I. Токовая отсечка (ТО) на линиях с односторонним питанием.

Токовой отсечкой называется МТЗ с ограниченной зоной действия, имеющей в большинстве случаев мгновенного действия.

В отличие от МТЗ селективность действия ТО достигается не выдержкой времени, а ограничением ее зоны действия. Для этого ток срабатывания ТО отстраивается не от тока нагрузки, а от тока к.з. при к.з. в конце защищаемой линии и в другой определенной точке, где ТО не должна действовать. Принцип действия ТО основан на том, что величина к.з. убывает при удалении места к.з. от источника питания. При к.з. в начале ЛЭП у места установки защиты величина тока к.з. имеет наибольшее значение и по мере удаления места к.з. от источника питания постепенно уменьшается, так как увеличивается сопротивление до места к.з.

Ток срабатывания защиты выбирается по формуле:

где I_к.з._max - ток к.з. в точке 5 на шинах противоположной подстанции;

к_н – коэффициент надежности ( для реле РТ-40, действующее через промежуточное реле к_н=(1, 2-1, 3), действующее через реле времени – (1, 1-1, 2), а для реле РТ-80(90) – (1, 4-1, 5))

Коэффициент чувствительности равен:

В отдельных случаях ТО может защищать всю линию:

В этом случае ток срабатывания равен:

II. ТО на ЛЭП с двухсторонним питанием.

Если ток I_с.зБ выбрать как для линии с односторонним питанием:

то ТО будет действовать неселективно при к.з. в точке к1, так как ток I_кз2 больше выбранного тока I_с.зБ. Поэтому для линий с двухсторонним питанием их токи срабатывания должны определяться по большему току к.з., проходящего по линии при к.з. на шинах одной и другой подстанции.

Для рассмотренного случая при I_кз1> I_кз2 имеем:

Также ТО отстраивается от возможных качаний:

III. Сочетание ТО с МТЗ.

Вследствие того, что ТО как правило защищает только часть линии, она применяется не как основная, а как дополнительная защита.

Применение ТО позволяет ускорить отключение повреждений, сопровождающихся прохождением больших токов к.з., вызывающие глубокие понижения напряжения на шинах подстанции. При сочетании ТО с МТЗ применяется токовая защита со ступенчатой характеристикой срабатывания. Защита имеет ТО, как первую ступень (первая ступень), в которой она действует мгновенно, так и вторую ступень (вторую зону), в пределах которой работает с выдержкой времени. В ряде случаев применяют сочетание ТО мгновенного действия с ТО, имеющей небольшую выдержку 0, 5-1сек. В ряде случаев применение ТО позволяет снизить время срабатывание МТЗ.

7.4.Токовая поперечная дифференциальная

защита двух параллельных линий.

Токовая поперечная дифференциальная защита применяется для защиты двух параллельных линий, присоединенных к шинам подстанции через один общий выключатель и имеющих равные сопротивления.

Включается защита на разность токов параллельных линий. Проведя анализ токораспределения можно установить, что ток в реле равен разности вторичных токов ТТ первой и второй линий:

I_р=I₁-I₂

В нормальных условиях, когда по линиям протекают равные по величине токи нагрузки, а также при к.з. на шинах приемной подстанции или за ее пределами. Так как I_I=I_II и поскольку коэффициенты трансформации ТТ выбираются одинаковыми, то вторичные токи также равны I₁-I₂ и, следовательно I_р=0. Практически же разность токов не равна нулю и в реле проходит небольшой ток называемый током небаланса. Этот ток вызван некоторым неравенством первичных токов I_I и I_II и погрешностью ТТ. При возникновении повреждения на одной из линий токораспределения изменится. Так как сопротивление от шин подстанции до места к.з. по линии I равно сопротивлению части этой линии, а по линии II сумма сопротивлений линии II и остальной части линии I, то токи I_I и I_II не будут равны и по реле будет проходит ток, равный разности вторичных токов. Если величина тока окажется равной или большей тока срабатывания реле, то реле срабатывает и защита подействует на отключение защищаемых линий. При к.з. на шинах приемной подстанции и за ее пределами защита работать не будет. Таким образом, рассматриваемая защита имеет ограниченную зону действия и поэтому выполняется без выдержки времени, что является ее достоинством.

