Схемы включения реле направления мощности поперечных дифференциальных защит

Выполнение токовых цепей защиты. Поперечные дифференциальные направленные защиты применяются в качестве основных защит двух параллельных линий 35-220 кВ с односторонним питанием, а также линий 35-110 кВ с двусторонним питанием. Защиты осуществляют выбор и отключение поврежденной линии, оставляя в работе параллельную, не поврежденную. Выбор поврежденной линии осуществляется избирателями - реле направления мощности двустороннего действия типа РБМ-270. Пусковые реле максимального тока типа РТ-40, включенные на фазные токи и ток нулевой последовательности, фиксируют возникновение аварийного режима в зоне работы по значению тока. Для выполнения защиты на линиях W1и W2 устанавливают однотипные трансформаторы тока ТА с одинаковыми коэффициентами трансформации и соединяют их по схеме на разность токов, как показано на рис. 10.1. На линии Ш в нуль звезды объединяют выводы И₂ TA1, фазные провода выводят с И₁ ; на W2 в нуль звезды объединяют выводы И₁ TA2, фазные провода выводят с И ₂ . Соединения производятся перемычками, устанавливаемыми на внутренней стороне рядов зажимов.

Рис. 10.1. Схема токовых цепей поперечной дифференциальной направленной защиты:

а - схема первичных соединений; б - схема подключения токовых цепей комплектов КЗ 6 и КЗ 7

Для обеспечения возможности переключений при проверке защиты под нагрузкой в токовых цепях поперечных защит должны использоваться только испытательные зажимы.

Последовательно соединенные обмотки реле направления мощности (избиратели) и токового реле (пусковые органы) включаются параллельно обмоткам TA1, TA2, соединенным на разность токов, чем обеспечивается циркуляция по токовым цепям защиты вторичных токов ТА обеих линий. Такое соединение ТА, когда ток в реле равен разности вторичных токов линий I р = I1 - I2 , характерен для поперечной дифференциальной защиты с циркулирующими

токами. В нормальных режимах, когда по линиям протекают равные по значению и совпадающие по фазе токи нагрузки, ток в реле равен нулю, т.е.

Практически из-за некоторой разницы первичных токов, различия характеристик ТА1 и ТА2 в дифференциальной цепи всегда проходит небольшой ток небаланса, значительно возрастающий при внешних КЗ. От максимального тока небаланса при внешних КЗ отстраиваются соответствующей уставкой срабатывания пускового органа.

При К3 в зоне действия защиты на одной из линий токи, проходящие по линиям, не равны и в дифференциальной цепи протекает ток, совпадающий с направлением тока линии, на которой произошло КЗ (рис. 10.2). В случае КЗ на линии W1 токи замыкания по линиям будут различны, при этом I1 > I2 ^{и ток в} реле I р = I1 -I2 совпадает по фазе с током поврежденной линии. Реле

направления мощности включают так, чтобы оно в этом режиме произвело выбор отключения именно поврежденной линии, т. е. W1. Аналогично защита должна работать при КЗ на линии W2. При возникновениях КЗ в зоне действия защиты, на одной из ЛЭП вблизи шин противоположной подстанции, когда разница токов I1 и ^ незначительна и поэтому реле-избиратели могут не работать, защита действует каскадно, т. е. сначала отключается от своих защит выключатель поврежденной линии на противоположном конце, а затем уже работает защита на данном конце.

Схемы включения реле направления мощности аналогичны рассмотренным в разд. 3, в защитах от междуфазных КЗ реле включаются обычно по 90-градусной схеме, в защите от замыканий на землю - на фильтр токов и напряжений нулевой последовательности.

Комплектные устройства защиты типов КЗ 6 и КЗ 7. Как правило, поперечные дифференциально-направленные защиты линий выполняются с использованием комплектных устройств: комплекта защиты типа КЗ 6 - для выполнения поперечной дифференциальной токовой направленной защиты при междуфазных КЗ (рис. 10.3), комплекта защиты типа КЗ 7 -для выполнения поперечной дифференциальной токовой направленной защиты при замыканиях на землю (рис. 10.4). Комплект КЗ 6 может использоваться отдельно, как самостоятельная автономная защита, комплект КЗ 7 обычно используется только для выполнения защит при одновременном использовании обоих комплектов, когда избиратель и пусковые органы комплекта КЗ 7, действуют на выходные органы КЫ и KL2 комплекта КЗ 6, для совместной работы комплекты включаются по схеме, приведенной на рис. 10.5. При совместном использовании комплектов оперативный ток на защиту может подаваться через последовательно соединенные замыкающие контакты реле KQC1 и KQC2 (KQC1 - реле положения "включено" выключателя Q1 линии W1, KQC2 - реле положения "включено" выключателя Q2 линии W2); или контакты KQC1, KQC2 могут выполнять также блокирующие функции при включении их непосредственно в цепи выходных реле KL1 и KL2. Контакт KQC2 включают последовательно с КЫ (в рассечку между выводами 8-10), контакт KQC1 -последовательно с KL2 (между выводами 14-16). Этим достигается автоматический вывод защиты из работы при отключении выключателя одной из линий, для исключения возможного отключения оставшейся в работе линии при сквозном КЗ вне зоны защиты.

