Файл: Сапир Е.Д. Лекция по курсу Релейная защита электрических систем. Высокочастотные защиты линий электропередачи.pdf

Фиг. 3. У прощенная принципиальная схема направленной защиты с высокочастотной блокировкой

о

в тормозной. В качестве блокирующего реле используется поляризованное реле, обладающее высокой чувствительностью

и небольшим потреблением.

Рабочая обмотка реле Б получает питание при срабаты­ вании пускового органа Т2 и реле направления мощности М. Тормозная обмотка питается от приемника выпрямленным током высокой частоты. При одновременном питании рабочей и тормозной обмоток реле Б не действует, так как тормозной

момент преобладает над рабочим. Реле Б может, следова­ тельно, сработать только при коротких замыканиях в защи­ щаемой зоне, когда ни один из высокочастотных передатчиков не работает. Промежуточное реле П используется в схеме для прекращения работы высокочастотного передатчика при срабатывании реле Т2 и М.

Поведение схемы при коротких замыканиях, а также при качаниях, рассматривается ниже.

При внешнем коротком замыкании на обоих концах линии срабатывают пусковые реле Ту и Т2. Они пус­ кают высокочастотные передатчики и подают плюс к кон­ тактам реле направления мощности М. На конце линии, где мощность короткого замыкания направлена от шин в сторо­

ну линии, срабатывает реле М, через его контакты подается питание на реле П, которое, сработав, останавливает работу высокочастотного передатчика своего комплекта. Через кон­ такты реле Т2 и М одновременно подается питание на рабо­ чую обмотку реле Б. Цепь отключения защиты остается, од­ нако, разомкнутой на контактах реле Б, так как в его тор­ мозную обмотку поступает ток от приемника, принимающего ток высокой частоты с противоположного, ближайшего к мес­ ту повреждения конца линии. На этом конце линии реле мощ­ ности не срабатывает, на реле П питание, следовательно, не подается и реле Ту пускает высокочастотный передатчик, ко­ торый посылает блокирующий ток высокой частоты на дру­ гой, более удаленный от места короткого замыкания, конец линии.

При внешнем коротком замыкании ни один из комплек­ тов защиты, таким образом, не срабатывает, причем на одном конце линии это обеспечивается недействием реле направле­ ния мощности, а на другом — блокировкой токами высокой

частоты.

При коротких замыканиях в защищаемой зоне мощности короткого замыкания на обоих концах нап­ равлены от шин в сторону линии и в обоих комплектах сраба­

10

тывают пусковые органы Т\, Т2 и реле М. При этом срабаты­ вает реле П, чем размыкается цепь пуска высокочастотного передатчика. Передатчики, следовательно, не работают на обоих концах линии и ток высокой частоты в линии отсутст­ вует. Под влиянием тока в рабочей обмотке при его отсутст­ вии в тормозной блокирующее реле Б срабатывает и защита отключает выключатели линии.

При качаниях в электрической системе нарушается синхронность вращения генераторов, что вызывает возраста­ ние токов и снижение напряжения. В этих условиях пуско­

вые реле тока или сопротивления могут приходить в дейст­ вие, и поведение защиты при этом будет зависеть от дейст­ вия реле направления мощности. Поведение последнего в свою очередь будет зависеть от положения точки электричес­ кого центра качаний, т. е. точки, в которой напряжение при качаниях получает свое минимальное значение. Если электри­ ческий центр при качаниях окажется в пределах защищаемой линии, то мощности на ее концах получают знаки, соответст­ вующие короткому замыканию в защищаемой зоне и реле направления срабатывают, что может вызвать неправильное действие защиты. На других линиях, где электрический центр

качаний находится вне защищаемой зоны, знаки мощностей

на их концах будут различными и защита будет блокировать­

ся как и при внешних коротких замыканиях.

Для предотвращения неправильных действий направлен­ ной высокочастотной защиты применяются специальные уст­ ройства, блокирующие их при качаниях. Выполняются они аналогично устройствам^блокировки при качаниях, применяе­ мых в дистанционных защитах.

