ИЭ / 9 сем (станции+реле) / Экзамен / РЗ 9

Рисунок 9.10 – Диаграмма, характеризующая работу органа тока при качаниях

Таким образом, при качаниях орган находится в сработавшем состоянии в тече-

ние времени tp. Орган направления мощности с учётом возможных больших измене-

ний угла φp при качаниях может срабатывать. Отстройка от Ip выбором соответствую-

щего Iс,з неприемлема, так как её орган тока получился бы недопустимо грубым. По-

этому, для отстройки учитывается только лишь относительно небольшое время tp, от которого защита обычно отстроена по времени (во многих режимах качаний tс,з >tp).

Рисунок 9.11 – Диаграмма, характеризующая возможность отказа срабатывания защиты при качаниях

101

При качаниях возможны не только ложные срабатывания защит, но и их отказы при КЗ в защищаемой зоне. Так, например, при возникновении на тупиковой линии отходящей от шин подстанции Б (точка К на рисунке 9.11), повреждения, обусловив-

шего качания источников питания А и Б, ток в месте КЗ будет пульсировать с частотой периода качаний. При значительной выдержке времени tс,з токовой защиты тупиковой линии, соизмеримой с периодом качаний или большей его, и при она не сможет сработать. Для предотвращения подобных отказов (и, вообще, возникновения значительных качаний) необходимо применение защит с возможно малыми време-

нами срабатывания. Также возможна установка пуска по напряжению обратной по-

следовательности.

Также Попов С.О., когда я прочитал ему часть вопроса «методы обеспече-

ния правильного функционирования и повышения эффективности защиты в этих случаях», сказал, что в этом вопросе необходимо кроме отстроек, блокиро-

вок, дополнительных органов [и т.д.] упомянуть ещё и о существовании ЛЗШ. Не писать о ней подробно, а просто сказать, что можно воспользоваться ещё и ло-

гической селективностью.

Подробнее о ЛЗШ в следующем вопросе.

102

10. Максимальная токовая защита: Логическая селективность в радиальной сети. Логическая защита шин. [Л6 4.2.6; Л2 7.2,7.3;]

Шнеерсон, 4.2.6. (использование пусковых и блокирующих сигналов в

МТЗ).

Имеющиеся в цифровых МТЗ сигналы пуска отдельных ступеней и входы для их блокировки, позволяют в определённых случаях исключить такой существенный недостаток МТЗ, как необходимость для обеспечения селективности увеличения вы-

держек резервных ступеней защит.

Рисунок 1 – Использование блокирующих сигналов МТ3 для защиты сборных шин

Обеспечение защиты сборных шин в радиальных сетях. На рисунке 1 пока-

заны радиальная сеть с односторонним питанием через трансформатор Т и с защитой

S1, установленной на питающем вводе.

От сборных шин А отходят несколько линий с защитами S2, S3, S4. На рисунке

1 показан принцип обеспечения защиты шин, основанный на том, что в данной ради-

альной сети при КЗ в начале любой линии, например К1, ток КЗ измеряется как защи-

той S1 питающего конца, так и защитой S2 поврежденной линии. Пусковые выходы

103

МТЗ (см. рисунок 2, сообщение «Пуск 1>») всех отходящих линий объединены и по-

даются на блокирующий вход быстродействующей ступени I>> защиты S1 питающей линии (рисунок 2, блок 13). В результате, при К3 К1 в начале отходящей линии появ-

ляется сигнал «Пуск I>», блокирующий отключение питающей линии быстродейству-

ющей ступенью, а отключение производится защитой S2 отходящей линии. При К3

К2 на шинах А ни одна из защит отходящих линий не запускается, и К3 отключается быстродействующей ступенью I >> защиты S1 питающей линии, так как её блокиро-

вание в этом случае не происходит. Ступень I> защиты S1, имеющая бОльшую, чем ступень I>>, выдержку времени ТI>, обеспечивает резервирование защит отходящих линий. Следует отметить, что для обеспечения селективности быстродействующая ступень защиты S1 должна иметь небольшую временную задержку ТI>>, чтобы не допустить срабатывания до прихода блокирующего сигнала от защит отходящих ли-

ний.

104

Рисунок 2 – Упрощенная схема максимальной токовой защиты

с независимой (элемент 5) или зависимой (элемент 6)

выдержкой времени

Ускоренное отключение повреждений МТ3 с зависимой выдержкой вре-

мени в радиальных сетях. Данное решение поясняет рисунок 3, где МТЗ S1, S2, SЗ

с зависимой выдержкой времени имеют одинаковые уставки по току IP и времени от-

ключения. При К3 К1 пусковые сигналы без выдержки времени защит SЗ и S2 блоки-

руют соответственно тракты отключения защит S2, S1 и К3 отключается защитой SЗ.

