2.5.3. Схемы направленных защит

2.5.3. Схемы направленных защит

В отечественных энергосистемах принято использовать в направленных токовых защитах так называемую 90-градусную схему включения реле направления мощности смешанного типа. При этом в токовую катушку первого реле подается через ТТ ток фазы А, а к его потенциальной катушке подводится через ТН линейное напряжение ВС (рис. 2.21, а) [2]. Угол между этими векторами составляет 90°. Отсюда и произошло название схемы включения реле. Такое сочетание сигналов, подводимых к реле, улучшает его работоспособность при близких КЗ.

Для трехфазного исполнения защиты ?_P1 = ?_A; ?_P1 = ?_BC; ?_P2 = ?_B; ?_P2 = ?_CA; ?_P3 = 4; ?_P3 = ?_AB, где ?_P1, ?_P2, 4 — вектoры токов 15 токовых катушках первого, второго и третьего реле направления мощности; ?_A ?_B, ?_C — векторы вторичных токов соответствующих фаз; ?_P1, ?_P2, ?_P3 — векторы напряжений, подведенных к потенциальным катушкам первого, второго и третьего реле направления мощности; ?_AB, ?_BC, ?_CA — векторы вторичных линейных напряжений.

На рис. 2.21, б показана векторная диаграмма реле направления мощности, соответствующая 90-градусной схеме включения реле с углом внутреннего сдвига ? = 45° (?_МЧ = ?45°) в симметричном режиме контролируемого объекта. Вектор тока ?_A отстает от вектора фазного напряжения ?_A при КЗ на контролируемом объекте (например, линии) на угол ?_КЗ, определяемый соотношением активной и реактивной составляющих сопротивления контролируемой линии (см. рис. 2.21, а). Вектор ?_А имеет два предельных положения. Одно — ?_AI — при КЗ за чисто индуктивным сопротивлением (?_КЗ = 90°). Другое — ?_AII — при КЗ за чисто активным сопротивлением (?_КЗ = 0°, например, при КЗ вблизи места установки реле). Это означает, что угол ?_p между векторами тока ?_P = ?_PI = ?_A и напряжения ?_H = ?_P1 = ?_BC, подведенными к реле, ?_p = ?(90° ? ?_КЗ) и может изменяться в симметричном режиме от 0 до 90° (вектор тока опережает вектор напряжения).

Как видно, вращающий момент реле при трехфазных КЗ в зоне действия защиты положителен и близок к максимальному; следовательно, реле надежно срабатывает. При трехфазных КЗ вне зоны вращающий момент изменяет свое направление на противоположное ?_р ? [180°… 270°] и реле столь же надежно не срабатывает.