Воздействующими величинами

Дистанционными называются защиты с относительной селективностью, выполняемые с использованием измерительных органов сопротивления — органов, характеристической величиной для которых по ГОСТ является заданная функция выраженных в комплексной форме отношений воздействующих напряжений к воздействующим токам. Это отношение для удобства анализа и расчетов защиты еще в 20-е годы было принято называть сопротивлением на зажимах защиты. Необходимо отметить, что приведенное может приниматься только с некоторыми оговорками. Указанное отношение для многих органов сопротивления при неучете поперечной проводимости линий и металлических КЗ (^п = 0) пропорционально расстоянию от места включения защиты до места повреждения (см. гл. 1)—дистанции, что и определило название защиты. Органы сопротивления могут быть выполнены как омметры, измеряющие значения характеристической величины, или как только срабатывающие в контролируемой ими зоне и не срабатывающие при КЗ вне ее. Последние более просты по выполнению и получили преимущественное применение. Омметры применялись еще с конца 20-х годов для получения защит с плавно зависимыми характеристиками выдержки времени t = f(l), а также как грубые указатели расстояния до места КЗ. Защиты с зависимыми характеристиками иногда используются и в настоящее время в сетях с ?/ном<35 кВ, когда требуется согласование их характеристик с защитами потребителей, выполненных плавкими предохранителями (см., например, [48, 15]). Характеристические величины органов сопротивления при возникновении повреждения снижаются. С учетом этого, как правило, используются минимальные органы, работающие без выдержки времени. Последние, при необходимости, создаются отдельными органами выдержки времени, определяющими ступенчатую характеристику t=f(l). Обычно она имеет три ступени ( 6.1). Логическое уравнение, характеризующее работу защиты при принятых условиях, если принять ИО сопротивления направленными, имеет вид (см. гл. 1) y = Z\,3Dt +Zc^Df +

Органы должны четко устанавливать зону, в которой произошло повреждение при любых режимах работы системы. Поэтому важным требованием, предъявляемым к ним, является независимость функционирования от абсолютных значений воздействующих напряжений и токов. Для реальных органов, имеющих конечное значение порога чувствительности, весьма существенно сохранение этого требования при возможно малых значениях Up и /р. Для обеспечения независимости функционирования от значений Up и /Р требуется определенный их выбор и сочетание; при этом необходимо иметь в виду, что трехфазная система характеризуется тремя фазными напряжениями и токами. Им соответствуют междуфазные напряжения, разности фазных токов и симметричные составляющие. Очевидно, что для обеспечения правильной работы пофазных органов, реагирующих на КЗ в определенной петле, необходимо использовать полные токи в этой петле и сочетать их с соответствующими им остаточными напряжениями. В связи с этим оказывается необходимым иметь разные сочетания Up и /Р для многофазных КЗ в одной точке и однофазных КЗ. Важно также иметь одинаковые Zp = Up/Ip при всех расчетных видах КЗ в пределах каждой из указанных двух групп пофазных органов. Особо решается вопрос выбора Up и /Р для действия защиты при /Cj^'1) . Ниже предполагается, что защита включена на линии с двусторонним питанием. Металлическое КЗ возни-

и линейном изменениях во времени воздействующих напряжений

Рассмотрим особенности применения выражений (1.5), (1.6), представляющих собой решения уравнений состояния (1.1), (1.2) RL- и ЯС-цепей (см. 1.2, а, б) для основных видов функций воздействующих напряжений.

Основные трудности использования выражений (1.5), (1.6) для построения решений уравнений состояния (1.1), (1.2) простейших RL- и ^С-цепей связаны с нахождением изображений ЛПЛ для воздействующих функций u(t). Отметим, что ЛПЛ St[u(t)] можно рассматривать как обычные преобразования Лапласа функции м(/ + т) по переменной т. В практических задачах функции u(t) могут иметь произвольный вид, не отраженный в таблицах преобразований Лапласа. Определение изображений U (p, t) подобных функций путем использования интеграла Лапласа оказывается, как правило, трудоемким. В этом случае целесообразно выделить определенные классы функций, которые наиболее часто привлекают для описания воздействующих напряжений u(i), и разработать для них оптимальные пути построения изображений ЛПЛ. К подобным классам функций в первую очередь следует отнести:

функции наиболее часто используют для описания воздействующих напряжений u(t) в практических задачах. В данном параграфе рассматриваются примеры использования формул табл. 1.2, 1.3 для построения установившихся составляющих решений уравнений состояния (1.1), (1.2) простейших электрических цепей с воздействующими напряжениями отмеченных классов.

при скачкообразных изменениях воздействующих напряжений

В § 1.5 были получены установившиеся составляющие решений таких уравнений состояния, в которых либо сами функции воздействующих напряжений, либо их производные меняются скачкообразно, т. е. имеют разрывы. Функции u(t) такого типа часто встречаются в практических задачах. Решения уравнений состояния электрических цепей с подобными функциями воздействий имеют некоторые особенности, которые и рассматриваются в настоящем параграфе.

