ИЭ / 9 сем (станции+реле) / Экзамен / РЗ 9

токовых направленных и дистанционных защит с относительной селективностью. С другой стороны, рассматриваемые защиты не используются как единственные на элементе, так как не могут работать в качестве резервных при КЗ на смежных элементах и поэтому сочетаются с защитами, обладающими относительной селективностью. Необходимо отметить, что в защитах с косвенным сравнением величин используются те же типы органов тока и направления мощности, что и в описанных ранее защитах с относительной селективностью. Поэтому иногда эти элементы принимаются для защит общими.

Назначение.

В высоковольтных сетях сложных схем соединений, а также на линиях электропередачи, связывающих электрические системы, когда более простые типы защиты не обеспечивают отключения без выдержки времени всех междуфазных коротких замыканий, вызывающих понижение напряжения в месте установки защиты ниже 60% от нормального, в качестве основной защиты от всех видов коротких замыканий применяется высокочастотная защита.

Применение высокочастотной защиты не лимитируется дальностью электропередачи, причем в качестве высокочастотных каналов используются обычно линии высокого напряжения.

Принцип действия защиты с высокочастотной блокировкой заключается в том, что при помощи токов высокой частоты сравниваются направления мощностей или токов по концам линии электропередачи. При внешних коротких замыканиях благодаря передаче токов высокой частоты с одного конца неповрежденной линии на другой ее конец защита блокируется. При повреждении же в пределах защищаемой линии ток в высокочастотном канале отсутствует либо имеет такой характер, при котором защита действует на отключение.

Область применения

Многолетний опыт эксплуатации различных высокочастотных защит

251

подтвердил их высокие качества, в силу которых они и являются в настоящее время основным видом защиты линий электропередачи 110 кВ и выше,

входящих в электрические системы сложной конфигурации, в которых требуемая быстрота отключения повреждений не может быть обеспечена более простыми способами.

Защиты по принципу действия могут применяться в сетях любой конфигурации с любым числом источников питания. Их работа рассматривается на примере сети на рис. 7.2. Полукомплекты защиты,

включающие органы направления мощности (в общем случае двустороннего действия), устанавливаются с обеих сторон каждого участка.

Защита срабатывает, если полные мощности КЗ на обоих концах участка направлены от шин в линию (для мощностей нулевой и обратной последовательностей - от линии к шинам), что характерно только для поврежденного участка. На неповрежденных участках сети мощности КЗ с одной стороны обязательно направлены к шинам и их защиты не срабатывают,

хотя с другой стороны мощности направлены от шин. Такое действие защит обеспечивается за счет наличия логической связи между их полукомплектами,

осуществляемой по каналам связи.

Рисунок 5 – Сеть с двусторонним питанием, защищаемая направленными продольными защитами

В зависимости от характера использования каналов защиты разделяются на две группы: с разрешающими сигналами (РС), когда приходящий с противоположной стороны сигнал разрешает отключение, и блокирующими сигналами (БС), когда приходящий с противоположной стороны сигнал,

252

наоборот, препятствует отключению. При этом имеется в виду, что сигнал может подаваться как появлением в канале нормально отсутствующего в нём тока (НО), так и нормально присутствующим в нём током (НП). В результате сравниваются четыре основных вида сигналов в канале: РС с НО или НП и БС с НО или НП.

253

Принципиальная схема ВЧ канала связи

Принципиальная схема высокочастотного канала, выполненного по

системе фаза-земля, показана на Фиг. 7-1.

Ток высокой частоты генерируется высокочастотным передатчиком,

который обычно устанавливается в помещении щита управления станции или подстанции и передается по высокочастотному кабелю ВК через фильтр присоединения ФП и конденсатор связи КС в провод высоковольтной линии.

Фильтр присоединения, служащий связующим звеном между высокочастотным кабелем и конденсатором связи, образует совместно с последним полосовой фильтр, имеющий некоторую полосу пропускания.

Кроме того, фильтр присоединения осуществляет согласование входного сопротивления высокочастотного кабеля с входным сопротивлением линии электропередачи.

