ИЭ / 8 сем (станции+реле) / Экзамен / РЗ 8 сем

61

Токораспределение для схемы ДЗШ для ПС, работающих на двух системах

шин с фиксированным распределением присоединений (направленная

ДЗШ)

Рисунок 5 При внешнем КЗ Для сетей 110 кВ и выше применяется направленная дифференциальная

защита. Принцип действия ДЗШ поясняется на рис. 5 и 6. В целях упрощения на каждой системе шин принято по два питающих присоединения, при этом присоединения 1 и 2 зафиксированы за А1, а присоединения 3 и 4 — за А2. Схема токовых цепей рассматривается в однофазном исполнении. ШСВ находится в зоне действия комплектов защит I, II и III, при КЗ в нем сработают органы I, II и III (I, II – избирательные органы, III – пусковой орган).

Рисунок 6 При КЗ на шине А1 (внутреннем для комплектов защит I и III и

63

внешнем для комплекта II)

Рисунок 7 Блок-схема ДЗШ на примере GE B90

На схеме показано формирование дифференциальных и тормозных токов:

фильтрация (частота 50 Гц), выравнивание токов плеч, учет группы соединения

(для защиты трансформаторов), учет тока нулевой последовательности

(образуется при заземлении нейтрали).

Предусмотрен блок дифференциальной отсечки (ДО), отстроенной от броска тока намагничивания (загрубление дифференциальной защиты трансформатора).

В схеме предусматривается датчик насыщения ТТ. Он применяется при глубоком насыщении ТТ и блокирует действие защиты на отключение выключателей. Чаще всего необходимость применения такого датчика возникает при быстром насыщении ТТ (кривая AB на рис. 8).

На рисунке 8 показана точка глубокого насыщения ТТ (синий крестик),

попавшая в зону работы ДЗШ.

64

B

A

Рисунок 8 Глубокое насыщение ТТ при внешнем КЗ Насыщение ТТ обычно происходит по кривой, показанной стрелками

«ВНЕШНЕЕ КЗ».

На рисунке 9 представлена тормозная характеристика ДЗШ.

III

I II

I – отстройка от тока небаланса в номинальном режиме

II – отстройка от погрешностей ТТ при внешнем КЗ

III – отстройка от погрешности ТТ при неглубоком насыщении ТТ при внешнем КЗ (конец второй стрелки «ВНЕШНЕЕ КЗ» (показан синим цветом) на рисунке 8 не заходит в зону работы ДЗШ)

Кроме того, в блок-схеме (рис. 7) используется направленный элемент.

Принцип действия этого элемента показан на рисунке 10.

65

Рисунок 10

Iф – ток присоединения, на котором произошло внешнее КЗ, Iдиф –

дифференциальный ток ДЗШ (комплексные величины)

При внешнем КЗ Iдиф равен сумме погрешностей ТТ и погрешности устройства, поэтому он меньше номинального тока, примерно 0,3 – 0,6 Iном (при отсутствии насыщения ТТ). Напротив, Iф равен току КЗ и в разы больше номинального тока. Разность токов Iдиф – Iф представляет собой сумму токов остальных присоединений, питающих точку КЗ, взятую с обратным знаком.

Получим, что в идеальном случае угол между током поврежденного присоединения и суммой токов питающих присоединений (при Iдиф = 0):

Таким образом, угол между ними примерно 180°, и направленный элемент не работает (зона блокировки).

При внутреннем КЗ разность токов Iдиф – Iф представляет собой сумму токов всех присоединений, за исключением рассматриваемого. В этом случае Iдиф равен току КЗ, а Iф составляет некоторую часть от этого тока (если это питающее присоединение, или равен 0 в противном случае). Очевидно что вычитание тока Iф из Iдиф не приведет к выходу вектора Iдиф – Iф из зоны работы (Iдиф имеет начальную фазу, близкую к нулю (принимаем, что токи, текущие от источников,

почти совпадают по фазе)). Поэтому ( ф̇; диф̇ − ф̇) ≈ 0. Направленный элемент работает.

