Разновидности направленных высокочастотных защит и их схемы

а) Направленная защита с высокочастотной блокировкой

Защита состоит из д в у х комплектов: одного от междуфазных к. з., сравнивающего направление мощности в фазах, и второго от замыканий на землю, реагирующего на знак мощности нулевой последовательности. Каждый комплект выполняется по схеме, приведенной на рис. 12-9. В комплекте от междуфазных к. з. в ка­честве органа мощности М служат реле мощности, включенные на ток фазы и соответствующее напряжение (по принятым схемам), а в качестве пусковых реле П₁ и П₂ используются реле, реагирую­щие на ток или сопротивление фазы.

Комплект от замыканий на землю выполняется при помощи реле мощности, включенного на мощность нулевой последователь­ности. Пусковыми реле служат токовые реле, реагирующие на ток нулевой последовательности.

При к. з. на землю предусматривается блокировка междуфаз­ного комплекта для предупреждения неправильного действия его под влиянием токов в неповрежденных фазах. Комплект от между­фазных к. з. должен иметь блокировку от качаний, а в защитах с пуском от реле сопротивлений — и блокировку от неисправно­стей в цепях напряжения.

Несмотря на простоту принципа действия, полные схемы подоб­ных защит получаются достаточно многорелейными и сложными. При этом нужно учитывать, что по своему принципу действия на­правленная защита с в. ч. блокировкой не реагирует на к. з. за пределами защищаемой линии, поэтому ее приходится дополнять резервными защитами, что еще больше усложняет исполнение за­щиты. В большинстве случаев в качестве резервной защиты исполь­зуются дистанционная защита от междуфазных к. з. и ступенчатая защита нулевой последовательности от замыканий на землю.

б) Дистанционная защита в сочетании с высокочастотной
блокировкой

Дистанционная защита имеет органы направления мощности (самостоятельные или в сочетании с дистанционными) и пусковые реле.

Используя эти элементы и добавляя к ним блокирующее реле и высокочастотную часть, можно получить комбинированную за­щиту, выполняющую функции основной и резервной с меньшим числом реле, чем в предыдущем варианте. Блокирующее реле в схеме комбинированной защиты шунтирует реле времени второй зоны, разрешая защите действовать без выдержки времени, при к. з. на защищаемой линии.

Такая комбинированная защита при помощи в. ч. блокировки обеспечивает мгновенное двустороннее отключение к. з. в преде­лах защищаемой линии. Комплект же дистанционной защиты позволяет отключать к. з. на шинах, резервировать защиты сле­дующего участка, а также служит резервом при к. з. на защищае­мой линии в случае отказа в. ч. блокировки или ее отсутствия.

Характеристика дистанционной защиты с в. ч. блокировкой приведена на рис. 12-10, штриховкой отмечено ускорение, достигаемое с помощью в.ч. блокировки.

Общий принцип исполнения таких схем можно уяснить из рис. 12-11.

Пусковые реле РП₁ и РП₂ и орган направления мощности РМ (или направленный дистанционный орган) дистанционной защиты управляют работой в. ч. поста (генератора и приемника) и блоки­рующего реле РБ, как показано на схеме. При к. з. на защищаемой линии, когда в. ч. генераторы с обеих сторон линии остановлены, блокирующее реле РБ шунтирует контакты реле времени РВ_II второй (или третьей) зоны дистанционной защиты и она срабаты­вает без выдержки времени. При внешнем к. з. блокирующее реле не действует и защита работает как дистанционная, резервируя следующий участок сети с помощью второй и третьей зон.

Для предупреждения неправильной работы при качаниях цепь блокирующего реле заведена через контакты блокировки от кача­ний БК дистанционной защиты.

По рассмотренной схеме выполняется сочетание дистанционной защиты ПЗ-158 и ПЗ-2 с в. ч. блокировкой. В качестве чувствительного пускового реле РП₁, пускающего в. ч. генератор, используются пусковые реле блоки­ровки от качаний, реагирующей на появление I₂ и I₀ или U₂ и U_о. Органом, контролирующим направление мощности РМ, служат направленные дистан­ционные реле третьей, зоны. Одновременно эти реле выполняют функции второго (более грубого) пускового реле РП₂, пускающего блокирующее реле РВ и замыкающего цепь останова в. ч, генератора.

Для осуществления в. ч. блокировки панель дистанционной защиты дополняется приставкой, которая содержит блокирующее реле РБ.

Поскольку дистанционная защита используется в Советском Союзе только как защита от междуфазных к. з., необходимо преду­сматривать аналогичное сочетание резервной защиты нулевой последовательности с в. ч. блоки­ровкой. Полная схема подобной защиты дана на рис. 12-12. Жир­ными линиями показаны дополне­ния, обусловленные в. ч. блоки­ровкой.

Преимущество комбинирован­ного исполнения направленной в. ч. защиты с резервной заклю­чается в уменьшении числа реле, на что уже указывалось выше. Недостатком совмещения резерв­ной и основной защит является отсутствие взаимного резервиро­вания между ними, имеющее место при раздельном исполнении.

в) Фильтровая направленная защита с высокочастотной бло­кировкой

В фильтровых защитах орган направления мощности и орган пуска реагируют на составляющие обратной последовательности. Такое исполнение защиты дает ряд преимуществ.

