НВЧЗ принцип действия

НАЗНАЧЕНИЕ И ВИДЫ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ЗАЩИТ

Высокочастотные (ВЧ) РЗ являются быстродействующими и предназначаются для ЛЭП 110, 220 кВ и линий СВН. Они применяются для быстрого отключения линии при КЗ в любой ее точке с целью обеспечения устойчивости параллельной работы электрических станций и энергосистем в целом, а также в связи с ростом требований со стороны потребителей для сохранения устойчивости технологического процесса.

Высокочастотные РЗ (ВЧЗ) состоят из двух комплектов, расположенных по концам защищаемой ЛЭП. Особенность ВЧЗ заключается в том, что для их селективного действия необходима связь между комплектами защиты, осуществляемая посредством токов ВЧ, которые передаются по проводам защищаемой ЛЭП. По принципу своего действия ВЧЗ не реагируют на КЗ вне защищаемой ЛЭП и поэтому, так же как дифференциальные РЗ, не имеют выдержки времени. Применяются три вида ВЧЗ : направленные РЗ с ВЧ-блокировкой, основанные на сравнении направления знаков мощности по концам защищаемой ЛЭП; дифференциально-фазные ВЧЗ, основанные на сравнении фаз токов КЗ по концам ЛЭП; комбинированные направленные и дифференциально-фазные ВЧЗ, сочетающие оба упомянутые выше принципа. В связи с указанными особенностями перечисленные РЗ состоят из двух частей — релейной и высокочастотной.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ НАПРАВЛЕННОЙ ЗАЩИТЫ С ВЧ-БЛОКИРОВКОЙ

Направленная ВЧЗ реагирует на направление (знак) мощности КЗ по концам защищаемой ЛЭП. Как видно из рис. 13.1, о, при КЗ на защищаемой ЛЗП (в точке К1) мощности КЗ на обоихконцах поврежденного участка АВ имеют одинаковое направление от шин в ЛЭП.

В случае же внешнего КЗ (точка К2) направления мощности по концам защищаемой ЛЭП различны. На ближайшем к месту повреждения конце (В) ЛЭП мощность КЗ SB отрицательна (направлена к шинам), а на удаленном (конец А) — положительна (направлена от шин в ЛЭП).

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ЗАЩИТЫ

Принцип действия. Дифференциально-фазная ВЧЗ (ДФЗ) основана на сравнении фаз тока по концам защищаемой ЛЭП. Считая положительными токи, направленные от шин в ЛЭП, находим, что при внешнем КЗ в К1 (рис. 13.3, а) токи I_m и I_n по концам защищаемой ЛЭП имеют различные знаки и, следовательно, их можно считать сдвинутыми по фазе на 180°. В случае же КЗ на защищаемой ЛЭП (рис. 13.3,6) токи на ее концах имеют одинаковые знаки и их можно принять совпадающими по фазе, если пренебречь сдвигом векторов ЭДС Е_m и E_n по концам электропередачи и различием углов полных сопротивлений Z_m и Z_n [28].

ПРИНЦИПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ И РАБОТЫ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ЧАСТИ ЗАЩИТЫ

Канал токов высокой частоты. Высокочастотный канал представляет собой электрическую цепь, по которой проходят сигналы ВЧ. На рис. 13.6 показан ВЧ-канал по схеме фаза-земля, при котором ток ВЧ проходит по одному из проводов ЛЭП и возвращается по земле. На каждом конце ЛЭП устанавливаются высокочастотные аппараты (ВЧА) 1, состоящие из передатчика ГВЧ, генерирующего сигналы ВЧ, и принимающего их приемника ПВЧ. Выходная цепь ВЧА подключается одним зажимом к земле, а вторым к проводу ЛЭП через ВЧ кабель 2 фильтр присоединения 3 и высоковольтный конденсатор связи 4. По концам ЛЭП, используемой для передачи токов ВЧ, устанавливаются заградители 5, запирающие выход токам ВЧ за пределы ЛЭП.

СХЕМЫ НАПРАВЛЕННЫХ ЗАЩИТ С ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ БЛОКИРОВКОЙ

Основные функциональные элементы ВЧЗ. Упрощенная схема, поясняющая принцип выполнения и структурные элементы ВЧЗ, показана на рис. 13.11. Релейная часть РЗ состоит из трех основных элементов: пускового органа (ПО), органа направления мощности (OHM) KW и блокирующего реле КБ.

