4.2. Принцип обеспечения селективности

Принцип обеспечения селективности действия защит со ступенчатой характеристикой рассматривается на примере схемы сети (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Согласование выдержек времени дистанционных защит со ступенчатой характеристикой (Δz – погрешность дистанционного реле; 1, 2 – дистанционные защиты)

Протяженность первой зоны берется несколько меньше протяженности линии с учетом погрешности Δz в сопротивлении срабатывания дистанционного реле. В зависимости от точности реле первая зона составляет 0,7-0,85 длины защищаемой линии. При КЗ в пределах первой зоны защита действует мгновенно. Остальная часть линии и шины противоположной подстанции охватываются второй зоной, протяженность и выдержка которой согласуются с первой зоной защиты следующего участка. Короткое замыкание в пределах второй зоны защита отключает с выдержкой времени t₁^II. Последняя, третья ступень защиты является резервной, ее протяженность выбирается из условия охвата следующего участка на случай отказа его защиты или выключателя. При повреждениях в третьей зоне защита действует с выдержкой времени t₁^III.

4.3. Элементы дистанционной защиты

И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

Дистанционная защита относится к числу сложных защит. Все разновидности этой защиты состоят из нескольких общих элементов (органов защиты), выполняющих определенные функции.

Защита состоит из следующих органов (рис. 4.3):

• пускового органа ПО, пускающего защиту при возникновении КЗ. Обычно пусковой орган выполняется при помощи реле полного сопротивления или токовых реле.

• дистанционного органа ДО, определяющего удаленность места КЗ. В ступенчатых защитах выполняется при помощи реле минимального сопротивления. К реле подводится ток и напряжение защищаемой линии (I_p и U_р) и оно срабатывает при условии , где z_ср – наибольшее сопротивление, при котором реле начинает действовать, т.е. сопротивление срабатывания реле.

Сопротивление z_р иногда называют фиктивным, т.к. в некоторых режимах (при нагрузке и качаниях) z_р не является сопротивлением линии. В этих случаях оно представляет отношение , обладающее размерностью сопротивления, но не имеющее физического значения.

• органа выдержки времени В, создающего выдержку времени, с которой в зависимости от поведения дистанционного органа действует защита.

• органа направления мощности ОМ, не позволяющего работать защите при направлении мощности КЗ к шинам подстанции. Выполняются при помощи реле направления мощности и предусматривается только в тех случаях, когда пусковые и дистанционные органы не обладают направленностью.

• блокировки, автоматически выводящие защиту из действия в тех режимах, когда защита может сработать неправильно при отсутствии повреждения. Обычно применяются две блокировки:

• блокировка от исчезновения напряжения U_р при неисправностях в цепях напряжения БН, питающих защиту; при U_р=0 z_р=0, в этих условиях пусковые реле (если они реагируют на z) и дистанционные органы защиты приходят в действие, что может привести к неправильной работе защиты; блокировка приходит в действие при неисправностях в цепях напряжения, снимает оперативный ток с защиты, не позволяя ей действовать на отключение;

• блокировка от неправильного действия защиты при качаниях в системе БК; в этом режиме напряжение U_р снижается, а ток I_р возрастает, что приводит к уменьшению z_р, в результате чего пусковые и дистанционные органы защиты могут срабатывать и вызвать неправильное действие защиты; при возникновении качаний блокировка БК приходит в действие и выводит защиту из работы, размыкая ее цепь отключения.

Рис. 4.3. Упрощенная схема трехступенчатой дистанционной защиты

При КЗ на линии работают пусковое реле ПО и реле мощности ОМ. Через их контакты подается плюс постоянного тока к контактам дистанционных органов и на катушку реле времени третьей зоны. Если КЗ произошло в пределах первой зоны, то дистанционный орган первой зоны ДО_I замыкает контакты, образуя цепь на отключение линии. Если КЗ произошло во второй зоне, ДО_I не работает, т.к. сопротивление на его зажимах больше уставки сопротивления срабатывания первой зоны (z_p>z₁). В этом случае приходит в действие дистанционный орган второй зоны ДО_II. Он замыкает контакты и пускает реле времени В_II. По истечении времени t_II реле В_II замыкает контакт и посылает импульс на отключение.

При КЗ за пределами второй зоны омметры ДО_I и ДО_II не работают, т.к. сопротивления на его зажимах превышают уставки сопротивления срабатывания. Защита не может действовать со временем первой и второй зон. Реле времени В_III, запущенное пусковым реле, срабатывает когда истечет его выдержка времени t_III и посылает импульс на отключение выключателя. Специальных измерительных органов третьей зоны для упрощения защиты обычно не ставят.