X1

Рис. 10.3. Принципиальная схема комплекта защиты типа КЗ 6:

а - цепи переменного тока; б - цепи переменного напряжения; в - цепи оперативного постоянного тока; г - цепи сигнализации

Рис. 10.4. Принципиальная схема комплекта КЗ 7:

а - цепи переменного тока; б - цепи переменного напряжения; в - цепи оперативного постоянного тока; г - цепи сигнализации

При наличии шиносоединительного выключателя Q3 контакты KQC1 и KQC2 включаются между выводами 14-16, 8-10, а оперативный ток подается на защиту через переключающее устройство X, имеющее три фиксированных положения I, II, III (рис. 10.5, в):

Рис. 10 5. Принципиальная схема соединения комплектов защиты типов КЗ 6 и КЗ 7:

а - цепи переменного напряжения; б -цепи оперативного постоянного тока; в - подача

оперативного тока на защиту при наличии шиносоединительного включателя Q3; г - цепи

сигнализации. Части схемы, обведенные пунктирной линией, относятся к комплекту типа КЗ 6,

прерывистой линией - к комплекту КЗ 7, тонкой сплошной линией -

контакты реле автоматики схемы управления Q1, Q2 и Q3

I - оперативный ток с защиты снят, защита выведена из работы;

II - выключатель Q3 не используется (например, выведен в ремонт), оперативный ток подан
на защиту, защита введена в работу;

III - выключатель Q3 находится в работе, оперативный ток подан на защиту через контакты
KQC3 реле положения "включено" выключателя Q3. При отключении Q3 защита автоматически
выводится из работы.

В комплекте защиты КЗ 6 установлены два реле максимального тока КА1 и КА2 (пусковые органы), два реле направления мощности KW1 и KW2 (избиратели), два промежуточных реле КЫ и KL2 (выходные реле защиты), два указательных реле КН1 и КН2. При междуфазных КЗ в зоне действия защиты работают пусковые реле поврежденных фаз и в зависимости от того, на какой линии повреждение, избиратели KW1, KW2 производят выбор - замыкают правые или левые контакты. При замыкании правых контактов KW1.1, KW2.1 напряжение подается на выходное реле KL1, действующее на отключение W1. При замыкании левых контактов KW1.2, KW2.2 напряжение подается на входное реле KL2, действующее на отключение W2. Выходные

реле КЫ и KL2 имеют замедление на срабатывание, которое необходимо для исключения ложного отключения выключателей при работе разрядников, когда пусковые реле и избиратели могут кратковременно замыкать контакты и подавать оперативный ток на обмотку выходного реле. Для исключения при этом ложного выпадения указательных реле КН1 и КН2 их обмотки шунтируются размыкающими контактами реле КЫ и KL2. Время срабатывания защиты может регулироваться изменением числа демпфирующих шайб на сердечнике реле KL1 и KL2 в пределах 0,12-0,2 с.

В комплекте защиты КЗ 7 установлены реле максимального тока КА, реле максимального напряжения нулевой последовательности KV (пусковые органы), реле направления мощности К\\^ (избиратель), промежуточное быстродействующее реле KL, фиксирующее срабатывание пусковых органов, и указательные реле КН1 и КН2. При однофазных КЗ в зоне действия защиты максимальные реле пусковых органов своими размыкающими контактами КА1 и КУЛ снимают оперативный ток с защиты от междуфазных КЗ для исключения возможного ложного ее срабатывания (см. § 3.1). Реле-повторитель KL работает через последовательно соединенные замыкающие контакты KV.2 и KА.2. В зависимости от того, на какой линии произошло КЗ, реле направления мощности замыкает правые контакты KW.1 - работает выходное реле КЫ - или левые контакты KW.2 - работает выходное реле KL2 (КЫ и KL2 - реле комплекта КЗ 6). Указательные реле КН1 и КН2 комплекта КЗ 7 шунтируются размыкающими контактами КЫ и KL2 для исключения ложных сигналов. Комплекты КЗ 6 и КЗ 7 выполняются заводом на напряжение оперативного постоянного тока 110 или 220 В, пусковые органы - реле максимального тока КА, КА1 и КА2 - выполняются на токи до 200 А, реле максимального напряжения KV имеет уставки срабатывания 4-8 В. Последовательно с обмоткой KV включен фильтр L-C1 для уменьшения влияния составляющей третьей гармоники. Технические данные комплектных реле направления мощности приведены в табл. 10.1.

Таблица 10.1. Технические данные реле напряжения мощности, устанавливаемых в комплектах КЗ 6 и КЗ 7

Мощность срабатывания реле направления мощности, устанавливаемых в комплектах, несколько увеличена по сравнению с реле этого же типа, но устанавливаемыми отдельно на панелях. Загрубление реле достигается дополнительной затяжкой противодействующих пружин - этим исключается возможность вибрации контактов встроенных реле мощности из-за близко расположенных других реле комплектов.

Реле мощности комплекта КЗ 7 не предназначено для длительного режима включения цепи напряжения и выдерживает напряжение 100 В на обмотке в течение 1 мин.

Изменение угла максимальной чувствительности реле KW1 и KW2 комплекта КЗ 6 осуществляется переключающими устройствами SX1 и SX2. При использовании

последовательно включенных резисторов _R1-R₁’ и R2-R2' реле KW1 и KW2 имеют Ч⁾мч= _-

45 ± 5°, при исключении резисторов R1 и R2 ^мч = -30 ± 5° (см. рис. 10.3). Выполнение защиты при использовании отдельных реле, монтируемых на панели, в основном аналогично рассмотренной схеме с комплектами КЗ 6 и КЗ 7.

Для удобства работы с заводской документацией обозначения соответствующих элементов приведены в табл. 10.2.

Таблица 10.2. Обозначения элементов, входящих в комплекты