11.16. Выполнение схем дистанционных защит

В электрических сетях с напряжением 110 кВ и выше, рабо­тающих с глухозаземленными нейтралями, практически на всех линиях устанавливается дистанционная защита, рассчи­танная на действие при междуфазных КЗ. Для отключения одно- и двухфазных КЗ на землю используется более простая токовая направленная защита, реагирующая на составляющие тока и напряжения нулевой последовательности. Эти защиты в большинстве случаев выполняют функции резервных за­щит. В качестве основной защиты широко используются диф­ференциально-фазная и направленная высокочастотные за­щиты (см. гл. 13), а на коротких линиях - токовые дифферен­циальные защиты (см. гл. 10). Опыт эксплуатации показал, что такой принцип защиты высоковольтных линий электропереда­чи обеспечивает высокую надежность их защиты и работы энергосистем. Однако применение новых прогрессивных методов построения защит на базе процессорной техники может расширить использование дистанционного принципа для защиты линий и от однофазных КЗ на землю.

Ниже в качестве примера кратко рассмотрены наиболее pacпространенные в отечественной практике дистанционные за-1 щиты типа ЭПЗ-1636 и ШДЭ-2801 (на ИМС).

Дистанционная защита панели ЭПЗ-1636 выполняется трехступенчатой с реле, реагирующими на полное сопротивление Z (устройство PC рассмотрено в §11.8). На рис. 11.41 представлены цепи переменного тока и напряжения защиты. Защита содержит шесть направленных реле сопротивления с круговыми характеристиками, проходящими через начало координат. Три реле 1РС-ЗРС комплекта ДЗ-2 выполняют функции дистан­ционного органа I и II ступеней. |

В целях сокращения числа сложных реле три PC комплекта ДЗ-2 в нормальном режиме имеют уставку срабатывания I ступени Z_c.pI. При КЗ, по истечении времени действия I ступени уставка автоматически изменяется на Z_c.pII контактами промежуточного реле 1РП. Последнее приводится в действие при КЗ PC III ступени (как показано на рис. 11.41 и 11.42) и работает с замедлением 0,1-0,2 с.

Реле сопротивления комплекта КРС-1 выполняют функ­ции пускового органа и III ступени защиты. Для этих реле име­ется возможность получения эллиптической характеристики и смещения характеристик в III квадрант для надежной рабо­ты при КЗ в начале линии. Реле сопротивления обоих комплектов (см. §11.5) включены на разность токов двух фаз и на соответствующие междуфазные напряжения (на петлю КЗ). Для устранения мертвой зоны, с учетом возможного смещения характеристики в I или III квадрант (из-за неравенства парамет­ров трансреакторов и резисторов R13 и R27), к реле сопротивле­ния дистанционного органа дополнительно подводится на­пряжение третьей, свободной фазы (см. § 11.8 и рис. 11.18).

На панели также предусмотрено два блокирующих устрой­ства: блокировка при нарушениях в цепях напряжения, входя­щая в комплект ДЗ-2; блокировка при качаниях типа КРБ-126 или 125.

Цепи логической схемы трехступенчатой ДЗ из-за сложности представлены в упрощенном виде на рис. 11.42.

На схеме показаны контакты трех PC, входящих в комплект КРС-1, выполняющие функции ДО III ступени и ПО ДЗ. При КЗ контакты этих PC замыкаются и приводят в действие реле 2ПР. Это реле является повторителем ПО. Своими контактами оно производит уставку на пуск реле времени 1РВ и 2РВ.

Реле времени 1РВ с двумя контактами (проскальзывающим и упорным) создает выдержку времени II ступени (и), реле2РВ обеспечивает выдержку времени III ступени.

Устройство блокировки при качаниях КРБ, установленное на панели, блокирует (не разрешает работать) I ступень защиты контактами 1РП₄, разомкнутыми в нормальных условиях, и II ступень; если t < 1 1,5 с, - контактами1PП₆, также разомк­нутыми в нормальном режиме.

КРБ разрешает работать с t < 1,5 с I и II ступеням защиты только при КЗ, когда появляется, хотя бы кратковременно, составляющая тока обратной последовательности, вызываю­щая срабатывание реле РТ обратной последовательности (см. рис. 11.41).

