Чувствительностью называется способность защиты реагировать на повреждения в защищаемой зоне в самых неблагоприятных условиях

Наименьший ток, соответствующий данному фазовому углу, при котором срабатывает защита, называется током срабатывания.

При φ = φ_н защита сработает если I н ≥ I сзн.

При φ = φ_к защита сработает, если I к ≥ I сзк.

Защита считается устойчивой, если выполняются условия I н ≥ I сзн и I к ≥ I сзк.

Чем дальше место повреждения, тем меньше ток КЗ. Значение тока КЗ еще сильнее уменьшается, если напряжение в системе снижается до допустимого минимума, а КЗ происходит через переходное сопротивление изоляции или электрической дуги. При таком удаленном КЗ его ток I кmin соизмерим с нормальным током и защита может не сработать.

Чувствительность защиты определяется коэффициентом чувствительности k_ч:

k_ч = I кmin / I сзк

Защита будет срабатывать если k_ч ≥ 1.

Для обеспечения надежного срабатывания защиты величина k_ч нормируется следующим образом:

- для резервных систем k_ч ≥ 1,25;

- для основных систем защиты k_ч ≥ 1,5;

- для дифференциальных защит и токовых отсечек генераторов и трансформаторов k_ч ≥ 2.

Для отстройки защиты от срабатывание на КЗ на внешних по отношению к защите участков вводится коэффициент отстройки k_отс. Его величина нормируется следующим образом:

- для токовых защит и защит напряжения k_отс = 1,2 … 1,3;

- для дистанционных защит k_отс = 1,1 … 1,15.

В общем случае, если уставку защиты обозначить как А, условие срабатывания примет вид:

Для защит, срабатывающих при возрастании контролируемой величины:

│ А _сз│ ≥ k_отс │ А ^* _кmax│, при [φ_cз = φ_кmax],

где А ^* _кmax - наибольшие значение контролируемой величины А при КЗ в начале смежного участка при угле φ_кmax;

Для защит, срабатывающих при уменьшении контролируемой величины:

│ А _сз│≤ k_отс │ А ^* _кmin│, при [φ_cз = φ_кmin],

где А ^* _кmin - наименьшее значение контролируемой величины А при КЗ в начале смежного участка при угле φ_кmin.

Для того, чтобы защита не срабатывала при нормальных режимах работы необходимо выполнить следующие условия6

Для защит, срабатывающих при возрастании контролируемой величины:

│ А _сз│ ≥ k_з│ А _нmax│, при [φ_cз = φ_нmax],

где А _нmax - наибольшие значение контролируемой величины А при нормальной работе и угле φ_нmax;

Для защит, срабатывающих при уменьшении контролируемой величины:

│ А _сз│ ≤ 1/k_з│ А _нmin│, при [φ_cз = φ_нmin],

где А _нmin - наименьшее значение контролируемой величины А при нормальной работе и угле φ_нmin;

В том и в другом случае коэффициент запаса k_з = 1,15 … 1,25.

Если защита работает с выдержкой времени, то вводится коэффициент возврата k_в. Он учитывает тот факт, что возврат защиты в исходное состояние осуществляется при значении контролируемой величины А _вз отличающейся от ее значения при срабатывании. Значение коэффициента возврата указывается в паспорте реле.

k_в = А _вз / А _сз.

Для защит, срабатывающих при возрастании контролируемой величины k_в = 0,8 … 0,9.

Для защит, срабатывающих приуменьшении контролируемой величины k_в = 1,1 … 1,25.

Надежность защиты - это ее способность выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения эксплуатационных показателей в установленных технической документацией пределах при соблюдении правил технической эксплуатации, ремонта, хранения и транспортировки.

Релейная защита работает в двух основных режимах – в режиме дежурства и режиме тревоги.

В режиме дежурства защита работает при нормальной работе защищаемой ею зоны системы.

При появлении в защищаемой зоне КЗ и перенапряжений защита переходит в режим тревоги, т.е. срабатывает.

В каждом режиме работы действия защиты должны быть верными. Таким образом надежность защиты заключается в ее надежном срабатывании при возникновении условий срабатывания и в надежном несрабатывании при отсутствии условий срабатывания.

На РЗ постоянно воздействуют различные факторы, в том числе и случайные. Эти факторы могут вызвать неверное действие защиты. Для удобства анализа все факторы, действующие на РЗ, объединены в две группы.

