Отсечки с выдержкой времени

Мгновенная отсечка защищает только часть ЛЭП; чтобы выполнить РЗ всей ЛЭП с минимальным временем действия, применяется отсечка с выдержкой времени (см. рис.5.2, б). Зона и время действия такой отсечки 1 (рис.5.7, а, б) согласуются с зоной и временем действия мгновенной отсечки 2 так, чтобы была обеспечена селективность.

Для выполнения этих условий время действия РЗ t_з1 отсечки 1 выбирается на ступень Δt больше t_з2 отсечки 2:

(5.5)

В зависимости от точности реле времени отсечки 1 t₃ = 0,3÷0,6 с. Зона действия отсечки 1 должна быть короче зоны работы отсечки 2 (рис.5.7, в).

В сети с односторонним питанием согласование зон действия РЗ 1 и 2 обеспечивается при выполнении условия

(5.6)

где k_отс = 1,1 ÷1,2. Зона действия отсечки 1 (AN на рис.5.7, а) находится графически.

В сети с двусторонним питанием токи I_К1 и I_К2, проходящие через отсечки 1 и 2, неодинаковы (рис.5.8): I_К2 > I_К1. С учетом этого согласование зон действия отсечек 1 и 2 выполняется обычно графическим способом. Для этой цели (рис.5.8) строится зависимость I_К1 и I_К2 от расстояния l до точки КЗ.

По пересечению прямой I_с.з2 с кривой I_К2 (точка М) определяется конец зоны действия отсечки 2. От точки М необходимо отстроить отсечку 1. Для этого по кривой I_К1 находится ток I_к1М, проходящий в РЗ 1 при КЗ в конце зоны отсечки 2 (точка М).

В соответствии с условием (5.2):

(5.6а)

Р асчет ведется при максимальном I_К1 и минимальном I_К2 значениях. Ток I_c.з должен быть также отстроен от I_кА при КЗ на шинах подстанции А. Зона действия отсечки определяется по точке пересечения I_с.з1 и I_К1. Схемы отсечки с выдержкой времени выполняются так же, как и схемы МТЗ с независимой характеристикой (4.2).

Токовые отсечки являются самой простой РЗ. Быстрота действия в сочетании с простотой схемы составляет важное преимущество этих РЗ. Недостатками отсечек являются: неполный охват защищаемой ЛЭП и непостоянство зоны действия в связи с изменением режима энергосистемы.

Сочетая МТЗ 1 с мгновенной отсечкой 3 и отсечкой с выдержкой времени 2, можно получить трехступенчатую МТЗ, обеспечивающую быстрое отключение повреждений на защищаемой линии W1 и резервирующую РЗ 4 и 5 следующего участка. Характеристика времени действия трехступенчатой МТЗ показана на рис.5.9.

Вопрос 16 защита от коротких замыканий на землю в сети с глухозаземленной нейтралью общие сведения

Д ля защиты ЛЭП от КЗ на землю (одно- и двухфазных) применяется РЗ, реагирующая на токи и мощности нулевой последовательности (НП). Эта РЗ осуществляется более просто и имеет ряд преимуществ по сравнению с рассмотренной выше МТЗ, реагирующей на полные токи фаз. Защиты НП выполняются в виде МТЗ НП и отсечек как простых, так и направленных.

Векторные диаграммы токов и напряжений при однофазном КЗ приведены на рис.1.6. При однофазном КЗ ток НП в месте повреждения I_ок равен 1/3 тока КЗ в поврежденной фазе и совпадает с ним по фазе, а напряжение U_ок в точке КЗ равно 1/3 геометрической суммы напряжений неповрежденных фаз.

Под действием напряжения НП, возникающего в месте повреждения (точка К на рис.8.1), возникают токи I_ок, которые замыкаются по контуру фаза-земля через место повреждения (точку К) и заземленные нейтрали. Таким образом, при КЗ на землю появление токов I_о, возможно только в сети, где имеются трансформаторы с заземленными нейтралями. При нескольких заземленных нейтралях ток НП от места повреждения разветвляется между ними обратно пропорционально сопротивлениям ветвей. На рис.8.2 показаны характерные случаи распределения токов НП в схемах сети. Направление токов, проходящих к месту КЗ, принято за положительное. Если заземлена нулевая точка трансформатора только с одной стороны ЛЭП, то при КЗ на землю на ней токи НП проходят только на участке между местом повреждения и заземленной нейтралью. Если же заземлены нейтрали трансформаторов с двух сторон рассматриваемого участка (рис.8.2, б), токи НП проходят с обеих сторон от места КЗ.

Это позволяет сделать вывод, что распределение токов НП в сети определяется расположением не генераторов, а заземленных нейтралей.

Если трансформатор имеет соединение обмоток звезда-треугольник, то замыкание на землю на стороне треугольника не вызывает токов НП на стороне звезды. Поэтому РЗ, установленные в сети звезды, не действуют при замыканиях на землю в сети треугольника.

Если же сети различных напряжений связаны трансформатором, имеющим соединение обмоток звезда-звезда, с заземленными нулевыми точками обеих обмоток (рис.8.2, в), то КЗ на землю в сети одной звезды вызывает появление токов НП в сети второй звезды.

При наличии автотрансформатора AT, связывающего сети двух напряжений (рис. 8.2, г), КЗ на землю в сети одного напряжения вызывает появление токов НП в сети другого напряжения, так же как и в схеме на рис.8.2, в.

Из схемы замещения НП, приведенной на рис.8.3, б, следует, что напряжение U_оР в какой-либо точке сети, например в точке Р – месте установки РЗ, меньше напряжения U_оК в месте КЗ (точке К) на значение падения напряжения в сопротивлении Z_0(K–Р) между точками К и Р, т.е.

(8.1)

Таким образом, чем дальше отстоит точка Р от места повреждения К, тем меньше напряжение U_о.

В месте заземленных нейтралей трансформаторов (точке Н) напряжение U_оН = 0, так как точка Н непосредственно связана с землей. Зависимость U_оР = f(l_(K–p)) имеет линейный характер и представлена на рис.8.3, в, где для сравнения показано изменение напряжения поврежденной фазы U_А в зависимости от расстояния до точки К. Учитывая, что в точке Н напряжение U_оН равно нулю, напряжение U_о в точке Р можно определять как падение напряжения от точки Н до точки Р в сопротивлении Х_о(Н–Р) (сопротивлением R₀ пренебрегаем, так как в сети 110 кВ и выше оно мало):

(8.1а)