СХЕМА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ВЧ-ЗАЩИТЫ

Основные органы дифференциально-фазной защиты и особенности их выполнения. Диффазная защита (рис. 13.16) со- состоит из следующих основных органов: пусковых органов тока П01 (1.KAZ1) и П02 (1.KAZ2), пускающих передатчик и разрешающих РЗ действовать при КЗ; органа манипуляции, управляющего (с помощью 2-ТМ) ВЧ-передатчиком в зависимости от знака сравниваемых токов, и органа сравнения фаз токов, действующего на отключение при совпадении фаз токов, проходящих по концам ЛЭП. ДФЗ не реагирует на нагрузку, поэтому ПО в схемах этой защиты не является обязательным. Однако при его отсутствии любое нарушение непрерывной циркуляции токов ВЧ будет приводить к срабатыванию РО и ложному отключению ЛЭП. Поэтому во всех схемах ДФЗ применяются ПО, отстроенные от токов нагрузки.

НОВАЯ НАПРАВЛЕННАЯ ЗАЩИТА С ВЧ-БЛОКИРОВКОЙ ПДЭ-2802 НА ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМАХ

Защита предназначена для ЛЭП 110-330 кВ, не имеющих ОАПВ, в качестве основной быстродействующей РЗ от всех видов КЗ.

Защита может применяться и на ЛЭП с ответвлениями с выполнением мероприятий, исключающих ее неселективное действие при КЗ за трансформаторами ответвлений. При маломощных ответвлениях ВЧЗ ЛЭП удается отстроить от таких КЗ с помощью дополнительного комплекта ПО, предусмотренного в ВЧЗ. При мощных присоединениях отстройка с помощью ПО невыполнима. В таких случаях для обеспечения селективности на ответвлении устанавливается дополнительно упрощенная ВЧЗ типа ПДЭ-2802. Она срабатывает при КЗ за трансформаторами и посылает токи ВЧ на оба конца основной ЛЭП, блокируя действие установленной на ней ВЧЗ ПДЭ-2802.

32. Направленная защита с в.Ч. Блокировкой (нвчз). Канал токов высокой частоты.

Высокочастотные защиты являются быстродействующими. Они применяются в тех случаях, когда по условиям устойчивости или по другим причинам требуется быстрое двустороннее отключение к.з. в любой точке защищаемой линии.

Направленные защиты с высокочастотной блокировкой (т. е. с блокировкой токами высокой частоты), основанные на сравнении направлений мощности к.з. по концам защищаемой линии.

Направленная в.ч. защита реагирует на направление (или знак) мощности к.з. по концам защищаемой линии.

Как видно из рисунка 7.1, а), при к.з. на защищаемой линии (в точке К1) мощности к.з. на обоих концах поврежденного участка АВ имеют одинаковый знак и направление от шин в линию.

В случае же внешнего к.з. (точка К2) направление и знаки мощности по концам защищаемой линии оказываются различными. На ближайшем к месту повреждения конце линии мощность к.з. S_B отрицательна и направлена к шинам, а на удаленном положительна и направлена от шин в линию.

Из этого следует, что, сравнивая направления мощности по концам линии, можно определить, где возникло повреждение: на линии или за ее пределами.

Такое сравнение осуществляется при помощи реле мощности М (рисунок 7.1, б), которые устанавливаются на обоих концах линии и включаются так, чтобы при к.з. на защищаемой линии они разрешали действие защит на отключение.

Блокирующий ток посылается специальными генераторами токов высокой частоты ГВЧ (рисунок 7.2), управляемыми реле мощности М, и принимается специальными приемниками токов высокой частоты ПВЧ, настроенными на ту же частоту, что и генераторы. Приняв высокочастотный сигнал, приемники выпрямляют полученный ток и подают его в обмотку блокирующего реле Б, которое размыкает цепь отключения своей защиты, не позволяя ей действовать на отключение.

При к.з. на защищаемой линии блокирующий сигнал высокой частоты отсутствует, так как реле мощности, срабатывая, не позволяют действовать передатчикам высокой частоты. В этом случае контакты блокирующих реле остаются замкнутыми, разрешая реле мощности действовать на отключение.

