21. Особенности расчета дистанционной защиты одиночных и параллельных линий 110-220 кВ с ответвлениями. [л2 6.1-6.5, 6.15 ;л4 5.В ]

В. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ ОДИНОЧНЫХ И ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 110–330 кв С ОТВЕТВЛЕНИЯМИ

1. Определение первичных сопротивлений срабатывания первой и второй ступеней дистанционной защиты линий с ответвлениями, а также определение чувствительности этой защиты следует производить с учетом токораспределения на отдельных участках линии.

При этом расчетными для определения сопротивления срабатывания является максимальные значения коэффициентов токораспределения в реально возможном режиме работы сети, а для определения чувствительности — минимальные значения коэффициентов токораспределения.

2. При определении и одиночных и параллельных линий с ответвлениями в дополнение к расчетным условиям для защит одиночных и параллельных линий без ответвлений должно также учитываться и условие отстройки от замыкания на шинах низшего (среднего) напряжения подстанции на ответвлении. При этом должны рассматриваться замыкания за трансформаторами с наименьшими приведенными реактансами и расположенными ближе к месту установки рассматриваемой защиты.

3. Расчетные выражения для определения первичных сопротивлений срабатывания первой и второй ступеней дистанционной защиты линий с ответвлениями приведены в таблице 10 для одиночных линий с ответвлениями (схемы рис. 45) и в таблице 11 для параллельных линий с ответвлениями (схемы рис. 47).

Выражения для определения значений коэффициентов токораспределения , входящих в расчетные выражения таблица 10 и 11, приведены на рис. 46 — для одиночных линий с ответвлениями по рисунку 45 и на рис. 48 — для параллельных линий с ответвлениями по рисунку 47.

В качестве сопротивлений срабатывания для первой и второй ступеней защиты принимаются наименьшее из сопротивлений, полученных по приведенным в таблице 10 и расчетным условиям.

4. При определении сопротивлений срабатывания первой и второй ступеней защит одиночных линий (схемы рисунок 45), а также защиты, включенной на ток одной из двух параллельных линий (схема рисунок 47,а) по условию отстройки от коротких замыканий на шинах низшего (среднего) напряжения подстанций на ответвлениях (соответственно пп. 3 и 4 табл. 10 и пп. 2 н 3 табл. 11) должны рассматриваться следующие режимы:

а) Часть подстанций на ответвлениях отключена, на других включена реально возможная минимальная генерирующая мощность.

б) Защищаемая линия включена со стороны, противоположной месту установки рассматриваемой защиты. Указанный режим должен учитываться, например, если на подстанции, примыкающей к противоположному (по отношению к месту установки рассматриваемой защиты) концу линии, отсутствует обходный выключатель.

Для защиты включенной на ток одной из двух параллельных линий (схема рис. 47,а) в случае параллельной работы трансформаторов подстанций на ответвлениях на стороне низшего (среднего) напряжения (как показано на рис. 47,а) дополнительно должен рассматриваться режим, когда параллельная линия отключена, а приключенные к ней в нормальном режиме трансформаторы подстанций на ответвлениях переведены на питание от защищаемой линии.

5. При определения сопротивлений срабатывания защиты, включенной на сумму токов двух параллельных линий (схема рис. 47,б), по условию отстройки от коротких замыканий на шинах низшего (среднего) напряжения подстанций на ответвления необходимо учитывать следующее:

а) Отстройка первой ступени защиты должна производиться при отключении одной из параллельных линий, поскольку только в этом режиме вводится в действие первая ступень защиты. При этом, если трансформаторы подстанций на ответвлениях работают параллельно на стороне низшего (среднего) напряжения, как это показано на (рис. 47, б), то должен учитываться случай, когда трансформаторы подстанций на ответвлениях, приключенные в нормальном режиме ко второй параллельной линии, переведены на питание от защищаемой линии.

б) Отстройка второй ступени защиты должна производиться в режимах по п. 4, а и б. При этом в режиме по п. 4,б в случае параллельной работы трансформаторов подстанций на ответвлениях, как показано на (рис. 47,б), должно рассматриваться отключение (со стороны, противоположной месту установки рассматриваемой защиты) одной из защищаемых линий, а при раздельной работе этих трансформаторов - отключение (со стороны, противоположной месту установки рассматриваемой защиты) той линии, к которой присоединен трансформатор, питающий повреждение.

