Введение в дистанционную защиту
Дистанционные реле являются одним из наиболее важных элементов защиты в линии передачи.
Принципы и характеристики дистанционной защиты
Эти реле могут иногда устанавливаться в процентах от линейных импедансов, например, типичная настройка для зоны 1 составляет 80% от импеданса линии, чтобы не доходить до удаленного конца, зона 2 может быть установлена на 120% импеданс линии для надежного преодоления линии, зона 3 иногда отключается или устанавливается для закрытия соседней линии.
Характеристики дистанционных реле могут быть Mho, Quadrilateral, Offset Mho и т. Д. В случае характеристики четырехугольника или длинных характеристик mho может потребоваться дополнительная осторожность, чтобы оставаться в безопасности при большой нагрузке.
В случае параллельных линий взаимное соединение этих линий может привести к тому, что дистанционные реле будут находиться в пределах досягаемости и превышения. По этой причине настройка реле должна учитывать этот эффект, некоторые реле имеют алгоритмы для компенсации, но необходимо использовать ток параллельной линии, что усложняет установку.
В некоторых странах существуют критерии того, что дистанционная защита не может достичь неисправности в других уровнях напряжения, поскольку время сброса ошибок на уровнях субпередачи может быть медленнее, чем время сброса ошибок на уровне передачи.
Проблема сочетания быстрого разминирования при выборочном отключении установки является ключевой целью защиты энергосистем.
Для удовлетворения этих требований высокоскоростные защитные системы для схем передачи и первичного распределения, которые подходят для использования при автоматическом повторном включении автоматических выключателей, находятся в непрерывном развитии и очень широко применяются.
Дистанционная защита в базовой форме - это не единая система защиты, обеспечивающая значительные экономические и технические преимущества.
В отличие от фазовой и нейтральной защиты от перегрузки по току, ключевым преимуществом дистанционной защиты является то, что ее защита от замыкания защищенной цепи практически не зависит от изменений импеданса источника.
Рисунок 1 - Преимущества дистанционной защиты от перегрузки по току
Дистанционная защита сравнительно проста в применении, и она может быстро работать для сбоев, расположенных вдоль большей части защищаемой цепи. Он может также обеспечивать как основные, так и удаленные резервные функции в единой схеме. Его можно легко адаптировать для создания схемы защиты устройства при применении с сигнальным каналом.
В этом виде он в высшей степени подходит для применения с высокоскоростным автоматическим повторным закрытием для защиты критических линий передачи.
Принципы дистанционных реле
Поскольку импеданс линии передачи пропорционален ее длине, для измерения расстояния целесообразно использовать реле, способное измерять импеданс линии до заданной точки (точки достижения).
Такое реле описывается как дистанционное реле и предназначено для работы только для сбоев, возникающих между местоположением реле и выбранной точкой достижения, что дает возможность распознавать неисправности, которые могут возникать в разных участках линии.
Основным принципом дистанционной защиты является разделение напряжения в точке ретрансляции измеряемым током. Выявленное сопротивление, рассчитанное таким образом, сравнивается с импедансом точки достижения. Если измеренный импеданс меньше импеданса точки достижимости, предполагается, что на линии между реле и точкой достижения существует неисправность.
Точкой достижения реле является точка вдоль логарифма импеданса линии, которая пересекается граничной характеристикой реле.
Поскольку это зависит от отношения напряжения и тока и фазового угла между ними, оно может быть нанесено на диаграмму R / X. Локусы импедансов силовой системы, как видно из реле во время сбоев, колебания мощности и изменения нагрузки могут быть нанесены на одну и ту же диаграмму, и таким образом можно изучить работу реле при наличии системных сбоев и возмущений.
Релейная производительность
Производительность дистанционных реле определяется с точки зрения точности и времени достижения. Точность подъема - это сравнение фактического омического охвата реле в практических условиях с заданием значения реле в омах.
Точность срабатывания зависит, в частности, от уровня напряжения, подаваемого на реле в условиях сбоя.
Методы измерения импеданса, используемые в конкретных конструкциях реле, также оказывают влияние. Время работы может варьироваться в зависимости от тока короткого замыкания, положения неисправности относительно установки реле и с точкой на волне напряжения, при которой происходит ошибка.
В зависимости от методов измерения, используемых в конкретной конструкции реле, ошибки переходного сигнала измерительного сигнала, такие как те, которые производятся трансформаторами напряжения конденсатора или насыщающими трансформаторами тока, также могут неблагоприятно задерживать работу реле для сбоев вблизи точки достижения. Для электромеханических и статических реле расстояния обычно требуется как максимальное, так и минимальное время работы.
Однако для современных цифровых или числовых реле расстояния разница между ними мала в широком диапазоне условий работы системы и положений неисправности.
Характеристики реле расстояния
Некоторые числовые реле измеряют абсолютный импеданс неисправности, а затем определяют, требуется ли работа в соответствии с границами импеданса, определенными на диаграмме R / X.
Традиционные дистанционные реле и числовые реле, которые эмулируют элементы импеданса традиционных реле, не измеряют абсолютный импеданс. Они сравнивают измеренное напряжение неисправности с напряжением реплики, полученным от тока неисправности и настройки импеданса зоны, чтобы определить, находится ли неисправность в зоне или вне зоны. Сравнители импеданса реле расстояния или алгоритмы, которые эмулируют традиционные компараторы, классифицируются в соответствии с их полярными характеристиками, количеством входных сигналов, которые они имеют, и методом сравнения сигналов.
Обычные типы сравнивают либо относительную амплитуду, либо фазу двух входных величин для получения рабочих характеристик, которые являются либо прямыми линиями, либо кругами при построении на диаграмме R / X. На каждом этапе эволюции эстафетной дистанции развитие импедансных рабочих характерных форм и изысканности регулировалось технологией, доступной и приемлемой стоимостью.
Поскольку многие традиционные реле все еще находятся в эксплуатации, и поскольку некоторые числовые реле эмулируют методы традиционных реле, краткий обзор компараторов импеданса оправдан.
Пример современного реле дистанционной защиты
Реле защиты SIPROTEC 7SA522 - однолинейная диаграмма (обеспечивает полную дистанционную защиту и включает все функции, обычно требуемые для защиты линии электропередачи)
Это специальное реле имеет следующие функции защиты ANSI:
| ANSI | Описание | ANSI | Описание |
| 21 / 21N | Дистанционная защита | 50HS | Защита при включении |
| Флорида | Локатор ошибок | 50BF | Защита от отказа выключателя |
| 50N / 51N; 67N | Направленная защита от замыканий на землю | 59/27 | Защита от перенапряжения / пониженного напряжения |
| 50/51/67 | Защита от перегрузки по току | 81O / U | Защита от превышения / пониженной частоты |
| 50 STUB | STUB-bus перегрузка по току | 25 | Синхронная регистрация |
| 68 / 68T | Обнаружение / отключение качания мощности | 79 | Авто-закрывание |
| 85/21 | Телезащита для дистанционной защиты | 74TC | Контроль цепи отключения |
| 27WI | Защита слабых мест | 86 | Блокировка (команда ЗАКРЫТЬ - блокировка) |
| 85 / 67N | Телезащита для защиты от замыканий на землю |
Теория дистанционной защиты (ВИДЕО)
Ресурс: руководство по защите сети и автоматизации - Areva; SIPROTEC47SA522 - Реле дистанционной защиты для линий передачи; Пример применения дистанционной защиты с усложняющими факторами Йофра Джейкома и Чарльза Ф. Хенвиля