Для того, чтобы защита не подействовала неправильно при прохождении по линиям тока нагрузки и особенно тока сквозного к.з., ток срабатывания защиты должен устанавливается больше максимального тока небаланса по формуле:

I_с.з.=к_нI_нб

где к_н – коэффициент надежности равный (1, 5-2);

I_нб – максимальный ток небаланса при сквозном к.з.

На ЛЭП с односторонним питанием устанавливается один комплект защиты стороны источника питания, а на линиях с двухсторонним питанием – два.

В режиме работы только одной линии защита выводится автоматически или вручную.

Недостатком защиты является наличие “мертвой зоны”, что требует установки дополнительной защиты от повреждений в “мертвой зоне”, а также на шинах противоположной подстанции. В качестве такой защиты применяется обычно МТЗ.

Рассмотренные выше поперечная диф.защита не может определить на какой линии произошло к.з., что необязательно для линий, подключенных через один выключатель, но для линий, подключенных через свой выключатель такая защита непригодна. В данном случае нужна защита, которая могла бы выбрать и отключать только поврежденную линию. Таким свойством обладает направленная поперечная диф.защита.

Упрощенная схема:

Ток срабатывания пусковых реле выбирается по двум условиям:

1. Защита не должна действовать ложно от токов небаланса нормального режима и при сквозном к.з., т.е. ток срабатывания должен удовлетворять уравнению;

I_с.з.=к_нI_нб._max

где к_н – коэффициент надежности равный (1, 5-2);

I_нб.max – максимальный ток небаланса равный: I_нб._max=I'_нб._max+I''_нб._max

к_а – коэффициент апериодической составляющей, к_а=2;

к_одн=0, 5;

Δ Z% - разница сопротивлений линий в процентах.

2. Пусковые реле должны быть отстроены от суммарного тока нагрузки, для предотвращения ложного действия при отключении одной из ЛЭП с противоположного конца. Для этого необходимо, чтобы:

I_с.з> I_н._max

или I_с.з=к_нI_н._max

где I_н._max – максимальный суммарный ток нагрузки.

Пусковые реле должны надежно возвращаться при максимальной нагрузке параллельных линий:

Определяющим является условие, по которому получается большее значение тока срабатывания.

Направленная поперечная диф.защита также имеет “мертвую” зону органа направления мощности при 3-х фазном к.з.

Участки линии вблизи шин подстанции, при повреждении на которых НПДЗ действует каскадно, называется зоной каскадного действия. Наличие зоны каскадного действия является недостатком, т.к. увеличивается время отключения примерно в два раза.

7.5.Защита от замыканий на землю в сетях

с заземленной нейтралью трансформаторов.

В сети с заземленными нулевыми точками трансформаторов составляющие нулевой последовательности тока однофазного к.з. на землю замыкаются через заземленные нулевые точки всех этих трансформаторов. Поэтому в ряде случаев даже в разделительной сети с односторонним питанием МТЗ от однофазных к.з. не обеспечивают селективности.

При к.з. на линии Л2 в точке К ток нулевой последовательности проходит не только по поврежденной линии, но и по неповрежденной линии Л1, т.к. ток нулевой последовательности замыкается через все заземленные точки, в том числе и заземленные нейтрали трансформатора подстанции II. Эта особенность требует обеспечить селективность между МТЗ 1 и 2 от однофазных к.з. Достигнуть селективности выбором выдержек времени невозможно. Так при к.з. на линии Л2 защита 1 должна иметь выдержку на ступень селективности выше, чем защита 2, а при к.з. на линии Л1 наоборот защита Л2 должна иметь большую выдержку. В отдельных случаях селективность между защитами 1 и 2 может быть достигнута выбором тока срабатывания защит так, чтобы они не работали от тока нулевой последовательности, идущего к шинам, но обеспечивали необходимую чувствительность при к.з. на всей линии от тока, идущего от шин.

