Ступенчатые токовые направленные защиты
В радиальной сети с несколькими источниками питания, как и в кольцевой сети с одним источником питания, максимальная токовая защита не может быть использована, так как обеспечить селективность этой защиты путем выбора времени срабатывания оказывается невозможным. При коротком замыкании на линии БВ (точка К1 на рис. 15.4) время срабатывания защиты 2 должно быть больше времени срабатывания защиты 3, а при коротком замыкании на линии АБ (точка К2) для селективного отключения поврежденного объекта защита 2 должна срабатывать раньше защиты 3. Максимальная токовая защита в такой сети может быть селективной только при наличии, кроме измерительного органа тока, органа направления мощности, который разрешает защите срабатывать только при направлении мощности короткого замыкания от шин в линию:
Наличие органа направления мощности подразделяет защиты сети на две группы — нечетную (1, 3, 5) и четную ( 2, 4, 6). Селективность защиты будет обеспечена, если
Ток срабатывания токовой направленной защиты определяется, как и ток срабатывания максимальной токовой защиты, в соответствии с выражениями (15.2) и (15.3). Однако под Iраб max понимается максимальный ток в рабочем режиме работы сети, проходящий в направлении действия защиты.
Поскольку из-за повреждений во вторичных цепях трансформатора напряжения орган направления мощности может сработать ложно, во избежание ложного срабатывания защиты ток срабатывания отстраивается также от тока в рабочем режиме сети, проходящего в направлении, противоположном направлению действия защиты:
В качестве тока срабатывания защиты принимается большее из трех полученных значений, после чего необходимо убедиться, что
При несоблюдении условия защита может сработать неселективно.
Время срабатывания защиты принимается большим времени срабатывания защит смежных элементов сети в направлении действия защиты, т.е.
Основным недостатком защиты является наличие «мертвой зоны», т.е. участка защищаемой линии, при КЗ на котором защита отказывает в действии из-за малого значения напряжения, подаваемого на вход органа направления мощности. Однако при включении реле по 90-градусной схеме, предусматривающей подачу на реле тока фазы и разности напряжений двух других фаз (например, Iр = IА, Uр = UB - UC), «мертвая зона» имеет место только при металлическом трехфазном КЗ.
Токовые направленные защиты, как и ненаправленные токовые защиты, стараются выполнять трехступенчатыми. Причем в качестве первой ступени защиты лучше использовать ненаправленную токовую отсечку, если ее зона действия перекрывает «мертвую зону» направленной защиты.
Дистанционная защита (Назначение. Принцип действия).
Дистанционной защитой называется защита, выдержка времени которой автоматически изменяется в зависимости от удаленности места К.З. от места установки защиты.
Определение удаленности до места К.З. производится дистанционной защитой путем измерения сопротивления, которое определяется сравнением остаточного напряжения на шинах где установлена защита, и величины тока К.З., проходящего по защищаемой линии.
Следовательно, отношение остаточного напряжения на шинах к току К.З., проходящему по защищаемой линии пропорционально расстоянию LК.З. от места установки защиты до места К.З.
Основным органом дистанционной защиты является реле сопротивления, которое измеряет сопротивление линии до места К.З., определяет, на каком участке произошло К.З. и совместно с другими органами защиты обеспечивает ее действие с необходимой выдержкой времени. Реле сопротивления могут выполняться, реагирующими на полное сопротивление, реактивное, активное. В России используется только реле, реагирующее на полное сопротивление. Дистанционная защита выполняется так, чтобы их выдержка времени зависела от сопротивления, которое измеряют входящие в схему реле сопротивления. Эта зависимость называется характеристикой времени срабатывания защиты. Обычно изготавливают и используется дистанционная защита со ступенчатой выдержкой времени. Ступенчатая характеристика состоит из двух или трех участков.
При К.З. в первой зоне защита действует с выдержкой времени t1 и реле сопротивления измеряет сопротивление от 0 до ZI и т.д. Таким образом, чем больше сопротивление до места К.З., тем с большей выдержкой времени действует защита. Первая зона защиты, как правило, настроена на 80-85% длины линии (Л1). Больший охват недопустим, т.к. из-за погрешностей ТТ, самих реле сопротивлений, ТН защита может сработать при К.З. на смежном участке линии (Л2).
Применяются два способа получения ступенчатой характеристики:
-Отдельное реле сопротивления для каждой ступени.
-Для первой и второй зоны одно реле сопротивления. Для третьей зоны устанавливается отдельное реле сопротивления.
Реле сопротивления по принципу своего действия срабатывает, когда измеренное им сопротивление меньше настроенной уставки на нем. Поэтому реле сопротивления второй зоны срабатывает при К.З. в первой и второй зоне, а реле сопротивления третьей зоны при К.З. в первой, второй третьей зонах. Однако поскольку выдержка времени второй зоны больше первой, а выдержка третьей больше второй, то всегда срабатывает ступень с меньшей выдержкой, чем и обеспечивается ступенчатость характеристики.
Дистанционная защита относится к сложным защитам, состоящей из нескольких элементов:
1) пусковой орган – для пуска защиты при К.З. Выполняется на реле полного сопротивления;
2) дистанционный орган – удаленности К.З.;
3) орган выдержки времени;
4) блокировка, действующая при повреждении цепей напряжения, питающих защиту;
5) блокировка, действующая при качаниях, которые воспринимаются пусковыми реле и реле сопротивления как К.З.