Таким образом, блокирующий ток высокой частоты появляется в линии только при внешних к.з., обеспечивая селективную работу защиты. Зона действия защиты ограничивается трансформаторами тока, питающими реле мощности.

На рассмотренном принципе выполняются защиты, сравнивающие направления мощностей в фазах или мощности нулевой или обратной последовательности. Реле мощности в двух последних случаях включаются через соответствующие фильтры на токи и напряжения нулевой или обратной последовательности.

Из принципа действия направленной высокочастотной защиты следует, что защита содержит релейную часть, реагирующую на направление мощности к.з., и высокочастотную часть, генерирующую и принимающую токи высокой частоты.

Канал токов высокой частоты. Особенности выполнения пускового органа (ПО) НВЧЗ, выбор уставок ПО. Высокочастотным (в. ч.) каналом или каналом токов высокой частоты называют путь, по которому замыкаются токи высокой частоты, используемые для блокировки защиты.

На рисунке 7.3 показан в. ч. канал по схеме фаза – земля, при которой ток высокой частоты передается по одному из проводов линии и возвращается по земле. На каждом конце линии устанавливается в.ч. пост 1, состоящий из передатчика ГВЧ, генерирующего токи высокой частоты, и принимающего их приемника ПВЧ. Выходная цепь в.ч. поста подключается одним зажимом к земле, а вторым — к линии электропередачи через кабель2, фильтр присоединения 3 и конденсатор связи 4. По концам провода линии, используемого для передачи токов высокой частоты, устанавливаются заградители 5, запирающие выход токами высокой частоты за пределы линии.

Потери энергии, происходящие при передаче в. ч. сигнала, называются затуханием и условно характеризуются величиной затухания в элементах высокочастотного канала и условно характеризуются величиной: , гдеР_вх – мощность на входе рассматриваемого элемента канала (в начале элемента); Р_вых –мощность, получаемая на его выходе (в конце элемента). За единицу затухания принимается Децибел (Дб).

Пусковой орган защиты выполняется при помощи двух комплектов реле, один из которых (реле П2) пускает передатчик высокочастотного поста, а второй (реле П1) управляет цепью отключения защиты. Для пуска защиты при междуфазных к.з. применяются токовые реле, включенные на ток фазы, а в случае недостаточной их чувствительности — реле сопротивления. Пуск защит в комплектах от замыканий на землю обычно осуществляется посредством реле, реагирующих на ток нулевой последовательности. В некоторых схемах для пуска защит используется реле тока и напряжения обратной последовательности,

Орган направления мощности М осуществляется посредством обычных реле мощности.

В комплектах от замыканий на землю реле мощности включается на ток и напряжение нулевой последовательности. В защитах от несимметричных к.з. реле мощности питается током и напряжением обратной последовательности.

Особенности пускового органа защиты

Непременным условием правильной работы защиты при внешних к.з. является пуск высокочастотного передатчика на ближнем к месту к.з. (т. е. приемном) конце линии. При несогласованной чувствительности пусковых реле на противоположных концах линии это условие может быть нарушено. Так, например, если при внешнем к.з. реле П2, пускающее в. ч. передатчик на приемном конце линии, не сработает из-за недостаточной чувствительности, а реле П1 пускающее защиту на питающей стороне линии, окажется более чувствительным и подействует, то защита на питающем конце неправильно отключит линию из-за отсутствия блокирующего сигнала с приемного конца.

Для исключения этого пусковой орган выполняется из двух комплектов реле: одного – П2 для пуска высокочастотной части и второго – П1 в цепи отключения. При этом реле П2 должно быть в 1,5 – 2 раза чувствительнее реле П1 на своем и противоположном концах линии. При выполнении этого условия имеется полная гарантия, что более чувствительные реле П2 обеспечат пуск в. ч. передатчика, если пришли в действие более грубые пусковые реле П1 в цепи отключения. Уставки пусковых реле. Оба пусковых комплекта реле П1 и П2 должны быть отстроены от максимальной нагрузки (если они на нее реагируют) и надежно действовать при к.з. на противоположном конце защищаемой линии. Токовые реле отстраиваются от нагрузки по формуле, аналогичной для токовых реле МТЗ: По этому выражению определяется уставка пусковых релеП2, пускающих в.ч. передатчик. Уставки пусковых реле П1, управляющих цепью отключения, принимают в 1,5 – 2 раза грубее уставок на П2.Чувствительность реле, управляющих отключением, проверяется по к.з. на противоположном конце линии, коэффициент чувствительности должен быть в худшем случае не меньше 1,5 – 2.

