3tom253

8. ELEKTROENERGETYCZNA AUTOMATYKA ZABEZPIECZENIOWA 508

przełączeń, które sprawiają, że do pojedynczego członu mierzącego są doprowadzane prądy i napięcia z pętli zwarciowej; przekaźniki takie nazywa się niekiedy przełączal-nymi;

—    stosuje się sześć członów pomiarowych (po jednym na każdą możliwą pętlę zwarciową), co powoduje, że w obwodach doprowadzających sygnały nie potrzeba stosować żadnych przełączeń;

—    stosuje się trzy człony pomiarowe w pętlach „faza-ziemia” oraz jeden człon reagujący na wszystkie zwarcia międzyfazowe.

W zabezpieczeniu odległościowym niezbędnym elementem jest człon czasowy. Jeśli po działaniu członów rozruchowych nie następuje zadziałanie zabezpieczenia w czasie f₂, to dokonuje się przełączenie zwiększające zasięg wyznaczony tzw. drugą strefą. Jeśli nadal nie ma działania, to po czasie t₃ nastąpi kolejne zwiększenie zasięgu do granicy trzeciej strefy. Zazwyczaj zabezpieczenia mają 3-^-5 stref czasowych. W najnowszych rozwiązaniach elektronicznych — zamiast zmieniać zasięg poprzez dokonywanie przełączeń po upływie nastawionych czasów zwłoki — stosuje się oddzielny człon pomiarowy w każdej strefie. W ten sposób liczba członów pomiarowych w zabezpieczeniu może być znaczna, np. po jednym do każdej strefy i na każdej pętli zwarciowej. Wymaga to stosowania wielu komparatorów.

Człony rozruchowe są niezbędnym elementem zabezpieczenia odległościowego. Spełniają one dwa zasadnicze zadania:

—    wykrywają pojawienie się zakłócenia i uruchamiając człon czasowy, umożliwiają sterowanie charakterystyki czasowej;

—    określają rodzaj powstałego zwarcia.

W zabezpieczeniach o jednym członie pomiarowym rozpoznanie to jest konieczne ze względu na wybór sygnałów dla tego członu. Jednocześnie człony rozruchowe wybierają uszkodzoną fazę w przypadku stosowania jednofazowego SPZ. W niektórych zabezpieczeniach — zwłaszcza najnowszych — rolę członu rozruchowego spełniają człony mierzące ostatniej strefy.

Występują trzy zasadnicze przypadki błędnego działania zabezpieczeń odległościowych:

—    działanie nieselektywne, tj. albo wydłużenie pierwszej strefy poza szyny przeciwległej stacji, albo zadziałanie przy zwarciu wstecz (od strony zasilania), bądź też działanie członu mierzącego na fazie nieuszkodzonej;

—    działanie brakujące, w postaci skrócenia strefy, przez co niektóre zwarcia nie ulegają wyłączeniu;

—    działanie opóźnione, polegające na wyłączeniu zwarć leżących w strefie chronionej, ale z większą zwłoką czasową.

Istnieje wiele przyczyn, które mogą spowodować błędny pomiar członów mierzących. Do najważniejszych należą:

1.    Wystąpienie prądu wyrównawczego płynącego w fazach zdrowych przy zwarciach doziemnych wskutek różnych współczynników rozpływu dla składowej zgodnej i zerowej; jest ono przyczyną zadziałania członu pomiarowego w fazie nieuszkodzonej.

2.    Przepływ prądu od źródła zasilania zlokalizowanego w odległej stacji przy zwarciu na sąsiednim odcinku linii, tzw. podparcie.

3.    Wystąpienie rezystancji przejścia.

4.    Wpływ linii równoległej wyrażony głównie poprzez sprzężenie indukcyjne między obydwiema liniami dla prądów składowej zerowej (w liniach przeplecionych sprzężenie dla składowych zgodnej i przeciwnej jest bliskie zeru); wpływ tego sprzężenia zależy od sposobu pracy linii równoległej.

5.    Brak przcpleceń w zabezpieczanej linii, co sprawia, że impedancje własne i wzajemne poszczególnych faz są różne, a różnice tę mogą sięgać kilkunastu procent.

6.    Przyjmowanie współczynnika kompensacji jako liczby rzeczywistej, podczas gdy w istocie jest liczbą zespoloną o kącie fazowym zależnym od rodzaju linii, ale najczęściej mieszczącym się w granicach od —5“ do —20°.

7.    Zwarcia bardzo bliskie miejsca zainstalowania zabezpieczenia powodujące, że jeden z sygnałów doprowadzanych do komparatora staje się bliski zeru, przez co przekaźnik traci właściwości rozróżniania kierunku (czy zwarcie wystąpiło po stronie linii, czy po stronie szyn).

8.    Występowanie w sygnałach — szczególnie w prądzie — składowych swobodnych, z których najgroźniejszą jest składowa aperiodyczna.

9.    Niedokładność transformacji przekładników prądowych i napięciowych.

10. Kołysanie napięć w sieci, wywołane zachwianiem lub utratą równowagi współpracy równoległej (fluktuacje prądów i napięć); stan ten zabezpieczenie może rozpoznać jako zwarcie trójfazowe rozsynchronizowanych części systemu, powodując wyłączenie zabezpieczanej linii.

Powyższe przyczyny, które mogą wpływać na błędne działania zabezpieczeń, dowodzą, że istnieje sprzeczność między dążeniem do wyeliminowania działań nieselektywnych oraz działań brakujących i opóźnionych. Znaczną poprawę w tym względzie przynosi powiązanie kompletów zabezpieczenia po obydwu końcach linii łączem telekomunikacyjnym, zwykle poprzez falę w. cz. przenoszoną przez przewód samej linii.

Najczęściej stosowane zasady takiej współpracy (rys. 8.30) są następujące:

—    obydwa zabezpieczenia Z_A oraz Z_B są nastawione na 85% impedancji całej linii Z_oh; jeśli którekolwiek z nich zadziała ze strefą pierwszą, to wysyła sygnał na wyłączenie własnego wyłącznika oraz — poprzez łącze — wyłącznika po drugiej stronie linii;

—    obydwa zabezpieczenia Z_A oraz Z„ mają nastawione strefy I na 0,85 długości linii, strefy II zaś sięgają do połowy najkrótszej linii wychodzącej ze stacji odległej (a więc dla zabezpieczenia Z_A do połowy linii BC); zabezpieczenie w linii A wyłącza z czasem krótkim w strefie I, natomiast działanie jednoczesne zabezpieczenia Z_B powoduje powstanie sygnału na likwidację zwłoki czasowej strefy II zabezpieczenia Z_A, co oznacza szybkie wyłączenie wszystkich zwarć na całej długości chronionej linii.

Istnieje wiele innych podobnych wariantów współpracy zabezpieczeń odległościowych zlokalizowanych na przeciwległych końcach linii.

Rys. 8.30. Współpraca zabezpieczeń odległościowych przy użyciu łącza telekomunikacyjnego

Nastawienie zabezpieczeń odległościowych zależy zarówno od tego co jest nastawialne (np. niezależnie zasięg działania w kierunku osi R i osi Z), jak i od charakteru współpracy poprzez łącza telekomunikacyjne.

Ogólne zasady są następujące:

1. Zasięg strefy I nastawia się na 0,8 -s- 0,9 impedancji linii

(8.42)

gdzie: K, — przekładnia przekładników prądowych, K_v — przekładnia przekładników napięciowych.

Przy braku łącza stosuje się niekiedy wydłużenie strefy I, poza szyny odległej stacji, przed SPZ