МТЗ от однофазных к.з. в большинстве случаев состоит из двух или трех ступеней. Первой ступенью является обычно мгновенная отсечка, защищающая часть линии. Ток срабатывания отсечки с учетом особенностей прохождения токов однофазных к.з. определяется по формулам:

где I_кз._max – максимальный ток к.з. при к.з. на шинах противоположной подстанции;

к_н – коэффициент надежности равный (1, 2-1, 3) при выполнении отсечки токовыми реле типа ЭТ-521 или РТ-40, действующего через промежуточные реле; (1, 1-1, 2) при выполнении отсечки токовыми реле типа ЭТ-521 или РТ-40, действующего через реле времени; (1, 4-1, 5) – при выполнении отсечки токовыми реле типа РТ-80, РТ-90.

Зона действия токовой отсечки:

Второй ступенью является МТЗ с ограниченной зоной действия, ток срабатывания которой должен согласовываться по чувствительности с током срабатывания первой ступени защиты второго участка по формуле:

I''_II_с.з.=к_нк_р I''_I_с.з

где I''_I_с.з – ток срабатывания защиты первой ступени защиты второго участка;

к_н – коэффициент надежности равный (1, 1-1, 2);

к_р – коэффициент распределения, представляющий собой отношение тока, проходящего в защите первого участка, к току, проходящему в защите второго участка при к.з. на втором участке.

Третью ступенью является МТЗ с током срабатывания, отстроенным от тока небаланса:

I_с.з.=к_н I_нб._maxn_т

где к_н - коэффициент надежности равный 1, 25.

I_нб._max – максимальный ток небаланса, который определяется следующим образом: строится действительная характеристика намагничивания ТТ двух фаз, I_нб._max=I_.нам._max-I_нам._min (самая высокая и самая низкая точки характеристики).

ЭДС от протекании Iк.з. определяется по формуле:

Е₂=I_к.з.(Z_л+Z₁)

Выдержка времени выбирается по условию селективности с третьей или втрой ступенью защиты второго участка.

В большинстве случаев селективность обеспечивается применением направленной защиты нулевой последовательности, действующей только при к.з. на защищаемой линии и на линиях отходящих от шин противоположной подстанции.

В большинстве случаев направленная защита нулевой последовательности выполняется с несколькими ступенями срабатывания, имеющими разные токи срабатывания и выдержки времени, но один орган направления мощности.

1. Отсечка. Ток направленной отсечки определяется также как у ненаправленной, но отстройка производится только от тока нулевой последовательности, направленного от шин подстанции.

2. Направленная защита ограниченной чувствительности с выдержкой времени.

3. Чувствительная направленная защита отстраивается от тока небаланса ТТ. Выдержка времени определяется по условию селективности.

7.6.Дистанционная защита.

7.6.1.Общие сведения.

В сетях с двумя и более источниками питание МНЗ не обеспечивает селективность действия.

Так, например, в сети показанной на реле при к.з. в точке к1на линии I в действие придут защиты 1 и 2 поврежденной линии и 3 неповрежденной. В этом случае нужно, чтобы защита 3 имела большую выдержку, чем защита 2. В тоже время при к.з. в точке к2 необходимо, чтобы защита 2 имела большую выдержку. Выполнение этих требований в рассмотренном и других аналогичных случаях не представляется возможным.

МНЗ и МТЗ имеют также еще ряд недостатков, которые ограничивают их применения сетями с простой схемой. Для защиты сетей с более сложной схемой и несколькими источниками питания используется более сложная дистанционная защита, не имеющая указанных недостатков.

Определение удаленности до места к.з. производится дистанционной защитой путем измерения сопротивления, которое определяется сравнением остаточного напряжения на шинах где установлена защита, и величины тока к.з., проходящего по защищаемой линии.

Следовательно, отношение остаточного напряжения на шинах к току к.з., проходящему по защищаемой линии пропорционально расстоянию Lк.з. от места установки защиты до места к.з.

Основным органом дистанционной защиты является реле сопротивления, которое измеряет сопротивление линии до места к.з., определяет, на каком участке произошло к.з. и совместно с другими органами защиты обеспечивает ее действие с необходимой выдержкой времени.

Реле сопротивления могут выполняться, реагирующими на полное сопротивление, реактивное, активное. В России используется только реле, реагирующее на полное сопротивление. Дистанционная защита выполняется так, чтобы их выдержка времени зависела от сопротивления, которое измеряют входящие в схему реле сопротивления. Эта зависимость называется характеристикой времени срабатывания защиты. Обычно изготавливают и используется дистанционная защита со ступенчатой выдержкой времени. Ступенчатая характеристика состоит из двух или трех участков.

При к.з. в первой зоне защита действует с выдержкой времени t1 и реле сопротивления измеряет сопротивление от 0 до Z_I и т.д. Таким образом, чем больше сопротивление до места к.з., тем с большей выдержкой времени действует защита. Первая зона защиты, как правило, настроена на 80-85% длины линии (Л1). Больший охват недопустим, т.к. из-за погрешностей ТТ, самих реле сопротивлений, ТН защита может сработать при к.з. на смежном участке линии (Л2).

Применяются два способа получения ступенчатой характеристики:

1. Отдельное реле сопротивления для каждой ступени.

2. Для первой и второй зоны одно реле сопротивления. Для третьей зоны устанавливается отдельное реле сопротивления.

Реле сопротивления по принципу своего действия срабатывает, когда измеренное им сопротивление меньше настроенной уставки на нем. Поэтому реле сопротивления второй зоны срабатывает при к.з. в первой и второй зоне, а реле сопротивления третьей зоны при к.з. в первой, второй, третьей зонах. Однако поскольку выдержка времени второй зоны больше первой, а выдержка третьей больше второй, то всегда срабатывает ступень с меньшей выдержкой, чем и обеспечивается ступенчатость характеристики.

7.6.2.Выбор параметров защиты.

Для удобства расчетов и анализа работы применяющихся дистанционных органов было введено понятие сопротивление на зажимах реле. Это фиктивное, в общем случае не имеющее физического смысла, сопротивление, которое представляет собой отношение напряжения Uр или его слагающей к току Iр, используемых для действия дистанционных и пусковых органов. Широкое применение этого понятия на практике определяется тем, что при правильном выборе сочетаний Uр и Iр ( остаточного напряжения петли к.з. и определяющего его тока) фиктивное сопротивление на зажимах реле оказывается пропорциональным расстоянию от шин подстанций, на которой установлена защита, до места к.з. на защищаемой линии.

При построении векторной диаграммы различают полное фиктивное сопротивление , реактивное и активное фиктивные сопротивления . Дистанционные и пусковые органы выполняются путем вторичных реле:

В настоящее время дистанционные защиты часто осуществляется посредством РС, используемых несколько напряжений и токов. Для таких реле понятие сопротивления на зажимах реле, строго говоря, уже не может быть применено. Однако и для этих защит выражение (7.2) используется для определения уставок по данным первичным сопротивлением защищаемых зон.

Применительно к ДЗ со ступенчатой характеристикой выдержек времени, выбору подлежат сопротивления срабатывания трех ступеней защиты Z^I_с.з., Z^II_с.з., Z^III_с.з. и выдержки времени t^II и t^III. Условия выбора рассмотрим применительно к двум участкам АБ и БВ сети:

Первые ступени.