6. При выборе сопротивлений срабатывания первой и второй ступеней защит линий по рис. 45 и 47 по другим условиям (табл. 10, пл. 1, 2, 5-7 и табл. 11, пп. 1, 4—6) должны учитываться рекомендации разд. А, п. 4 и разд. Б, пл. 3 и 4 (см. билет 19, 20) , а также должен рассматриваться режим по п. 4, а.

7. В тех случаях, когда вторая ступень защиты одиночных линий (рис. 45), а также защиты, включенной на ток одной из двух параллельных линий (схема рис. 47,а), рассчитанная по условиям соответственно табл. 10 и 11, не удовлетворяет требованию чувствительности, целесообразно ее сопротивление срабатывания и выдержку времени выбирать в соответствии с указаниями в разделе А, п. 11(см. билет 19).

Если же при этом определяющим было условие отстройки от коротких замыканий на шинах низшего напряжения, которые в ряде схем используются также в качестве третьей ступени защиты (схемы по рис. 1-5, 13-15, 17, 20 и 21), уставки определяются по выражениям (4) — (12), приведенным в разд. А, п. 15 (см. билет 19).

При этом для защиты параллельных линий, включенной на ток одной линии (рис. 47,а), должен рассматриваться режим, когда на защищаемом участке: п/ст. А — п/ст. в работает только одна линия, а для защиты, включенной на сумму токов параллельных линий (рис. 47,6), - режим, когда на защищаемом участке работают две линии.

Расчет сопротивлений срабатывания третьей ступени и параметров пусковых органов следует производить с учетом самозапуска нагрузки подстанций на ответвлениях при включении защищаемой линии со стороны, где расположена рассматриваемая защита.

1.1. Во всем остальном (проверка чувствительности второй ступени защиты, проверка чувствительности пусковых органов и третьей ступени защиты, согласование второй ступени дистанционной защиты с защитами тока и напряжения, установленными на предыдущих линиях, выбор смещения характеристики реле полного сопротивления типа КРС-111, определение вторичного сопротивления срабатывания реле, выбор выдержки времени второй ступени защиты, включенной на сумму токов двух параллельных линии и т. д.) расчет производится так же, как и для защит соответственно одиночных и параллельных линий без ответвлений (разд. А и Б) (см. билет 19 и 20).

22. Дистанционная защита. Влияние сопротивления в месте КЗ при одностороннем и двухстороннем питании. Учет при выборе характеристики срабатывания. На характеристике продемонстрировать возможность избыточного срабатывания и несрабатывания. [Л2 6.1-6.5, 6.15; Л3 6.8]

В сетях сложной конфигурации с несколькими источниками питания простые и направленные МТЗ (максимальные токовые защиты) и НТЗ (направленные токовые защиты) не могут обеспечить селективного отключения КЗ.

Дистанционными называются защиты с относительной селективностью, выполняемые с использованием измерительных органов сопротивления — органов, характеристической величиной для которых по ГОСТ является заданная функция выраженных в комплексной форме отношений входных напряжений к входным токам.

Характеристические величины органов сопротивления при возникновении повреждения снижаются. С учетом этого, как правило, используются минимальные органы, работающие без выдержки времени. Последние, при необходимости, создаются отдельными органами выдержки времени, определяющими ступенчатую характеристику . Обычно она имеет три ступени (рис. 6. 1).

Логическое уравнение, характеризующее работу защиты при принятых условиях если принять ИО сопротивления направленными, имеет вид:

где максимальное значение сопротивления , при которых защита еще срабатывает.

D_t — операторы задержки по времени ступеней защит (индексы I, II, III сверху указывают номер ступени, а индексы 1, 2, 3 снизу – соответствующие им параметры срабатывания).

Для органа сопротивления, как и для органа тока, существуют понятия о – минимальном , при котором он возвращается в исходное состояние, о и (поскольку органы включаются через ТА и TV) и о коэффициенте возврата . Связь между первичными Z_З и вторичными Z_Р часто определяется соотношением Z_Р = (К_Iном / К_Uном) Z_З. Коэффициент возврата k_В = Z_В.Р / Z_С.Р = Z_В.З /Z_С.З>>1, поскольку орган минимальный. В целях упрощения записей в дальнейшем принимается К_Iном / К_Uном = 1, т. е. Z_Р = Z_З.

