ТОКОВАЯ НАПРАВЛЕННАЯ ЗАЩИТА

Рис. 12

Направленной называется защита, действующая только при определенном направлении (знаке) мощности кз. Защита такого рода применяется в сетях с двухсторонним питанием, а также в сложных сетях с одним и несколькими источниками питания, т.к. добиться селективного действия защиты путем ступенчатого выбора выдержки времени, в перечисленных сетях не представляется возможным. Рассмотрим принцип действия максимальной токовой направленной защиты. На рис. 2.10 а изображена радиальная сеть с двухсторонним питанием. При кз в точке К1, приходят в действие все защиты, причем для селективного отключения участка АБ, необходимо чтобы выдержки времени защит согласовывались следующим образом: t₂<t₃<t₄. При КЗ в точке К2, для соблюдения селективного действия защиты необходимо чтобы t₁>t₂>t₃. Следовательно, к защитам 2 и 3 предъявляются противоречивые требования. Таким образом, в таких сетях МТЗ не может быть селективной. Поэтому необходимо использовать направленную защиту, направленность, которой обеспечивается благодаря реле направления мощности. Из векторных диаграмм (рис.2.10 б, в) следует, что ток КЗ меняет свое направление на противоположное (на 180⁰) относительно напряжения U_δ, в зависимости от места КЗ (точки К1 или К2) или в зависимости от той или иной защиты (например 2 или 3). За положительное направление тока принято направление от шин в сторону линии. Таким образом, защиту 2 необходимо выполнить так чтобы она действовала на отключение только при углах между током и напряжением, соответствующих КЗ в т. К₁, а защита 3 - при КЗ в т. К₂. Из этого следует что реле направления мощности должно замыкать свои контакты при угле φ_р, между U_р и I_р равным φ_л, и размыкать при φ_р= φ_л-180⁰, при этом выдержки времени защит 2 и 3 согласовывать не нужно. Следует отметить, что при КЗ в т. К₁, векторная диаграмма у места установки защиты 4, будет также как у места установки защиты 2, следовательно обе защиты будут приходить в действие, поэтому для селективного отключения участка АБ, нужно чтобы t₂<t₄. Аналогично и для защит 3 и 1 т.е. t₃<t₁, при КЗ в т. К₂. Таким образом, благодаря установки 2-х реле направления мощности (для защит 2 и 3), все защиты разбиваются на две группы (2,4 и 3,1) не связанные между собой выдержками времени. В пределах каждой группы выдержки времени выбираются как у МТЗ – согласно ступени селективности Δt. Установка реле направления мощности для защит 1 и 4 не требуется. Принято говорить, что

выдержка времени максимальных токовых направленных защит определяется по встречно-ступенчатому принципу. На рис. 2.11 показана принципиальная схема максимальной токовой направленной защиты. При этом защита состоит из трех органов: пускового – КА (реле тока типа РТ-40); выдержки времени – КТ (как у МТЗ реле времени на постоянном или переменном токе, например

Рис.13

ЭВ-122, или РВМ-12); направления мощности – KW (реле направления мощности). Ток срабатывания, данной защиты, как и ток МТЗ определяется ее пусковым органом и должен удовлетворять двум условиям. Согласно первого условия ток срабатывания защиты выбирается как и у МТЗ, а именно:

(2.15)

Однако, в отличии от МТЗ, при определении I_р.мах., нужно принимать во внимание только максимальный режим соответствующий направлению мощности от шин в линию, и в отдельных случаях (для повышения чувствительности), можно не считаться с максимальной нагрузкой направленной к шинам подстанции, т.к. реле мощности не позволит действовать защите на отключение. По второму условию ток срабатывания защиты находится по следующему выражению:

, (2.16)

где =1,15+1,3 – коэффициент надежности;

(2.17)

где I_н.ф – полный ток в неповрежденной фазе;

K – коэффициент, учитывающий долю тока КЗ I_к.з, замыкающегося по неповрежденной фазе, K <1, I_н – ток нагрузки в неповрежденной фазе.

За окончательное значение I_с.з берется большая величина полученная по выражениям 2.15, 2.16. Для защит в сети с малым током замыкания на землю и защит в сети с глухо заземленной нейтралью, блокируемых при замыканиях на землю, ток I_с.з выбирается только по условию (2.15).