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

Если же при этом определяющим было условие отстройки от коротких замыканий на шинах низшего напряжения, которые в ряде схем используются также в качестве третьей ступени защиты (схемы по рис. 1-5, 13-15, 17, 20 и 21), уставки определяются по выражениям (4) — (12), приведенным в разд. А,

п. 15 (см. билет 19).

При этом для защиты параллельных линий, включенной на ток одной линии (рис. 47,а), должен рассматриваться режим, когда на защищаемом участке: п/ст. А — п/ст. в работает только одна линия, а для защиты,

включенной на сумму токов параллельных линий (рис. 47,6), - режим, когда на защищаемом участке работают две линии.

Расчет сопротивлений срабатывания третьей ступени и параметров пусковых органов следует производить с учетом самозапуска нагрузки подстанций на ответвлениях при включении защищаемой линии со стороны,

где расположена рассматриваемая защита.

1.1. Во всем остальном (проверка чувствительности второй ступени защиты, проверка чувствительности пусковых органов и третьей ступени защиты, согласование второй ступени дистанционной защиты с защитами тока

инапряжения, установленными на предыдущих линиях, выбор смещения характеристики реле полного сопротивления типа КРС-111, определение вторичного сопротивления срабатывания реле, выбор выдержки времени второй ступени защиты, включенной на сумму токов двух параллельных линии

ит. д.) расчет производится так же, как и для защит соответственно одиночных

ипараллельных линий без ответвлений (разд. А и Б) (см. билет 19 и 20).

231

232

233

22. Дистанционная защита. Влияние сопротивления в месте КЗ при одностороннем и двухстороннем питании. Учет при выборе характеристики срабатывания. На характеристике продемонстрировать возможность избыточного срабатывания и несрабатывания. [Л2 6.1-6.5, 6.15; Л3 6.8]

В сетях сложной конфигурации с несколькими источниками питания простые и направленные МТЗ (максимальные токовые защиты) и НТЗ

(направленные токовые защиты) не могут обеспечить селективного отключе-

ния КЗ.

Дистанционными называются защиты с относительной селективностью,

выполняемые с использованием измерительных органов сопротивления — ор-

ганов, характеристической величиной для которых по ГОСТ является заданная

234

функция выраженных в комплексной форме отношений входных напряжений к входным токам.

Характеристические величины органов сопротивления при возникнове-

нии повреждения снижаются. С учетом этого, как правило, используются ми-

нимальные органы, работающие без выдержки времени. Последние, при необ-

ходимости, создаются отдельными органами выдержки времени, определяю-

щими ступенчатую характеристику = ( ). Обычно она имеет три ступени

(рис. 6. 1).

Логическое уравнение, характеризующее работу защиты при принятых

условиях если принять ИО сопротивления направленными, имеет вид:

где сз − максимальное значение сопротивления з , при которых за-

щита еще срабатывает.

Dt — операторы задержки по времени ступеней защит (индексы I, II, III

сверху указывают номер ступени, а индексы 1, 2, 3 снизу – соответствующие им параметры срабатывания).

Для органа сопротивления, как и для органа тока, существуют понятия о

в,з – минимальном з, при котором он возвращается в исходное состояние, о

с,ри в,р (поскольку органы включаются через ТА и TV) и о коэффициенте возврата в. Связь между первичными ZЗ и вторичными ZР часто определяется

235

соотношением ZР = (КIном / КUном) ZЗ. Коэффициент возврата kВ = ZВ.Р / ZС.Р = ZВ.З /ZС.З>>1, поскольку орган минимальный. В целях упрощения записей в дальнейшем принимается КIном / КUном = 1, т. е. ZР = ZЗ.

Работа защит рассматривается на примере их применения в сети с дву-

сторонним питанием (рис. 6.2, а). Защиты 1-6 включаются с обеих сторон каж-

дого участка и являются направленными. Направленность действия может не потребоваться только в некоторых частных случаях, например для защит участков с односторонним питанием. Характеристики выдержек времени за-

щит даны на рис. 6.2, б. Существенными преимуществами дистанционных за-

щит по сравнению с токовыми направленными при внешнем сходстве их ха-

рактеристик являются значительно более четко фиксированная длина первой защищаемой зоны, составляющая при Rп =0,85-0,9 длины участка, более со-

вершенный охват второй зоной: конца участка и шин противоположной под-

станции (больший kч1, большая чувствительность III ступени с соответствую-

щей ей lIII (если токовые направленные защиты включены на полные токи и напряжения фаз, а не на составляющие нулевой последовательности для дей-

ствия при К1 ).

Характеристики органов сопротивления

236

Требования к формам характеристик ZС,Р = f ( Р) органов сопротив-

ления с двумя входными величинами. Для органов с одним UР и одним IР

рассмотрение вопроса удобно проводить в комплексной плоскости сопротив-

лений. В этой плоскости могут быть изображены как сопротивления элемен-

тов сети (см. рис. 6.2), так и характеристики ZС.Р = f( Р) органов. В начале ко-

ординат (рис. 6.4) целесообразно располагать конец участка БВ, со стороны Б которого включается рассматриваемое устройство защиты.

