Ускорение действия релейных защит

Студенту предоставляется право самостоятельно принять решение о необходимости принятия мер по ускорению действия рассчитанных в п.п. 4.7 и 4.9 второй ступени защит.

Защита ДЗ1, действующая без выдержки времени, имеет ограниченную протяженность зоны действия по условиям селективности. Зона действия 2 защиты ДЗ1, установленной на фидере тяговой подстанции (рисунок 10, б), не доходит до шин поста секционирования ПС, зона действия 2 защиты ДЗ1, установленной на посту секционирования ПС (рисунок 10, в), не доходит до шин тяговой подстанции. Поэтому в межподстанционной зоне имеются участки, расположенные около обеих тяговых подстанций и с обоих сторон вблизи поста секционирования, КЗ на которых отключается защитой ДЗ2 с выдержкой времени 0,3 с.

Рисунок 10 − Схема питания и графики селективности защит

Поскольку время отключения КЗ на этих участках превышает значение из диапазона от 0,15 до 0,17 с, то не исключена возможность пережога проводов контактной сети. Это является недостатком селективной защиты межподстанционной зоны.

На однопутных участках с постом секционирования (рисунок 1)для ускорения отключения КЗ можно использовать неселективную защиту. У неселективной защиты набор ступеней остается таким же, как у селективной, однако вторая ступень (ДЗ2) выполняется без выдержки времени. В этом случае при КЗ в любом месте зоны _АВ (например, в точке К) отключаются без выдержки времени выключатели QA и QB на тяговых подстанциях и тот из выключателей на посту секционирования ПС, который находится ближе к месту КЗ (в данном случае − выключатель QПА).

Затем выключатели QA и QB снова включаются системой АПВ. Выключатель QA при этом включается на КЗ в точке К, поэтому он снова отключается своей защитой и больше автоматически не включается. Выключатель QВ включается на исправный участок контактной сети, отсоединенный от места КЗ отключенным выключателем QПА, поэтому выключатель QB остается включенным и обеспечивает одностороннее питание участка от тяговой подстанции В до поста секционирования ПС. Поврежденный же участок от тяговой подстанции А до поста секционирования ПС остается отключенным выключателями QA и QПА.

Уставки всех ступеней неселективной защиты на фидере подстанционной защиты вычисляют для расчетной схемы № 8 таблицы 6 по формулам, приведенным в таблице 7, таким же образом как для селективной защиты.

Уставки всех ступеней неселективной защиты на посту секционирования ПС вычисляют в соответствии с таблицей 8, как для селективной защиты.

Защиты ТО, ДЗ1, ДЗ2, ПЗ выполняются без выдержки времени. Защита ДЗ3 имеет выдержку времени 0,3 с для того, чтобы исключить ее излишние действия при КЗ за шинами смежной подстанции, например, на линиях ДПР.

На двухпутных участках при использовании неселективной защиты требуется отключать сразу пять выключателей (по два на каждой из смежных подстанций и один на посту секционирования ПС). Проще ускорение отключения КЗ осуществлять за счет использования поперечных взаимных связей защит фидеров смежных путей как на тяговых подстанциях, так и на посту секционирования [3, 4].

Поперечной взаимной связью оборудуется защита второй ступени (ДЗ2), имеющая выдержку времени 0,3 с. Поперечная логическая связь защит смежных фидеров, присоединенных к одним и тем же шинам, может выполняться в двух разновидностях: с контролем состояния измерительных органов защит этих фидеров или со сравнением абсолютных значений токов в этих фидерах.

Поперечная логическая связь, использующая контроль состояния измерительных органов защиты ДЗ2 смежных фидеров, имеет следующую логику действия:

- защита ДЗ2 данного фидера подает команду на отключение выключателя своего фидера без выдержки времени, если сработал пусковой орган этой защиты, а на смежном фидере пусковой орган его защиты ДЗ2 не сработал;

- защита ДЗ2 данного фидера подает команду на отключение выключателя своего фидера с выдержкой времени 0,3 с, если одновременно сработали пусковые органы защит ДЗ2 на своем и смежном фидерах.

Поперечная логическая связь, сравнивающая абсолютные значения токов смежных фидеров, имеет следующую логику действия:

- защита ДЗ2 данного фидера подает команду на отключение выключателя своего фидера без выдержки времени, если сработал пусковой орган этой защиты и абсолютное значение тока данного фидера больше, чем абсолютное значение тока смежного фидера;

- защита ДЗ2 данного фидера подает команду на отключение выключателя своего фидера с выдержкой времени 0,3 с, если сработал пусковой орган этой защиты, а абсолютное значение тока данного фидера примерно равно или меньше абсолютного значения тока смежного фидера.

На рисунке 11 приведена узловая схема питания двухпутного участка, на каждом из выключателей которой установлена многоступенчатая селективная релейная защита, рассчитанная в соответствии с п.п. 4.1−4.10. Защита ДЗ2 выключателей QA1 и QA2, QПA1 и QПA2, QПВ1 и QПВ2, QВ1 и QВ2 оборудована поперечной взаимной связью.

Пусть КЗ произошло в точке К1, расположенной вблизи выключателя QПA1. При этом КЗ должны отключиться выключатели QA1 и QПA1. Токовая отсечка ТО и ступень ДЗ1 защиты выключателя QA1 сработать не могут, поскольку точка К1 находится за пределами зоны их действия. При отсутствии поперечной логической связи защит выключатель QA отключается своей защитой ДЗ2 с выдержкой времени.

При наличии поперечной логической связи защит произойдет следующее. Поскольку точка К1 находится вблизи шин поста секционирования, то токи выключателей QA1 и QA2 оказываются примерно одинаковыми, пусковые органы защит ДЗ2 на обоих выключателях одновременно срабатывают и начинается отсчет выдержки времени. Однако КЗ в точке К1 является близким для защиты выключателя QПA1 и он отключается без выдержки времени токовой отсечкой. После отключения выключателя QПA1 составляющая тока КЗ, протекавшая ранее через выключатель QA2, исчезнет и защита этого выключателя возвращается в исходное состояние.

Теперь для выключателя QA1 соблюдается условие: через него протекает ток КЗ, пусковой орган защиты ДЗ2 этого выключателя сработал, пусковой орган защиты ДЗ2 выключателя QA2 находится в состоянии несрабатывания, ток выключателя QA1 больше тока выключателя QA2. При этих условиях поперечная логическая связь первой или второй разновидностей обеспечивает отключение выключателя QA1 без выдержки времени, начиная с момента возврата пускового органа защиты QA2 в исходное состояние или снижения тока выключателя QA2 до величины, меньшей чем ток выключателя QA1.

При отсутствии поперечной логической связи защит при КЗ в точке К1 (рисунок 11) выключатель QA1 отключается защитой ДЗ2 с выдержкой времени 0,3 с. С учетом собственного времени отключения выключателя общее время отключения КЗ составляет от 0,36 до 0,38 с.

Рисунок 11 − Схема питания двухпутного участка

При наличии поперечной логической связи защит при КЗ в точке К1 выключатель QA1 отключается каскадно, т.е. после отключения выключателя QПA1. Общее время отключения КЗ при этом снижается до значений от 0,16 до 0,20 с, что существенно уменьшает возможность пережога проводов контактной сети дугой в месте КЗ.

Структурные схемы поперечных связей защит приведены в п. 6.3.