7.6.8. Пристрої блокування дистанційного захисту у випадку несправностей в колах змінної напруги

Зникнення напруги в колах напруги або її спотворення може призвести до неселективного спрацювання дистанційного захисту за рахунок хибної дії дистанційних органів. Тому в дистанційних захистах застосовуються пристрої контролю справності кіл змінної напруги, які працюють за одним з наступних принципів:

– відсутності струму нульової послідовності під час наявності напруги нульової послідовності;

– різниці однойменних вторинних фазних напруг двох джерел напруги.

Недоліком першого способу є можливість хибного спрацювання пристрою блокування під час одночасному зникненні напруг усіх фаз. Це може відбутися у випадку, коли вимикається автомат у вторинній обмотці трансформатора напруги, з’днаної в розімкнений трикутник. У цьому випадку напруга нульової послідовності відсутня. Тому значного застосування на практиці цей принцип не набув.

Розглянемо детальніше другий принцип на основі серійного пристрою блокування КРБ-12, яким комплектуються дистанційні захисти типу ЭПЗ-1636. В комплектах дистанційних захистів – панелі ШДЭ-2801, ШДЭ-2802 використовується цей самий принцип, який реалізований за допомогою напівпровідникових елементів.

Пристрій блокування КРБ-12 реалізований на порівнянні напруг нульової послідовності від обмоток трансформатора напруги, обмотки якого з'єднані в зірку, та від обмотки, з’єднаної в розімкнений трикутник, рис. 7.54.

Рис. 7.54. Принципова схема пристрою блокування КРБ-12

До вторинної обмотки трансформатора напруги, з’єднаної в зірку, під’єднуються три активні опори R1, R2, R3, з’єднані в зірку. За величиною опір R1 у два рази менший від значень опорів R2, R3. Між нульовим провідником вторинної обмотки трансформатора напруги та нульовою точкою з’єднання опорів увімкнена обмотка проміжного трансформатора TLV. Дві інші обмотки та під’єднані до розімкненого трикутника трансформатора напруги на напруги та . Вторинна обмотка навантажена чутливим поляризованим реле KV1, яке живиться постійною напругою від випростувача VS.

Векторна діаграма вторинних напруг трансформатора напруги та струмів в обмотках пристрою блокування для нормального режиму показана на рис. 7.55.

Рис. 7.55. Векторна діаграма вторинних напруг та струмів пристрою блокування в нормальному режимі

У нормальному режимі в обмотці буде протікати струм , який дорівнює сумі струмів , що визначаються фазними напругами вторинної обмотки трансформатора напруги, з’єднаної в зірку. Опір R3 підібраний в два рази меншим від опорів R4 та R5, тому струм буде вдвічі більшим за величиною від струмів та . Тому струм в обмотці .

По обмотці , під’єднаної до розімкненого трикутника, струм протікати не буде , тому що в нормальному режимі напруга нульової послідовності відсутня. Опір R5 підібраний так, що струм , який протікає в обмотці , за величиною дорівнює і протилежний за напрямом. У результаті в обмотці струм відсутній – реле KV1 спрацьовувати не буде і робота захисту теж блокуватись не буде.

Для двофазного к.з. в мережі між фазами В та С векторна діаграма напруг та струмів пристрою блокування зображена на рис. 7.56. Як і в попередньому випадку струми в обмотках та дорівнюватимуть за величиною та будуть протилежними за напрямом. Струм о обмотці буде відсутній. Тому струм в обмотці буде рівний нулю.

Аналогічно можна довести, що струм в обмотці буде відсутнім і під час однофазного к.з.

Рис. 7.56. Векторна діаграма притрою блокування під час двофазного к.з.

У випадку обриву будь-якої з фаз в обмотці буде протікати струм, випростуватись мостом VS і обтікати обмотку поляризованого реле KV1. Реле KV1 спрацьовуватиме та подаватиме сигнал на блокування захисту.

У сучасних пристроях дистанційних захистів застосовують пристрої блокування від несправностей у колах напруги, засновані на пофазному порівнянні однойменних фаз напруг вторинних обмоток трансформатора напруги, з’єднаних в зірку та в розімкнений трикутник. На рис. 7.57 показана принципова схема пристрою, реалізована на даному принципі.

Рис. 7.57. Принципова схема блокування на пофазному порівнянні напруг

Порівняння напруг кожної з фаз здійснюється на проміжних трансформаторах напруги TLV1, TLV2, TLV3, до первинних обмоток яких підводяться напруги від відповідних обмоток трансформатора напруги. На вторинних обмотках трансформатора напруги, із з’єднанням обмоток у зірку, вторинні фазні напруги в нормальному режимі становлять В, на вторинних обмотках, з’єднаних в розімкнений трикутник, фазні напруги становлять  В. Для вирівнювання цих напруг за величиною в первинних обмотках проміжних трансформаторів TLV1, TLV2, TLV3 увімкнені опори R1, R2, R3. Первинні обмотки цих трансформаторів увімкнені зустрічно, тому ЕРС, наведена струмами цих обмоток у вторинній обмотці трансформатора TLV1, TLV2, чи TLV3 у випадку справних кіл напруги, дорівнює нулю. Під час появи несправностей у колах напруги, тобто у випадку зникнення хоча б однієї напруги, цей баланс порушується і на вторинній обмотці проміжних трансформаторів TLV1, TLV2,чи TLV3 з’являється напруга, яка випростовується двопівперіодними випрямлячами VS1, VS2, VS3 та подається на вхід порогового елемента Е. Пороговий елемент спрацьовує і своєю чергою спричиняє спрацювання вихідного реле KL. Реле KL блокує роботу дистанційного захисту.

Питання для самоперевірки

1. Принцип дії дистанційного захисту.

2. Як працює дистанційний захист на лініях з двостороннім живленням?

3. Структурно-функціональна схема дистанційного захисту.

4. Характеристики вимірних органів дистанційного захисту.

5. Розрахунок параметрів спрацювання та перевірка чутливості I-ї ступені дистанційного захисту.

6. Розрахунок параметрів спрацювання та перевірка чутливості II-ї ступені дистанційного захисту.

7. Розрахунок параметрів спрацювання та перевірка чутливості III-ї ступені дистанційного захисту.

8. Призначення та принципи виконання пристроїв блокування від хитань.

9. Призначення та принципи виконання пристроїв блокування від несправностей в колах змінної напруги.

10. Загальна оцінка дистанційного захисту.