Разрядник Р, включенный параллельно линейной обмотке фильтра присоединения, предохраняет высокочастотный кабель и приемо-передатчик

от попадания на них высокого напряжения. 254

Во избежание утечки токов высокой частоты за пределы защищаемой линии (к шинам станции или подстанции) по концам линии устанавливаются высокочастотные заградители ВЗ, представляющие резонансные контуры,

обладающие большим сопротивлением для токов высокой частоты и малым сопротивлением для токов промышленной частоты.

Токи высокой частоты, передаваемые по линии, поступают в приемник,

который, воздействуя на релейную часть защиты, блокирует ее или разрешает действовать на отключение.

Структурные схемы защит с разрешающим и блокирующим

сигналом, нормально присутствующим и нормально отсутствующим

сигналом

В зависимости от характера использования каналов защиты разделяются на две группы: с разрешающими сигналами (РС), когда приходящий с противоположной стороны сигнал разрешает отключение, и блокирующими сигналами (БС), когда приходящий с противоположной стороны сигнал,

наоборот, препятствует отключению.

255

При этом имеется в виду, что сигнал может подаваться как появлением в канале нормально отсутствующего в нем тока (НО), так и нормально присутствующим в нем током (НП).

В результате сравниваются четыре основных вида сигналов в канале:

РТС с НО или НП или БС с НО или НП. Соответствующие им структурные схемы приведены на рис. 5-5. Основными в них являются органы направления мощности ОНМ, выполняемые измерительными реле направления (знака)

мощности. В схемах предусмотрены также отдельные пусковые органы ПО,

которые в некоторых исполнениях могут отсутствовать (показано ниже), а их функции могут выполняться теми же реле направления мощности. В

изображенных схемах пусковые органы фиксируют возникновение кКЗ.

Схема на рис. 5-5, а) соответствует РС с НО. При КЗ в системе работают пусковые органы ПО, а с тех концов участков, где мощность КЗ направлена от шин, - и органы направления мощности ОНМ, посылающие РС на противоположную сторону. Отключается только поврежденный участок при

256

двустороннем питание.

Схема на рис. 5-5, б) соответствует РС с НП. Для нее применен ОНМ двустороннего действия. При отсутствии к. з. в канале имеется ток, так как не срабатывают ПО, и нет сигнала на входе элемента «НЕ». Поэтому с противоположного конца приходит разрешающий сигнал. При к. з. на поврежденном участке РС не снимается (ОНМ действует на элемент «И», а не на элемент «НЕ») и защита действует на отключение. При внешнем КЗ со стороны, где мощность КЗ направлена к шинам, ОНМ действует на элемент

«НЕ» и снимает РС, посылаемый на противоположную сторону. Для исключения срабатывания защиты при внешних КЗ со стороны, где мощность КЗ направлена от шин (ОНМ действует на элемент «И»), РС должен быть снят своевременно, до ее срабатывания. Для снятия РС используются более чувствительные ПО (на схеме не показаны), чем для отключения. Схема может работать и при одностороннем питании.

Схема на рис. 5-5, в) соответствует БС с НО. Она также имеет ОНМ двустороннего действия. При КЗ на защищаемом участке БС вообще не создается. При внешних КЗ с той стороны, где мощность КЗ направлена к шинам, ОНМ посылает в линию БС, поступающий на элемент «ЗАПРЕТ» противоположного конца. Для обеспечения блокировки БС должен быть принят своевременно. Для посылки БС используются более чувствительные пусковые органы, чем для отключения.

Схема на рис. 5-5, г соответствует БС с НП. При отсутствии КЗ не работает ПО, отсутствует сигнал на входе элемента «НЕ», а поэтому есть сигнал на его выходе - нормально присутствует ток в канале связи, а

следовательно, и в запрещающем входе элемента «ЗАПРЕТ». При КЗ. на защищаемом участке срабатывают ПО и ОНМ, появляется сигнал на входе элемента «НЕ» и исчезает БС. При внешнем КЗ с той стороны, где мощность КЗ направлена к шинам, ОНМ не действует на элемент «НЕ», поэтому на противоположный конец продолжает подаваться БС. Схема без

дополнительных мероприятий не работает при одностороннем питании, так

257

как с приемной стороны не срабатывает ПО и не снимает БС. Необходимо отметить, что при выполнении схем с НП токами относительно просто производится постоянно действующий контроль исправности канала. Для схем с НО токами обычно производится только периодическая

(автоматическая или ручная) проверка канала. С другой стороны, наличие НП тока может быть нежелательно по условиям длительного влияния на другие каналы (ВЧ) и по другим причинам.

