1. Дистанционные защиты

   1. Назначение дистанционной защиты

В кольцевой сети с двумя и более источниками питания, а также более сложной, направленные токовые защиты не селективны.

Рисунок 1.1 – Пример кольцевой сети с несколькими источниками питания.

На рисунке 1 .1 показан пример такой сети. Рассмотрим последовательность срабатывания защит при различных повреждениях в этой сети:

При коротком замыкании К₁должен сработать выключатель (защита) в узле 2, затем, если произошел отказ в действии защиты 2, срабатывает резервная защита – узел 4, затем, в случае необходимости, аналогично срабатывают защиты 6 и 8.

В то же время, при коротком замыкании К₂последовательность срабатывания защит должна быть иной: 8 – 2 – 4 – 6.

Очевидно, что невозможно одновременно реализовать селективное срабатывание токовой защиты в обоих случаях (не удастся задать выдержки времени).

В связи с этим была разработана и применяется более чувствительная защита – дистанционная.

2. Принцип действия и структурная схема.

Дистанционная защита– защита с относительной селективностью, реагирующая на изменение тока и напряжения одновременно.

Очевидно, что величина тока короткого замыкания и остаточного напряжения на шинах источника питания зависит от электрической удаленности места короткого замыкания от источника (источников) питания. По мере приближения короткого замыкания к шинам остаточное напряжение U_остснижается, а ток короткого замыканияI_кзвозрастает.

При этом – дистанции до места короткого замыкания, что и вызвало к жизни такое название защиты.

Рисунок 1.2 – Структурная схема дистанционной защиты.

Первичные преобразовательные датчики тока и напряжения (измерительные трансформаторы) тока TAи напряженияTVпередают сигнал на вход дистанционной защиты.

Дистанционная защита (рис. 1 .2) состоит из дистанционного органа (ДО), который представляет собой реле сопротивления (реле, реагирующее на сопротивление на его зажимах).

АБН и АБК представляют собой устройства, блокирующие срабатывание защиты при нарушении целостности цепей датчика напряжения и неправильную работу защиты при качаниях, соответственно.

Отечественные реле сопротивления реагируют на полное сопротивлениена своих зажимахZ_р.

Очевидно, время срабатывания дистанционной защиты зависит от величины сопротивления короткого замыкания Z_кз. Характеристики зависимости времени срабатывания дистанционной защиты могут быть ступенчатыми, плавными и комбинированными (см. рисунок 1 .3).

Рисунок 1.3 – Характеристики зависимости времени срабатывания дистанционных защит от сопротивления: (а) – ступенчатая, (б) – плавная, (в) – комбинированная.

Первые дистанционные защиты обладали плавными характеристиками зависимости времени срабатывания от сопротивления, однако на сегодня наиболее распространены защиты со ступенчатыми характеристиками t(Z_кз). Это вызвано сложностью согласования защит с плавными характеристиками. В современных защитах на микропроцессорной элементной базе вновь можно наблюдать плавные характеристики в связи с тем, что они все же обеспечивают меньшее общее время срабатывания.

Для трехступенчатой дистанционной защиты характеристики времени срабатывания выглядят, как показано на рис. 1 .4.

Рисунок 1.4 – Характеристики времени срабатывания трехступенчатой дистанционной защиты.

При этом зона, защищаемая первой ступенью защиты, составляет 80 – 85 % длины защищаемой линии. Это позволяет избежать излишнего срабатывания защиты, обусловленного погрешностями измерительных устройств, дугой в месте короткого замыкания и т.д.