Согласование условий селективности, чувствительности и быстродействия для защит мз

1.2.3. Согласование требований чувствительности и селективности защит

Рассмотрим согласование указанных требований для заданного быстродействия.

Функционально любая защита представляет собой измерительное электрическое реле [9], т.е. устройство, предназначенное для срабатывания с определённой точностью при заданном значении входной (характеристической) величины. Рассматривая состояние измерительного электрического реле как функцию входной величины и влияющих факторов, различают три характерные зоны входной величины, приведенные на рис.1.5:

I – зону несрабатывания, соответствующую исходному состоянию реле, Y=0;

II – зону устойчивого срабатывания, Y=1;

III – зону неопределённости, расположенную между I и II, в которой состояние реле может быть любым, Y{1, 0}.

III

X

X_ср

X_вр

Y

0

1

II

I

Рис.1.5. Диаграмма состояний реле максимального типа с одной контролируемой величиной:

I – зона несрабатывания при возрастании контролируемой величины; II – зона устойчивого срабатывания; III – зона неопределенности;

X – контролируемая величина; X_ср – параметр срабатывания; X_вр – параметр возврата;

Y – состояние реле; 0 – исходное состояние; 1 – состояние срабатывания

Наличие зоны неопределённости у измерительного реле –неизбежное явление, которое обусловлено как внутренними причинами (статическими и динамическими погрешностями реле), так и внешними влияющими факторами. С другой стороны, значение контролируемой величины для любой фиксированной точки короткого замыкания также имеет некоторую неопределенность, зависящую от условий возникновения и характера повреждения.

Существование зоны неопределённости для рассматриваемых защит с относительной селективностью приводит к невозможности одновременного выполнения требований чувствительности защиты к КЗ на всей длине участка секционирования и селективности, т.е. нечувствительности к КЗ за границей этого участка. Для разрешения этого противоречия приходится использовать две (или больше) защиты в ближней зоне:

первая выбирается в соответствии с требованием селективности (при этом она не обеспечивает чувствительность во всей зоне);

вторая – в соответствии с требованием чувствительности во всей зоне и для обеспечения селективного отключения выполняется с выдержкой времени, достаточной для селективного отключения следующего выключателя по своей защите.

Исходя из этого, уставки защит, входящих в состав интеллектуальных терминалов для фидеров контактной сети (ФКС), выбираются следующим образом:

уставки токовой отсечки (ТО) и 1-й ступени дистанционной защиты (ДЗ1) выбираются по условию селективности в ближней зоне;

2-й ступени дистанционной защиты (ДЗ2)­ – из условия чувствительности в ближней зоне;

1-й ступени резервной токовой защиты (РТЗ1) – из условия чувствительности вблизи шин ТП (РТЗ автоматически включается в случае невозможности работы ДЗ из-за значительного снижения напряжения на шинах ТП при очень близких КЗ, т.е. резервирует ДЗ в её мертвой зоне).

Для дальней зоны – уставка 3-й ступени дистанционной защиты (ДЗ3) выбирается из условия чувствительности в этой зоне. Что касается выбора уставок других ступеней резервной токовой защиты (РТЗ2 и РТЗ3), то их уставки по току можно принять равными уставке РТЗ1. Равенство уставок обусловлено тем, что РТЗ должны защищать только мертвую зону при ближних КЗ, одинаковую для всех ступеней ДЗ.

Для некоторых вариантов применения устройств защиты требование селективности выполняется автоматически, например для защит ПС при консольном питании (при питании от одной ТП). В этих случаях необходимо рассматривать другую пару альтернативных требований: чувствительности и отстроенности от нагрузки; при этом ведущим требованием является отстроенность.