Материал: Lekcija_No_3

Токи и времена срабатывания вторых ступеней защит (ТО с выдержкой времени) отстраиваются от токов и времени срабатывания первых ступеней защит предыдущего участка сети:

Параметры срабатывания третьих ступеней защит (МТЗ) определяется как у обычной максимальной токовой защиты.

Чувствительность вторых ступеней защит определяется минимальным током к.з. в конце защищаемой линии и считается приемлемой, если

Кч≥1,3÷1,5.

Очевидно, что при к.з. на линии будет действовать первая (при к.з. в начале линии) или вторая (при к.з. в конце линии) ступень защиты, а третья ступень будет выполнять функции резервной защиты при повреждениях на соседних (следующих) участках сети.

Выводы:

1.Токовые защиты со ступенчатой характеристикой выдержки времени, представляющие собой сочетание токовых отсечек и максимальной токовой защиты обеспечивают быстрое отключение к.з. на защищаемой линии.

2.Токовые ступенчатые защиты нашли широкое применение для защиты от междуфазных к.з. в радиальных высоковольтных сетях напряжением до 35 кВ с односторонним питанием.

3.По принципу действия ступенчатые токовые защиты не обеспечивают требование селективности в кольцевых сетях и сетях с несколькими источниками питания.

1.7.Токовые направленные защиты линий

Необходимость в применении направленных защит возникает в кольцевых сетях, в сетях с 2-х сторонним питанием и, особенно в сложных сетях с несколькими источниками питания, так как простые (ненаправленные) токовые защиты в большинстве случаев не обеспечивают необходимую селективность. Защиты в таких сетях должны не только реагировать на появление тока к.з., но и для обеспечения селективности должны также учитывать направление (знак) мощности к.з. в защищаемой линии (фазу тока в линии относительно напряжения на шинах).

Действительно, в сетях с 2-х сторонним питанием (рис. 3-15) направление тока

и мощности к.з. зависит от места возникновения к.з. и может иметь два противоположных направления. Например, при к.з. в точке К1 через защиту 5 проходит ток IК1В от источника питания В к точке к.з. При к.з. в точке К2 ток IК2А, проходящий через защиту 5, направлен от источника А и противоположен току IК1В.

Рис.3 15. Схема сети с 2 х сторонним питанием и размещение защит.

Исходя из векторной диаграммы, представленной на рис. 3-16, в первом случае, ток IК1 отстаёт от напряжения на шинах UШ подстанции 3 на угол ϕК1, а мощность к.з. положительна и направлена от шин в линию, то во втором случае ток IК2 имеет противоположное направление (сдвинут относительно тока IК1 на 1800) и соответствующая ему мощность к.з. отрицательна и направлена из линии к шинам.

Рис.3 16. Векторная диаграммы токов и напряжений в месте установки защиты 5 (рис. 4 1) при к.з. в точках К1 и К2.

Таким образом, определяя направление мощности к.з., проходящей по линии, можно выявить, где возникло к.з. – на защищаемой линии или на других присоединениях, отходящих от шин данной подстанции.

На основании изложенного, направленной называется защита, действующая

только при определённом направлении (знаке) мощности к.з.

Направленные защиты для обеспечения селективности в сетях с 2-х сторонним питанием должны устанавливаться с обеих сторон каждой линии и действовать при направлении мощности от шин в линию, а выдержки времени защит, работающих при одном направлении мощности, должны согласовываться между собой по ступенчатому принципу, нарастая по направлению к источнику питания, от тока которого они действуют.

Максимальная токовая направленная защита

Защита, реагирующая на значение тока и направление (знак) мощности к.з., называется максимальной токовой направленной защитой.

Защита должна приходить в действие при соблюдении 2-х условий: ток превышает заданное значение (уставку тока срабатывания); знак мощности к.з. соответствует к.з. в защищаемом направлении.

Орган, определяющий знак мощности к.з. называется органом направления мощности.

Кроме измерительного органа (реле тока), органа направления мощности (реле направления мощности), защита имеет орган выдержки времени (реле времени).

Упрощенная схема максимальной токовой направленной защиты представлена на рис. 3-17, а.

Рис.3 17. Упрощённая схема максимальной токовой направленной защиты.

В качестве реле направления мощности могут применяться электромеханические реле или реле на полупроводниках. Поведение этих реле зависит от знака проведённой к зажимам реле мощности:

SP = UP IP Sin (α -ϕP)

где:

αимеет постоянную величину, равную 0, 900 или α1 (900>α1 >0)

Реле направления мощности в схемах максимальных токовых направленных защит могут подключаться к токовым цепям и цепям напряжения по различным схемам так как мощность, подводимая к реле SP может иметь недостаточную для срабатывания реле величину (при близких к.з. за счёт снижения напряжения UP или при неблагоприятных

значениях угла ϕР когда Sin (α-ϕP)равен или близок к нулю).

Наибольшее применение нашли так называемые 90-градусные и 30-градусные схемы подключения реле направления мощности. (Схемы условно именуются по углам

ϕp между током и напряжением, подведённым к реле в симметричном 3-х фазном

режиме при условии, что токи в фазах совпадают с одноименными фазными напряжениями). В таблице 3-2 даны указания по различным сочетаниям токов и напряжений применительно к схеме включения реле направления мощности, представленной на рис. 3-18. На этом же рисунке представлены векторные диаграммы токов и напряжений при 90 и 30 градусным схемам подключения реле направления мощности.

Рис.3-18. Схема включения реле направления мощности и векторные диаграммы токов и напряжений, подводимых к реле:

а) при 90-градусной схеме; б) при 30-градусной схеме.

Следует иметь ввиду, что реле направления мощности включенные на ток неповреждённых фаз может действовать неправильно, поэтому в схемах направленных токовых защит применяют пофазный пуск, принцип действия которого заключается в том, что пусковые реле разрешают замыкать цепь на отключение только реле мощности включённым на токи повреждённых фаз. Схема максимальной токовой направленной защиты с пофазным пуском приведена на рис. 3-19.

Рис.3 19 Схемая максимальной направленной защиты с пофазным пуском.