Шкаф высокочастотной защиты линии 110-220 кВ. ШЭ2607 08Х, 48Х

Наши специалисты ответят на любой интересующий вопрос

Описание
Характеристики
Документы

Назначение
Предназначены для работы в качестве основной быстродействующей защиты или резервной защиты при всех видах КЗ на ВЛ напряжением 110–220 кВ.

Состав
Защита шкафа содержит релейную и высокочастотную части. Релейная часть представлена полукомплектом защиты, реализующим функции ДФЗ, НВЧЗ или ВЧБ линии, КСЗ (комплект ступенчатых защит), АУВ и УРОВ.
В качестве высокочастотной части могут использоваться приемопередатчики типов: ПВЗУ, ПВЗУЕ, ПВЗУЕ (ВОЛС), ПВЗУМ, ПВЗ90М, ПВЗ90М1, АВЗК80, ПВЗ, АВАНТ. Высокочастотная аппаратура поставляется предприятием¬изготовителем отдельно и монтируется в шкаф непосредственно на месте эксплуатации.

Принцип действия ДФЗ
Принцип действия ДФЗ основан на сравнении фаз токов по обоим концам защищаемой линии, получаемых от комбинированных фильтров токов I1+kI2.
Сравнение фаз токов, протекающих по разным концам ВЛ, осуществляется посредством токов высокой частоты (ВЧ) по каналу, в качестве которого используется защищаемая линия. Защита обладает абсолютной селективностью и действует на отключение при всех видах КЗ в защищаемой зоне и не действует при внешних КЗ, качаниях, реверсе мощности, асинхронном режиме работы ВЛ, несинхронных включениях и режимах одностороннего включения без КЗ. В основных режимах защита действует без цепей напряжения.
Дополнительные возможности
Обеспечивается использование защиты:
— в сети внешнего электроснабжения тяговой нагрузки;
— на линиях с ответвлениями;
— на линиях, оборудованных ОАПВ;
— совместно с электромеханическими панелями ДФЗ 201 и ДФЗ-504.
Особенности
Орган сравнения фаз токов имеет интегрирующие свойства.
Пусковые органы, действующие на пуск ВЧ передатчика и в цепи отключения, реагируют на:
— ток обратной последовательности;
— ток нулевой последовательности;
— приращение векторов тока обратной и прямой последовательности;
— разность фазных токов.

Дополнительные дистанционные пусковые органы и реле направления мощности нулевой последовательности позволяют использовать защиту для работы на линиях с ответвлениями. Пусковые органы, работающие по приращениям векторов симметричных составляющих, позволяют использовать защиту для работы в сети внешнего электроснабжения тяговой нагрузки. Дополнительные дистанционные пусковые органы и реле направления мощности нулевой последовательности позволяют использовать защиту для работы на линиях с ответвлениями.

Принцип действия НВЧЗ
Принцип действия НВЧЗ основан на косвенном сравнении направления мощности по концам защищаемой линии посредством ВЧ сигналов, передаваемых по каналу связи, в качестве которого используется одна из фаз защищаемой линии. Защита действует при всех видах КЗ : при несимметричных КЗ — как направленная защита с ВЧ блокировкой, при трехфазных КЗ – как направленная дистанционная ВЧ защита с блокировкой при качаниях. Защита не срабатывает при внешних КЗ, неполнофазных режимах, реверсе мощности при каскадных отключениях КЗ, несинхронных включениях и режимах одностороннего включения без КЗ.
При нарушении в цепях напряжения излишние и ложные срабатывания защиты отсутствуют.
Дополнительные возможности
Обеспечивается использование защиты:
— в сети внешнего электроснабжения тяговой нагрузки;
— на линиях с ответвлениями;
— совместно с панелью ПДЭ2802.