При К3 К2 защита SЗ не запускается ввиду отсутствия тока, а пуск от защиты S2 бло-

кирует защиту S1. Отключение КЗ обеспечивается защитой S2. При КЗ К3 запускается и действует на отключение только защита S1. Таким образом, все защиты имеют оди-

наковые временные характеристики, и не требуется разнесения их выдержек времени для обеспечения селективности. Команда блокировки вышестоящей защиты должна автоматически сниматься при отказе выключения нижестоящей защиты.

105

Рисунок 3 – Использование блокирующих сигналов МТЗ в защите радиальных линий

Недостатком подобного решения является отсутствие резервирования К3 на со-

седних линиях. Для согласования работы защит отдельных участков при малых токах КЗ, соизмеряемых с током пуска IР, необходимо не допустить случая, чтобы при К3 на нижестоящем участке запустилась только защита вышестоящего участка, что приве-

дёт к неселективному отключению. Для этого каждая нижестоящая защита должна иметь несколько меньшую уставку по току по сравнению с соседней вышестоящей.

Подобное решение может быть применено и для отдельных ступеней МТЗ с не-

зависимой выдержки времени.

Федосеев, 7.2. (токовые продольные защиты с блокировкой).

106

Принцип действия защиты и выбор её параметров рассматриваются примени-

тельно к цепочке одиночных линий с односторонним питанием (рисунок 4). С питаю-

щих сторон линий включаются максимальные органы тока. На первом элементе (то-

коприемнике) они образуют МТЗ без выдержки времени. Для того чтобы и другие защиты также могли работать без выдержки времени, каждая последующая из них выполняется так, что может срабатывать только при отсутствии блокирующего сиг-

нала от предыдущей защиты, т. е. она оказывается связанной с последней логической

операцией ЗАПРЕТ = ∙ ̅̅̅.

1 2

Рисунок 4 – Принцип работы токовой продольной защиты с блокировкой

Токи срабатывания защит, имеющих блокировку (если не предусматривается их дополнительное действие, как резервных), могут выбираться бОльшими только мак-

симальных рабочих токов защищаемых участков без учёта запуска потребителей (по-

скольку в режимах запуска защиты будут заблокированы) и должны согласовываться по чувствительности:

Для обеспечения блокировки последующие защиты имеют небольшое замедле-

ние. Рассматриваемая защита сети в представленном виде не может работать как ре-

зервная при КЗ на предыдущем участке. Для выполнения этих необходимых функций

107

блокируемые защиты дополняются органами выдержки времени, работающими в об-

ход схеме ЗАПРЕТ. Выдержки времени этих органов выбираются по ступенчатому принципу. Токи срабатывания при этом должны выбираться так же, как для МТЗ.

Оценивались её свойства и для понижающих трансформаторов. Применение за-

щиты, вероятно, может иметь смысл для элементов, находящихся в пределах одной установки (например, защиты одиночных систем шин), когда обязательна быстрота отключения КЗ.

Также к защитам с логической селективностью косвенно может быть отнесена и НВЧЗ (см. билет 24).

Билеты 8-й сем. (логическая защита шин – ЛЗШ).

Рисунок 6 – Зона действия ЛЗШ

ЛЗШ предназначена для ликвидации КЗ на шинах энергетических объектов.

В основном, она применяется в качестве защиты от КЗ на секциях среднего и низкого напряжения, оборудованных ячейками КРУ. Применение же полной дифференциаль-

ной защиты секции затруднено большим количеством присоединений и высокой сто-

имостью данного решения. Также, ЛЗШ может применяться и для быстрого отключе-

ния КЗ на шинах 6-10 кВ.

ЛЗШ защищает не только сами шины, но и зону выключателей. Её зона действия определяется местами установки трансформаторов тока.

108

Структура ЛЗШ

ЛЗШ — это распределённая защита. Она не находится в одном конкретном тер-

минале, а распределена по защитам вводов, секционных выключателей (СВ) и отхо-

дящих присоединений (линий, трансформаторов, двигателей, БСК и т.д.).

Так как защита шин 6-35 кВ осуществляется вводными и секционным выклю-

чателями, то именно в терминалах ввода и СВ реализована отключающая токовая сту-

пень (ЛЗШ), работающая с минимальной выдержкой времени (0,1-0,15 с).

Пусковые органы защит нижестоящих присоединений дают информацию о том, есть ли замыкание на присоединении, и в случае его наличия, замыкают выход-

ные контакты своего терминала для передачи сигнала на терминалы ввода и СВ. Этот выходной сигнал называется “Блокировка ЛЗШ”.

Блоки защиты присоединений соединены с блоками ввода и секционного вы-

ключателями медными шинками для передачи сигнала по схеме “выходные контакты

– дискретный вход”.

109

Внутренн

Внешне

Рисунок 7 – Работа ЛЗШ при внутреннем и внешнем КЗ

По принципу действия ЛЗШ представляет собой МТЗ выключателя ввода, кото-

рая блокируется при пуске защит присоединений «своей» и смежной секций. Блоки-

ровка от защит присоединений смежной секции выводится по факту отключенного положения СВ.

Замыкание на присоединении (вне зоны действия ЛЗШ)

110