2. Критерий выбора типа защиты высоковольтных линий

Выбор типа защиты воздушных линий (ВЛ) определяется необходимой скоростью устранения КЗ. Как уже говорилось, в сетях 330÷500 кВ в качестве основных защит применяются защиты с абсолютной селективностью, устраняющие любое КЗ без выдержки времени.

В сетях 110÷220 кВ быстродействия защиты может потребовать обеспечение устойчивой работы энергосистемы, либо питание ответственных потребителей, не допускающих длительного перерыва в электроснабжении. Если предварительный расчет устойчивости не был произведен, то на стадии проектирования ПУЭ рекомендует использовать в качестве критерия уровень остаточного напряжения на шинах, от которых питаются межсистемные связи и ответственные потребители.

В соответствии с пунктом 3.2.106 все трехфазные КЗ, которые вызывают снижение напряжения на указанных шинах ниже , должны отключаться без выдержки времени. На рис.1 приведена зависимость остаточного напряжения на шинах подстанции А от места трехфазного КЗ на линии.

Рис. 1. Зависимость остаточного напряжения на шинах подстанции А от

места КЗ на линии АВ

Остаточное напряжение на шинах находится как падение напряжения на участке от шин А до точки КЗ от тока :

Участок линии, в пределах которого трехфазные КЗ вызывают посадку напряжения ниже называют зоной . Все в этой зоне должны отключаться без выдержки времени. Эта зона должна перекрываться первой ступенью токовой (дистанционной) защиты. Если этого не удалось обеспечить, то на линии с двухсторонним питанием рекомендуется применять высокочастотную защиту. На радиальных линиях с односторонним питанием отключение КЗ без выдержки времени можно обеспечить путем ускорения второй ступени защиты в цикле АПВ (поочередное АПВ).

3. Направленные токовые защиты

3.1. Потребность в органах направления мощности

В сетях с двухсторонним питанием и кольцевых сетях токовые защиты часто приходится делать направленными. Направленными называются такие защиты, которые способны отличить КЗ на защищаемой линии от КЗ в питающей ее части сети по направлению тока. Так, на рисунке 2 защита 4 должна срабатывать при КЗ на линии ВС (точка К3) и не должна срабатывать в точках К1 и К2, которые по отношению к этой защите называют короткими замыканиями «за спиной».

Рис. 2. Условия согласования защит в сети с двухсторонним питанием

Направленность защиты обеспечивается установкой дополнительного органа, реагирующего на угол между вектором тока, протекающего через защиту, и вектором напряжения на шинах подстанции (рис.3).

Рис. 3. Влияние места КЗ на угол между током КЗ через защиту и

напряжением на шинах

Такое реле называют реле направления мощности . Его контакты включаются по схеме «И» с контактами реле тока (рис.4).

Рис. 4. Схема направленной токовой защиты

Направленной необходимо выполнять защиту (на рис.2 защита 4), если она не согласованна с защитами «за спиной» (защиты 2 и 3). Мгновенную токовую отсечку (МТО) защиты 4 делают направленной, если ее ток срабатывания не отстроен от тока через защиту при КЗ на шинах В. Максимальную токовую защиту (МТЗ) комплекта 4 надо делать направленной, если она не отстроена по времени от МТЗ 2 и 3. Токовую отсечку с выдержкой времени (ТОВВ) комплекта 4 необходимо сделать направленной, если она не отстроена по току от токовых отсечек защит 2 и 3, с которыми она согласованна по времени.