52 Принцип действия дистанционной защиты

В сетях сложной конфигурации с несколькими источниками питания максимальные и направленные защиты не могут обеспечить селективного отключения к.з. В этом нетрудно убедиться на примере кольцевой сети с двумя источниками питания, представленной на рис. 11-1.

При к.з. на линии Л2 максимальная направленная защита 3 должна работать быстрее защиты 1, а при к.з. на линии Л1, наоборот, защита 1 должна работать быстрее защиты 3. Эти противоречивые требования не могут быть выполнены при помощи максимальной направленной защиты. Кроме того, максимальные и направленные защиты часто не удовлетворяют требованию быстроты действия. Токовые отсечки далеко не всегда применимы, а продольные дифференциальные защиты могут устанавливаться только на коротких линиях.

В связи с этим возникла необходимость в применении других принципов, позволяющих получить защиты с необходимым быстродействием, обеспечивающие селективность и чувствительность в сетях любой конфигурации. Одной из таких защит является дистанционная защита.

Выдержка времени дистанционной защиты t (зависит от расстояния (дистанции) lр.к (рис. 11-2) между местом установки защиты и точкой к.з., т.е. t = f(lр.к) и нарастает плавно или ступенчато с увеличением этого расстояния (рис. 11-3). При таком принципе действия ближайшая к месту повреждения дистанционная защита всегда имеет меньшую выдержку времени, чем более удаленные защиты, благодаря этому автоматически обеспечивается селективное отключение поврежденного участка.

Например, при к.з. в точке К₁ (рис. 11-2) защита 3, расположенная ближе к месту повреждения, работает с меньшей выдержкой времени, чем более удаленная защита 1. Если же к.з. возникнет в точке К₂, то время действия защиты 2 автоматически увеличится и к.з. будет селективно отключено защитой 3, которая в этом случае срабатывает быстрее остальных защит (2 и 1).

Основным элементом дистанционной защиты является дистанционный орган (называемый также измерительным органом), определяющий удаленность к.з. от места установки защиты.

В качестве дистанционного (измерительного) органа используются реле сопротивления, непосредственно или косвенно реагирующие на полное, активное или реактивное сопротивление линии (z, r, x). Сопротивление фазы линии от места установки реле до места к.з. пропорционально длине этого участка, так как:

; ;

;

где , , - полное, реактивное и активное сопротивления участка линии длиной ; , , - удельное сопротивление на 1 км линии.

Таким образом, поведение реле, реагирующих на сопротивление линии, зависит от удаленности места повреждения . В зависимости от вида сопротивления, на которое реагирует дистанционный орган (z, x или r), дистанционные защиты подразделяются на защиты полного, реактивного и активного сопротивлений. Дистанционные защиты реактивного и особенно активного сопротивлений применяются редко и поэтому в дальнейшем не рассматриваются.

Для обеспечения селективности дистанционные защиты в сетях сложной конфигурации необходимо выполнять направленными, действующими только при направлении мощности к.з. от шин в линию (рис. 11-1). Выдержки времени у защит, работающих при одинаковом направлении взаимно согласовываются так, чтобы при к.з. за пределами защищаемой линии каждая защита имела выдержку времени на ступень больше выдержки времени защит на следующем участке. Направленность действия дистанционных защит осуществляется при помощи обычных реле направления мощности или путем применения направленных измерительных органов или пусковых реле, способных реагировать на направление мощности к.з.