Селективность действия v чувствительность ступенчатых токовых защит как ненаправленных, так и направленных сильно зависит от величины тока повреж* дения и характера его изменения при повреждениях в начале и конце защищаемого элемента и поэтому в ряде случаев, особенно для зашиты линий от междуфазных замыканий, токовые защиты не могут быть применены и вместо них приходится применять дистанционную защиту, также имеющую несколько ступеней с различными выдержками времени, но реагирующую на соотношение тока и напряжения в месте установки защиты при коротком замыкании в сети. Поскольку напряжение в месте установки защиты определяется падением напряжения от места короткого замыкания до места установки защиты, то защита, реагирующая на отношение напряжения к току, в то же время реагирует на величину сопротивления цепи, а следовательно, на расстояние (дистанцию) до места короткого замыкания, откуда и название защиты.
Дистанционные защиты выполняют в виде отдельных ступеней, имеющих постоянную зону действия и выдержку времени.
Зона действия ступени защиты определяется сопротивлением срабатывания реле сопротивления. Если отношение напряжения к току в месте установки защиты меньше сопротивления срабатывания данной ступени, то защита срабатывает с выдержкой времени этой ступени. Обычно такие защиты выполняют трехступенчатыми с тремя зонами действия.
Дистанционные зашиты значительно сложнее токовых защит и содержат различные реле, объединенные в так называемые органы защиты, выполняющие те или иные функции. Обычно дистанционные защиты содержат три органа: пусковой, дистанционный и выдержки времени. Выходные цепи защиты выполняют как обычно.
Токи и напряжения в месте установки защиты имеют при повреждениях определенные фазные соотношения. Если реле сопротивления дистанционной защиты реагируют только на величину сопротивления, а не реагируют на фазу, то защиту называют защитой полного сопротивления (импедансной защитой). Ниже рассмотрены лишь защиты полного сопротивления.
Основными параметрами защиты являются сопротивление срабатывания каждой ступени и ее выдержка времени.
Дистанционную защиту применяют только для защиты линий сетей от между фазных замыканий, так как защита от замыканий на землю в сетях с большими токами замыкания на землю надежно осуществляется направленными и ненаправленными ступенчатыми токовыми защитами нулевой последовательности.
При междуфазных повреждениях между токами и напряжениями поврежденных и неповрежденных фаз имеют место различные соотношения, при этом Меняются и сопротивления, на которые реагируют реле сопротивления. Чтобы реле сопротивления правильно определяли зону действия и чтобы эта зона по возможности не менялась при различных сочетаниях поврежденных фаз, надо к реле сопротивления подводить соответствующие напряжения и токи. При этом должны действовать только те реле, которые правильно определили сопротивление до места повреждения. Для этой цели в защите предусматривают пусковой орган. В сетях с большими токами короткого замыкания в качестве пусковых органов используют токовые реле с током срабатывания, превышающем максимальный рабочий ток линии.
Дистанционный орган защиты состоит из реле сопротивления. Число реле сопротивления в каждой ступени определяется тем, чтобы при двух- и трехфазных коротких замыканиях был обеспечен одинаковый замер сопротивления. Это возможно лишь при условии, что к реле сопротивления подводятся напряжение петли короткого замыкания и разность токов двух фаз. Так как возможных сочетаний поврежденных фаз при двухфазном коротком замыкании три, то для осуществления указанного требования надо в каждой ступени иметьтри реле сопротивления и подводить к ним напряжение и токи
Для уменьшения числа реле сопротивления иногда объединяют реле первой и второй ступени. Такую дистанционную защиту называют односистемиой.
Быстродействующую защиту линий электропередачи можно выполнить путем сравнения направления мощности или фазы тока по концам защищаемого участка линии. Для осуществления такого' сравнения информация о направлении мощности или о фазе тока преобразуется в электрические сигналы, которые и
передаются с одного конца линии на другой.
Обычно для этой цели используют высокочастотные •сигналы, создаваемые токами высокой частоты, вырабатываемые соответствующими генераторами ГВЧ. Для приема высокочастотных сигналов служат приемники ОВЧ. Оба устройства образуют приемопередатчик (высокочастотный пост), устанавливаемый на подстанции защищаемой линии
Такие защиты называют высокочастотными защитами
Для передачи сигналов с одной подстанции на другую необходим канал связи, в качестве которого целесообразно использовать провода защищаемой линии передачи. Если передавать сигналы по схеме «провод—земля», то канал связи достаточно оборудовать на одной фазе линии передачи. В этом случае по обоим концам защищаемой линии устанавливают включенные последовательно в одну фазу линии заградительные высокочастотные контуры, состоящие из дросселя 2 и шунтирующей его емкости 3
Высокочастотные заградители препятствуют распространению высокочастотных сигналов за пределы защищаемой линии, что уменьшает расход энергии передатчиками. В то. же время заградители беспрепятственно пропускают пятидесятипериодный ток, передаваемый по линии.
В настоящее время применяют два типа высокочастотных защит:
1) направленную защиту с высокочастотной блокировкой;
2) дифференциально-фазную высокочастотную защиту.
Лекция 3.2. Повреждения и ненормальные режимы