1.2. Основные требования, предъявляемые к устройствам релейной защиты

Требования к УРЗ от повреждений и к УРЗ, реагирующим на ненормальные режимы, имеют некоторые различия, поэтому они рассматриваются раздельно.

Защита от повреждений должна удовлетворять четырем основным требованиям: действовать селективно, быстро, обладать необходимой чувствительностью к повреждениям и надежно выполнять свои функции.

Селективность. Селективностью, или избирательностью, УРЗ называется его способность отключать только поврежденный участок сети. Так, при КЗ в точке К1 (рис. 1.1) УРЗ должно отключать поврежденную ЛЭП W3 выключателем Q2, ближайшим к месту повреждения. При таком действии УРЗ электроснабжение всех потребителей, кроме питавшихся от поврежденной ЛЭП W3, сохраняется. В случае КЗ в точке К2 при селективном действии УРЗ должна отключаться поврежденная ЛЭП W1 выключателями Q3 и Q4, а ЛЭП W2 оставаться в работе. При этом все потребители сохраняют питание.

Рис. 1.1. Селективное отключение короткого замыкания в сети

Быстрота действия. Отключение КЗ должно производиться с возможно большей быстротой для ограничения размеров разрушения в месте повреждения, обеспечения термической стойкости оборудования, кабельных и воздушных ЛЭП и сохранения устойчивости параллельной работы генераторов электростанций.

Для сохранения устойчивости энергосистем требуется весьма малое время отключения КЗ. На ЛЭП 750 – 1150 кВ междуфазные КЗ необходимо отключать через после их возникновения, на ЛЭП 330 – 500 кВ - за , на ЛЭП 110 – 220 кВ - за .

В распределительных сетях 6 – 35 кВ, удаленных от основных ЭС, допускается отключение КЗ с временем .

В качестве приближенного критерия необходимости применения быстродействующих УРЗ ПУЭ рекомендует определять остаточное напряжение на шинах ЭС и узловых ПС при трехфазных КЗ в конце защищаемого участка. Если остаточное напряжение получается ниже 60% номинального, то для сохранения устойчивости следует для быстрого отключения повреждения применять быстродействующее УРЗ.

Чувствительность. УРЗ должно обладать достаточной чувствительностью при возникновении КЗ в пределах зоны его действия. Так, например, УРЗ АК1 (рис. 1.2) должно отключать повреждения на участке АВ (первом - основном), защищаемом АК1, и, кроме того, иметь достаточную чувствительность для действия при КЗ на следующем (втором - резервируемом) участке ВС, защищаемом АК2. Последняя функция АК1 называется дальним резервированием. Такое резервирование необходимо для отключения КЗ в том случае, если УРЗ второго участка АК2 или выключатель Q2 не подействуют из-за неисправности. Таким образом, УРЗ АК1, предназначенное для дальнего резервирования, должно быть чувствительным и к КЗ в конце следующего участка ВС.

Рис. 1.2. Зоны действия устройств релейной защиты

Надежность. Требование надежности состоит в том, что УРЗ должно безотказно работать при повреждении в пределах установленной для него зоны и не должно работать неправильно, когда работа его не предусматривается. Отказ в работе или неправильное действие УРЗ приводят к дополнительному нарушению электропитания потребителей, а иногда к авариям системного значения. Например, при КЗ в точке К1 (рис. 1.3) и отказе АК1 или выключателя Q1 сработает АК3, в результате чего дополнительно отключаются подстанции С и D, а при неправильной работе АК4 в нормальном режиме отключится ЛЭП W4, и потребители подстанций B – Е потеряют питание.

Надежность УРЗ обеспечивается простотой и надежностью применяемых конструкций и схем реле, а также качеством изготовления вспомогательной аппаратуры и монтажных материалов. Важное значение для надежности УРЗ имеет автоматический и тестовый контроль за его исправностью.

Защита от ненормальных режимов также должна обладать селективностью, чувствительностью и надежностью. Быстрота действия от них, как правило, не требуется. Отключение оборудования при ненормальном режиме должно производится только тогда, когда создается опасность его повреждения. Если устранение ненормальных режимов может произвести дежурный персонал с соблюдением допустимого времени, то УРЗ от ненормальных режимов может выполняться с действием на сигнал.

Рис. 1.3. Неселективное отключение короткого замыкания в случае отказа устройства релейной защиты