Классификация защит электрических сетей

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 28Следующая ⇒

Релейную защиту принято классифицировать по характеру изменения параметра, на который реагирует защита, по назначению в зависимости от ответственности и порядка работы при КЗ, а также для определенных видов КЗ.

1. По характеру изменения параметра защиты разделяются на максимальные и минимальные. Защиты, реагирующие на величины I, I₂, I₀, U₂, U₀, возрастающие в условиях КЗ, называются максимальными. Защиты, реагирующие на величины U, Z, снижающиеся при КЗ, называются минимальными.

2. По назначению в зависимости от ответственности и порядка действия при КЗ, защиты классифицируют как основные, резервные и дополнительные.

Основной называется защита, обеспечивающая первоочередное отключение повреждений в любой точке защищаемого участка.

Резервной называют защиту, обеспечивающую отключение поврежденного участка при отказе в работе основной защиты или выключателя. Различают резервные защиты ближнего действия, отключающие повреждения в любой точке защищаемого участка при отказе его основной защиты, и резервные защиты дальнего действия, создающие условия для отключения защищаемого участка при КЗ на смежном участке и отказе защиты или выключателя смежного участка. С целью упрощения резервных защит допускается выполнение их реагирующими только на более частные виды КЗ (однофазные и двухфазные).

Дополнительной называется защита, обеспечивающая частичное дублирование основной защиты и действующая в этом случае одновременно с ней. Обычно это простая защита, основанная на другом принципе и отключающая наиболее тяжелые виды КЗ на части защищаемого участка.

3. По назначению для определенных видов КЗ классификация защит зависит от режима заземления нейтрали сети. Для сети 110 кВ и выше, работающих с эффективно заземленной нейтралью, выделяют защиты от междуфазных повреждений (максимальные токовые и дистанционные), от замыканий на землю (максимальные токовые нулевой последовательности) и от всех видов повреждений (дифференциальные, дифференциально-фазные и направленные высокочастотные защиты, а также приставки высокочастотной блокировки).

Требования, учитываемые при проектировании защит

Полный объем требований, предъявляемых к релейной защите, рассмотрен в /1, 2/. При проектировании релейной защиты основными требованиями являются: быстродействие, избирательность (селективность), чувствительность, надежность и наличие устройств сигнализации.

Быстродействующей считается защита, обеспечивающая подачу командного импульса на отключение со временем не более 0, 1 с с момента возникновения нарушения. Для линий 35 кВ и выше применение быстродействующего отключения считается обязательным на тех участках, где повреждения вызывают снижение напряжения до 60-65% на шинах подстанций, через которые осуществляется транзит мощности параллельно работающих станций системы. На рис.2 такими транзитными подстанциями (П) являются А, Б и В. Любое КЗ (К1, К2) на транзитных линиях АБ и БВ должно отключаться без выдержки времени, т.е. релейная защита на выключателях Q1-Q4 должна быть быстродействующей. Время действия защиты на выключателях Q5 и Q6 определяется уровнем остаточного напряжения на шинах подстанций Б и В при КЗ в конце зоны действия защиты (отсечки) в точках КЗ и К4. Здесь быстродействующая защита требуется только на выключателе Q5.

Рис.2. Пример определения быстродействия релейной защиты

Быстродействующими являются первые ступени токовых отсечек, дистанционных защит, продольные и поперечные дифференциальные, дифференциально-фазные и направленные высокочастотные защиты.

Избирательной считается защита, обеспечивающая отключение только поврежденного элемента энергосистемы. Необходимая избирательность достигается отстройкой от таких величин подводимых к защите параметров (I, I₀,, I₂, U₂, U₀, U, Z), при которых защита данного элемента не должна действовать. Указанную отстройку получают введением коэффициента запаса к_з к расчетной величине параметра:

А_с.з= к_з А_расч.

Для максимальных защит к_з > 1, для минимальных – к_з < 1.

Кроме того, для обеспечения избирательности и резервирования защиты выполняются многоступенчатыми с дополнительным согласованием ступеней смежных защит по времени (для вторых и последующих ступеней):

где t_с.з – время срабатывания защиты; Dt = 0, 5-0, 6 с – ступень селективности (избирательности).

Напомним, что функцию избирательности выполняют реле направления мощности и реле сопротивления.

На рис.3 показан принцип выполнения многоступенчатой защиты.

Рис.3. Пример определения избирательности многоступенчатой защиты

Первая ступеньзащищает основной объект и отстраивается от расчетных параметров при КЗ за выключателем смежного участка (в точке КЗ). Напомним, что при расчетах ток защиты одинаков в точках К1, К2, К3 и поэтому иногда говорят, что I-я ступень отстраивается от КЗ в конце линии (точка К1), хотя имеется в виду точка К3. Вторая ступень резервирует I-ю и полностью защищает свой объект и часть смежного, отстраивается от первых (или вторых) ступеней защиты смежных линий. Третья ступень резервирует защиты своей и смежной линий (частично), отстраивается от вторых (третьих) ступеней защит смежных линий, а также от нормального и перегрузочного режимов.

Чувствительной считается защита, обеспечивающая надежное отключение защищаемого элемента при его повреждениях. Надежность отключения характеризуется коэффициентом чувствительности.

Для максимальных защит коэффициент чувствительности определяется как отношение наименьшей величины электрического параметра, подводимого к защите при КЗ в конце защищаемой линии, к уставке срабатывания:

Для минимальных защит коэффициент чувствительности определяется как отношение уставки срабатывания (z_c_.з, U_с.з) к наибольшей величине электрического параметра, подводимого к защите при КЗ в конце защищаемой линии:

Значения коэффициентов чувствительности регламентируются / 1 /.

Для большинства основных защит принимается к_ч = 1, 5-2, 0, для резервных к_ч = 1, 2-1, 5. Чувствительность первых ступеней защит может характеризоваться косвенно – защищаемой зоной.

Надежной считается защита, обеспечивающая ее устойчивое функционирование в неодинаковых режимах. Различают аппаратную и эксплуатационную надежность. Аппаратная надежность характеризует качество защиты, обеспечивается простотой схем, а также безотказностью, ремонтопригодностью и долговечностью комплектующих элементов. Для сложных защит применяют устройства самоконтроля (функциональный контроль), обеспечивающие, в частности, вывод защиты из работы при ее повреждениях и контроль исправности выходных цепей. Особо сложные защиты выполняют с многократным дублированием и мажорированием основных каналов, что исключает неверное действие защиты при повреждении любого из них. Эксплуатационная надежность характеризует устойчивость функционирования и обеспечивается точностью работы и помехозащищенностью, а также реализацией таких основных требований, как быстродействие, избирательность и чувствительность.

Для повышения надежности применяют дублирование и резервирование основных защит (ближнее и дальнее резервирование).

Наличие устройств сигнализации позволяет судить о правильности работы защиты и автоматики и анализировать порядок протекания процессов при КЗ. С этой целью сигнальные реле устанавливаются не только в отключающих и включающих цепях выключателей, но и в цепи каждой ступени защиты. Кроме того, применяют устройства для автоматической записи электрических параметров системы в нормальном режиме (самопишущие приборы) и при КЗ (аварийные осциллографы, регистраторы).

Исходные данные для проектирования

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