Назначение устройств релейной защиты и предъявляемые к ним требования, страница 27

Зависимости амплитуды второй гармоники и постоянной составляющей выходного напряжения СС приведены на рис. 4-17,б.

При y = 0, p условие срабатывания НИ выглядит следующим образом:

Е₁ - Е₂ - с (Е₁ - Е₂)  ³ 0.

При y = p/2, 3p/2 НИ срабатывает, если  Е₁ - Е₂ - с (Е₁ + Е₂) ³ 0.

Для получения сжатой ХС необходимо, очевидно, чтобы при  j = j_мч  угол y был равен 0 или p. Это обеспечить нетрудно, так как  угол y не влияет на выходное напряжение СС.

Коэффициент сжатия ХС  e = (1 - с) / (1 + с); при  с = 0  e = 1 (окружность); при с > 0  e < 1 (эллипс). Характеристики срабатывания амплитудно - фазного ОС показаны на рис. 4-17,в.

	б)				+R

 

Рис. 4-17

ОС с возможностью деформации ХС применялись в серийных УРЗ второго поколения (например, в дистанционной защите ЛЭП 110 - 220 кВ типа ЭПЗ - 1636 в органах сопротивления резервной ступени).

В рассмотренных выше ОС на принципе сравнения абсолютных значений двух ЭДС выходное напряжение схемы сравнения является пульсирующим, вследствие чего при КЗ на границе защищаемой зоны, когда сравниваемые ЭДС равны, НИ оказывается под воздействием значительной по величине второй гармоники. Это может вызвать  искажение действия ОС и, как следствие, отказ УРЗ. Влияние второй гармоники может быть уменьшено за счет хорошего сглаживания. Улучшение параметров (добротности) сглаживающего фильтра вызывает снижение быстродействия ОС. Таким образом, рассмотренные выше ОС не являются быстродействующими. Более высоким быстродействием должны обладать ОС, у которых сигнал на выходе СС появляется лишь при КЗ в защищаемой зоне. К их числу относятся ОС, действие которого основано на принципе сравнения по фазе нескольких ЭДС.    

Орган сопротивления на принципе сравнения по фазе нескольких ЭДС

Наибольшие возможности в отношении адаптации к физическим параметрам и режимам работы конкретного объекта имеет ОС с характеристикой срабатывания в виде выпуклого многоугольника. На рис. 4-18,а приведена четырехугольная  ХС органа сопротивления с вершинами Z₁, Z₂, Z₃, Z₄. Верхний отрезок (Z₁Z₂) имеет небольшой угол наклона по отношению к оси «+R» и определяет конец защищаемой зоны. Предполагается, что сопротивление защищаемого участка сети совпадает по углу с линией максимальной чувствительности. Правая боковая сторона (Z₁Z₄) предназначена для отстройки от режима нагрузки при направлении последней от шин защищаемого участка (Z_{раб мин}- минимальное сопротивление на зажимах УРЗ в нагрузочном режиме). Положение точки  Z₄ и отрезка Z₃Z₄ обеспечивает действие ОС при близком КЗ через переходное сопротивление. Левая боковая сторона (Z₃Z₂) обеспечивает отстройку от нагрузки при направлении последней к шинам ПС. Точка Z₃  должна совпадать с началом координат в случае, если ОС действует на отключение выключателя защищаемого элемента без выдержки времени. При наличии выдержки времени с целью устранения мертвой зоны ХС может быть смещена в 3 - й квадрант комплексной плоскости.

Признаком, по которому можно отличить КЗ внутри защищаемой зоны от внешнего КЗ, является угол пучка векторов, соединяющих точку Z с вершинами многоугольника (Z₁Z¢, Z₂Z¢, Z₃Z¢, Z₄Z¢ - пучок векторов, соответствующий внутреннему КЗ; Z₁Z¢¢, Z₂Z¢¢, Z₃Z¢¢, Z₄Z¢¢ - пучок векторов, соответствующий КЗ вне защищаемой зоны). При внешнем КЗ угол пучка векторов меньше или равен 180° (в последнем случае точка Z, характеризующая КЗ, располагается на одной из сторон ХС; в частном случае один из векторов пучка равен нулю). При повреждении внутри  защищаемой зоны пучок векторов никогда не укладывается в одну полуплоскость.

В частном случае число векторов равно двум, а срабатывание ИО происходит при угле пучка векторов y = p. Условие срабатывания ИО при этом имеет вид: -y £ arg E₁/E₂ £ y. Такой ИО, очевидно, является ОНМ.