Направленная токовая защита линий.

Направленная токовая защита (НТЗ) при КЗ должна реаги­ровать на значение тока и направление мощности в повреж­денных фазах защищаемой ЛЭП. Структурная (функциональ­ная) схема НТЗ, наиболее часто применяемая и показанная на рис. 7.2, состоит из трех основных элементов (органов): два пусковых реле тока КА (органы тока), которые срабатывают при появлении тока КЗ и выдают сигнал, разрешающий РЗ действовать; два реле направления мощности KW (органы на­правления мощности - OHM), которые срабатывают при направ­лении мощности от шин в ЛЭП и подают сигнал, разрешающий РЗ действовать. Если же мощность направлена к шинам, то ре­ле KW выдают сигнал, блокирующий действие РЗ; логической схемы (органы логики), которая действует по заданной программе:

получив сигнал о срабатывании органа тока, OHM формирует сигнал о срабатывании РЗ, который с заданной вы­держкой времени поступает на ЭО выключателя и производит его отключение. Пусковое реле тока КА включают на ток фазы ЛЭП, а реле направления мощности (РHМ) - на ток той же фазы и соответствующее междуфазное напряжение (рис. 7.3). Поведение РHМ определяется знаком мощности, подведенной к его зажимам: S_p = U_рI_р5sin( - _р), (7.1) где а - угол сдвига между напряжением и током в цепи напря­жения реле (угол внутреннего сдвига); _р - угол сдвига между U_p и I_p.

При КЗ на защищаемой ЛЭП S_p положительно (+ S_p), и РНМ разрешает НТЗ действовать на отключение.

При КЗ на защищаемой ЛЭП W1 (см. рис. 7.1) или на следу­ющем за ней участке W2 реле КА и KW, приходя в действие, подают сигналы на вход И (рис. 7.2). На выходе элемента И по­является сигнал, который приводит в действие КТ (рис. 7.2 и 7.4). Через заданное время на выходе КТ появляется сигнал, действующий на исполнительный элемент KL, подающий ко­манду на отключение выключателя. При КЗ на других при­соединениях данной подстанции (W2 на рис. 7.1) КА срабаты­вает, если I_к > I_с.з, но так как KW не работает, элемент И, а следовательно, и НТЗ в целом не действуют.

Рассматриваемая схема может быть реализована с помощью как контактных, так и бесконтактных реле.

Оперативная схема действия контактных (электромехани­ческих) реле показана на рис. 7.4.

В нормальном режиме, если мощность нагрузки направлена от шин в ЛЭП, РНМ может сработать. Для исключения при этом срабатывании НТЗ ее пусковой орган КА необходимо отстраи­вать от тока нагрузки (I_с.з > I_{н max}).

При качаниях в энергосистеме НТЗ может работать ложно, если ток качания окажется больше I_с.з, мощность S_p на зажи­мах KW будет направлена от шин в ЛЭП, а период качаний будет больше выдержки времени НТЗ. Для исключения дей­ствия НТЗ при качаниях ее время действия должно быть боль­ше 1 с.

Анализируя действия НТЗ, установленных в кольцевой се­ти (см. рис. 1.1,6), следует иметь в виду возможную каскадность ее действия, т. е. последовательное срабатыва­ние РЗ и отключение выключателей, установленных по кон­цам защищаемой ЛЭП. Так, например, при КЗ в точке К1 из­мерительные органы РЗ 6, установленной на ПС III, удаленной от источников питания, могут не подействовать в первый мо­мент возникновения повреждения из-за недостаточной чув­ствительности. После же отключения поврежденной ЛЭП со стороны ПС I ток, протекающий от ПС III, увеличится и РЗ 6 по­действует каскадно, ликвидируя КЗ в точке К1.