Для выполнения органа сопротивления,

например I ступени, характеризуемого ZС.ЗI ≈

0,85 ∙ ZЛ,БВ , при отсутствии факторов, которые могли бы существенно искажать его работу, до-

статочно было бы иметь характеристику ZС,Р = f( Р), проходящую через начало координат, что обеспечивает направленность действия (охват части третьего квадранта недопустим по усло-

вию отстройки от КЗ на участке АБ), и конец комплекса

0,85 ∙ ZЛ,БВ и охватывающую последний с небольшим запасом в перпендику-

лярном направлении. Для органов II и III ступеней охват небольшой части участка АБ допустим, так как они работают с выдержками времени. Прихо-

дится, однако, считаться с некоторыми факторами, в известной мере могу-

щими противоречиво влиять на выбор характеристики ZС.Р = f( Р). К числу этих факторов относятся необходимость учёта переходных сопротивлений RП

в месте повреждения, при наличии которых защита должна правильно функ-

ционировать, и отстройка от нагрузочных режимов и режимов качаний, при которых защита не должна срабатывать. При качаниях комплекс ZР может ока-

зываться в пределах области, определяемой характеристикой ZС.Р = f( Р), по-

этому указанная область в направлении, примерно перпендикулярном z,

237

должна по возможности сужаться. Однако это сужение противоречит необхо-

димости учета Rп. При К1, когда Rп в основном определяется значительными сопротивлениями заземления опор или другими возможными переходными соптротивлениями. В этих случаях Rп могут весьма существенно влиять на работу защит.

Характеристики ZС,Р = f ( Р) органов сопротивления с двумя воз-

действующими величинами

Существует большое число разновидностей характеристик, как органов отдельных ступеней защиты, так и их сочетаний для всех (обычно трех) сту-

пеней защиты. Особенно много уточнённых для достижения разных целей ха-

рактеристик появляется в последнее время в связи с возможностями, открыв-

шимися при использовании интегральной микроэлектронной и микропроцес-

сорной техники. Ниже (рис. 6.6) рассматриваются некоторые типичные или используемые на практике характеристики ZС.Р = f( Р) для одной ступени в плоскости Z; области срабатывания органов заштрихованы.

Круговая характеристика с центром в начале координат (рис. 6.6, а).

Сопротивление ZС,Р органов с такой характеристикой не зависит от Р. По-

этому они называются органами полного сопротивления. Применяются в за-

щитах сетей с

UНОМ ≤ 35 кВ с отдельными органами направления мощности, поскольку направленные реле сопротивления мало пригодны для правильного действия защит при Кдв(1,1) (двойном КЗ).

238

Круговая характеристика, проходящая через начало координат, с

центром, обычно располагаемым на прямой, характеризующей защищён-

характеристикой не охватывают повреждения на смежных элементах сети,

располагающихся в третьем квадранте. Поэтому они называются направлен-

ными органами сопротивления. В общем случае можно расположить диаметр окружности под углом Р < Л для повышения чувствительности к RП. Реаль-

ная характеристика не проходит через начало координат (рис. 6.6, в, окруж-

ность 1), так как орган имеет конечную чувствительность. Поэтому в начале

239

защищаемого участка появляется мёртвая зона, при КЗ в которой орган может отказывать в срабатывании. При использовании органа для ступеней с вы-

держкой времени мёртвую зону можно исключить, несколько смещая харак-

теристику в третий квадрант (рис. 6.6, в, окружность 2). Для исключения мёрт-

вой зоны у I ступени и других, при отсутствии у них смещения характеристик,

используются специальные меры (контуры «памяти», запоминающие UР,

имевшееся до момента КЗ, подпитка напряжением неповреждённых фаз при несимметричных КЗ и др.).

Характеристика в виде прямой, параллельной оси +R (рис. 6.6, г).

Она отсекает на оси +j отрезок XС.Р = const. Орган с такой характеристикой называется органом реактивного сопротивления. Первоначально предполага-

лось, что использование таких характеристик будет исключать вредное влия-

ние на работу защиты RП. Это, однако, справедливо только при использовании защиты для линии в сети с односторонним питанием. При наличии двухсто-

роннего питания (от разных источников) места повреждения через RП за счёт расхождения по фазе токов IР и UР (в RП) влияние RП может быть весьма вредным. Рассматриваемые органы не могут работать самостоятельно, без специальных пусковых органов, так как их не удаётся отстраивать от нагрузочных режимов. Поэтому в настоящее вре-

мя органы реактивного сопротивления в обычном исполнении не применя-

ются.

Овальные характеристики, проходящие через начало координат и

обеспечивающие максимальную чувствительность при Р Ч = Л

(рис. 6.6, д). Такие и подобные им характеристики использовались для III сту-

пеней защит как обеспечивающие лучшую отстройку от рабочих режимов и большую чувствительность, чем у направленных органов сопротивления (рис. 6.6, б). Для исключения мёртвых зон и повышения чувствительности к RП при-

меняются те же мероприятия, что и в варианте рис. 6.6, б. В настоящее время они используются редко.

240