Высокочастотные защиты, выполняемые с пусковыми ор­ ганами и реле направления мощности, реагирующими на со­ ставляющие нулевой или обратной последовательностей, не реагируют на качания, возникающие в симметричной трех­ фазной сети. Для таких защит поэтому не требуется приме­ нения блокировок при качаниях. Защиты эти не действуют, однако, при симметричных коротких замыканиях и, как пра­

вило, применяются только в сочетании с комплектами защи­

ты, действующими при всех видах междуфазных коротких

замыканий.

Направленные высокочастотные защиты могут выполнять­

ся либо в виде самостоятельных комплектов, либо в сочетании с дистанционной защитой. Примером защиты первого типа

11

является рассматриваемая в .7 фильтровая направленная защита типа ПЗ-164.

При сочетании с дистанционной защитой обычно объеди­ няются только комплекты от междуфазных коротких замыка­ ний, а защита от замыканий на землю выполняется при по­ мощи токовых реле и реле направления мощности, реагирую­

щих на составляющие нулевой последовательности. В каче­ стве пусковых органов при междуфазных коротких замыкй^

ниях используются реле сопротивления третьей и второй зон дистанционной защиты.

Наряду с действием без выдержки времени при повреж­

дениях в пределах защищаемой зоны такая защита обеспе­ чивает при междуфазных коротких замыканиях резервиро­ вание с выдержкой времени при отказах защиты или выклю­ чателя на соседних элементах сети.

5. Принцип действия дифференциально-фазной высокочастотной защиты

В дифференциально-фазной высокочастотной защите сравниваются фазы токов на концах защищаемой линии. С

одного конца линии на другой фаза токов передается при по­

мощи высокочастотных сигналов.

Все элементы дифференциально-фазной- защиты могут быть подразделены на три основных органа: пуска, манипу­ ляции высокочастотным передатчиком и сравнения фаз токов.; Взаимодействие этих органов показано на фиг. 4, где приве­ дена упрощенная принципиальная схема защиты.

Вотличие от направленной защиты с высокочастотной блокировкой передатчик дифференциально-фазной защиты ра­ ботает при коротких замыканиях с интервалами в половину периода промышленной частоты. Последнее обеспечивается тем, что передатчику разрешается работать только при поло­ жительной полуволне напряжения на вторичной обмотке трансформатора ТМ фиг. 4. Такое управление работой высо­ кочастотного передатчика называется его манипуляцией.

Вотечественной дифференциально-фазной защите пер­ вичная обмотка трансформатора ТМ подключается к выход­ ным зажимам так называемого комбинированного фильтра

симметричных составляющих токов прямой и обратной после­ довательностей. Такой фильтр, преобразуя трехфазную систе­

му в систему с однофазным выходом, позволяет выполнить защиту с одним высокочастотным каналом и манипулировать

12

передатчик как при несимметричных, так и при симметричных коротких замыканиях.

Как и в направленной высокочастотной защите пусковой

Фиг. 4. Упрощенная принципиальная схема дифференциально-фаз­ ной высокочастотной защиты.

помощи высокочастотных сигналов сравниваются фазы токов и подает плюс на контакты этого реле. В качестве пусковых

реле /7] и П2 обычно применяются реле, реагирующие на то­

ки обратной и нулевой последовательностей при несиммет­ ричных коротких замыканяих и на ток одной из фаз при симметричных повреждениях.

Орган сравнения фаз токов определяет, где находится место повреждения: в зоне действия защиты или вне ее. Это выполняется им по сдвигу фаз между высокочастотными им­ пульсами передатчиков обоих концов линии, т. е. в конечном

счете по сдвигу фаз между токами на концах защищаемой линии.

Действие дифференциально-фазной защиты при коротких замыканиях чвне и внутри защищаемой зоны поясняется фиг. 5, где показан принцип сравнения фаз токов на конце т линии т—п. Высокочастотные сигналы, приходящие с кон­ ца п, имеют уменьшенную амплитуду в связи с и^ затуханием при прохождении по линии.

13

а

Фиг. 5. Принцип сравнения фаз токов ьа концах линии в дифференциально­ фазной высокочастотной защите.

а', а"—токи на конце линии /л; б', б"—токи на конце линии л; в', в"—вы­ сокочастотные сигналы конца лг; г', г''—высокочастотные сигналы конца л;

14