Последовательная схема лзш
Рисунок 11 – Последовательная схема ЛЗШ
Последовательная схема ЛЗШ позволяет вести постоянный контроль вторичной цепи ЛЗШ на обрыв. При выявлении обрыва цепи ЛЗШ происходит срабатывание сигнализации. При обрыве цепи ЛЗШ КЗ на шинах отключаются с выдержкой времени МТЗ.
При выявлении обрыва возможно ускорение МТЗ ВВ и СВ. В этом случае, при обрыве цепи ЛЗШ, КЗ на шинах и на отходящих присоединениях отключаются с выдержкой времени ЛЗШ.
Недостатки лзш
На подстанции, где используются мощные синхронные двигатели (СД) или генераторы – ЛЗШ не используется. Причиной этого является возможность ложного срабатывания при внешних КЗ и в послеаварийных качаниях, когда через вводную ячейку проходит ток подпитки от СД (генераторов) или ток качаний. Данного тока достаточно, чтобы пустить ЛЗШ, при этом блокирующий сигнал отсутствует, так как в этом режиме защиты СД и генераторов по принципу действия (дифференциальная или токовая отсечка) не работают.
Также ЛЗШ не блокируется, если КЗ происходит в ячейке после трансформаторов тока защиты отходящей линии (ну, то есть КЗ произошло на отходящем присоединении, но не дальше расположения ТТ, если смотреть от шин). [P.S. Но оно и не должно блокироваться, т.к. защиты на отходящих присоединениях не сработают при таком КЗ.]
Для защиты шин подстанций с мощными СД и генераторами на напряжение 6 (10) кВ используют дифференциальную защиту шин.
11. Максимальная токовая защита: Особенности защиты линий с двусторонним питанием с ответвлениями и без. (Возможные неправильные действия защиты при качаниях, выбор уставок без использования ОНМ). Определение необходимости использования направленной МТЗ. Пример схем, в которых возможно и невозможно обеспечить селективность. [Л2 5.3-5.8]
Федосеев, 5.3. (максимальные токовые направленные защиты).
Выдержки времени. Они выбираются согласно встречно-ступенчатому принципу, по которому все защиты цепочки линий (рисунок 11.1 (а)) разделяются по направленности действия на две группы (защиты 2, 4, 6 и 5, 3, 1), в каждой из которых выдержки времени устанавливаются уже, как у ненаправленных защит, по ступенчатому принципу согласно выражениям:
.
Рисунок 11.1 – Защищаемая сеть (а) и характеристики выдержек времени токовых направленных защит (б)
На рисунке 11.1 (б) приведены выдержки времени, выбранные по рассматриваемому принципу. Как видно, КЗ в любом месте правильно ликвидируется защитами двух сторон только поврежденного участка. Так, например, при КЗ на участке БВ срабатывают только защиты 3 и 4.
Необходимость в органах направления мощности. При выбранных указанным способом выдержках времени не все защиты сети должны иметь ОНМ. Рассмотрение показывает, что для приведенного на рисунке 11.1 конкретного случая защита 6 может не иметь ОНМ, так как её t6 больше времен срабатывания других защит присоединений подстанции Г. По той же причине могут не иметь ОНМ защита 1 (t1>tA, t1>t2), а также защиты 3 и 4 (t3=t4). Таким образом, на каждом участке сети обязательно должна иметь ОНМ только одна защита – с меньшей выдержкой времени. При одинаковых временах обе защиты могут быть ненаправленными. Это положение формулируется и так: ОНМ может не иметь n-я защита подстанции с tn>t всех других защит подстанции. С учётом этого иногда используется возможность за счёт повышения tn иметь бОльшее число защит ненаправленными.
Следует, однако, отметить, что часто в таких защитах предусматривается ОНМ, для того, чтобы при изменении уставок защит иметь возможность сделать их в случае необходимости направленными.
Ток срабатывания. Ток срабатывания Iс,з выбирается вне зависимости от направления прохождения через неё (от шин или к шинам) мощности нагрузки Sн. Последняя, как и мощность КЗ, обычно имеет активно-индуктивный характер. Поэтому принципиально можно было бы иногда не учитывать токи Iраб, определяемые Sн, направленной к шинам. Принимается, однако, во внимание возможность нарушений цепей напряжения от TV (например, перегорание части предохранителей в них), когда ОНМ может неправильно сработать при направлении Sн к шинам. В том случае, если это условие является расчётным, для повышения чувствительности защиты иногда допускается учитывать не Iраб.mах, а Iраб.норм, принимая во внимание малую вероятность нарушения цепей напряжения при наличии Iраб.mах.
