13.3.3. Логическая селективность

Алгоритм работы. Данный принцип разработан для устранения недостатков работы временной селективности, когда необходимо в короткое время отключить повреждение.

Суть построения логической защиты: 1. В радиальной сети (рис. 13.12) организуется обмен логической информацией между последовательными защитами – логический сигнал от нижестоящей защиты передается на вход вышестоящей защиты. 2. В радиальной сети все защиты, расположенные со стороны источника питания выше места КЗ, чувствуют КЗ, а защиты, расположенные ниже места КЗ, его не чувствуют. Если защита какой-либо ступени чувствует протекающий ток КЗ, то она выдает команду логического ожидания вышестоящей защите, запрещая ей работать. 3. Самая близкая к месту КЗ (со стороны источника питания) защита такого логического запрета снизу не получает, поэтому она срабатывает и отключает свой выключатель. Рассмотренный алгоритм построения логической защиты позволяет точно определить место повреждения и выбрать отключающий выключатель. Реализация принцип логической селективности показана на рис. 13.12: 1. При появлении повреждения на уровне Б его

Рис. 13.12. Принцип логи- ческой селективности

чувствуют защиты уровней Б и А, при этом защита Б блокирует защиту А.

2. Защита В не чувствует КЗ и не выдает команду логического запрета защите Б.

3. Защита Б, чувствую КЗ и не получая логического запрета снизу, с минимальной выдержкой времени t_МИН = 0,1 с отключает выключателем Q_Б линию с КЗ.

4. Если по каким-либо причинам (при отказе выключателя Q_Б или защиты на уровне Б) не произошло отключение КЗ, то защита А по истечении времени задержки t_З отключит выключателем Q_А короткое замыкание в точке Б. Следовательно, выдержка времени защиты А будет равна

t_А = t_Б + t_З.

Время задержки t_З выбирается больше времени отключения выключателей, т.е. t_З = 200 мс.

Преимущества. Время отключения (t_МИН = 0,1 с) не зависит от местоположения повреждения относительно порогов селективности и от количества защит в пороге. Таким образом, появляется возможность обеспечить селективность между защитой со стороны источника питания с незначительной выдержкой времени и защитой со стороны потребителя с большой выдержкой времени. В то же время, данная система должна иметь вариант аварийного режима работы.

Недостатки. Данная схема предполагает передачу логических сигналов между различными ступенями защиты, а, следовательно, для ее реализации требуются дополнительные цепи связи.

Применение. Данная функция часто используется для организации защиты электрических сетей с радиальным распределением электроэнергии и многими ступенями СЭС.

13.3.4. Селективность с помощью направленной защиты

Алгоритм работы. В замкнутой сети или в сети с двухсторонним питанием ток повреждения может идти по двум направлениям в зависимости от места повреждения. Поэтому можно использовать защиту, чувствительную к направлению тока короткого замыкания. Эту функцию выполняет максимальная направленная токовая защита.

В отличие от простой токовой защиты токовая направленная благодаря реле направления мощности KW реагирует не только на абсолютное значение тока в защищаемом элементе, но и на его фазу относительно напряжения на шинах у места установки защиты, т.е. действует в зависимости от направления мощности при КЗ – рис. 13.13,а, б. Таким образом, на реле направления мощности KW должны одновременно поступать данные о значениях тока и напряжения. Угол сдвига φ между напряжением U и током I_К считается положительным при отстающем токе (зона отключения реле KW) и отрицательным при опережающем токе (зона неотключения реле KW).

Рис. 13.13. Принцип направленной защиты: а – защита активна; в – защита не активна

Таким образом, условием работы направленной токовой защиты является совпадение заданного на реле мощности KW направления тока с протекающим по защищаемому элементу току КЗ – рис. 13.13,а. В противном случае защита будет не активна – рис. 13.13,в.

	Пример использования направленной защиты двух линий замкнутой сети, отходящих от секции сборных шин 1СШ к потребителю (рис. 13.14). В случае возникновения короткого замыкания в точке К1 только защита КW2 определяет повреждение и выключатель Q2 производит отключение. Защита КW3 не обнаруживает этого повреждения в силу того, что у этой защиты другое направление срабатывания.
Рис. 13.14. Направленная защита двух линий замкнутой сети

В случае возникновения короткого замыкания в точке К2 обе защиты КW2 и КW3 ничего не обнаруживают и выключатели Q2 и Q3 не отключаются. Для секции сборных шин 1СШ должны быть предусмотрены другие средства защиты.

Преимущество. Данное решение простое и используется для защиты параллельных вводов, замкнутых сетей.

Недостатки. Для организации направленной защиты требуются трансформаторы напряжения, чтобы получить опорную фазу для определения направления тока.