Принцип действия ВЧБ
Высокочастотная блокировка дистанционной и токовой защит является разновидностью направленной ВЧ защиты. Излишние срабатывания ее при внешнем КЗ предотвращаются посылкой блокирующего ВЧ сигнала передатчиком полукомплекта защиты того конца линии, на котором мощность нулевой последовательности направлена от шин в линию. При КЗ на защищаемой линии блокирующий ВЧ сигнал снимается и разрешается действие защиты на отключение.
Защита действует при всех видах КЗ: при КЗ на землю — как ТНЗНП с ВЧ блокировкой, а при несимметричных и симметричных КЗ без земли — как ДЗ с ВЧ блокировкой. При нарушении в цепях напряжения излишние и ложные срабатывания защиты отсутствуют.
Дополнительные возможности
— совместно с панелью ЭПЗ1643.

Комплект ступенчатых защит (КСЗ)
Устройство включает в себя полноценный комплект ступенчатых защит линии, действие которых может осуществляться независимо от ВЧ защиты. В случае потери ВЧ канала и вывода ВЧ защиты из действия функции КСЗ остаются.
КСЗ линии содержит:
— пять ступеней дистанционной защиты (ДЗ) от междуфазных КЗ и одну ступень от замыканий на землю;
— в ДЗ, по выбору, имеется два алгоритма блокировки при качаниях: по скорости изменения векторов токов обратной или прямой последовательности и по скорости изменения векторов сопротивлений;
— шестиступенчатую токовую направленную защиту нулевой последовательности (ТНЗНП). Каждая ступень может работать как направленная, так и ненаправленная. Направленность первой и второй ступеней ТНЗНП обеспечивается разрешающим реле направления мощности нулевой последовательности (РНМНП), а третьей и четвертой ступеней – как разрешающим, так и блокирующим РНМНП;
— трехфазную токовую отсечку.
Логикой работы дистанционной и токовой защит предусмотрена возможность ускорения защит от оперативного переключателя и при приеме сигналов по ВЧ каналам. Предусмотрена передача по ВЧ каналам сигналов ускорения защит, установленных на другом конце линии.

Устройство резервирования при отказе выключателя (УРОВ)
Функция УРОВ реализует принцип индивидуального устройства. Возможно выполнение универсального УРОВ как по схеме с дублированным пуском от защит, так и по схеме с автоматической проверкой исправности выключателя.

Максимальная токовая защита (МТЗ)
МТЗ выполнена двухступенчатой с комбинированным пуском по напряжению.
РТ МТЗ реагирует на фазные величины.

Токовая защита при перегрузке по току (ТЗП)
ТЗП выдает сигналы во внешние цепи при перегрузке присоединения по току, с учетом направления мощности прямой последовательности.
ТЗП содержит три ступени, действующие на сигнализацию и на выходные реле.

Автоматика управления выключателем (АУВ)
Функция АУВ обеспечивает прием команд включения и отключения, контроль и фиксацию положения, блокировку от многократных включений.
Пуск АПВ (однократного или двукратного) осуществляется с контролем напряжений на шинах и линии (контроль отсутствия, наличия или синхронизма напряжений).
Предусмотрен режим включения выключателя как с контролем, так и с улавливанием синхронизма.

Микропроцессорная фильтровая направленная высокочастотная защита

Защита выпускается ООО НПП «ЭКРА» в виде шкафа типа ШЭ2607 031 для линий электропередачи напряжением ПО—330 кВ, в том числе с ответвлениями, на которых не предусматривается однофазная автоматика повторного включения (ОАПВ). Выполняется на терминале типа БЭ2704.

Принцип действии [39, 77] микропроцессорной направленной высокочастотной защиты (НВЧЗ) иллюстрируется схемой на рис. 9.3. На линии электропередачи W, связывающей две части электроэнергетической системы ЭЭС1 и ЭЭС2 устанавливаются два полукомплекта защиты НВЧ31 и НВЧ32, подключаемых к первичным измерительным трансформаторам напряжения TV1, TV2 и тока ТА1, ТА2. Они обмениваются ВЧ-сигналами, передаваемыми по организованному по одному из проводов линии каналу связи (см. рис. 9.7). На рис. 9.3 показаны только конденсаторы связи С_св. Высокочастотная часть защиты состоит из ВЧ-передагчи- ков ПРД1, ПРД2 и приемников ПРМ1, ПРМ2.