Работа защит рассматривается на примере их применения в сети с двусторонним питанием (рис. 6.2, а). Защиты 1-6 включаются с обеих сторон каждого участка и являются направленными. Направленность действия может не потребоваться только в некоторых частных случаях, например для защит участков с односторонним питанием. Характеристики выдержек времени защит даны на рис. 6.2, б. Существенными преимуществами дистанционных защит по сравнению с токовыми направленными при внешнем сходстве их характеристик являются значительно более четко фиксированная длина первой защищаемой зоны, составляющая при Rп =0,85-0,9 длины участка, более совершенный охват второй зоной: конца участка и шин противоположной подстанции (больший kч1, большая чувствительность III ступени с соответствующей ей l^III (если токовые направленные защиты включены на полные токи и напряжения фаз, а не на составляющие нулевой последовательности для действия при К¹ ).

Характеристики органов сопротивления

Требования к формам характеристик Z_С,_Р = f ( ) органов сопротивления с двумя входными величинами. Для органов с одним U_Р и одним I_Р рассмотрение вопроса удобно проводить в комплексной плоскости сопротивлений. В этой плоскости могут быть изображены как сопротивления элементов сети (см. рис. 6.2), так и характеристики Z_С.Р = f( ) органов. В начале координат (рис. 6.4) целесообразно располагать конец участка БВ, со стороны Б которого включается рассматриваемое устройство защиты.

Для выполнения органа сопротивления, например I ступени, характеризуемого Z_С.З^I 0,85 Z_Л,БВ , при отсутствии факторов, которые могли бы существенно искажать его работу, достаточно было бы иметь характеристику Z_С,_Р = f( ), проходящую через начало координат, что обеспечивает направленность действия (охват части третьего квадранта недопустим по условию отстройки от КЗ на участке АБ), и конец комплекса 0,85 Z_Л,БВ и охватывающую последний с небольшим запасом в перпендикулярном направлении. Для органов II и III ступеней охват небольшой части участка АБ допустим, так как они работают с выдержками времени. Приходится, однако, считаться с некоторыми факторами, в известной мере могущими противоречиво влиять на выбор характеристики Z_С.Р = f( ). К числу этих факторов относятся необходимость учёта переходных сопротивлений R_П в месте повреждения, при наличии которых защита должна правильно функционировать, и отстройка от нагрузочных режимов и режимов качаний, при которых защита не должна срабатывать. При качаниях комплекс Z_Р может оказываться в пределах области, определяемой характеристикой Z_С.Р = f( ), поэтому указанная область в направлении, примерно перпендикулярном z, должна по возможности сужаться. Однако это сужение противоречит необходимости учета Rп. При К¹, когда Rп в основном определяется значительными сопротивлениями заземления опор или другими возможными переходными соптротивлениями. В этих случаях Rп могут весьма существенно влиять на работу защит.

Характеристики Z_С,_Р = f ( ) органов сопротивления с двумя воздействующими величинами

Существует большое число разновидностей характеристик, как органов отдельных ступеней защиты, так и их сочетаний для всех (обычно трех) ступеней защиты. Особенно много уточнённых для достижения разных целей характеристик появляется в последнее время в связи с возможностями, открывшимися при использовании интегральной микроэлектронной и микропроцессорной техники. Ниже (рис. 6.6) рассматриваются некоторые типичные или используемые на практике характеристики Z_С.Р = f( ) для одной ступени в плоскости Z; области срабатывания органов заштрихованы.

Круговая характеристика с центром в начале координат (рис. 6.6, а). Сопротивление Z_С,_Р органов с такой характеристикой не зависит от . Поэтому они называются органами полного сопротивления. Применяются в защитах сетей с U_НОМ 35 кВ с отдельными органами направления мощности, поскольку направленные реле сопротивления мало пригодны для правильного действия защит при К_дв^(1,1) (двойном КЗ).

Круговая характеристика, проходящая через начало координат, с центром, обычно располагаемым на прямой, характеризующей защищённый участок (рис. 6.6, б). Сопротивление Z_С,_Р зависит от , причём наибольшую чувствительность (Z_С,_{Р max}) орган имеет при . Органы с такой характеристикой не охватывают повреждения на смежных элементах сети, располагающихся в третьем квадранте. Поэтому они называются направленными органами сопротивления. В общем случае можно расположить диаметр окружности под углом для повышения чувствительности к R_П. Реальная характеристика не проходит через начало координат (рис. 6.6, в, окружность 1), так как орган имеет конечную чувствительность. Поэтому в начале защищаемого участка появляется мёртвая зона, при КЗ в которой орган может отказывать в срабатывании. При использовании органа для ступеней с выдержкой времени мёртвую зону можно исключить, несколько смещая характеристику в третий квадрант (рис. 6.6, в, окружность 2). Для исключения мёртвой зоны у I ступени и других, при отсутствии у них смещения характеристик, используются специальные меры (контуры «памяти», запоминающие U_Р, имевшееся до момента КЗ, подпитка напряжением неповреждённых фаз при несимметричных КЗ и др.).

