10. Максимальная токовая защита: Логическая селективность в радиальной сети. Логическая защита шин. [л6 4.2.6; л2 7.2,7.3;]

Шнеерсон, 4.2.6. (использование пусковых и блокирующих сигналов в МТЗ).

Имеющиеся в цифровых МТЗ сигналы пуска отдельных ступеней и входы для их блокировки, позволяют в определённых случаях исключить такой существенный недостаток МТЗ, как необходимость для обеспечения селективности увеличения выдержек резервных ступеней защит.

Рисунок 1 – Использование блокирующих сигналов МТ3 для защиты сборных шин

Обеспечение защиты сборных шин в радиальных сетях. На рисунке 1 показаны радиальная сеть с односторонним питанием через трансформатор Т и с защитой S1, установленной на питающем вводе.

От сборных шин А отходят несколько линий с защитами S2, S3, S4. На рисунке 1 показан принцип обеспечения защиты шин, основанный на том, что в данной радиальной сети при КЗ в начале любой линии, например К₁, ток КЗ измеряется как защитой S1 питающего конца, так и защитой S2 поврежденной линии. Пусковые выходы МТЗ (см. рисунок 2, сообщение «Пуск 1>») всех отходящих линий объединены и подаются на блокирующий вход быстродействующей ступени I>> защиты S1 питающей линии (рисунок 2, блок 13). В результате, при К3 К₁ в начале отходящей линии появляется сигнал «Пуск I>», блокирующий отключение питающей линии быстродействующей ступенью, а отключение производится защитой S2 отходящей линии. При К3 К₂ на шинах А ни одна из защит отходящих линий не запускается, и К3 отключается быстродействующей ступенью I >> защиты S1 питающей линии, так как её блокирование в этом случае не происходит. Ступень I> защиты S1, имеющая бОльшую, чем ступень I>>, выдержку времени ТI>, обеспечивает резервирование защит отходящих линий. Следует отметить, что для обеспечения селективности быстродействующая ступень защиты S1 должна иметь небольшую временную задержку ТI>>, чтобы не допустить срабатывания до прихода блокирующего сигнала от защит отходящих линий.

Рисунок 2 – Упрощенная схема максимальной токовой защиты с независимой (элемент 5) или зависимой (элемент 6) выдержкой времени

Ускоренное отключение повреждений МТ3 с зависимой выдержкой времени в радиальных сетях. Данное решение поясняет рисунок 3, где МТЗ S1, S2, SЗ с зависимой выдержкой времени имеют одинаковые уставки по току I_P и времени отключения. При К3 К₁ пусковые сигналы без выдержки времени защит SЗ и S2 блокируют соответственно тракты отключения защит S2, S1 и К3 отключается защитой SЗ. При К3 К₂ защита SЗ не запускается ввиду отсутствия тока, а пуск от защиты S2 блокирует защиту S1. Отключение КЗ обеспечивается защитой S2. При КЗ К₃ запускается и действует на отключение только защита S1. Таким образом, все защиты имеют одинаковые временные характеристики, и не требуется разнесения их выдержек времени для обеспечения селективности. Команда блокировки вышестоящей защиты должна автоматически сниматься при отказе выключения нижестоящей защиты.

Рисунок 3 – Использование блокирующих сигналов МТЗ в защите радиальных линий

Недостатком подобного решения является отсутствие резервирования К3 на соседних линиях. Для согласования работы защит отдельных участков при малых токах КЗ, соизмеряемых с током пуска I_Р, необходимо не допустить случая, чтобы при К3 на нижестоящем участке запустилась только защита вышестоящего участка, что приведёт к неселективному отключению. Для этого каждая нижестоящая защита должна иметь несколько меньшую уставку по току по сравнению с соседней вышестоящей.

Подобное решение может быть применено и для отдельных ступеней МТЗ с независимой выдержки времени.

Федосеев, 7.2. (токовые продольные защиты с блокировкой).

Принцип действия защиты и выбор её параметров рассматриваются применительно к цепочке одиночных линий с односторонним питанием (рисунок 4). С питающих сторон линий включаются максимальные органы тока. На первом элементе (токоприемнике) они образуют МТЗ без выдержки времени. Для того чтобы и другие защиты также могли работать без выдержки времени, каждая последующая из них выполняется так, что может срабатывать только при отсутствии блокирующего сигнала от предыдущей защиты, т. е. она оказывается связанной с последней логической операцией ЗАПРЕТ .

Рисунок 4 – Принцип работы токовой продольной защиты с блокировкой

Токи срабатывания защит, имеющих блокировку (если не предусматривается их дополнительное действие, как резервных), могут выбираться бОльшими только максимальных рабочих токов защищаемых участков без учёта запуска потребителей (поскольку в режимах запуска защиты будут заблокированы) и должны согласовываться по чувствительности:

Для обеспечения блокировки последующие защиты имеют небольшое замедление. Рассматриваемая защита сети в представленном виде не может работать как резервная при КЗ на предыдущем участке. Для выполнения этих необходимых функций блокируемые защиты дополняются органами выдержки времени, работающими в обход схеме ЗАПРЕТ. Выдержки времени этих органов выбираются по ступенчатому принципу. Токи срабатывания при этом должны выбираться так же, как для МТЗ.

Оценивались её свойства и для понижающих трансформаторов. Применение защиты, вероятно, может иметь смысл для элементов, находящихся в пределах одной установки (например, защиты одиночных систем шин), когда обязательна быстрота отключения КЗ.

Также к защитам с логической селективностью косвенно может быть отнесена и НВЧЗ (см. билет 24).

Билеты 8-й сем. (логическая защита шин – ЛЗШ).

Рисунок 6 – Зона действия ЛЗШ

ЛЗШ предназначена для ликвидации КЗ на шинах энергетических объектов. В основном, она применяется в качестве защиты от КЗ на секциях среднего и низкого напряжения, оборудованных ячейками КРУ. Применение же полной дифференциальной защиты секции затруднено большим количеством присоединений и высокой стоимостью данного решения. Также, ЛЗШ может применяться и для быстрого отключения КЗ на шинах 6-10 кВ.

ЛЗШ защищает не только сами шины, но и зону выключателей. Её зона действия определяется местами установки трансформаторов тока.