Рис. 9.3. Схема взаимодействия полукомплектов направленной ВЧ-зашиты

Абсолютная селективность защиты обеспечивается сопоставлением направлении мощностей обратной (при несимметричных КЗ) и прямой (при трехфазных КЗ) последовательностей. Как известно при КЗ на защищаемой линии (внутренних) в точке К1 мощности направлены:

• обратной последовательности — от линии к шинам;
• прямой последовательности от шин в линию.

При внешних КЗ, например, в точке К2, направления мощностей в полукомп- лекте НВЧ31 сохраняются, а в полукомплекге НВЧ32 изменяются на обратные.

В начальный момент времени КЗ программными пусковыми органами полу- комплекгов защиты запускаются их ВЧ-передатчики ПРД1 и ПРД2, запрещающие ВЧ-сигналами, поступающими в приемники ПРМ1, ПРМ2, действие защиты на отключение выключателей Ql и ()2 линии электропередачи. При внутреннем КЗ (точка К1) срабатывают программные измерительные реле направления мощностей (ПИРНМ) и останавливают ВЧ-передатчики: действие защиты на отключение разрешается. При внешнем КЗ (например, в точке К2) ПИРНМ полукомплекта НВЧ32 не срабатывает; ВЧ-передатчик ПРД2 не останавливается и сигналом виде тока высокой частоты, поступающим в приемники ПРМ1 и ПРМ2, запрещает действие полукомплектов НВЧ31 и 11ВЧ32 на отключение выключателей Ql и Q2 линии электропередачи (блокируют защиту).

Измерительно-вычислительная часть защиты программно реализует пусковые и измерительные органы направленной ВЧ-защиты. Основными пусковыми огранами являются программные измерительные фильтр-реле:

• напряжения 6/_2бл (блокировки) — в обозначениях разработчиков, (У_2от (отключения) и тока /_2бл, /,_от (рис. 9.4, а) обратной последовательности;
• приращений Д/_бл и А/_оп токов прямой и обратной последовательностей (см. рис. 9.6);
• сопротивления Х_бчСА, реагирующего на отношение действующих значений междуфазного напряжения II_СА и разности токов фаз С и А.

Основные измерительные органы реализуются программными измерительными реле:

• направления мощности обратной последовательности А/_2от;
• направленным измерительным реле сопротивления 2_тСЛ.

Поскольку защита предназначена и для линий электропередачи с ответвлениями, предусмотрены дополнительные более чувствительные программные измерительные реле, вводимые в действие программными накладками ХВ (см. рис. 9.5):

• тока обратной последовательности /_2пуск, /_2от;
• сопротивления г_дтАВ и г_допВС;
• тока нулевой последовательности РТ /_0бл, /_Оот.

В связи с применением измерительных реле сопротивления, защита снабжена программными блокировкой от качаний БК (см. рис. 9.4, а) и блокировкой при неисправности цепей напряжений БНН.

Рис. 9.4. Упрощенная структурная схема (а) и характеристика срабатывания (б) программных измерительных реле сопротивления фильтровой направленной высокочастотной защиты

Принятое в фильтровой направленной ВЧ-защите измерительное преобразование — типичное для микропроцессорных зашит. Используются принужденные составляющие промышленной частоты напряжений и токов электромагнитных переходных процессов. После частичной фильтрации посредством аналоговых пассивных ФНЧ граничными частотами 200—300 Гц, предотвращающими периодичность амплитудно-частотной характеристики нерекурсивного цифрового фильтра Фурье, им выделяются ортогональные составляющие указанных напряжений и токов в виде, постоянных чисел (см. § 1.5). По ним вычисляются их амплитуды [см. (1.4)] и фазы [см. (1.5)], формируются программные фильтры прямой и обратной последовательностей [см. (1.20) и (1.21)], вычисляются мощности [см. (1.14), (1.15)] и формируются характеристики срабатывания программных измерительных реле сопротивления [см. (1.16)—(1.18)]. На рис. 9.4, 6 приведены характеристики направленных измерительных реле сопротивления ?бл’ 2_0Т и ^Д° п ‘ Две из них, а именно ?6л и Z_дon, — в виде параллелепипедов, ориентированных по направлениям вектора сопротивления линии (угол ср_л), расположенных в нижней и верхней полуплоскостях комплексного сопротивления, охватывают начало координат. Характеристика наиболее ответственного и строго направленного реле сопротивления несколько более сложная и проходит через начало координат.