Характеристика в виде прямой, параллельной оси +R (рис. 6.6, г). Она отсекает на оси +j отрезок X_С.Р = const. Орган с такой характеристикой называется органом реактивного сопротивления. Первоначально предполагалось, что использование таких характеристик будет исключать вредное влияние на работу защиты R_П. Это, однако, справедливо только при использовании защиты для линии в сети с односторонним питанием. При наличии двухстороннего питания (от разных источников) места повреждения через R_П за счёт расхождения по фазе токов I_Р и U_Р (в R_П) влияние R_П может быть весьма вредным. Рассматриваемые органы не могут работать самостоятельно, без специальных пусковых органов, так как их не удаётся отстраи­вать от нагрузочных режимов. Поэтому в настоящее вре­мя органы реактивного сопротивления в обычном исполнении не применяются.

Овальные характеристики, проходящие через начало координат и обеспечивающие максимальную чувствительность при (рис. 6.6, д). Такие и подобные им характеристики использовались для III ступеней защит как обеспечивающие лучшую отстройку от рабочих режимов и большую чувствительность, чем у направленных органов сопротивления (рис. 6.6, б). Для исключения мёртвых зон и повышения чувствительности к R_П применяются те же мероприятия, что и в варианте рис. 6.6, б. В настоящее время они используются редко.

Четырехугольная характеристика (рис. 6.6, е). Её верхняя сторона направляется под небольшим углом к оси +R и поэтому близка к характеристике органа реактивного сопротивления (рис. 6.6, г). Она должна чётко фиксировать концы защищаемых зон I и II ступеней и быть отстроенной от реактивных (в основном) небольших нагрузок, Z_РАБ для III ступеней. Правая боковая сторона обеспечивает отстройку от рабочих режимов (Сопротивление нагрузки Z_н, как правило, имеет преимущественно активный характер, в отличие от сопротивления линии Z_л, которое чаще всего является индуктивным, поэтому правая боковая сторона направлена под углом ~ 60°, уменьшая Z_С,_Р по мере приближения к оси R, как показано на рис. 6.6, е), а также, по возможности, ликвидирует недостатки характеристики органа реактивного сопротивления.

Левая боковая сторона помогает отстройке от мощностей нагрузок, передаваемых к месту включения защиты. Под мощностью нагрузок могут подразумеваться асинхронные двигатели, реакторы, СМ в ненормальных режимах или иные элементы, потребляющие реактивную мощность. В момент их включения напряжение на шинах может уменьшиться и орган сопротивления может ложно сработать. Левая сторона характеристики сделана почти вертикальной, чтобы отстроиться от таких случаев.

Нижняя сторона для органа I ступени проходит через начало координат и имеет наклон к оси +R, обеспечивающий его работу при близких повреждениях через R_П; у II и III ступеней она может быть смещена в третий квадрант для устранения мёртвых зон. Четырёхугольные характеристики часто используются для II и III ступеней защит.

При возникновении в сети электрических качаний и неисправности в цепях напряжения возможны избыточные срабатывания и несрабатывания защиты. Во избежание таких событий при построении дистанционных защит применяются блокировки, которые автоматически выводит защиту из действия в тех режимах, когда защита может сработать неправильно при отсутствии повреждения. Обычно применяются две блокировки:

а) блокировка от исчезновения напряжения U_Р при неисправностях в цепях напряжения, питающих защиту. При U_Р = 0, z_Р = 0, в этих условиях пусковые реле (если они реагируют на z) и дистанционные органы защиты приходят в действие, что может привести к неправильной работе защиты; блокировка приходит в действие при неисправностях в цепях напряжения, снимает оперативный ток с защиты, не позволяя ей действовать на отключение;

б) блокировка от неправильного действия защиты при качаниях в системе. В этом режиме напряжение U_Р снижается, а ток I_Р возрастает, при этом согласно z_Р уменьшается, в результате чего пусковые и дистанционные органы защиты могут сработать и вызвать неправильное действие защиты; при возникновении качаний блокировка приходит в действие и выводит защиту из работы, размыкая ее цепь отключения.

Влияние сопротивления в месте КЗ при одностороннем и двустороннем питании.

(Вставлю главы из Атабекова ибо там все подтверждено уравнениями и более подробно, если коротко, то при одностороннем влияет меньше, чем при двустороннем. При двустороннем при выборе характеристики это влияние учитывается, защита становится более чувствительнее)

24. Защиты с косвенным сравнением электрических сигналов с ВЧ каналом. Назначение, область применения. Принципиальная схема ВЧ канала связи. Структурные схемы защит с разрешающим и блокирующим сигналом, нормально присутствующим и нормально отсутствующим сигналом. [1) Л2 7.1-7.4; 2) Л11 5.5,5.4; 3) Л3 7.1-3] (только для групп РЗА)

Для понимания откуда взято и где можно почитать

1. Федосеев А.М. , Федосеев М.А. Релейная защита электроэнергетических систем : Учеб для ВУЗов.- 2 изд, М;Энергоатомиздат.1992;

2. Федосеев А.М., Релейная защита электрических систем : Учеб для ВУЗов.-М;Энергия.1976;

3. Атабеков Г.И. теоретические основы релейной защиты высоковольтных сетей.-М: Металургиздат, 1957.-29.45 п.л.;

Определение

Токовыми и направленными защитами с косвенным сравнением электрических величин называются защиты с абсолютной селективностью, основанные на сравнении электрических величин по концам защищаемой линии или на линиях, присоединенных к общим шинам, посредством передаваемых по каналам связи сигналов от срабатывающих измерительных органов.

Защиты с косвенным сравнением в наиболее простом случае выполняются как токовые; в них сравниваются токи по сигналам максимальных органов тока, включаемых с питающих сторон защищаемых участков. Значительно чаще эти защиты выполняются направленными; в них сравниваются знаки мощностей КЗ по сигналам, получаемым от органов направления мощности.

Защиты делятся на продольные, сравнивающие величины по концам защищаемого участка, и поперечные, сравнивающие величины на разных элементах одной электроустановки.

Рассматриваемые защиты как обладающие абсолютной селективностью выполняются без выдержки времени, чем выгодно отличаются от токовых, токовых направленных и дистанционных защит с относительной селективностью. С другой стороны, рассматриваемые защиты не используются как единственные на элементе, так как не могут работать в качестве резервных при КЗ на смежных элементах и поэтому сочетаются с защитами, обладающими относительной селективностью. Необходимо отметить, что в защитах с косвенным сравнением величин используются те же типы органов тока и направления мощности, что и в описанных ранее защитах с относительной селективностью. Поэтому иногда эти элементы принимаются для защит общими.

Назначение.

В высоковольтных сетях сложных схем соединений, а также на линиях электропередачи, связывающих электрические системы, когда более простые типы защиты не обеспечивают отключения без выдержки времени всех междуфазных коротких замыканий, вызывающих понижение напряжения в месте установки защиты ниже 60% от нормального, в качестве основной защиты от всех видов коротких замыканий применяется высокочастотная защита.

Применение высокочастотной защиты не лимитируется дальностью электропередачи, причем в качестве высокочастотных каналов используются обычно линии высокого напряжения.

Принцип действия защиты с высокочастотной блокировкой заключается в том, что при помощи токов высокой частоты сравниваются направления мощностей или токов по концам линии электропередачи. При внешних коротких замыканиях благодаря передаче токов высокой частоты с одного конца неповрежденной линии на другой ее конец защита блокируется. При повреждении же в пределах защищаемой линии ток в высокочастотном канале отсутствует либо имеет такой характер, при котором защита действует на отключение.

Область применения

Многолетний опыт эксплуатации различных высокочастотных защит подтвердил их высокие качества, в силу которых они и являются в настоящее время основным видом защиты линий электропередачи 110 кВ и выше, входящих в электрические системы сложной конфигурации, в которых требуемая быстрота отключения повреждений не может быть обеспечена более простыми способами.

Защиты по принципу действия могут применяться в сетях любой конфигурации с любым числом источников питания. Их работа рассматривается на примере сети на рис. 7.2. Полукомплекты защиты, включающие органы направления мощности (в общем случае двустороннего действия), устанавливаются с обеих сторон каждого участка.

Защита срабатывает, если полные мощности КЗ на обоих концах участка направлены от шин в линию (для мощностей нулевой и обратной последовательностей - от линии к шинам), что характерно только для поврежденного участка. На неповрежденных участках сети мощности КЗ с одной стороны обязательно направлены к шинам и их защиты не срабатывают, хотя с другой стороны мощности направлены от шин. Такое действие защит обеспечивается за счет наличия логической связи между их полукомплектами, осуществляемой по каналам связи.

