystrybucja sygnałów wyjściowych z zespołów automatyki zabezpieczeniowej

13. Automatyka zabezpieczeniowa silników elektrycznych
13.1. Wprowadzenie
13.2 Zakłócenia w pracy silników
13.3. Zabezpieczenia silników indukcyjnych
13.3.1. Zabezpieczenia zwarciowe
13.3.2. Zabezpieczenia przeciążeniowe i rezerwowe
13.4. Specyfika zabezpieczeń silników synchronicznych
13.5. Zintegrowane zabezpieczenia silników

14. Automatyka przeciwawaryjna i poawaryjna
14.1. Wiadomości wstępne
14.2. Przeciwdziałanie utracie równowagi statycznej
14.3. Przeciwdziałanie utracie równowagi przejściowej
14.4. Układy rozcinające
14.5. Przeciwdziałanie niestabilności napięciowej
14.5.1. Warunki powstawania niestabilności napięciowej
14.5.2. Podnapięciowe odciążanie
14.5.3. Przeciwdziałanie nadmiernemu podwyższeniu poziomu napięć
14.6. Przeciwdziałanie załamaniu się częstotliwości
14.7. Zapobieganie przeciążeniom cieplnym
14.8. Restytucja poawaryjna w systemie elektroenergetycznym
14.8.1. Wprowadzenie
14.8.2. Samoczynne załączanie rezerwy (SZR)
14.8.3. Restytucja stacji i systemu

15. Przyszłość automatyki elektroenergetycznej
15.1. Nowe zadania i środki
15.2. Obszarowa synchronizacja próbkowania
15.3. Integracja układów sterowania
15.4. Zmiany w automatyce zabezpieczeniowej /

Literatura
Skorowidz