Одновременно промежуточное реле ЗРП устройства КРБ (рис. 11.42) подает контактами ЗРП₂ плюс к PC ДО I и II комп­лекта ДЗ-2 и комплекта КРС-1, выполняя этим функции пуска защиты на время до возврата блокировки в состояние готовности к повторному действию (на 6-9 с достаточное для срабатывания резервной ступени ДЗ);

в качестве выходного реле защиты служит 4РП, имеющее рабочую 4РП_Р и удерживающую 4РП_у обмотки. На рабочую об­мотку этого реле без выдержки времени действует I ступень и с соответствующими выдержками времени II и III ступени;

удерживающая обмотка используется в цепи отключения;

при неисправности в цепях ТН блокировка при нарушениях в цепях напряжения, предусмотренная в комплекте ДЗ-2, подает сигнал; защита при этом не выводится из действия, так как использован токовый пуск от КРБ-126. В случае необ­ходимости защита может быть выведена из работы специаль­ным отключающим устройством (на схеме не показано);

в схеме предусмотрено ускорение II и III ступеней защиты при действии АПВ контактом реле ускорения 1РПУ₁ и 6РП на рис. 11.42;

панель поставляется заводом с PC всех ступеней, имеющих в качестве РО нуль-индикаторы на ОУ, для которых устанав­ливается блок питания ± 15 В.

Таким образом, ДЗ на панели ЭПЗ-1636 обеспечивает мгно­венное отключение междуфазных КЗ в пределах I ступени (0,85 длины защищаемой линии) и резервирование с выдерж­ками времени II и III ступеней отключений междуфазных КЗ на следующем участке. В настоящее время эта ДЗ практиче­ски используется на большинстве линий ПО, 220 кВ в энерго­системах России. Подробное описание дистанционной защи­ты панели ЭПЗ-1636 дано в [59]. Помимо рассмотренной выше трехступенчатой дистанционной защиты от междуфазных КЗ, панель типа ЭПЗ-1636 содержит:

токовую двухрелейную отсечку, действующую без выдержки времени - от междуфазных КЗ;

четырехступенчатую токовую направленную защиту нуле­вой последовательности - от КЗ на землю;

два трехфазных токовых реле, используемых в схеме устрой­ства резервирования отказа выключателей (УРОВ) - для конт­роля наличия тока в защищаемой линии.

По разработке института "Энергосетьпроект" в настоящее время завод выпускает панель типа ЭПЗ-1636м (модернизи­рованную), содержащую те же защиты, но разделенные на два комплекса.

В первый комплекс входит:

двухступенчатая дистанционная защита типа ДЗ-2 (I и II ступени);

блокировка при качаниях типа КРБ-126 (КРБ-125);

одноступенчатая токовая защита нулевой последовательно­сти (IV ступень).

Во второй комплекс входит:

токовая отсечка типа КЗ-9;

одноступенчатая дистанционная защита типа КРС-1, выпол­няющая функции III ступени;

трехступенчатая защита нулевой последовательности типа КЗ-10.

Питание цепей переменного тока каждого комплекса мо­жет осуществляться от отдельных групп ТТ, питание цепей напряжения - посредством отдельных кабелей от панели ТН, а питание оперативных цепей - через отдельные автоматиче­ские выключатели.

Преимуществом такого деления является возможность взаимного резервирования по цепям одного комплекса другим.

В сетях с изолированной нейтралью или заземленной через ДГР 35 кВ, имеющих двустороннее питание и кольцевые свя­зи, применяются, как правило, дистанционные защиты двух-и трехступенчатые с односистемным ДО и пусковыми токо­выми реле (панель типа ПЗ-152), а на линиях с малыми значе­ниями токов КЗ применяются ДЗ с пусковыми реле полного сопротивления (панель типа ПЗ-153). Вместо ДЗ серии ПЗ в настоящее время завод выпускает дистанционную защиту на ИМС типа БРЭ-2701 с токовым пусковым органом, реагирую­щую на все виды КЗ, включая двойные замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью.