Дистанційна захист (ДЗ) в електричних мережах класу напруги 110 кВ виконує функцію резервного захисту високовольтних ліній, вона резервує диференційно-фазну захист лінії, яка застосовується в якості основного захисту в електричних мережах 110 кВ. ДЗ виконує захист ПЛ від міжфазних коротких замикань. Розглянемо принцип роботи і пристрої, які здійснюють роботу дистанційній захисту в електричних мережах 110 кВ.
Принцип роботи дистанційній захисту заснований на обчисленні відстані, дистанції до місця пошкодження. Для обчислення відстані до місця пошкодження високовольтної лінії електропередач пристрої, що виконують функції дистанційній захисту, використовують значення струму навантаження і напруги, що захищається лінії. Тобто для роботи даної захисту використовуються ланцюги трансформаторів струму (ТС) і трансформаторів напруги (ТН) 110 кВ.
Пристрої дистанційного захисту підлаштовуються під конкретну лінію електропередач, ділянка енергосистеми таким чином, щоб забезпечити їх ступінчастий захист.
Наприклад, дистанційна захист однієї з ліній електропередач має три ступені захисту. Перший ступінь охоплює практично всю лінію, з боку підстанції, на якій встановлений захист, другий ступінь охоплює залишився ділянку лінії до суміжній підстанції і невелику ділянку електричної мережі, що відходить від суміжної підстанції, третій ступінь захищає більш далекі ділянки. В даному випадку друга і третя ступені дистанційній захисту резервують захист, розташовану на суміжній або більш далекій підстанції. Для прикладу розглянемо наступну ситуацію.
Повітряна лінія 110 кВ з'єднує дві суміжні підстанції А і Б, на обох підстанціях встановлені комплекти дистанційній захисту. При наявності пошкодження на початку лінії з боку підстанції А, спрацює комплект захисту, встановлений на даній підстанції, при цьому захист на підстанції Б резервуватиме захист на підстанції А. В даній випадку для захисту А пошкодження буде перебувати в межах роботи першого ступеня, для захисту Б в межах другого ступеня.
Виходячи з того, що чим вище ступінь, тим вище час спрацьовування захисту, слід, що комплект А спрацює швидше, ніж комплект захисту Б. При цьому в разі відмови комплекту захисту А через час, заданий на спрацьовування другого ступеня захисту, спрацює комплект Б .
Залежно від протяжності лінії і конфігурації ділянки енергосистеми для надійного захисту лінії підбирається потрібну кількість ступенів і відповідна їм зона дії.
Як і згадувалося вище, на кожну з ступенів захисту встановлюється свого часу спрацьовування. В даному випадку, чим далі від підстанції буде пошкодження, тим вище уставка часу спрацювання захисту. Таким чином, забезпечується селективність роботи захистів на суміжних підстанціях.
Існує таке поняття, як прискорення захисту. Якщо вимикач лінії відключився дією дистанційній захисту, то, як правило, одна з її ступенів прискорюється (скорочується, коли він спрацьовує) в разі ручного або автоматичного повторного включення вимикача.
Дистанційна захист, за принципом роботи, виконує контроль значень опору лінії в реальному часі. Тобто визначення відстані до місця пошкодження здійснюється непрямим способом - кожне значення опору лінії відповідає значенню дистанції до місця пошкодження.
Таким чином, в разі виникнення міжфазного короткого замикання на лінії електропередач, ДЗ порівнює значення опору, які фіксує в даний момент часу вимірювальний орган захисту з заданими діапазонами опорів (зонами дії) для кожної із ступенів.
Якщо з тієї чи іншої причини на пристрої ДЗ не приходитиме напруга з ТН-110 кВ, то при досягненні певного значення струму навантаження захист спрацює помилково, знеструмивши лінію електропередач фактично за відсутності будь-яких ушкоджень. Для запобігання подібних ситуацій в пристроях ДЗ передбачена функція контролю за наявністю ланцюгів напруги, в разі відсутності яких захист автоматично блокується.
Також дистанційна захист блокується в разі виникнення хитань в енергосистемі. Коливання виникають при порушенні синхронної роботи генератора на тій чи іншій ділянці енергосистеми. Дане явище супроводжується збільшенням струму і зниженням напруги в електричній мережі. Для пристроїв релейного захисту, в тому числі ДЗ, гойдання в енергосистемі сприймаються як коротке замикання. Дані явища розрізняються за швидкістю зміни електричних величин.
При короткому замиканні зміна струму і напруги відбувається миттєво, а при виникненні хитань - з невеликою затримкою. На підставі цієї особливості дистанційна захист має функцію блокування, яка здійснює блокування захисту в разі виникнення хитань в енергосистемі.
При зростанні струму і падіння напруги на захищається лінії блокування дозволяє роботу ДЗ на час, достатній для спрацьовування одного із ступенів захисту. Якщо електричні величини (струм лінії, напруга, опір лінії) в протягом цього часу не досягли меж заданих уставок захисту, блокувальний орган блокує захист. Тобто блокування ДЗ дає спрацювати захист в разі виникнення реального пошкодження, але блокує захист в разі виникнення хитань в енергосистемі.
Які пристрої виконують функцію дистанційній захисту в електричних мережах
Приблизно до початку 2000-х років функцію всіх пристроїв релейного захисту та автоматики, в тому числі і функцію дистанційній захисту, виконували пристрої, побудовані на реле електромеханічного принципу дії.
Одним з найбільш поширених блоків, побудованих на електромеханічних реле, є пристрої дистанційній захисту ЕПЗ-1 636, ЕШЗ 1 636, ПЗ 4М / 1 та ін.
На зміну вищенаведеним пристроям прийшли багатофункціональні мікропроцесорні термінали захистів , Які виконують функцію декількох захистів лінії 110 кВ, в тому числі і дистанційну захист лінії.
Що стосується конкретно дистанційній захисту, то використання мікропроцесорних пристроїв для її реалізації значно підвищує точність її роботи. Також суттєвою перевагою є наявність на мікропроцесорних терміналах захистів функції визначення місця пошкодження (ЗМУ) - висновок на дисплей відстані до місця пошкодження лінії, яке фіксує дистанційна захист. Відстань вказується з точністю до десятих кілометра, що дозволяє значно спростити пошук пошкодження на лінії ремонтними бригадами.
У разі використання комплектів дистанційній захисту старого зразка процес пошуку пошкодження на лінії значно ускладнюється, тому що на захистах електромеханічного типу немає можливості фіксації точного відстані до місця пошкодження.
В якості альтернативи для можливості визначення точного відстані до місця пошкодження на підстанціях встановлюються реєстратори аварійних процесів (ПАРМА, РЕКОН, Бреслер і ін.), Які фіксують події на кожній окремій ділянці електричної мережі.
Якщо виникне пошкодження на одній з ліній електропередач, то реєстратор аварійних процесів видасть інформацію про характер ушкодження і віддаленості його від підстанції із зазначенням точної відстані.
<
