Токовые направленные отсечки

У токовой направленной защиты первая ступень может быть ненаправленной, так как она селективна в сети любой конфигурации. Необходимость в органе направления мощности появляется, если требуется повысить чувствительность токовой отсечки. Например, направленной целесообразно выполнить отсечку ТО1 (рисунок 25), при этом с КЗ в точке К2 можно не считаться и ток срабатывания токовой направленной отсечки 1 отстроить от максимального тока внешнего КЗ . Таким образом, на линии с двухсторонним питанием направленной может быть только одна из токовых отсечек.

Рис.33

Условия выбора параметров направленной токовой отсечки с выдержкой времени такие же, как условия выбора параметров токовой отсечки с выдержкой времени ненаправленных токовых защит. Это значит, направленная токовая отсечка с выдержкой времени защиты А1 должна быть отстроена по времени от направленных токовых отсечек защит В1 и В2, а ее ток срабатывания должен быть выбран по большему из их токов срабатывания:

,

где и – коэффициенты токораспределения, показывающие уменьшение тока в месте установки защиты А1 по сравнению с токами протекающими при повреждениях на смежных элементах,

,

.

Токи I ⁽³⁾_кз.W и больше тока за счет подпитки от генератора G2.

Краткая оценка токовых направленных защит

Принцип действия токовых направленных защит прост и надежен и позволяет обеспечить селективную защиту сетей с двухсторонним питанием. Сочетание токовых направленных отсечек с направленной максимальной токовой защитой дает возможность получить защиту, во многих случаях обеспечивающую достаточную быстроту отключения КЗ, чувствительность и надежность.

Недостатки токовых направленных защит:

– большие выдержки времени, особенно вблизи источников питания;

– недостаточная чувствительность в сетях с большими нагрузками и небольшими относительно их кратностями тока КЗ;

– имеют мертвую зону при трехфазных КЗ;

– возможность неправильного выбора направления при нарушении цепи напряжения, питающей реле направления мощности.

Максимальная направленная токовая защита широко применяется в качестве основной защиты сетей напряжением до 35 кВ с двухсторонним питанием.

В сетях 110 и 220 кВ направленная токовая защита применяется в основном как резервная.

Дистанционная защита

Дистанционными принято называть защиты, принцип действия которых основан на измерении расстояния от места установки защиты до точки КЗ.

Необходимость дистанционных защит вызвана тем, что токовые защиты (направленные и ненаправленные) обладают следующими недостатками:

– большие выдержки времени;

– в ряде случаев недостаточная чувствительность;

– невозможность выполнения на их основе селективных защит в некоторых кольцевых схемах.

Все эти недостатки ограничивают их применение. Параметр их срабатывания - фазный ток зависит от режима работы системы и поэтому не всегда определяет действительное положение защищаемого объекта.

В дистанционных защитах информация о наличии или отсутствии повреждения определяется соотношением напряжения и тока защищаемой линии , то есть сопротивлением. В нормальном режиме работы это соотношение велико, так как напряжение близко к номинальному и ток не превышает максимальных рабочих значений. При КЗ на защищаемой линии напряжение уменьшается, ток возрастает, сопротивление изменяется с двойной скоростью:

,

где - сопротивление от места установки защиты до точки КЗ. На уменьшение сопротивления срабатывает дистанционная защита.

Сопротивление до места КЗ зависит от расстояния (дистанции), поэтому защиту и называют дистанционной. Сопротивление до точки КЗ не зависит от режима работы сети.

Выпускаются дистанционные защиты со ступенчатыми характеристиками выдержек времени, плавно-зависимой и комбинированной характеристикой выдержек времени. Наибольшее распространение получила дистанционная защита со ступенчатой характеристикой.

Рис.34. Схема трехступенчатой дистанционной защиты

На рис. 34 приведена схема трехступенчатой защиты, которая включает следующие органы:

1. Пусковой орган. Предназначен для выявления наличия повреждения. На схеме его функции выполняет реле тока КА.

2. Дистанционный орган. Устанавливает удаленность повреждения от места установки защиты. В соответствии с этим выбирается выдержка времени. На схеме это реле сопротивления KZ1и KZ2 .

3. Орган направления мощностиразрешает работать защите при направлении мощности от шин в линию. Функции органа направления мощности в данной защите выполняет реле мощности KW. Эти функции может выполнять реле сопротивления, если оно обладает направленностью действия.

4. Орган времени служит для создания выдержек времени, необходимых для обеспечения селективности действия защит. Выполняется на реле времени KT2 и KT3.

5. Орган блокировок (реле KB). Защита ложно работает при наличии в сети качаний и при обрыве цепей напряжения. Поэтому защита дополняется блокировками:

а) блокировкой при выходе из строя трансформатора напряжения;

б) блокировкой выводящей защиту из действия при наличии качаний.