Первые ступени выполняются без выдержки времени (t'≤ 0, 1сек). При выборе Z'с.з. рабочего режима с минимальным рабочим сопротивлением не является расчетным, некоторые используемые защиты на них вообще не реагируют. Первые ступени обязательно направленные. Первичное сопротивление срабатывание выбирается из условия отстройки от к.з. в начале предыдущих присоединений (линии, трансформаторов, автотрансформаторов) – точки К1 и К2:

где l_л – длина;

Z₁ – удельное сопротивление прямой последовательности;

к'_отс. – коэффициент отстройки, учитывающий положительную погрешность РС (0, 85-0, 95),

погрешности ТТ и влияние переходных сопротивлений R_n в месте к.з. Токовые погрешности обычно отрицательны, они уменьшают Iр и увеличивают Zр. Характеристики срабатывания реле стремиться иметь такими, чтобы R_n не приводило к уменьшению Zр.

Для охвата первой ступенью всей длины линии l_л иногда принимают ( неселективное действие).

Вторые ступени.

Время срабатывания стремятся для всех защит иметь минимальными, обычно одинаковыми, выбирая их на ступень Δ t> t' предыдущих участков и t_т защит без выдержки времени трансформаторов подстанции в конце линии. Вторые ступени выполняются направленными, допускается характеристику смещать в III квадрант для исключения “мертвой” зоны.

Первичные сопротивления срабатывания определяется по тем же условиям, что и токовых направленных защит: отстройка от начала второй зоны (конца первой) предыдущих ДЗ ( при выборе одинаковыми их вторых ступеней); отстройка от к.з. за трансформаторами ( автотрансформаторами) подстанции в конце линии ( точка К3), при которых трансформаторы могут отключаться своими защитами с t> t^II. При расчетах обычно пренебрегают разницей углов сопротивлений смежных элементов. Тогда;

где - одно из сопротивлений срабатывания Iст. ДЗ линий, отходящих от шин подстанции Б ( если их несколько);

Z_Т._min – минимальное эквивалентное сопротивление трансформаторов в режиме их параллельной работы на подстанции Б с учетом возможности изменения к_тр при регулировании РПН;

- коэффициент, меньший 1, учитывающий отрицательную погрешность органа сопротивления защиты Б ( часто принимается равным 0, 9);

- коэффициент обычно равный 1;

к_ток.Б и к_ток.Т – коэффициенты токораспределения, учитывающие ( как и при выборе токов срабатывания I''_с.з. II ступеней токовых направленных защит) неравенство токов в месте включения защит (линии АБ) и в линиях БВ (к_ток.Б) или в трансформаторах (к_ток.Т) при к.з. в расчетных точках ( соответственно в конце

и К3). к_ток.Б и к_ток.Т> 1, облегчая согласование или < 1, затрудняя его. При отсутствии на подстанции Б нагрузок или дополнительных связей между Б и смежными подстанциями к_ток.Б=1.

При м.ф.к.з. на участке БГ на расстоянии l от шин Б по участкам АБ и ВГ проходят неравные токи I_АБ и I_БГ. Сопротивление на зажимах реле сопротивления на подстанции А:

для а) к_ток < 1, для б) к_ток > 1.

Таким образом, сопротивление на зажимах органа участка, смежного с поврежденным, определяется не только местоположением повреждения (l_АБ+l), но и коэффициентом токораспределения к_ток=I_АБ/I_БГ, характеризует долю тока I_БГ поврежденного участка, проходящего по неповрежденному. При практических расчетах пренебрегают сдвигом фаз между указанными токами и считают к_ток действительным числом. Если к_ток< 1, то Z_р.А оказывается больше Z₁(l_АБ+l), что следует учитывать при выборе , увеличивая его и следовательно повышая чувствительность защиты к к.з. в конце участка и на шинах подстанции Б. Неблагоприятные, но необходимые для участка соотношения получаются при к_ток> 1. Расчетным является выражение дающее меньшее . При выбранном таким образом проверяется чувствительность II ступени при металлическом к.з. в конце защищаемого участка, на шинах противоположной подстанции (п/ст. Б). При наличии III резервной ступени считается возможным иметь .

