7.6.3. Характеристики вимірних органів (реле опору) дистанційного захисту

До реле мінімального опору підводяться струм лінії та напруга шин, від яких відходить лінія. У дистанційному реле реалізується співвідношення , яке визначає деякий комплексний опір . Тому характеристика реле може бути побудована в фазовій системі координат або в комплексній (імпедансній) площині. В фазовій системі відкладається максимальне значення опору, за якого реле спрацьовує від кута _., який відповідає цьому опору. Кут визначається як аргумент співвідношення . В комплексній (імпедансній) площині по осі абсцис відкладається значення активного опору R, по осі ординат – значення реактивного опору X. На рис. 7.46 показані різні види характеристик реле мінімального опору. Реле буде спрацьовувати, коли вимірюване комплексне значення опору буде знаходитись у площині, обмеженій кривою, яка відповідає максимальному комплексному опору. Кут, який відповідає найбільшому опору спрацювання, називається кутом максимальної чутливості – За такого опору реле буде мати максимальну чутливість.

Розглянемо найтиповіші характеристики вимірних органів мінімального опору.

Кругова характеристика з центром у початку координат. Уставка спрацювання такого органа (рис. 7.46, а) не залежить від кута , тобто спрацювання його не залежить від напрямку потужності. Таку характеристику мають реле повного опору.

Кругова характеристика, яка проходить через початок координат

Уставка спрацювання такого реле залежить від кута  (рис. 7.46, б). Орган з такою характеристикою не охоплює третього квадранта, тобто він не буде спрацьовувати за напрямку потужності від лінії до шин. Найбільшу чутливість реле буде мати, коли де – реактивний та активний опори лінії, яка захищається. Тому в реле з такою характеристикою кут максимальної чутливості вибирають таким, що дорівнює 75 або 87, що відповідає реальним параметрам ліній 110–330 кВ та лініям 750 кВ відповідно. Застосовують також кругову характеристику, яка зміщена в третій квадрант (рис. 7.46, в). Така форма характеристики підвищує надійність спрацювання захисту під час близьких к.з., коли різко понижується напруга на шинах підстанції.

г

д

е

а

б

в

ж з к

Рис. 7.46. Характеристики вимірних органів опору дистанційного захисту

Овальна характеристика, яка проходить через початок координат. (рис. 7.46, г). Така форма характеристики дозволяє відлагодити реле від хибного спрацювання в максимальних режимах навантаження, а також отримати більшу чутливість реле.

Чотирикутна характеристика (рис. 7.46, ж). Така форма кривої вимірного органа має низку переваг. Верхня сторона чотирикутника дозволяє чітко фіксувати зони I та II ступенів захисту, а також запобігати спрацювання III ступені у випадку навантаження із значною реактивною складовою. Права бокова сторона характеристики дозволяє відлагодити роботу захисту від робочих максимальних режимів навантаження. Ліва бокова сторона допомагає відлагодити захист від потужностей навантажень, які передаються до місця ввімкнення захисту (від лінії до шин). Нижня сторона хаорактерисики у випадку застосування вимірного органу в ролі I ступені забезпечує його роботу під час близьких к.з. Для забезпечення роботи II та III ступенів нижня сторона чотирикутника повинна бути зміщена в третій квадрант. Також можливе застосування вимірного органа з характеристикою, яка має форму трикутника.

Спеціальні форми характеристик. Вони можуть бути виконані у вигляді кола, яке знаходиться в 1-му та частково в 2-му квадранті (рис. 7.46, д). Така форма характеристики дозволяє відлагодитись від хибної роботи захисту під час максимальних навантажень. Але реле з такою характеристикою не може реагувати на близькі к.з. Тому таку характеристику не можуть мати реле, які застосовують для I та II ступенів дистанційного захисту. Застосовують також характеристики реле, зміщені в 3-й та 4-й квадранти (рис. 7.46, е). Такі характеристики мають дистанційні органи, які застосовують у пристроях автоматики, які виявляють асинхронний хід генераторів на електричних станціях.

Сучасний розвиток техніки дозволяє отримати характеристики будь-якої форми. Так, в мікропроцесорних пристроях дистанційних захистів фірми SIEMENS для всіх трьох ступенів захисту застосовують форми характеристик, зображені на рис. 7.46, з. Пускові органи дистанційного захисту цієї фірми мають форму чотирикутника (рис. 7.46, к). Для пуску захисту під час однофазних к.з. по осі абсцис прямокутник обмежений прямими, які проходять через характерні точки (на рисунку показані штриховою лінією). Складнішу форму має пусковий орган, який діє під час міжфазних к.з. Він має форму шпулі (на рис. 7.46, к показаний суцільною лінією).