Защитите здание от ударов молнии с помощью точных расчётов

Удары молнии представляют серьёзную угрозу для зданий: они могут привести к повреждениям конструкций, возгораниям и выходу из строя электрооборудования. Снизить этот риск помогает грамотно спроектированная система молниезащиты.

Упростить проектирование поможет специализированная программа «Грозозащита». Она позволяет рассчитать зоны защиты одиночного молниеотвода — конкретно для самой высокой точки здания. С её помощью вы получите точные данные о пространстве, которое будет надёжно защищено от прямых ударов молнии.

Что такое зона защиты молниеотвода?

Зона защиты — это объём пространства вокруг молниеотвода, внутри которого обеспечивается защита здания или сооружения от прямых попаданий разряда с заданной степенью надёжности. Грамотно рассчитанная зона гарантирует, что молния с высокой вероятностью будет перехвачена молниеотводом, а не поразит уязвимые части постройки.

Как работает внешняя молниезащита

Внешняя молниезащита — это комплекс технических решений, задача которого:

• перехватить разряд молнии до того, как он достигнет здания;
• безопасно отвести ток в землю, исключив повреждение конструкции и риск возгорания.

Один из распространённых подходов к организации такой защиты — использование молниеприёмной сетки. Её проектируют индивидуально для каждого объекта: конфигурация зависит от геометрии здания, его высоты, расположения выступающих элементов и других факторов.

Технические характеристики программы

Программа «Грозозащита» создана с учётом потребностей российских пользователей:

• язык интерфейса — полностью на русском языке, интуитивно понятная навигация;
• лицензия — предоставляется бесплатно, без скрытых платежей и подписок;
• способ получения — удобная загрузка с Яндекс Диска.

Скачайте программу «Расчёт зон молниезащиты» прямо сейчас и обеспечьте надёжную защиту своих объектов от гроз!

Решаем задачу подбора кабеля быстро и точно

Подбор оптимального сечения силового кабеля — важный этап проектирования электрических сетей. Ошибки на этом этапе могут привести к перегреву линии, потерям напряжения и даже аварийным ситуациям. Упростить задачу поможет специализированная программа SectionCable.

Возможности программы

SectionCable позволяет рассчитать необходимое сечение кабеля с учётом целого ряда ключевых параметров:

• количество и тип подключённых потребителей;
• способ прокладки линии (по воздуху или под землёй);
• материал токопроводящих жил;
• число жил в кабеле;
• допустимое падение напряжения на линии (при необходимости этот параметр можно учесть в расчётах).

Такой комплексный подход гарантирует, что итоговые данные будут максимально точными и пригодными для практического применения.

Немного об электротехнике

Электротехника — это техническая дисциплина, которая занимается изучением и практическим применением электрических и магнитных явлений. Хотя её истоки лежат в физике, как самостоятельная наука она сформировалась лишь в конце XIX века.

Толчком к развитию электротехники послужили важные технологические прорывы того времени:

• внедрение телеграфной связи;
• создание первых систем передачи электроэнергии на расстояние.

Эти инновации открыли дорогу широкому использованию электричества в промышленности и быту, что потребовало разработки специализированных инженерных методов и решений.

Технические детали и доступ к программе

Программа SectionCable разработана с ориентацией на российского пользователя:

• язык интерфейса — русский;
• лицензия — полностью бесплатная;
• способ получения — загрузка с Яндекс Диска.

Скачайте программу «Расчёт силового кабеля» и оптимизируйте проектирование электрических сетей.

Защита генератора от режима обратной мощности в системе РЗА

В составе релейной защиты и автоматики (РЗА) турбогенератора ТЭЦ функционирует специализированная система, предотвращающая опасный режим работы — превращение генератора в электродвигатель. Такая ситуация может возникнуть при внезапном прекращении подачи пара в турбину, когда агрегат, оставаясь подключённым к сети, начинает потреблять энергию вместо её выработки.