Рисунок 5 – Сеть с двусторонним питанием, защищаемая направленными продольными защитами

В зависимости от характера использования каналов защиты разделяются на две группы: с разрешающими сигналами (РС), когда приходящий с противоположной стороны сигнал разрешает отключение, и блокирующими сигналами (БС), когда приходящий с противоположной стороны сигнал, наоборот, препятствует отключению. При этом имеется в виду, что сигнал может подаваться как появлением в канале нормально отсутствующего в нём тока (НО), так и нормально присутствующим в нём током (НП). В результате сравниваются четыре основных вида сигналов в канале: РС с НО или НП и БС с НО или НП.

Принципиальная схема ВЧ канала связи

Принципиальная схема высокочастотного канала, выполненного по системе фаза-земля, показана на Фиг. 7-1.

Ток высокой частоты генерируется высокочастотным передатчиком, который обычно устанавливается в помещении щита управления станции или подстанции и передается по высокочастотному кабелю ВК через фильтр присоединения ФП и конденсатор связи КС в провод высоковольтной линии.

Фильтр присоединения, служащий связующим звеном между высокочастотным кабелем и конденсатором связи, образует совместно с последним полосовой фильтр, имеющий некоторую полосу пропускания.

Кроме того, фильтр присоединения осуществляет согласование входного сопротивления высокочастотного кабеля с входным сопротивлением линии электропередачи.

Разрядник Р, включенный параллельно линейной обмотке фильтра присоединения, предохраняет высокочастотный кабель и приемо-передатчик от попадания на них высокого напряжения.

Во избежание утечки токов высокой частоты за пределы защищаемой линии (к шинам станции или подстанции) по концам линии устанавливаются высокочастотные заградители ВЗ, представляющие резонансные контуры, обладающие большим сопротивлением для токов высокой частоты и малым сопротивлением для токов промышленной частоты.

Токи высокой частоты, передаваемые по линии, поступают в приемник, который, воздействуя на релейную часть защиты, блокирует ее или разрешает действовать на отключение.

Структурные схемы защит с разрешающим и блокирующим сигналом, нормально присутствующим и нормально отсутствующим сигналом

В зависимости от характера использования каналов защиты разделяются на две группы: с разрешающими сигналами (РС), когда приходящий с противоположной стороны сигнал разрешает отключение, и блокирующими сигналами (БС), когда приходящий с противоположной стороны сигнал, наоборот, препятствует отключению.

При этом имеется в виду, что сигнал может подаваться как появлением в канале нормально отсутствующего в нем тока (НО), так и нормально присутствующим в нем током (НП).

В результате сравниваются четыре основных вида сигналов в канале: РТС с НО или НП или БС с НО или НП. Соответствующие им структурные схемы приведены на рис. 5-5. Основными в них являются органы направления мощности ОНМ, выполняемые измерительными реле направления (знака) мощности. В схемах предусмотрены также отдельные пусковые органы ПО, которые в некоторых исполнениях могут отсутствовать (показано ниже), а их функции могут выполняться теми же реле направления мощности. В изображенных схемах пусковые органы фиксируют возникновение кКЗ.

Схема на рис. 5-5, а) соответствует РС с НО. При КЗ в системе работают пусковые органы ПО, а с тех концов участков, где мощность КЗ направлена от шин, - и органы направления мощности ОНМ, посылающие РС на противоположную сторону. Отключается только поврежденный участок при двустороннем питание.

Схема на рис. 5-5, б) соответствует РС с НП. Для нее применен ОНМ двустороннего действия. При отсутствии к. з. в канале имеется ток, так как не срабатывают ПО, и нет сигнала на входе элемента «НЕ». Поэтому с противоположного конца приходит разрешающий сигнал. При к. з. на поврежденном участке РС не снимается (ОНМ действует на элемент «И», а не на элемент «НЕ») и защита действует на отключение. При внешнем КЗ со стороны, где мощность КЗ направлена к шинам, ОНМ действует на элемент «НЕ» и снимает РС, посылаемый на противоположную сторону. Для исключения срабатывания защиты при внешних КЗ со стороны, где мощность КЗ направлена от шин (ОНМ действует на элемент «И»), РС должен быть снят своевременно, до ее срабатывания. Для снятия РС используются более чувствительные ПО (на схеме не показаны), чем для отключения. Схема может работать и при одностороннем питании.

