Релейная защита

б) Быстрота действия

Отключение к. з. должно производиться с возможно большей быстротой для ограничения размеров разрушения оборудования, повышения эффективности автоматического повторного включения линий и сборных шин, уменьшения продолжительности снижения напряжения у потребителей и сохранения устойчивости парал­лельной работы генераторов, электростанций и энергосистемы в це­лом. Последнее из перечисленных условий является главным.

Допустимое время отключения к. з. по условию сохранения устойчивости зависит от ряда факторов. Важнейшим из них является величина остаточного напряжения на шинах электростанций и узло­вых подстанций энергосистемы. Чем меньше остаточное напряже­ние, тем хуже условия устойчивости и, следовательно, тем быстрее нужно отключать к. з. Наиболее тяжелыми по условиям устойчи­вости являются трехфазные к. з. и двухфазные к. з. на землю в сети с глухозаземленной нейтралью, так как при этих повре­ждениях происходят наибольшие снижения всех междуфазных на­пряжений.

В современных энергосистемах для сохранения устойчивости требуется весьма малое время отключения к. з. Так, например, на электропередачах 300-500 кв необходимо отключать повреждение за 0,1-0,12 сек после его возникновения, а в сетях 110-220 кв за 0,15-0,3 сек. В распределительных сетях 6 и 10 кв к. з., отделенных от источников питания большим сопротивлением, можно отключать со временем примерно 1,5-3 сек, так как они не влияют на устой­чивость системы.

Точная оценка допустимого времени отключения производится с помощью специальных расчетов устойчивости, проводимых для этой цели.

В качестве приближенного критерия (меры) необходимости при­менения быстродействующих защит Правила устройства электро­установок (ПУЭ) [Л. 1] рекомендуют определять остаточное напря­жение на шинах электростанций и узловых подстанций, при трех­фазных к. з. в интересующей нас точке сети. Если остаточное на­пряжение получается меньше 60% номинального, то для сохранения устойчивости следует применять быстрое отключение повреждений, т. е. применять быстродействующую защиту.

Полное время отключения повреждения t_owa складывается из времени работы защиты t₃ и времени действия выключателя /_в, разрывающего ток к. з., т. е. /_откл = /_$ + /„. Таким образом, для ускорения отключения нужно ускорять действие как защиты, так и выключателей. Наиболее распространенные выключатели дейст­вуют со временем 0,15-0,06 сек.

Чтобы обеспечить при таких выключателях указанное выше требование об отключении к. з., например, с / = 0,2 сек, защита должна действовать с временем 0,05-0,12 сек, а при необходимости отключения с / = 0,12 сек и действии выключателя с 0,08 сек время работы зашиты не должно превышать 0,04 сек.

Защиты, действующие с временем до 0,1-0,2 сек, считаются быстродействующими. Современные быстродействующие защиты могут работать с временем 0,02-0,04 сек.

Требование быстродействия является в ряде случаев определяю­щим условием, обеспечивающим устойчивость параллельной работы электростанций и энергосистем.

Создание селективных быстродействующих защит является важной и трудной задачей техники релейной защиты. Эти защиты получаются достаточно сложными и дорогими, поэтому они должны применяться только в тех случаях, когда более простые защиты, работающие с выдержкой времени, не обеспечивают требуемой быст­роты действия.

В целях упрощения допускается применение простых быстро­действующих защит, не обеспечивающих необходимой селективно­сти. При этом для исправления неселективности используется АПВ, быстро включающее обратно неселективно отключившийся элемент.

Требование к времени действия защиты от ненормальных режимов зависит от их последствий. Часто ненормальные режимы носят кратковременный характер и ликвидируются сами, например кратковременная перегрузка при пуске асинхронного электродвигателя. В таких случаях быстрое отключение не только не является необходимым, но может причинить ущерб потребителям. Поэтому отключение оборудования при ненор­мальном режиме должно производиться только тогда, когда насту­пает действительная опасность для защищаемого оборудования, т. е. в большинстве случаев с выдержкой времени.