Факторы первой группы – это отказы элементов конструкции релейной защиты. Эти факторы характеризуют элементную надежность РЗ.

Факторы второй группы – это внешние воздействия. К таким воздействиям относятся:

- помехи в цепях измерительных трансформаторов, первичных датчиков и источников питания;

- срабатывание разрядников на шинах и высоковольтных линиях при атмосферных и коммутационных перенапряжениях;

- броски тока при автоматическом повторном включении (АПВ) и автоматическом включении резерва (АВР);

- неверный выбор уставок.

Может быть еще целый ряд различных факторов, связанный с изменениями условий работы защищаемой системы.

Надежность защиты оценивается стандартными показателями, такими как вероятность безотказной работы, вероятность отказа, плотность вероятности отказов, интенсивность отказов и т.д.

Повышение надежности РЗ осуществляется организацией соответствующей системы эксплуатации, а также схемными методами, такими, как резервирование и дублирование.

В случае резервирования основная защита реагирует на нарушения работы внутри защищаемой зоны. Резервная защита должна срабатывать в случае, если основная защита неисправна. Для исключения ложного срабатывания резервной защиты при исправной основной защите быстродействие основной защиты должно быть больше.

Если один и тот же участок системы защищает два устройства, то такая защита называется дублированием.

Для защиты «мертвых зон» системы, а также для ускорения отключения ее отдельных участков используется дополнительная защита.

5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЗАЩИТ

Система электроснабжения или ее отдельный объект могут быть защищены различными устройствами РЗ. Для сравнения различных защит необходимо оценить качество функционирования каждой из них.

Неверные действия защиты приводят к развитию аварийной ситуации и увеличению наносимого аварией ущерба.

Верные действия защиты также могут быть причиной ущерба. Например, при слишком большой временной задержке защиты ее срабатывание не защищает от пережогов проводов и выходу из строя других устройств системы электроснабжения.

Последствия, возникающие при верных и неверных действиях защиты, различны и зависят от сложности защищаемой системы и ее ответственности. Одно неверное действие защиты ответственной системы может нанести ущерб намного больший, чем несколько неверных действий защиты малоответственной системы.

С учетом различных особенностей защищаемых систем, для оценки качества их функционирования применяется обобщенный показатель Е:

Е = Р / П = (П – У) / П,

где Р – реальный показатель эффективности работы защищаемого объекта за рассматриваемый промежуток времени его работы (объем перевозок, отпуск электроэнергии, объем выпущенной продукции и т.п.); П – предельный показатель эффективности работы защищаемого объекта за рассматриваемый промежуток времени, при условии, что ущерба из-за действий защиты не возникает; У – суммарный ущерб из-за неверных действий защиты за рассматриваемый промежуток времени.

В ряде случаев величину У определить трудно. В этом случае осуществляют приближенную оценку качества функционирования защиты по приблизительному показателю Е₁.

Предельный показатель эффективности работы объекта в этом случае оценивается числом повреждений nпов, которые защита должна отключить за данное время:

nпов = nпс + nос,

где nпс – число правильных срабатываний защиты; nос – число отказов срабатываний защиты.

Ущерб из-за неверных действий защиты оценивается величиной приведенного показателя неверных действий nу:

nу = nос + εпс·nупс + εис·nуис + εлс·nулс,

где nупс, nуис, nулс – число действий защиты, вызвавших появление ущерба при правильных срабатываниях, при излишних срабатываниях и при ложных срабатываниях; εпс, εис, εлс – коэффициенты значимости ущербов, возникших при правильных срабатываниях, при излишних срабатываниях и при ложных срабатываниях защиты.

С учетом данных величин приблизительный показатель Е₁ определяется из выражения:

Е₁ = (nпов – nу) / nпов.

Если не известно число действий защиты, сопровождающихся ущербом, то приблизительная оценка качества функционирования защиты оценивается показателем процента правильной работы защиты К, %:

К = nпс ·100 / (nпс + nос + nис + nлс),

где nис – число излишних срабатываний; nлс – число ложных срабатываний.

Показатель процента правильной работы в настоящее время является основным показателем оценки качества защиты. На практике для разных типов защит величина К = 67 … 98%.

Наиболее точная оценка качества действующих защит осуществляется по статистическим данным об их срабатывании. Для проектируемых защит приближенная оценка качества осуществляется по прогнозным расчетам.

Дата добавления: 2014-01-07