3. Третьи ступени.

Выдержки времени III ступени выбирается по встречно-ступенчатому принципу, и часто бывают значительными, что мало приемлемо в кольцевых сетях с несколькими источниками питания. III ступени с таким образом выбранным временем срабатывания t^III даже будучи направленными не обеспечивают селективность.

Некоторое улучшение селективности III ступени и уменьшение их Δ t^III достигается сокращением их зон, выбором в кольцевых сетях наименьшего ответственного участка, который при к.з. отключается первым.

в отличии от и обычно выбирается по условиям отсрочки от минимального рабочего сопротивления Z_раб._min ( < Z_раб._min ) при φ _р= φ _раб. Однако более тяжелым является возврат органа в исходное состояние после отключения внешнего к.з. Поэтому проверяют условие:

где к_отс > 1;

к_з._z > 1 - коэффициент, учитывающий понижение переходное сопротивление Z_р=Z_пер._min по сравнению с Z_раб._min за счет самозапуска двигателей потребителей, обуславливающего повышение тока в защищаемой линии и понижение напряжения.

Сопротивление Z_{в.з.расч.} выражается через Z_{с.з.расч.}, определенного по формуле:

Конец Z_{с.з.расч.} с углом φ _раб. определяет на комплексной плоскости Z расчетную точку характеристики срабатывания III ступени . Эта характеристика должна обеспечивать необходимую чувствительность защиты (к_ч≥ 1, 5) при металлическом м.ф.к.з. в конце защищаемой зоны участка. При к.з. в конце смежных элементов, когда защита может работать как резервная ( дальнее резервирование) считается желательным иметь к_ч≥ 1, 25. Для обеспечения требования чувствительности характеристика III ступени требуется иметь отличную от характеристики I и II ступеней. Ограничение чувствительности III ступени при этом определяется режимами с передачей в основном реактивных мощностей, когда φ _раб. может приближаться к 90⁰, а Z_раб=U_раб/I_раб может быть хотя и значительным, но конечным.

Требования к форме характеристики органов сопротивления с двумя входными величинами следующие

7.7.Дистанционная защита ЛЭП ( семинар).

7.7.1. Принцип действия.

Для защиты сетей с более сложной схемой и несколькими источниками питания используются сложные защиты такие как ДЗ.

Дистанционной защитой называется защита, выдержка времени которой автоматически изменяется в зависимости от удаленности места к.з. от места установки защиты.

Определение удаленности до места к.з. производится дистанционной защитой путем измерения сопротивления, которое определяется сравнением остаточного напряжения на шинах где установлена защита, и величины тока к.з., проходящего по защищаемой линии.

Следовательно, отношение остаточного напряжения на шинах к току к.з., проходящему по защищаемой линии пропорционально расстоянию Lк.з. от места установки защиты до места к.з.

Основным органом дистанционной защиты является реле сопротивления, которое измеряет сопротивление линии до места к.з., определяет, на каком участке произошло к.з. и совместно с другими органами защиты обеспечивает ее действие с необходимой выдержкой времени. Реле сопротивления могут выполняться, реагирующими на полное сопротивление, реактивное, активное. В России используется только реле, реагирующее на полное сопротивление. Дистанционная защита выполняется так, чтобы их выдержка времени зависела от сопротивления, которое измеряют входящие в схему реле сопротивления. Эта зависимость называется характеристикой времени срабатывания защиты. Обычно изготавливают и используется дистанционная защита со ступенчатой выдержкой времени. Ступенчатая характеристика состоит из двух или трех участков.

При к.з. в первой зоне защита действует с выдержкой времени t1 и реле сопротивления измеряет сопротивление от 0 до Z_I и т.д. Таким образом, чем больше сопротивление до места к.з., тем с большей выдержкой времени действует защита. Первая зона защиты, как правило, настроена на 80-85% длины линии (Л1). Больший охват недопустим, т.к. из-за погрешностей ТТ, самих реле сопротивлений, ТН защита может сработать при к.з. на смежном участке линии (Л2).

Применяются два способа получения ступенчатой характеристики:

3. Отдельное реле сопротивления для каждой ступени.

4. Для первой и второй зоны одно реле сопротивления. Для третьей зоны устанавливается отдельное реле сопротивления.

Реле сопротивления по принципу своего действия срабатывает, когда измеренное им сопротивление меньше настроенной уставки на нем. Поэтому реле сопротивления второй зоны срабатывает при к.з. в первой и второй зоне, а реле сопротивления третьей зоны при к.з. в первой, второй третьей зонах. Однако поскольку выдержка времени второй зоны больше первой, а выдержка третьей больше второй, то всегда срабатывает ступень с меньшей выдержкой, чем и обеспечивается ступенчатость характеристики.

Дистанционная защита относится к сложным защитам, состоящей из нескольких элементов:

1. пусковой орган – для пуска защиты при к.з. Выполняется на реле полного сопротивления;

2. дистанционный орган – удаленности к.з.;

3. орган выдержки времени;

4. блокировка, действующая при повреждении цепей напряжения, питающих защиту;

5. блокировка, действующая при качаниях, которые воспринимаются пусковыми реле и реле сопротивления как к.з.

7.8. Высокочастотные защиты.

7.8.1. Общие сведения.

Высокочастотная защиты является быстродействующей и предназначена для линий средней и большой протяженности. Они применяются в тех случаях когда по условиям устойчивости или другим причинам необходимо быстрое отключение поврежденной линии с обеих сторон при к.з. в любом участке этой линии. Удовлетворяющие этому требованию продольные диф.защиты непригодны для данных линий вследствие большой стоимости соединительного кабеля.

ВЧ защиты состоят из двух комплектов, расположенных по концам линии. Особенностью этих защит является то, что им необходимо связь между комплектами защиты, которая осуществляется посредством токов высокой частоты, которые передаются по проводам защищаемой линии. По своему принципу ВЧ защиты не реагируют на к.з. вне защищаемой линии и поэтому не имеют выдержки времени. В настоящее время применяются два вида ВЧ защит:

1. направленная защита с ВЧ блокировкой, основанные на сравнении направления мощности защищаемой линии по концам;

2. дифференциально-фазные защиты, основанные на сравнении фаз токов.

7.8.2. Направленная защита с ВЧ блокировкой.

Направленная ВЧ защита реагирует на направление мощности к.з. по концам защищаемой линии.

Сравнивая направление мощности по концам линии можно определить где возникло к.з. - на линии или за ее пределами. Такое сравнение осуществляется с помощью реле мощности, которое устанавливается на обеих концах.

При к.з. в точке К подействуют только защиты 3 и 4. На поврежденной линии АВ реле мощности защиты 1 замыкает всей контакт, разрешая ей действовать на отключение. Однако на приемном конце линии АВ реле мощности защиты 2 под влиянием мощности к.з., направленной к шинам, размыкает свой контакт, чем запрещает действовать на отключение своей защите и блокирует действие защиты 1 посылкой блокирующего сигнала тока высокой частоты по проводам этой же линии. Блокирующий ток посылается специальным генератором токов высокой частоты, разрешаемый реле мощности, а принимается специальным приемником токов высокой частоты, настроенным на ту же частоту, что и генератор. Приняв ВЧ сигнал, приемники выпрямляют полученный сигнал, и подают его в обмотку блокирующего реле, которое размыкает цепи отключения защиты, не позволяя ей действовать на отключение.

