4.2. Применение токовых защит в кольцевой сети с одним источником питания

В соответствии с рекомендацией ПУЭ (п.3.2.112) в кольцевой сети с одним источником питания (рис.21) на приемных концах питающих линий Л1 и Л3 для защиты от междуфазных КЗ следует устанавливать токовые направленные защиты без выдержки времени. Это касается комплектов 2 и 5. В самом деле, ток через эти комплекты может протекать в направлении их действия (от шин в линию) только при КЗ на самой защищаемой линии. При КЗ на шинах подстанции А ток по кольцу вообще не циркулирует. Значит, ток срабатывания этих комплектов не нужно отстраивать от КЗ на шинах А. Но зато при КЗ на самой линии вблизи шин А защита способна сработать только после отключения выключателя Q1. В этом режиме и рекомендуется выбирать ток срабатывания, задавшись . Ток срабатывания комплекта 2 находится исходя из минимального тока КЗ вблизи шин подстанции А в каскадном режиме, после отключения выключателя Q1:

Однако, условие (7) не исключает, что в замкнутом режиме работы кольца КЗ на линии АВ защита 2 будет отключать только тогда, когда точка КЗ выйдет за пределы зоны действия первой ступени защиты 1. Это означает, что КЗ в замкнутом кольце (именно в этом режиме будет наблюдаться наибольшая посадка напряжения на подстанции А) начнет устраняться только после срабатывания II ступени защиты 1. Это приведет к длительной посадке напряжения. Для исключения такого развития событий, необходимо так выбрать ток срабатывания защиты 2, чтобы обеспечить в точке равной чувствительности I ступени комплекта 1 и защиты 2 коэффициент чувствительности не менее чем 1,5. Если защита 1 токовая ступенчатая, то эту задачу можно решить только графоаналитическим способом. Для этого, перемещая точку КЗ от шин подстанции А до подстанции В, находят токи через комплекты защит 1 и 2 (рис.22). Далее графически находят точку на линии, где первая ступень защиты 1 отключает КЗ с требуемым коэффициентом чувствительности, и находят ток, протекающий через защиту 2. Искомый ток срабатывания определяется как:

Рис. 22. Графоаналитический способ определения

тока срабатывания защиты 2

Проще эту задачу решить, если защита 1 – дистанционная. Тогда точку равной чувствительности можно найти через . После этого для этой точки рассчитывается ток, протекающий через защиту 2 – , а далее необходимо воспользоваться выражением (8). Однако не следует забывать, что токи и созданы ЭДС одного источника, имеющего свое сопротивление . Поэтому сначала находится эквивалентное сопротивление для каждой точки КЗ, затем ток , а только потом определяются токи и путем его распределения по ветвям схемы (рис.23).

Рис. 23. Схема замещения при расчете токов КЗ в замкнутом кольце

5. Дистанционные защиты лэп

Дистанционные защиты – это защиты, измерительным органом в которых является реле сопротивления, реагирующее на . Оно реагирует сразу на три параметра: напряжение в месте установки – , ток протекающий через защиту – и угол между этими величинами – . Благодаря этому дистанционная защита имеет целый ряд преимуществ перед токовыми:

1. Зона действия первой ступени ДЗ стабильна, составляет 85% от длины защищаемой линии и не зависит от вида КЗ и режима работы системы, так как реле сопротивления реагирует на сопротивление от места установки защиты до точки короткого замыкания.

2. Характеристика срабатывания реле сопротивления имеет направленный характер, что позволяет использовать ДЗ в сетях с двухсторонним питанием.

3. Форму характеристики можно подобрать так, что обеспечивая надежное срабатывание защиты в режиме КЗ, реле сопротивления не придет в действие в рабочем режиме.