Принцип действия защиты генератора от режима обратной мощности

Система отслеживает величину активной мощности генератора в симметричном режиме. Её ключевая особенность — избирательность: защита активируется только при отрицательных значениях активной мощности, сигнализирующих о нештатном режиме, и остаётся неактивной при положительных показателях, соответствующих нормальной генерации.

Технические требования и параметры настройки

Для надёжного функционирования защиты необходимо соблюдение ряда условий:

1. Подключение к измерительным цепям
   Система подключается к трансформаторам тока и напряжения на линейных выводах генератора, получая данные о фазном токе и линейном напряжении.
2. Точность измерений
   При настройке малых уставок (≤ 0,02) требуется использование измерительных трансформаторов тока класса точности 0,5 или 0,2 для минимизации погрешностей.
3. Диапазон уставок срабатывания
   Уставка регулируется в пределах от 0,01 до 0,5 (с шагом 0,001) относительно номинальной мощности генератора (PN​).
4. Согласование токов
   Обеспечивается соответствие между вторичным номинальным током генератора (INГ​) и номинальным током защиты (IN​) — допустимое соотношение лежит в диапазоне 0,5–1,0.
5. Параметры срабатывания при минимальной уставке
   При уставке 0,01 PN​ (угол 150° для Pобр​) мощность срабатывания не должна превышать 0,02 PN​ при углах 61° или 239°.
6. Коэффициент возврата
   В диапазоне уставок 0,01–0,05 PN​ (при угле 150° для Pобр​) коэффициент возврата составляет не менее 0,95, что исключает ложные срабатывания.
7. Блокировка при низком напряжении
   Защита автоматически блокируется, если напряжение опускается ниже 0,1 Uном​, предотвращая некорректную работу в условиях значительных провалов напряжения.

Алгоритм срабатывания защиты генератора от режима обратной мощности

При фиксации обратной мощности система действует по следующему алгоритму:

• Выдает команду с регулируемой выдержкой времени (диапазон: 0,1–10 с, шаг регулировки — 0,1 с).
• Отключает высоковольтный выключатель.
• Активирует устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ).
• Подаёт команду на останов турбины.
• Воздействует на блок релейной форсировки.
• Инициирует гашение магнитного поля генератора (с учётом типа системы возбуждения — основной или резервной).

Таким образом, защита от обратной мощности обеспечивает комплексную безопасность генератора, сочетая высокую чувствительность к нештатным режимам с надёжной отстройкой от ложных срабатываний.

Схема РЗА генератора турбины ТЭЦ представлены выше >>>

Перечень принятых сокращений:

• АВР – автоматический ввод резерва;
• АПВ – автоматическое повторное включение;
• АРМ – автоматизированное рабочее место
• АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическим
• процессом;
• АУВ – автоматика управления выключателем;
• АЦП – аналого-цифровой преобразователь;
• ВН – сторона высшего напряжения;
• ГЗ – газовая защита;
• ДЗ – дистанционная защита;
• ДЗГ – дифференциальная защита генератора;
• ДЗО – дифференциальная защита ошиновки;
• ДЗТ – дифференциальная токовая защита трансформатора;
• ДЗШ – дифференциальная защита шин;
• ЗИП – запасные части, инструменты и принадлежности;
• ИТС – информационно-технологические системы;
• КЗ – короткое замыкание;
• КИН – контроль исправности цепей напряжения;
• МТЗ – максимальная токовая защита;
• МПТ – микропроцессорный терминал;
• МПУ – микропроцессорное устройство;
• НН – сторона низшего напряжения;
• ПА – противоаварийная автоматика;
• РАС – регистрация аварийных событий;
• РЗА – релейная защита и автоматика;
• РПН — регулирование напряжения трансформатора;
• СВ – секционный выключатель;
• СТС – статическая тиристорная система самовозбуждения;
• СТСР – статическая тиристорная система возбуждения;
• ТН – измерительный трансформатор напряжения;
• ТСН – трансформатор собственных нужд;
• ТТ – измерительный трансформатор тока;
• УРОВ – устройство резервирования отказа выключателя;
• ЭМС – электромагнитная совместимость.