Фильтровые защиты получаются односистемными (с одним реа­гирующим органом на три фазы), они не реагируют на нагрузку и качания в симметричных режимах и обладают высокой чувстви­тельностью. В СССР разработаны фильтровые защиты от несим­метричных к. з. и от всех видов повреждений.

Фильтровые защиты от несимметричных повреждений отличаются особой простотой. Они могут вы­полняться с одним реле мощности, совмещающим в себе функции органа мощности и органа пуска. На рис. 12-13 представлена схема с реле мощности М двустороннего действия. Реле М вклю­чено на ток и напряжение обратной последовательности через соответствующие фильтры. Вторым элементом схемы является блокирующее реле РБ, действующее, как и в предыдущих схемах. При внешнем к. з. реле мощности на приемном конце линии замы­кает контакты 2 и пускает в. ч. генератор, который посылает блокирующий импульс на питающий конец линии, где реле мощно­сти М замыкает контакт 1. Блокирующее реле РБ не позволя­ет защите сработать на отключение При к. з. в зоне реле мощности на обоих концах линии замы­кают контакты 1, в. ч. генераторы бездействуют и реле РБ сраба­тывает на отключение с обеих сторон линии.

При симметричных к. з. защита не действует. Для устранения этого де­фекта защиту можно до­полнить комплектом от трехфазных к. з.

Фильтровая за­щита от всех ви­дов к. з. Известно два варианта ее исполнения: с реле мощности обратной последовательности, пере­ключаемым при симметрич­ных к. з. на мощность фа­зы, и с трехфазным быстро­действующим реле мощно­сти обратной последова­тельности, реагирующим и при симметричных к. з. на мощность S₂, возникающую в начале к. з. Последний вариант разработан ВНИИЭ для линий 750 кВ.

Защита по первому варианту основана на следующих принципах [Л. 23]: 1. В качестве органа направления мощности используется одно реле, включенное на мощность обратной последовательности, которое при трех­фазных к. з. переключается пусковым орга­ном на фазный ток и линейное напряжение.

2. Пуск релейной и в. ч. частей защиты осуществляется одним реле при всех видах к. з. Это реле реагирует на появление U₂ или I₂. Чтобы обеспечить действие защиты при трехфазных к. з., пусковой орган фикси­рует (запоминает) на некоторое время появ­ление кратковременной несимметрии, возни­кающей в начале трехфазного повреждения. Схема пускового органа с фиксацией кратко­временного действия пускового реле Н₂ при­ведена на рис. 12-14.

Нормально обмотка промежуточного реле ПР1 обтекается током, цепь которого проходит через замкнутые контакты реле Н₂ и ПР1. При срабатывании реле Н₂ цепь тока, питаю­щего обмотку реле ПР1, прерывается и реле отпадает, производя пуск защиты. Одновременно реле ПР1 размыкает цепь своей обмотки и вследствие этого не может возвратиться в исходное положе­ние до тех пор, пока в его обмотку не будет подан ток контактами реле ПР2. Как видно из схемы (рис. 12-14), нормально реле ПР2 питается током и на­ходится в подтянутом состоянии. При действии ПР1 ток в реле прерывается и оно отпадает с выдержкой времени порядка 0,3—0,5 с, при этом контакт ПР2 замыкается и подает ток в реле ПР1, возвращая его в нормальное поло­жение. Благодаря особенностям схемы пуска ПР1, оно отзывается на любое кратковременное действие реле Н₂, фиксируя появление U₂ в начальный момент трехфазного к. з. на время (0,3—0,5 с), достаточное для действия защиты.

При двухфазных и однофазных повреждениях U₂ появляется на все время к. з., действие схемы в этом случае понятно из чертежа (рис. 12-14).

3. Дистанционный пуск генератора в. ч. При действии пускового реле на одном конце линии с помощью специальной схемы (рис. 12-15, а) производится диcтан ц ионный пуск генератора высокой частоты на противоположной стороне. Дистанционный пуск осуществляется с помощью промежуточного реле РП1, включенного на ток I_бл приемника высокой частоты П, и второго вспомогательного реле РП2 для возврата схемы. При пуске генератора на противоположном конце линии приемник данной стороны принимает высокочастотный сигнал и дает ток в реле РП1. Последнее срабатывает и контактом / пускает генератор Г на данном конце линии.

При этом реле РП1 получает питание от этого же генератора и поэтому само по себе не может возвратиться в исходное поло­жение. Для возврата реле РП1 и прекращения пуска генератора служит реле РП2. Оно срабатывает (отпадает) при действии реле РП1 и размыкает с замедлением порядка 0,4 с цепь пуска генератора.

Дистанционный пуск может привести к отказу защиты при односторон­нем питании поврежденной линии (рис. 12-15, б), если к. з. на приемном конце линии В отключается раньше, чем на питающем А, или если линия и момент повреждения находилась под напряжением. В этих случаях генератор в. ч. на приемном (отключенном) конце линии, запущенный дистанционно, посы­лает импульс в. ч., блокирующий защиту на питающем конце, не давая ей работать. Для исключения этого недостатка цепь пуска генератора заведена через блок-контакты БК выключателя (рис. 12-15, а). При отключении вы­ключателя блок-контакты размыкаются и возможность пуска в. ч. генера­тора исключается.

Дата добавления: 2014-12-23