Вывод из рассмотрения разных схем:

1.Для защит с ВЧ каналами целесообразно применение блокирующих сигналов, передаваемых по неповрежденным участкам (см. рис. 7.2) и

предотвращающих срабатывание полукомплектов защиты, через которые мощность КЗ направлена от шин в линию. На поврежденном участке, где канал может быть нарушен, БС не требуется. Это исключает отказы защит поврежденного участка, если ВЧ сигнал не проходит через место КЗ (что было бы при РС). Схемы целесообразно строить с нормально отсутствующим током

вканале, что обеспечивает работу как при одностороннем, так и при двустороннем питании.

2.При применении проводных и радиоканалов могут быть использованы как блокирующие, так и разрешающие отключения сигналы. Последние иногда используются как дополнительные к дистанционным защитам и токовым направленным защитам нулевой последовательности в сетях сверхвысоких напряжений.

258

25. Защиты с косвенным сравнением электрических сигналов с ВЧ каналом. Выбор пусковых и отключающих органов. Схема с пуском от ненаправленных пусковых органов. Схема с пуском, контролируемым ОНМ. Схема с пуском, осуществляемым самим ОНМ. [Л2 7.1-7.5] только для групп РЗА

Примечание. Схемы выучиваем, они не будут предоставлены на эк-

замене.

Токовыми и направленными защитами с косвенным сравнением элек-

трических величин называются защиты с абсолютной селективностью, осно-

ванные на сравнении электрических величин по концам защищаемой линии или на линиях, присоединенных к общим шинам, посредством передаваемых по каналам связи сигналов от срабатывающих измерительных органов (ИО).

Защиты делятся на продольные (сравнивают величины по концам защи-

щаемого участка) и поперечные (сравнивают величины на разных элементах одной электроустановки).

Поскольку защиты обладают абсолютной селективностью, они выпол-

няются без выдержки времени.

Примеры:

1. Токовые продольные защиты с блокировкой (ЛЗШ)

На рис. 1 показана цепочка одиночных линий с односторонним пита-

нием.

Рисунок 1. Принцип работы токовой продольной защиты с блокировкой

259

С питающих сторон линий включаются максимальные пусковые органы тока (ОТ). На первом элементе они образуют МТЗ без выдержки времени. Для того чтобы вышестоящие защиты могли работать без выдержки времени, они выполняются так, что могут срабатывать при отсутствии блокирующего сиг-

нала (x2) от предыдущей защиты, т.е. защиты соседних участков связаны опе-

ровку, (защиты 1 и 2) выбираются больше максимальных рабочих токов защи-

щаемых участков без учета запуска потребителей (в режимах запуска защиты будут заблокированы) и должны согласовываться по чувствительности:

с.з. > с.з.( −1) . Для обеспечения блокировки вышестоящие защиты имеют небольшое замедление (на рис. 1 не показано).

Данная защита не может работать как резервная при КЗ на предыдущем участке, поэтому схема дополняется органами выдержки времени (ОВ), рабо-

тающими в обход схеме ЗАПРЕТ. Выдержки времени этих органов выбира-

ются по ступенчатому принципу. Токи срабатывания выбираются так же, как для МТЗ.

2. Направленные продольные защиты

Могут применяться в сетях любой конфигурации с любым числом ис-

точников питания. На рис. 2 показана сеть с двусторонним питанием, защища-

емая направленными продольными защитами.

Рисунок 2. Сеть с двусторонним питанием, защищаемая направленными про-

дольными защитами Полукомплекты защиты, включающие органы направления мощности (в

общем случае двустороннего действия), устанавливаются с обеих сторон каж-

дого участка.

260