При к.з. на защищаемой линии блокирующий сигнал отсутствует, так как реле мощности срабатывая, не позволяют действовать ВЧ передатчикам. В этом случае контакты блокирующего реле остаются замкнутыми, разрешая реле мощности действовать на отключение. Таким образом, блокирующий сигнал появляется в линии только при внешних к.з. обеспечивая селективную работу защиты. Зона действия защиты ограничивается ТТ, питающими реле мощности.

На рассмотренном принципе выполняется защиты, сравнивающие направления мощностей в фазах или мощности нулевой последовательности или обратной последовательности.

Направленная защита с ВЧ блокировкой состоит:

1. пусковой орган из двух комплектов реле – на пуск ВЧ поста, управление цепью отключения;

2. блокирующее реле имеет две обмотки: тормозную (выпрямленный ток ПВУ), рабочую (реле мощности).

Элементы ВЧ канала.

Конденсатор связи С создает путь для токов высокой частоты от приемопередатчика в линию и одновременно отделяет ВЧ пост от высокого напряжения линии. Фильтр присоединения ФП согласовывает (уравновешивает) входное сопротивление кабеля с входным сопротивлением линии, соединяя нижнею обкладку конденсатора связи с землей, образуя, таким образом замкнутый контур для токов высокой частоты. ФП пропускает только токи в определенном диапазоне частот, не пропуская ток промышленной частоты. ВЧ заградитель преграждает путь токов высокой частоты за пределы линии.

7.8.3. Дифференциально-фазная защита.

ДФЗ основана на сравнении фаз токов по концам ЛЭП, считая положительным направлением тока от шин в линию. Следовательно при внешних к.з. в точке К1 токи I1 и I2 по концам линии имеют различные знаки (сдвинуты относительно друг друга на 180⁰).

В случае к.з. на линии токи имеют одинаковые знаки и их принимают совпадающими по фазе, если пренебречь сдвигом углов ЭДС Е1 и Е2 и различием Z1 и Z2. Таким образом сравнивая фазы токов по концам линии можно установить место к.з. Сравнение фаз происходит косвенным путем посредством сравнения токов высокой частоты.

Защита состоит:

- приемопередатчик (ГВЧ, ПВЧ);

- реле отключения РО;

- два пусковых органа П1 и П2 ( П1 пускает ГВЧ, П2 контролирует цепь отключения);

- орган манипуляции (Тм).

Ток высокой частоты проходит по каналу, образованному линией и землей. Выход токов высокой частоты за пределы линии ограничиваются заградителями. Подключение ВЧ постов осуществляется через конденсатор связи С. ГВЧ управляется непосредственно током промышленной частоты при помощи Тм.

При положительной полуволне Тм работает, ГВЧ посылая в линию ток высокой частоты, приемник запирается. ПВЧ выполнен так, что при наличии тока высокой частоты, поступающий в его входной контур, выходной ток, питающий РО равен нулю, а при отсутствии ВЧ сигнала появляется выходной ток. Таким образом ГВЧ работает в течении положительных полупериодов, а ПВЧ – при отсутствии ВЧ сигналов.

При внешних к.з. ток высокой частоты протекает по линии непрерывно и питает приемники на обеих сторонах линии. В результате выходной ток в цепи РО отсутствует. При к.з. в зоне ГВЧ работают одновременно. ВЧ ток имеет прерывистый характер с t=0, 01с(Т/2). В выходной цепи приемника протекает прерывистый ток, который сглаживается специальным устройством и подается в реле РО.

Сдвиг фаз между токами, проходящими по обоим концам линии, определяется по характеру ВЧ сигналов, на которые при помощи приемников реагируют реле РО.

ДФЗ не реагирует на нагрузку и качания, так как в этих режимах токи на обеих концах имеют разные знаки.

Основные органы ДФЗ:

- пусковой орган П1 и П2, пускающий ГВЧ и разрешающий действовать защите при к.з;

- орган манипуляции, управляющего (Тм) ГВЧ в зависимости от знака сравниваемых токов;

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 Следующая ⇒