25 Расширение защищаемой зоны токовой отсечки со ступенчатой характеристикой выдержки времени. Выбор параметров срабатывания

Основным недостатком ТО является защита только части линии. Защищаемая зона может быть расширена путем создания у ТО выдержки времени, т.е. применения ТО с выдержкой времени.

Принцип графического определения зон действия ТО показан на рис. 8.2.

Рис.8.2. Графическое определение зон действия ТО

Для защиты линий W2 и W3 токовой отсечкой устанавливаем ТО без выдержки времени по методике, изложенной в 8.2. (1 зона ТО АК2 и АК3). Эти токовые отсечки имеют защищаемые зоны LБ1 и LА1. Однако защищаемая зона ТО АК3 может быть удлинена, если в действие АК3 ввести замедление с таким расчетом, чтобы время ее срабатывания было на ступень селективности больше времени действия ТО комплекта АК2 по 1 зоне без выдержки времени, установленной на подстанции Б. Величина принимается равной 0,3… 0,4 с.

Ток срабатывания отсечки с выдержкой времени для защиты АК3 рассчитывается по выражению:

,

где – коэффициент надежности, принимается равным 1,1, обеспечивая тем самым селективность по чувствительности.

При таком выборе тока срабатывания и выдержки времени защищаемая зона отсечки АК3 полностью охватывает линию W3 и шины смежной подстанции. Кроме того, ТО АК3 будет действовать как резервная в случае отказа ТО АК2 при КЗ на линии W2 вблизи шин подстанции Б.

26 Схемы токовых отсечек

Схемы токовых отсечек по принципу действия аналогичны схемам МТЗ. Отличие ТО по первой зоне от МТЗ заключается в отсутствии органа выдержки времени (рис. 8.5).

Рис.8.5. Схема ТО (первая зона) на постоянном оперативном тока в трехфазном трехрелейном исполнении

Рис.8.6. Схема ТО (первая зона), ТО с выдержкой времени (2 зона) и МТЗ на постоянном оперативном тока в двухфазном двухрелейном исполнении

В связи с перечисленными недостатками ТО применяются в виде резервных защит, предназначенных для сокращения времени отключения наиболее тяжелых близких КЗ. При применении ТО защищаемая зона должна быть не менее 15…20 % длины линии.

Ток срабатывания

,

27 Принцип действия максимальной токовой направленной защиты линий. Включение реле мощности.

В сетях с двухсторонним питанием, в сложных сетях с одним или несколькими источниками питания невозможно добиться селективного действия МТЗ и ТО.

В случае МТЗ при КЗ в точке К1 придут в действие все защиты. При этом для селективного отключения поврежденного участка АБ необходимо, чтобы выдержка времени комплекта защиты АК2 была меньше выдержки времени комплекта защиты АК3 и выдержки времени защиты АК4, т.е. и .

При КЗ в точке К2 – и .

Из этих неравенств видно, что к защитам АК2 и АК3 предъявляются противоречивые требования. Невозможно выполнить условие, чтобы в одно и то же время выдержка времени защиты АК2 была бы и больше и меньше выдержки времени защиты АК3. Поэтому в таких сетях МТЗ не может быть селективной.

Всеми перечисленными недостатками не обладает максимальная токовая направленная защита (МТНЗ) линий.

МТНЗ реагирует не только на абсолютную величину тока в защищаемой линии, но и на фазу этого тока относительно напряжения на шинах у места установки защиты, т.е. действует в зависимости от направления мощности при КЗ. Такое ее действие обеспечивается благодаря включению в схему защиты реле направления мощности.

Включение реле мощности

Рассмотрим векторные диаграммы токов и напряжений при КЗ в точках К1 и К2 (рис. 9.1). При построении векторных диаграмм за положительное направление тока принято его направление от шин в сторону линии. Угол сдвига фаз тока относительно вектора напряжения считается положительным при отстающем токе и отрицательным при опережающем токе.

Из векторных диаграмм видно, что фаза тока в месте включения защит АК2 и АК3 относительно напряжения при перемещении повреждения из точки К2 в точку К3 сдвинулась на .

Таким образом, защиту АК2 необходимо выполнить так, чтобы она действовала на отключение только при углах между током и напряжением, соответствующих КЗ в точке К1, а защиту АК3 – при повреждении в точке К2. Из этого следует, что реле мощности при подведении к нему напряжения и тока должно замыкать контакты при угле и не замыкать их при угле .

Реле мощности включается таким образом, чтобы сочетания напряжений и токов по величине и фазе были бы достаточными для срабатывания реле при различных видах КЗ. При схеме к реле фазы А подводят ток и напряжение , к реле фазы В – ток и напряжение , а к реле фазы С ток и напряжение .

Рис. 9.2. 90^о схема включения реле мощности

Эта схема обладает следующими свойствами:

1. Четко срабатывает при всех видах КЗ при включении на ток поврежденной фазы;

2. Может иметь мертвую зону при трехфазных КЗ;

3. Может срабатывать ложно при двухфазных и однофазных КЗ при включении на ток неповрежденной фазы.

Рассмотрим более подробно свойства 90^о схемы. Реле мощности может отказать в действии, если снижается настолько, что мощность, подводимая к реле, меньше мощности срабатывания реле . Такие условия имеют место при трехфазных КЗ вблизи места установки защиты, когда близко по значению к нулю, т. е появляется мертвая зона. Длина мертвой зоны тем больше, чем меньше чувствительность реле (чем больше ). Реле может отказать в случае, если мал угол между векторами тока и напряжения. Угол в зависимости от условий КЗ может изменяться от 0^о до 90^о. При этом надежная работа реле мощности обеспечивается выбором схемы его включения.