Более тяжелыми обычно являются условия, подобные рассмотренным выше для ненаправленных защит:
1) отстройка от переходных токов после
отключения внешних КЗ по
,
где Iраб.mах
– максимальный рабочий ток в защите,
определяемый при наличии ОНМ мощностью
Sн mах,
которая может быть направлена от шин.
В этом случае, в отличие от рассмотренного
выше, наложение на рассматриваемый
режим нарушения цепей напряжения ОНМ
– не учитывается, как маловероятное
событие;
2) отстройка от переходных токов после успешного АПВ повредившейся линии (с учётом соображений, приведённых для предыдущего случая);
3) согласование Iс,з смежных участков (т.е. ток срабатывания защиты должен быть не меньше суммы рабочих токов питающихся присоединений в нормальном режиме работы). Оно должно проводиться для защит, имеющих возможность срабатывать при одинаковом направлении Sк.
Дополнительным условием является отстройка от токов неповрежденных фаз. При некоторых видах КЗ, например К(1), К(1,1), токи неповрежденных фаз, складывающиеся из Iраб и токов повреждения в этих фазах, бывают бОльшими, нежели в повреждённой фазе. Органы направления мощности, включенные на эти токи, могут неправильно фиксировать знак мощности КЗ, поэтому было бы необходимо иметь Iс,з>Iнеповр.mах (однако, это может сильно заглублять защиту).
В связи с изложенным, в сетях с глухозаземленными нейтралями (110 кВ и выше) такая защита часто автоматически, при появлении составляющих I0 в токах фаз, выводится из работы. Защита от К(1) и К(1,1) тогда осуществляется специальной токовой направленной защитой нулевой последовательности (ТНЗНП).
Ток Iс,з выбирается по тому из условий, перечисленных выше, которое определяет бОльшее его значение.
Чувствительность. Чувствительность последних ступеней защит определяется их ИО (измерительными органами) – тока и направления мощности.
Чувствительность по току вычисляется, как и для ненаправленных защит (min ток КЗ/ток срабатывания защиты):
Необходимость проверки чувствительности по ОНМ возникает при близких металлических КЗ(3), когда Uр(3) в пределе оказываются равными нулю. В этих условиях ОНМ могут отказывать в срабатывании, обусловливая и отказ защиты.
Нечувствительность, обусловленную ОНМ, характеризуют мёртвой зоной – долей длины защищаемого участка, в пределах которой при металлическом К(3) происходит отказ защиты из-за недостаточного остаточного напряжения, подводимого к ОНМ. Мёртвые зоны в воздушных сетях маловероятны. Более вероятны они в кабельных сетях, вследствие возможного перехода К(2) и К(1,1) в К(3) (при значительных выдержках времени срабатывания защиты). Устранение мёртвых зон возможно применением ненаправленных токовых отсечек. Более сложные решения этого вопроса, используемые в дистанционных защитах, для рассматриваемых защит обычно не применяются.
Оценка и область применения защиты. Максимальные токовые направленные защиты обычно в сочетании с ненаправленными обеспечивают селективность несрабатывания в рассмотренной сети, состоящей из цепочки одиночных линий с двусторонним питанием, и в простой кольцевой сети с односторонним питанием. Нетрудно показать, что эта селективность может быть также обеспечена в сетях и в виде цепочек одиночных линий с любым числом источников питания (рисунке 11.5 (а и б)), и в кольцевой сети с диагональными линиями, соединяющими источник питания с другими подстанциями (рисунке 11.5 (в)).
Рисунок 11.5 – Примеры схем сетей, в которых максимальная токовая направленная защита ОБЕСПЕЧИВАЕТ селективное отключение КЗ
В кольцевых сетях с числом источников питания, бОльшим одного (рисунок 11.6 (а)), а также в кольцевых сетях, имеющих один источник питания и диагональные линии, не проходящие через источник питания (рисунок 11.6 (б)), а также во многих других случаях, селективность несрабатывания с помощью направленных МТЗ не обеспечивается, так как отсутствуют условия для выбора выдержек времени по встречно-ступенчатому принципу.
Рисунок 11.6 – Примеры схем сетей, в которых максимальная токовая направленная защита НЕ ОБЕСПЕЧИВАЕТ селективное отключения КЗ [красной пунктирной линией показан вариант расположения линии, в случае которого селективность обеспечить – удаётся]