Защита обмотки ротора генератора от перегрузки в системе РЗА

В составе релейной защиты и автоматики (РЗА) генератора турбоагрегата ТЭЦ функционирует специализированная система, предназначенная для предотвращения повреждений обмотки ротора из‑за чрезмерной токовой нагрузки. Её ключевая задача — оперативно реагировать на превышение допустимых значений тока возбуждения и при длительной перегрузке инициировать отключение генератора.

Назначение и принцип работы системы защиты

Основой для срабатывания защиты служит контроль относительного тока ротора (Iр∗​). Система включает три функциональных блока, каждый из которых выполняет строго определённые действия:

1. Сигнальный орган
   Работает с фиксированной (независимой) временной задержкой. При выявлении перегрузки формирует предупредительный сигнал, информирующий оперативный персонал о возникновении нештатной ситуации.
2. Орган-отсечка
   Обеспечивает экстренное реагирование:

• производит отключение высоковольтного выключателя;
• активирует устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ);
• инициирует процесс гашения магнитного поля генератора (при работе с основной или резервной системой возбуждения);
• воздействует на блок релейной форсировки;
• подаёт команду на останов турбины.

3. Интегральный орган
   Действует по двухступенчатому алгоритму с дифференцированными временными задержками:

• первая выдержка времени — запускает процедуру развозбуждения генератора, снижая ток возбуждения до безопасных значений;
• вторая выдержка времени — при сохранении перегрузки выполняет полное отключение:
  • разрывает цепь через выключатель;
  • активирует УРОВ;
  • гасит поле генератора (с учётом типа системы возбуждения);
  • воздействует на блок релейной форсировки.

Вывод о работе системы РЗА обмотки ротора генератора от перегрузки

Таким образом, многоуровневая структура защиты обеспечивает как предварительное предупреждение, так и поэтапное аварийное отключение, минимизируя риски повреждения оборудования при перегрузках.

Схема РЗА генератора турбины ТЭЦ представлены выше >>>

Перечень принятых сокращений:

• АВР – автоматический ввод резерва;
• АПВ – автоматическое повторное включение;
• АРМ – автоматизированное рабочее место
• АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическим
• процессом;
• АУВ – автоматика управления выключателем;
• АЦП – аналого-цифровой преобразователь;
• ВН – сторона высшего напряжения;
• ГЗ – газовая защита;
• ДЗ – дистанционная защита;
• ДЗГ – дифференциальная защита генератора;
• ДЗО – дифференциальная защита ошиновки;
• ДЗТ – дифференциальная токовая защита трансформатора;
• ДЗШ – дифференциальная защита шин;
• ЗИП – запасные части, инструменты и принадлежности;
• ИТС – информационно-технологические системы;
• КЗ – короткое замыкание;
• КИН – контроль исправности цепей напряжения;
• МТЗ – максимальная токовая защита;
• МПТ – микропроцессорный терминал;
• МПУ – микропроцессорное устройство;
• НН – сторона низшего напряжения;
• ПА – противоаварийная автоматика;
• РАС – регистрация аварийных событий;
• РЗА – релейная защита и автоматика;
• РПН — регулирование напряжения трансформатора;
• СВ – секционный выключатель;
• СТС – статическая тиристорная система самовозбуждения;
• СТСР – статическая тиристорная система возбуждения;
• ТН – измерительный трансформатор напряжения;
• ТСН – трансформатор собственных нужд;
• ТТ – измерительный трансформатор тока;
• УРОВ – устройство резервирования отказа выключателя;
• ЭМС – электромагнитная совместимость.

Защита от симметричных перегрузок обмоток статора генератора: устройство, принцип действия и схема РЗА турбины ТЭЦ

Назначение защиты от симметричных перегрузок

Защита от симметричных перегрузок обмоток статора — важнейший элемент релейной защиты генератора (РЗА) в составе турбины ТЭЦ. Её ключевая задача — предотвратить развитие повреждений генератора при:

• симметричных коротких замыканиях (КЗ);
• симметричных перегрузках обмоток статора.

