1. График селективности защиты фидера тяговой сети переменного тока 25 кВ.
Дистанционная защита имеет много достоинств.
Одним из главных достоинств дистанционной защиты является оптимальный график селективности, т.е. её способность отключать близкие КЗ с меньшим временем. В какой бы элементной базе она не выполнялась, основные принципы её работы остаются неизменными.
Рассмотрим в качестве примера устройство электронной защиты фидера тяговой подстанции, которое в зависимости от модификации может содержать от двух до четырёх ступеней дистанционных защит (ДЗ2 – ДЗ4) и токовую отсечку (ТО).
Упрощенная функциональная схема фидерной защиты приведена на рис.14.2., а характеристики срабатывания и графики селективности на рис.14.3.
На рис. 14.2 видно, что устройство защиты получают информацию о состоянии сети от промежуточных трансформаторов TLA и TLV, которые включены во вторичные обмотки трансформаторов тока и напряжения.
Устройство содержит измерительные органы:
- датчик тока ДТ;
- датчики полного сопротивления ДС1и ДС2;
- датчик фазового угла KW;
- приёмопередатчик телеблокировки ППТ;
- выходной орган ВО;
- реле времени КТ;
- логические ячейки «И» и «ИЛИ».
В устройстве регулирование уставок производится потенциометрами, включёнными во вторичные обмотки промежуточных трансформаторов TLA и TLV.
Первая ступень защиты ДЗ1 выполнена с помощью реле ДС1и ДТ.
Рис.14.2. Упрощенная схема полупроводниковой защиты фидера тяговой подстанции.
Эта ступень не имеет выдержки времени, а только собственное время срабатывания (30-60мс). Датчик тока ДТ (собственное время срабатывания 5-10 мс) реализует ускоренную токовую отсечку (ТО), предназначенную для более быстрого отключения при КЗ вблизи тяговой подстанции и устранению т.н. «мёртвых зон» на графиках селективности.
Вторая ступень имеет выдержку времени (0,4 - 0,5с) и содержит ДС2 и KW. Выходные сигналы второй (ДС2 и KW) ступени, пройдя через логическую ячейку «И» и реле времени КТ, и выходные сигналы первой (ДС и ДТ) ступени поступают далее на логическую ячейку «ИЛИ», которая и воздействует на выходной орган ВО защиты.
Все эти принципы реализованы в защитах УЭЗФМ и УЭЗФМк (устройство электронное защиты фидера модернизированное), характеристики срабатывания которых приведены на рис.14.3.
а) для тяговой подстанции. б) для поста секционирования.
Рис.14.3. Характеристики срабатывания трехступенчатой фидерной защиты УЭЗФМК.
В более поздних модификациях четвёртая ступень защиты служит для распознавания коротких замыканий через большие переходные сопротивления, носящие в основном активный характер и соответствующего реагирования на эти короткие замыкания.
Итак, подводим итог по селективной защите фидера контактной сети (ФКС).
Близкие КЗ отключаются с помощью токовой отсечки (ТО) и первой ступени дистанционной защиты (ДЗ1) без выдержки времени.
Дальние КЗ, в том числе КЗ через переходные сопротивления, отклю-
чаются второй, третьей и четвёртой ступенями. Ступень селективности при этом составляет примерно 0,3 сек. Несмотря на то, что токовая отсечка (ТО) и первая ступень дистанционной защиты (Д.З.1) трактуются как мгновенные, они имеют собственные времена срабатывания
(5–10мсек – для ТО и 30–60мс – для Д.З.1). Защита ФКС может дополняться максимальной токовой защитой и потенциальной, т.е. защитой минимального напряжения. В новых защитных комлексах (микропроцессорных), они введены в качестве составной части.
Графики селективности защит даны на рис.14.4.
Рис.14.4. Графики селективности защиты УЭЗФМ.
а) для подстанции, б) для поста секционирования