Схема на рис. 5-5, в) соответствует БС с НО. Она также имеет ОНМ двустороннего действия. При КЗ на защищаемом участке БС вообще не создается. При внешних КЗ с той стороны, где мощность КЗ направлена к шинам, ОНМ посылает в линию БС, поступающий на элемент «ЗАПРЕТ» противоположного конца. Для обеспечения блокировки БС должен быть принят своевременно. Для посылки БС используются более чувствительные пусковые органы, чем для отключения.

Схема на рис. 5-5, г соответствует БС с НП. При отсутствии КЗ не работает ПО, отсутствует сигнал на входе элемента «НЕ», а поэтому есть сигнал на его выходе - нормально присутствует ток в канале связи, а следовательно, и в запрещающем входе элемента «ЗАПРЕТ». При КЗ. на защищаемом участке срабатывают ПО и ОНМ, появляется сигнал на входе элемента «НЕ» и исчезает БС. При внешнем КЗ с той стороны, где мощность КЗ направлена к шинам, ОНМ не действует на элемент «НЕ», поэтому на противоположный конец продолжает подаваться БС. Схема без дополнительных мероприятий не работает при одностороннем питании, так как с приемной стороны не срабатывает ПО и не снимает БС. Необходимо отметить, что при выполнении схем с НП токами относительно просто производится постоянно действующий контроль исправности канала. Для схем с НО токами обычно производится только периодическая (автоматическая или ручная) проверка канала. С другой стороны, наличие НП тока может быть нежелательно по условиям длительного влияния на другие каналы (ВЧ) и по другим причинам.

Вывод из рассмотрения разных схем:

1. Для защит с ВЧ каналами целесообразно применение блокирующих сигналов, передаваемых по неповрежденным участкам (см. рис. 7.2) и предотвращающих срабатывание полукомплектов защиты, через которые мощность КЗ направлена от шин в линию. На поврежденном участке, где канал может быть нарушен, БС не требуется. Это исключает отказы защит поврежденного участка, если ВЧ сигнал не проходит через место КЗ (что было бы при РС). Схемы целесообразно строить с нормально отсутствующим током в канале, что обеспечивает работу как при одностороннем, так и при двустороннем питании.

2. При применении проводных и радиоканалов могут быть использованы как блокирующие, так и разрешающие отключения сигналы. Последние иногда используются как дополнительные к дистанционным защитам и токовым направленным защитам нулевой последовательности в сетях сверхвысоких напряжений.

25. Защиты с косвенным сравнением электрических сигналов с ВЧ каналом. Выбор пусковых и отключающих органов. Схема с пуском от ненаправленных пусковых органов. Схема с пуском, контролируемым ОНМ. Схема с пуском, осуществляемым самим ОНМ. [Л2 7.1-7.5] только для групп РЗА

Примечание. Схемы выучиваем, они не будут предоставлены на экзамене.

Токовыми и направленными защитами с косвенным сравнением электрических величин называются защиты с абсолютной селективностью, основанные на сравнении электрических величин по концам защищаемой линии или на линиях, присоединенных к общим шинам, посредством передаваемых по каналам связи сигналов от срабатывающих измерительных органов (ИО).

Защиты делятся на продольные (сравнивают величины по концам защищаемого участка) и поперечные (сравнивают величины на разных элементах одной электроустановки).

Поскольку защиты обладают абсолютной селективностью, они выполняются без выдержки времени.

Примеры:

1. Токовые продольные защиты с блокировкой (ЛЗШ)

На рис. 1 показана цепочка одиночных линий с односторонним питанием.

Рисунок 1. Принцип работы токовой продольной защиты с блокировкой

С питающих сторон линий включаются максимальные пусковые органы тока (ОТ). На первом элементе они образуют МТЗ без выдержки времени. Для того чтобы вышестоящие защиты могли работать без выдержки времени, они выполняются так, что могут срабатывать при отсутствии блокирующего сигнала (x₂) от предыдущей защиты, т.е. защиты соседних участков связаны операций «ЗАПРЕТ» . Токи срабатывания защит, имеющих блокировку, (защиты 1 и 2) выбираются больше максимальных рабочих токов защищаемых участков без учета запуска потребителей (в режимах запуска защиты будут заблокированы) и должны согласовываться по чувствительности: . Для обеспечения блокировки вышестоящие защиты имеют небольшое замедление (на рис. 1 не показано).

