Резервування (далеке і близьке резервування)
Резервування пристрої захисту та комутаційних апаратів, що забезпечують відключення і локалізацію місця пошкодження, завжди було важливою ланкою в підвищенні надійності та живучості енергетичних систем.
До пристроїв захистів пред'являються вимога достатньої чутливості не тільки в зоні основного дії при пошкодженні на приєднання (лінії, трансформаторі), де дана захист встановлена, але і при пошкодженні на наступному, суміжному, ділянці. Ці вимоги викликаються можливими відмовами захистів або вимикачів, розташованих ближче до місця пошкодження, і пред'являються до тих видів захисту, зона дії яких за принципом дії не обмежується строго певною ділянкою, як, наприклад, у диференційного захисту трансформатора або диференційно-фазної захисту ліній 110 кВ і вище, де зона дії обмежена зоною, розташованої між використовуваними для захисту трансформаторами струму. Як правило, функції резервування покладаються на резервні захисту приєднань - дистанційні, струмові, струмові фільтрові, як при міжфазних коротких замикань (КЗ), так і при КЗ на землю. Правда, в тих випадках, коли на приєднання встановлюється один комплект захистів, вони одночасно виконують і функції основних захистів. Так, по одному комплекту захистів встановлюється в більшості випадків на лініях напругою до 35 кВ включно. На лініях більш високої напруги, як правило, встановлюється окрема швидкодіючий захист, яка відключає приєднання при його пошкодженні без витримки часу. Резервна же захист призначена для резервування основного захисту і для резервування відмови захистів або вимикачів суміжних елементів.
Дальнє резервування
Варіант резервування відмови захистів або вимикачів суміжних ділянок отримав найменування далекого резервування. Таке резервування виконується захистами (і відключається вимикачами) нема на об'єкті відмовили пристроями, а на інших віддалених підстанціях. Так, при пошкодженні на одній з ПЛ, що відходить від підстанції ПС1 (рис. 1), з відмовою її захистів або вимикача повинні спрацювати при виконанні функцій далекого резервування захисту і відключитися вимикачі на ПС2-ПС7.
Рис.1. схема мережі
Дальнє резервування забезпечує локалізацію аварій, припинення протікання струмів КЗ і розвиток пошкодження обладнання, проте необхідно рахуватися з наступними його недоліками. 1. У разі відмови вимикача приєднання, що відходить від підстанції з двома системами (секціями) шин, і включеному шіносоедінітельном або секційному вимикачі, робота захистів в режимі дальнього резервування призводить до погашення обох систем шин або секцій і до знеструмлення усіх живляться від даної підстанції споживачів. При цьому також відбувається погашення цих відгалужень підстанцій, підключених до ліній, що відходять від підстанції з несправним вимикачем. Так, при схемі мережі, показаної на рис. 1, одночасно з знеструмленими шин ПС1 відбувається погашення цих відгалужень підстанцій і ПС8-ПС12.2. У режимі дальнього резервування пристрої захисту діють на значному числі підстанцій. Так, в зображеної на рис. 1 мережі відключення відбувається на шести підстанціях. Це ускладнює диспетчерську ліквідацію аварій, ускладнює збір інформації про обсяги відключень, що в ряді випадків не дозволяє оперативно прийняти потрібне рішення по ліквідації аварійної ситуації.
3. Дальнє резервування здійснюється, як правило, останніми ступенями захисту, тобто захистами з великими витримками часу. У багатьох випадках їх чутливість забезпечується тільки в результаті каскадного дії. Наприклад, спочатку мають чутливість до 'даного виду і місця пошкодження захисту тільки на ПС2 і Пс5, після відключення обох вимикачів збільшується до необхідного значення струм в захисті ПС4, після відключення вимикача підвищується чутливість захисту на ПС6 і т.д. В результаті повне час відключення КЗ може бути більше 10-20 с. При таких часи відключення зростає ймовірність стійких ушкоджень і неуспішних АПВ з знеструмленими великого числа споживачів. Навіть при нестійких пошкодженнях АПВ більшості приєднань буде неуспішним, оскільки при виборі часу спрацьовування АПВ зазвичай не враховується настільки тривале існування режиму КЗ.4. У ряді випадків при пошкодженні в кінці лінії і відмову її захистів або вимикача чутливість захистів в режимах далекого резервування взагалі не забезпечується. В першу чергу це стосується чутливості дистанційних захистів до міжфазних КЗ на лініях, що примикають до потужних підстанцій; НЕ резервуються також КЗ за трансформаторами підстанцій.
5. При дії захистів в режимах далекого резервування, коли відключається велика кількість вимикачів відмова одного з вимикачів або одного із захистів на протилежному кінці (в подальшому будемо називати такі відмови супутніми), створює ще більш важкі умови для роботи суміжних пристроїв релейного захисту. Стосовно до рис. 1 при супутньому відмову вимикача на ПС7 забезпечити чутливість захистів на ПС13, ПС14 іПС15, як правило, неможливо. Для підвищення чутливості захистів при їх роботі в режимах далекого резервування додатково на шіносоедінітельних (ШСВ) і секційних (СВ) вимикачах встановлюються спеціальні комплекти захистів. Якщо таким комплектом захисту забезпечити відключення ШСВ, то одна з систем шин, а разом з нею ряд ліній і підстанцій відокремлюються від пошкодженої ділянки системи. В приєднання, підключених до іншої системи шин з відключилося пошкодженим елементом, зростають струми КЗ, підвищується чутливість захистів, що забезпечують далеке резервування.
Відомі два варіанти виконання захистів ШСВ.