Система реагирует на максимальный относительный ток в фазе статора в трёхфазном режиме (I∗), обеспечивая своевременное отключение оборудования и минимизацию последствий аварийных режимов.

Основные органы защиты и их функционал

Система включает три ключевых органа, каждый из которых выполняет строго определённые функции.

Сигнальный орган

• действует с независимой выдержкой времени;
• предназначен для подачи предупреждающего сигнала о возникновении симметричной перегрузки.

Интегральный орган

• имеет три настройки выдержки времени;
• обеспечивает поэтапное отключение оборудования при нарастании перегрузки.

Действия интегрального органа по выдержкам времени:

1. Первая выдержка времени: отключение шиносоединительного выключателя на 110 кВ.
2. Вторая выдержка времени:
   • отключение выключателя на стороне 110 кВ трансформатора;
   • запуск выключателя.
3. Третья выдержка времени:
   • отключение выключателя;
   • активация устройства резервирования отказа выключателя (УРОВ);
   • отключение вводов рабочего питания с.н. 6 кВ;
   • гашение поля генератора (при работе с основным или резервным возбудителем);
   • останов турбины;
   • воздействие на блок релейной форсировки турбины.

Орган‑отсечка

• функционирует с двумя выдержками времени;
• обеспечивает быстрое отключение при критических перегрузках.

Действия органа‑отсечки:

• Первая выдержка аналогична действию второй ступени интегрального органа.
• Вторая выдержка соответствует действию третьей ступени интегрального органа.

Схема РЗА генератора турбины ТЭЦ: состав и функции

Схема релейной защиты автоматики (РЗА) генератора турбины ТЭЦ представляет собой комплекс устройств, обеспечивающих:

• своевременное выявление симметричных перегрузок;
• селективное отключение повреждённых участков;
• минимизацию последствий аварий.

В состав схемы входят:

• трансформаторы тока и напряжения;
• реле защиты;
• коммутационные аппараты (выключатели, разъединители);
• устройства сигнализации и автоматики.

Грамотно спроектированная схема РЗА позволяет:

• исключить ложные срабатывания;
• обеспечить резервирование защитных функций;
• сократить время восстановления после аварий;
• повысить общую надёжность энергосистемы.

Перечень принятых сокращений:

• АВР – автоматический ввод резерва;
• АПВ – автоматическое повторное включение;
• АРМ – автоматизированное рабочее место
• АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическим
• процессом;
• АУВ – автоматика управления выключателем;
• АЦП – аналого-цифровой преобразователь;
• ВН – сторона высшего напряжения;
• ГЗ – газовая защита;
• ДЗ – дистанционная защита;
• ДЗГ – дифференциальная защита генератора;
• ДЗО – дифференциальная защита ошиновки;
• ДЗТ – дифференциальная токовая защита трансформатора;
• ДЗШ – дифференциальная защита шин;
• ЗИП – запасные части, инструменты и принадлежности;
• ИТС – информационно-технологические системы;
• КЗ – короткое замыкание;
• КИН – контроль исправности цепей напряжения;
• МТЗ – максимальная токовая защита;
• МПТ – микропроцессорный терминал;
• МПУ – микропроцессорное устройство;
• НН – сторона низшего напряжения;
• ПА – противоаварийная автоматика;
• РАС – регистрация аварийных событий;
• РЗА – релейная защита и автоматика;
• РПН — регулирование напряжения трансформатора;
• СВ – секционный выключатель;
• СТС – статическая тиристорная система самовозбуждения;
• СТСР – статическая тиристорная система возбуждения;
• ТН – измерительный трансформатор напряжения;
• ТСН – трансформатор собственных нужд;
• ТТ – измерительный трансформатор тока;
• УРОВ – устройство резервирования отказа выключателя;
• ЭМС – электромагнитная совместимость.

 

Токовая защита обратной последовательности статора генератора: устройство, принцип действия и схема РЗА турбины ТЭЦ

Назначение токовой защиты обратной последовательности

Токовая защита обратной последовательности — ключевой элемент релейной защиты генератора (РЗА) в составе турбины ТЭЦ. Её основная задача — предотвратить развитие повреждений генератора при:

• несимметричных коротких замыканиях (КЗ);
• перегрузках токами обратной последовательности.