Данная защита не может работать как резервная при КЗ на предыдущем участке, поэтому схема дополняется органами выдержки времени (ОВ), работающими в обход схеме ЗАПРЕТ. Выдержки времени этих органов выбираются по ступенчатому принципу. Токи срабатывания выбираются так же, как для МТЗ.

2. Направленные продольные защиты

Могут применяться в сетях любой конфигурации с любым числом источников питания. На рис. 2 показана сеть с двусторонним питанием, защищаемая направленными продольными защитами.

Рисунок 2. Сеть с двусторонним питанием, защищаемая направленными продольными защитами

Полукомплекты защиты, включающие органы направления мощности (в общем случае двустороннего действия), устанавливаются с обеих сторон каждого участка.

Защита срабатывает, если полные мощности КЗ на обоих концах участка направлены от шин в линию (для мощностей нулевой и обратной последовательностей — от линии к шинам), что характерно только для поврежденного участка (на рис. 2 мощности и на среднем участке 34).

На неповрежденных участках сети (12, 56) мощности КЗ с одной стороны обязательно направлены к шинам (2, 5), и их защиты не срабатывают, хотя с другой стороны мощности направлены от шин (1, 6).

Такое действие защит обеспечивается за счет наличия логической связи между их полукомплектами, осуществляемой по каналам связи.

По характеру использования каналов защиты разделяются на 4 группы:

1) с разрешающими сигналами (РС), когда приходящий с противоположной стороны сигнал разрешает отключение;

2) с блокирующими сигналами (БС), когда приходящий с противоположной стороны сигнал препятствует отключению;

3) с нормально отсутствующим током (НО) в канале;

4) с нормально присутствующим в нем током (НП).

«Нормально» - в отсутствие входного сигнала на передатчике (генераторе высокочастотных сигналов).

Отсюда, четыре основных вида сигналов: РС с НО, РС с НП, БС с НО и БС с НП.

Для защит с ВЧ каналами целесообразно применение блокирующих сигналов, передаваемых по неповрежденным участкам (12, 56, см. рис. 2), и предотвращающих срабатывание полукомплектов защиты, через которые мощность КЗ направлена от шин в линию (1 и 6 на рис. 2). На поврежденном участке 34, где канал может быть нарушен, БС не требуется (то есть нарушение канала связи при использовании схем с БС в каком-то смысле даже «помогает» отключению, БС не приходит и поврежденный участок гарантированно отключается). Это исключает отказы защит поврежденного участка, если ВЧ сигнал не проходит через место КЗ (что было бы в схемах с РС: при нарушении канала связи пропадали бы РС → отказ обоих полукомплектов и защиты в целом).

Схемы целесообразно строить с нормально отсутствующим током в канале, что обеспечивает работу как при одностороннем, так и при двустороннем питании (в случае схемы с НП и одностороннего питания при внутреннем повреждении ПО приемной стороны не сработает и не сбросит БС, поступающий на питающую сторону → отказ защиты).

Направленными защитами с ВЧ блокировкой называются защиты с косвенным сравнением направлений мощности по концам защищаемого участка, использующие ВЧ каналы, по которым при внешних КЗ передаются блокирующие сигналы, обеспечивающие в этих режимах их несрабатывание.

При нормальной работе сети БС не используют для предотвращения срабатывания защиты, поскольку есть вероятность кратковременных нарушений канала (за счет помех), при которых возможно ложное срабатывание.

Для отстройки от рабочих режимов используются отдельные пусковые органы.

ОНМ чаще всего реагирует на сумму мощностей прямой и обратной последовательностей .

Способы пуска передатчиков (генераторов ВЧ сигналов):

1) при возникновении КЗ, расположенных в любых местах сети, - от быстродействующих ненаправленных ПО, передатчики затем останавливаются ОНМ при повреждении в защищаемой зоне;

Преимущество – увеличение надежности несрабатывания при внешних КЗ за счет быстрой посылки БС.

Недостаток – возможность отказа защиты, если при КЗ на защищаемой линии на одном из ее концов имеются условия для срабатывания ПО, а уровень воздействующих величин ОНМ недостаточен для его надежного срабатывания. Это характерно для двух- или многоконцевых линий при отсутствии источника мощности на одном из ее концов.

2) только при направлении мощности КЗ от линии к шинам.

Преимущество – увеличение надежности срабатывания, так как при внутреннем КЗ пуск не производится.

Недостаток – дополнительная задержка для согласования по времени блокирующих и отключающих ОНМ по концам линии.