воздействующих напряжений ы(^) имеют полюсы кратности m в точках р = — R/L и р = — l/(RC). Тогда

времени воздействующих напряжений................ 41

§ 1.6. Особенности решений уравнений состояния простейших электрических цепей на основе ЛПЛ при скачкообразных изменениях воздействующих напряжений...................... 61

В реле с двумя и более воздействующими величинами применительно к измерительным реле осуществляется сравнение сформированных из них величин между собой. Принципиально для таких реле Maf вреден, так как требует для срабатывания больших значений входных величин. Однако практически Muf иногда создается (безмоментной пружиной) для обеспечения четкого положения подвижной части реле в начальном состоянии (при отсутствии воздействующей величины).

Необходимо отметить, что имеется ряд разновидностей измерительных реле, у которых затруднительно обеспечить «опрокидывающий» характер зависимости M3W=f(a) ( 2.4, в). Это является, как следует из изложенного, их недостатком. Практически это бывают индукцион-•ные реле с цилиндрическим ротором с двумя и более воздействующими величинами, которые принципиально не нуждаются в противодействующей пружине. Угол поворота ак—ан выбирается при этом весьма небольшим. Все это определяет у таких реле приемлемые условия работы и ks.

6.4. ХАРАКТЕРИСТИКИ Z0,p = f(
ны две ступени регулирования наклона правой стороны: &/а = 0,6 и Ь/а==0,3; второй вариант показан пунктиром. Характеристика срабатывания III ступени ( 6.6, л) имеет форму треугольника с вершинами Z\, Z2 и Z3 (последняя— в начале координат), что обеспечивает необходимую отстройку от нагрузочных режимов при соблюдении неплохой чувствительности. Предусмотрены две ступени регулирования наклона правой стороны. Для исключения мертвой зоны у I и III ступеней предусматривается общий блок «памяти», формирующий напряжение, вводимое в сравниваемую величину, соответствующую точке Zs. Число сформированных величин Н для создания характеристик с двумя воздействующими величинами L/p и /Р. Число сформированных из одного Up и одного 1_р величин Я (см. гл. 2) для некоторых характеристик JZC,P =

Структурная совмещенная схема комплексной защиты для генераторов с непосредственным охлаждением проводников обмоток приведена на 12.22. Как было обосновано выше, воздействующими величинами для нее должны являться токи обратной последовательности /2. Они получаются от фильтра токов /2, включаемого на ТА, устанавливаемые на выводах фаз статорной обмотки к нейтрали. Это обеспечивает использование защиты для резервирования защит от внутренних КЗ в генераторе.

6.4. Характеристики 2с,Р=/(фр) органов сопротивления с двумя воздействующими величинами..... 242

В реле с двумя и более воздействующими величинами применительно к измерительным реле осуществляется сравнение сформированных из них величин между собой. Принципиально для таких реле МПр вреден, так как требует для срабатывания больших значений входных величин Однако практически Мпр иногда создается {безмоментной пружиной) для обеспечения четкого положения подвижной части реле в начальном состоянии (при отсутствии воздействующей величины).

Необходимо отметить, что имеется ряд разновидностей измерительных реле, у которых затруднительно обеспечить «опрокидывающий» характер зависимости М3„—{(а) { 2.4, е). Это является, как следует из изложенного, их недостатком. Практически это бывают индукционные реле с цилиндрическим ротором с двумя и более воздействующими величинами, которые принципиально не нуждаются в противодействующей пружине. Угол поворота сск—ан выбирается при этом весьма небольшим. Все это определяет у таких реле приемлемые условия работы и къ.

6.4. ХАРАКТЕРИСТИКИ Zc,p = f(q>p) ОРГАНОВ СОПРОТИВЛЕНИЯ С ДВУМЯ ВОЗДЕЙСТВУЮЩИМИ ВЕЛИЧИНАМИ

Число сформированных величин Н для создания характеристик с двумя воздействующими величинами Up и /Р. Число сформированных из одного ?/р и одного /Р величин Н (см. гл. 2) для некоторых характеристик Zc,p = =/(фр)> приведенных на 6.6, может быть и больше двух. Так, например, для создания четырехугольной характеристики используются четыре величины Hi = fe#i/pX X(Z—a), #2 = Wp(Z—&), Нъ = ШР(Z—с) и Я4=ЫРХ X (Z—d) с одинаковыми аргументами для коэффициентов k. Поэтому взаимные фазные соотношения между Я соответствуют фазным соотношениям между Z—a, Z—b, Z—с и Z—d. Особые точки а, Ь, с и d определяют вершины четырехугольника. При нахождении конца Zp внутри четырехугольника, т. е. в защищаемой зоне, угол между крайними комплексами #>180°, а при КЗ вне защищаемой зоны — меньше 180°. Рассмотренный принцип впервые опубликован в 1963 г. Киатура Конти (Япония). Далее он был развит А. Б. Витановым (Болгария) и использован другими авторами [10, 15].

Структурная совмещенная схема комплексной защиты для генераторов с непосредственным охлаждением проводников обмоток приведена на 12.22. Как было обосновано выше, воздействующими величинами для нее должны являться токи обратной последовательности /2. Они получаются от фильтра токов /2, включаемого на ТА, устанавливаемые на выводах фаз статорной обмотки к нейтрали. Это обеспечивает использование защиты для резервирования защит от внутренних КЗ в генераторе.