Такая защита позволяет своевременно реагировать на аварийные режимы, минимизируя риск выхода оборудования из строя.

Основные органы токовой защиты и их функции

Система токовой защиты включает несколько ключевых органов, каждый из которых выполняет свою функцию:

Сигнальный орган

• действует с независимой выдержкой времени;
• подаёт предупреждающий сигнал о возникновении несимметричного режима.

Орган‑отсечка

• также имеет независимую выдержку времени;
• обеспечивает отключение оборудования при критических режимах.

Действия органа‑отсечки:

1. Первая выдержка времени:
   • отключение выключателя стороны 110 кВ трансформатора;
   • пуск устройства резервирования при отказе выключателя (УРОВ).
2. Вторая выдержка времени:
   • повторное отключение выключателя;
   • пуск УРОВ выключателя;
   • отключение вводов рабочего питания с.н. 6 кВ;
   • гашение поля генератора (при работе с основным или резервным возбудителем);
   • останов турбины;
   • включение блока релейной форсировки турбины.

Интегральный орган

Действует с тремя выдержками времени:

1. Первая выдержка: отключение шиносоединительного выключателя 110 кВ.
2. Вторая выдержка: аналогично первой ступени органа‑отсечки.
3. Третья выдержка: аналогично второй ступени органа‑отсечки.

Дополнительные возможности системы защиты

Важная особенность системы — возможность ускорения действия органа‑отсечки в случае вывода из работы дифференциальной защиты генератора. Это повышает надёжность защиты в нестандартных режимах эксплуатации.

Схема РЗА генератора турбины ТЭЦ

Схема релейной защиты автоматики (РЗА) генератора турбины ТЭЦ — это комплекс устройств, обеспечивающий:

• своевременное выявление несимметричных режимов;
• селективное отключение повреждённых участков;
• минимизацию последствий аварий.

В состав схемы входят:

• трансформаторы тока и напряжения;
• реле защиты;
• коммутационные аппараты (выключатели, разъединители);
• устройства сигнализации и автоматики.

Грамотно спроектированная схема РЗА позволяет:

• предотвратить ложные срабатывания;
• обеспечить резервирование защитных функций;
• сократить время восстановления после аварий.

Схема РЗА генератора турбины ТЭЦ представлены выше >>>

Перечень принятых сокращений:

• • АВР – автоматический ввод резерва;
  • АПВ – автоматическое повторное включение;
  • АРМ – автоматизированное рабочее место
  • АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическим
  • процессом;
  • АУВ – автоматика управления выключателем;
  • АЦП – аналого-цифровой преобразователь;
  • ВН – сторона высшего напряжения;
  • ГЗ – газовая защита;
  • ДЗ – дистанционная защита;
  • ДЗГ – дифференциальная защита генератора;
  • ДЗО – дифференциальная защита ошиновки;
  • ДЗТ – дифференциальная токовая защита трансформатора;
  • ДЗШ – дифференциальная защита шин;
  • ЗИП – запасные части, инструменты и принадлежности;
  • ИТС – информационно-технологические системы;
  • КЗ – короткое замыкание;
  • КИН – контроль исправности цепей напряжения;
  • МТЗ – максимальная токовая защита;
  • МПТ – микропроцессорный терминал;
  • МПУ – микропроцессорное устройство;
  • НН – сторона низшего напряжения;
  • ПА – противоаварийная автоматика;
  • РАС – регистрация аварийных событий;
  • РЗА – релейная защита и автоматика;
  • РПН — регулирование напряжения трансформатора;
  • СВ – секционный выключатель;
  • СТС – статическая тиристорная система самовозбуждения;
  • СТСР – статическая тиристорная система возбуждения;
  • ТН – измерительный трансформатор напряжения;
  • ТСН – трансформатор собственных нужд;
  • ТТ – измерительный трансформатор тока;
  • УРОВ – устройство резервирования отказа выключателя;
  • ЭМС – электромагнитная совместимость.