66

Пример: Шкаф ШЭ2607 065 [ЭКРА]

Шкаф типа ШЭ2607 065 предназначен для защиты шин напряжением 110220 кВ с фиксированным присоединением элементов и с изменяемой фиксацией присоединения элементов. При этом максимальное число защищаемых присоединений не более 24-х в зависимости от выбранного исполнения шкафа.

Шкаф ШЭ2607 065 содержит:

•реле дифференциальной защиты шин (ДЗШ) с торможением,

состоящее из двух пусковых органов (ПО1 и ПО2) и избирательных орга-

нов первой (ИО1), второй (ИО2), третей (ИО3), четвертой (ИО4) секций шин;

•реле чувствительного токового органа (ЧТО1 и ЧТО2);

•реле минимального напряжения, реагирующих на междуфаз-

ные напряжения каждой из секции шин;

•реле максимального напряжения реагирующих на напряжения обратной последовательности первой и второй систем шин;

•реле контроля исправности токовых цепей;

•логику “очувствления” ДЗШ;

•логику опробования;

•логику УРОВ присоединений;

•логику запрета АПВ;

•логику очувствления;

•цепи отключения и пуска УРОВ;

•цепи запрета АПВ.

67

Рисунок – Функциональная логическая схема блока логики ДЗШ Отключение поврежденной системы шин производится следующим

образом: при возникновении короткого замыкания на первой системе шин срабатывают реле ДЗШ ПО1 с выхода элемента BL1, выдержки времени DT01 и

реле ДЗШ ИО1 поврежденной фазы (фаз). Сигналы с выхода ИЛИ (25) подается на вход И-НЕ (23) и при отсутствии сигнала на запрещающем входе И-НЕ (23) от устройства контроля исправности токовых цепей и логики опробования, ДЗШ 1

с.ш. действует на отключение присоединений, зафиксированных за первой системой шин.

При нарушении фиксации присоединений отключение шин производится для обеих систем шин в зависимости от фиксации присоединений (нарушение фиксации 1 и 2 с.ш., нарушение фиксации 1 и 3 с.ш.). В режиме с нарушением фиксации присоединений оперативный переключатель "Нарушение фиксации"

должен быть установлен в положение "Работа". При этом достаточно срабатывания ДЗШ ПО1 или ДЗШ ПО2 для отключения систем шин.

Для надёжного отключения выключателей присоединений при срабатывании ДЗШ 1 с.ш., в том числе при АПВ шин используется

"очувствление" ДЗШ. Режим "очувствления" выполняется следующим образом:

фиксируется срабатывание ДЗШ 1 с.ш. с помощью выдержки времени на возврат

DT3, сигнал с выхода выдержки DT3 поступает на вход И-НЕ (21), выходной сигнал которого шунтирует сигналы отключения на элементе ИЛИ (26), при сработанном состоянии ЧТО. После возврата реле ЧТО цепь подхвата ИЛИ (26) разбирается.

Дифференциальная защита шин с торможением

Защита выполнена пофазной и действует при всех видах КЗ на шинах. Реле дифференциальной защиты через промежуточные датчики тока подключено к основным ТТ всех присоединений защищаемых шин или ошиновок. При срабатывании дифференциальной защиты сигналы отключения действуют на выходные реле, формирующие команды отключения выключателей.

Шкаф защиты шин ШЭ2607 065 предназначен для защиты двойной

69

системы шин с возможностью перевода (перефиксации) присоединений и содержит пусковой орган, действующий при КЗ на любой из систем шин, а также избирательные органы первой (ИО1) и второй (ИО2) систем шин, определяющие поврежденную систему шин. Сигнал на отключение поврежденной системы шин появляется только при срабатывании пускового и избирательного органов поврежденной фазы/фаз.

ИО1 и ИО2 с помощью промежуточных трансформаторов тока подключены к группам основных ТТ присоединений соответственно первой и второй систем шин, включая ТТ ШСВ. Пусковые органы подключены к группам основных ТТ всех присоединений обеих систем шин, за исключением ШСВ.

Рисунок – Схемы защищаемых шин (18 присоединений)

70