Высокочастотная блокировка (ВЧБ)

Применяются три вида ВЧЗ: направленные РЗ с ВЧ-блокировкой, основанные на сравнении направления знаков мощности по концам защищаемой ЛЭП; дифференциально-фазные ВЧЗ, основанные на сравнении фаз токов КЗ по концам ЛЭП; комбинированные направленные и дифференциально-фазные ВЧЗ, сочетающие оба упомянутые выше принципа. В связи с указанными особенностями перечисленные РЗ состоят из двух частей – релейной и высокочастотной.

Направленная ВЧЗ реагирует на направление (знак) мощности КЗ по концам защищаемой ЛЭП. Как видно из рис. 13.1, а, при КЗ на защищаемой ЛЭП (в точке К1) мощности КЗ на обоих

концах поврежденного участка АВ имеют одинаковое направление от шин в ЛЭП.

В случае же внешнего КЗ (точка К2) направления мощности по концам защищаемой ЛЭП различны. На ближайшем к месту повреждения конце (В) ЛЭП мощность КЗ S_В отрицательна (направлена к шинам), а на удаленном (конец А) – положительна (направлена от шин в ЛЭП).

Из этого следует, что, сравнивая направления мощности по концам защищаемой ЛЭП, можно определить, где возникло повреждение: на данной ЛЭП или за ее пределами. Такое сравнение осуществляется при помощи органов направления мощности KW (рис. 13.1, б), которые устанавливаются на обоих концах ЛЭП и включаются таким образом, чтобы при КЗ на защищаемой ЛЭП они разрешали действие ВЧЗ на отключение.

Тогда при КЗ в точке К (рис. 13.1, б) на обоих концах линии подействуют KW3 и KW4, установленные на поврежденной ЛЭП ВС. На неповрежденной же ЛЭП АВ OHM KW1 сработает, разрешая действие на отключение, однако на приемном конце В ЛЭП АВ под влиянием мощности КЗ, направленной к шинам, OHM KW2 разомкнет контакты, чем запретит действие на отключение РЗ 2, и одновременно блокирует действие РЗ 2 посылкой ВЧ-сигнала по проводам этой же ЛЭП. Блокирующий сигнал посылается специальными генераторами ВЧ (ГВЧ) (рис. 13.2), управляемыми OHM, реагирующими на отрицательный знак мощности, и принимается специальными приемниками токов ВЧ ПВЧ, настроенными на ту же частоту, что и генераторы. Приняв ВЧ-сигнал, приемники ВЧ подают ток в обмотку блокирующего реле КБ, которое размыкает цепь отключения РЗ.

4. Дифференциальная защита линий электропередач напряжением 110 кВ и выше.

Принцип действия защиты основан на сравнении фаз токов промышленной частоты по концам защищаемой линии, что осуществляется при помощи ВЧ канала. Для того чтобы, используя только один ВЧ канал, обеспечить защиту трех фаз ЛЭП, применяются комбинированные фильтры, преобразующие трехфазную систему токов в однофазную. Применение этих фильтров позволяет не сравнивать между собой фазы всех линейных токов и, таким образом, упростить выполнение дифференциально-фазной защиты. В защитах типа ДФЗ-201 используются комбинированные фильтры токов прямой и обратной последовательностей h+kh. Дифференциально-фазная защита не реагирует на нагрузку и качания и правильно работает в неполнофазных режимах — нагрузочном и при внешних КЗ.

Пусковой орган при всех видах повреждения на линии пускает ВЧ передатчик Орган сравнения фаз токов определяет, где находится повреждение: на защищаемой линии или вне ее.

При КЗ вне защищаемой ЛЭП ВЧ импульсы сдвинуты по фазе на полупериод промышленного тока и передатчики обоих концов ЛЭП работают неодновременно В результате на входы приемников поступает сплошной ВЧ сиг нал, на выходах обоих приемников ток отсутствует, и защита блокируется (рис 2, а)

При повреждении на линии передатчики работают одновременно и генерируемые ими импульсы примерно совпадают по фазе Высокочастотный ток, поступающий в приемники, будет иметь прерывистый характер с интервалами, равными полупериоду. В выходной цепи приемника появляются импульсы тока, имеющие прямоугольную форму. В обмотке реле появляется ток, реле срабатывает и вызывает действие защиты (рис 2, б)