2.3. Основные требования, предъявляемые к релейной защите
При проектировании релейной защиты должны быть выполнены следующие основные требования:
быстродействие;
избирательность;
чувствительность;
надежность;
наличие устройств сигнализации.
1) Быстродействующей считается защита, обеспечивающая подачу командного импульса на отключение со временем не более 0.1 сек. с момента возникновения нарушения.
Принято считать, что применение быстродействующего отключения является обязательным для высоковольтных линий (ВЛ), напряжением 35 кВ и выше, на тех участках, где повреждения вызывают снижение напряжения до 60% и меньше на шинах подстанций, через которые осуществляется транзит мощности параллельно работающих станций системы (рис.2.2).
В
рассматриваемом примере п/ст-1, 2, 3
считаются транзитными.
Любое к.з. на транзитных линиях 1-2, 2-3 должно отключаться без выдержки времени, т.е. РЗ на выключателях В1-В4 должна быть быстродействующей.
Время действия защиты на выключателям В5 и В6 определяется уровнем остаточного напряжения на шинах п/ст-2 и 3 при к.з. в конце зоны действия защиты (отсечки) в точках К3 и К4. В данном примере быстродействующая защита требуется только на выключателе В5.
Быстродействующими считаются:
первые ступени токовых отсечек;
первые ступени дистанционных защит;
продольные и поперечные дифференциальные защиты;
дифференциально-фазные защиты;
направленные высокочастотные защиты и т.д.
2) Избирательной считается защита, обеспечивающая отключение только поврежденного элемента электроустановки. Необходимая избирательность достигается отстройкой от величин подводимых к защите параметров ( , , , , , , ), при которых защита данного элемента не должна действовать.
Д
ля
обеспечения отстройки либо вводят
коэффициент запаса к расчетной величине
параметра, либо используют принцип
многоступенчатости с согласованием
ступеней по времени.
Коэффициент запаса
к расчетной величине параметра
используется так:
, (2.1)
где
– величина параметра, при которой
срабатывает защита;
– для максимальных защит;
– для минимальных защит.
Принцип выполнения многоступенчатой защиты показан на рис.2.3.
Для обеспечения избирательности и резервирования вводится согласование ступеней смежных защит по времени (для вторых и последующих ступеней), т.е.
, (2.2)
где
– время срабатывания защиты;
с
– ступень селективности (избирательности).
В этом случае:
Первая ступень защищает основной объект и отстраивается от расчетных параметров при к.з. за выключателем смежного участка (в точке К3). В расчетах ток к.з. одинаков в точках К1, К2 и К3, поэтому иногда говорят, что 1-я ступень отстраивается от к.з. в конце линии (точка К1), хотя подразумевается точка К3.
Вторая ступень резервирует 1-ю ступень и полностью защищает свой объект и часть смежного, отстраивается от первых (или вторых) ступеней защиты смежных линий.
Третья ступень резервирует защиты своей и смежной линий (частично), отстраивается от 2-х(3-х) ступеней защит смежных линий, а также от нормального и перегрузочного режимов.
Обычно функцию избирательности выполняют реле направления мощности.
3) Чувствительной считается защита,
обеспечивающая надежное отключение
защищаемого элемента при его повреждениях.
Надежность отключения характеризуется
коэффициентом чувствительности (
).
Для максимальных защит коэффициент чувствительности определяется как отношение наименьшей величины электрического параметра, подводимого к защите при к.з. в конце защищаемого элемента, к уставке срабатывания, т.е.
;
(2.3)
Для минимальных защит коэффициент чувствительности определяется как отношение уставки срабатывания к наибольшей величине электрического параметра, подводимого к защите при к.з. в конце защищаемого элемента, т.е.
;
. (2.4)
Для большинства основных защит принимается
,
для резервных –
.
Чувствительность 1-х ступеней защит
может характеризоваться косвенно
защищаемой зоной.
4) Надежной считается защита, обеспечивающая ее устойчивое функционирование в различных режимах.
Для повышения надежности применяют дублирование и резервирование основных защит.
5) Наличие устройств сигнализации позволяет судить о правильности работы защиты и анализировать порядок протекания процесса. С этой целью сигнальные реле устанавливаются не только в отключающих и включающих цепях выключателях, но и в цепи каждой ступени защиты.