Назначение и свойства релейных защит

РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА контролирует работу следующих элементов и частей систем электроснабжения:

• линий электропередачи;

• питающих линий и шин распределительных устройств;

• силовых трансформаторов и трансформаторов собственных нужд; устройств поперечной и продольной компенсации.

В системах тягового электроснабжения дополнительно контролируется работа:

• питающих линий (фидеров) контактной сети на ТПС и постах секционирования;

• постов параллельного соединения контактных подвесок путей;

• силовых понижающих и преобразовательных трансформаторов и трансформаторов собственных нужд;

• преобразователей (неуправляемых и управляемых выпрямителей, инверторов);

• специальных питающих линий связи, централизации и блокировки.

Релейные защиты, начиная от РЗ источника энергии и кончая РЗ потребителей, образуют систему релейной защиты, отличительной особенностью которой является селективность действия устройств, входящих в систему. Под селективностью действия РЗ понимается такая взаимоувязанная настройка системы РЗ, при которой срабатывают только устройства РЗ, подающие команды на производство коммутаций в системе электроснабжения на ближайших к месту повреждения участках. Наиболее просто селективность достигается заданием РЗ отдельных элементов и частей систем различных выдержек времени и направленности действия. Например, ряд комплектов РЗ подстанций, питающихся от магистральной ЛЭП (рис. 8.36,д), действуют селективно, если все они срабатывают только при направлении энергии от шин промежуточных ТПС 1-4 в линию (указано стрелками под РЗ 1, РЗ 2 и т.д.). К тому же выдержки времени всех комплектов РЗ, реагирующих на направление энергии (мощности) справа налево, возрастают в направлении слева направо, а у комплектов защит, реагирующих на направление энергии слева направо, они возрастают справа налево (см. рис. 8.36,6 и в). В результате этого при КЗ в точке К1 отключаются РЗ 2 и РЗ 3, имеющие наименьшие выдержки времени при направлениях энергии к месту КЗ. Таким образом, селективность действия РЗ позволяет при ненормальных режимах отключить наименьший по протяженности участок и, одновременно, сохранить питание максимально возможного числа потребителей. Негативные последствия КЗ будут тем меньше, чем меньше время отключения выключателей, ограждающих поврежденный участок, что возможно при быстродействующей РЗ. Последнее особенно важно на линиях электропередачи высокого напряжения и в контактных сетях, т. к. для пережога провода контактной сети необходимо всего около 400 А*с тока КЗ. Следовательно, РЗ тягового электроснабжения должны быть максимально быстродействующими. Учитывая это, всюду, где возможно, предпочитают применять так называемой защиты с абсолютной селективностью. К ним относятся РЗ, действие которых не зависит от действий РЗ смежных элементов или частей систем электроснабжения. Такими являются продольные дифференциальные защиты, которые строятся на принципе сравнения электрических величин на входе и выходе защищаемого элемента или части системы, и поперечные дифференциальные защиты, в которых используется принцип сравнения значений токов в идентичных, параллельно включенных элементах или частях. Широкое применение нашли продольные дифференциальные защиты трансформаторов (сравниваются приведенные значения токов по фазам на входе и выходе), а также продольные дифференциальные защиты линий электропередачи (сравниваются значения или направления токов по фазам в начале и конце линии). Продольные дифференциальные защиты на всех участках линии (например, между ТПС 1-4) можно выполнять без выдержки времени, т. е. действующими мгновенно. Для быстрой передачи данных о значении тока или его фазе с одного конца линии на другой используют высокочастотные каналы, образуемые по самой линии электропередачи. Построенные таким образом защиты называют высокочастотными.