Зависимые времятоковые характеристики защит. Часть 3

Зависимые характеристики имеют определенные преимущества перед независимыми, однако, редко бывают необходимы, к тому же отношение к ним в энергетике неоднозначное.

В прошлой статье мы учились строить зависимые характеристики по МЭК

К преимуществам можно отнести лучшее согласование с предохранителями и некоторыми типами электромеханических реле, а также снижение времени отключения при большом количестве последовательно включенных участков (например, линий).

При этом широкого распространения такие защиты не получили.

Причины могут быть следующими (мои предположения):

  1. Сложность расчетов и построения
  2. Большинство существующих распределительных сетей (РП, РТП, ПС) уже оснащены защитам с независимыми характеристиками. Даже если вы установите «снизу» защиты с зависимыми характеристиками эффект будет незначительным.
  3. Не всегда можно обеспечить селективность с независимыми характеристиками (см. п.2)
  4. Зачастую, при использовании зависимых характеристик, увеличивается время отключения малых токов КЗ в конце зоны защиты, хотя отключение больших токов уменьшается (например, для МТЗ трансформаторов)
  5. С развитием устройств релейной защиты стало возможным обеспечивать селективность и снижение времени отключения другими способами (например, применением ЛЗШ или отсечки). Использование дополнительных алгоритмов в том же устройстве РЗА, вместо дополнительных реле снизило стоимость таких решений. Некоторые сведения о таких способах описаны здесь

Все это препятствует внедрению зависимых МТЗ.

Поэтому зависимые защиты стоит применять, если нет другого выбора. Какие это могут быть случаи?

  1. Согласование с предохранителями (при возможности обеспечения приемлемого времени отключения малых токов КЗ)

Рис. 1. Согласование с предохранителем независимой и экстремально зависимой кривых, при одинаковых уставках

  1. Необходимость уложиться в требуемое время отключения, при наличии существующих уставок МТЗ на РТП/ПС и большого числа ступеней распределения. Проблема описана здесь.

Несмотря на то, что в классических учебниках по релейной защите написано, что зависимые характеристики МТЗ снижают времена отключения по всей сети, на практике получается не все так радужно.

Дело в том, что снизу (автоматы 0,4 кВ) и сверху (фидера ПС) вы всегда ограничены независимыми характеристиками защит. Это не дает использовать преимущества зависимых характеристик в полной мере.

Давайте рассмотрим вот такую схему

Рис. 2. Уставки защит для схема распределительной сети 6 кВ (пример)

Это стандартная схема распределительной сети (ПС – РП — ТП), где на ПС уже есть существующая защита и ее уставки нельзя менять. Расчет токов КЗ и уставок защит я здесь не привожу (если интересно, можете провести самостоятельно).

Из схемы видно, что время срабатывания защиты ввода РП получилось 1,5 с – такое же, как и у фидера ПС. Это нарушение условия селективности

Если использовать независимые характеристики защит, то получается следующая картина

Рис. 3. Карта селективности МТЗ с независимыми характеристиками

Теперь попробуем исправить ситуацию, применив зависимые ступени МТЗ, при тех же уставках. Начнем с нормально инверсных характеристик (INV), как рекомендуют учебники.

Рис. 4. Карта селективности МТЗ с зависимыми характеристиками

Вертикальными метками указаны максимальные токи КЗ в точках согласования смежных защит

Видно, что ситуация стала еще хуже – теперь с МТЗ фидера ПС не селективны целых три защиты, вместо одной. Однако, на максимальном токе согласования (4000 А, точка К2) МТЗ фидера ПС и МТЗ ввода РП стали селективны (разница во временах срабатывания 0,32 с)!

Это означает, что мы добились селективности только на максимальных токах КЗ в начале зоны, но остальные режимы ухудшили еще больше. К тому же на зависимой части характеристик ступень селективности принимают обычно больше, чем при независимых.

Очевидно, что применять более “крутые” характеристики (VERY, EXT) не имеет смысла потому, что они будут пересекать характеристику МТЗ фидера ПС при еще больших токах.

Таким образом, реальное применение зависимых характеристик не столь эффективно, как об этом пишут в учебниках. Даже если вы добьетесь ступени селективности на токе согласования (максимальный ток КЗ в начале смежной зоны) для малых токов ситуация только усугубиться.

Вывод: чтобы эффективно применять зависимые характеристики нужно применять их во всей сети, на всех уровнях распределения. Если же вы ограничены сверху и снизу независимыми характеристиками защит (90% всех случаев), то применение зависимых характеристик даст немного

Впрочем, я не исключаю случаев, когда зависимые кривые будут полезны. У вас есть такие примеры? Пришлите их на admin@pro-rza.ru и мы их разберем.

Хорошего проектирования, коллеги!

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.