Не так часто встречаются, но и не уникальны («Морковка», «Морковка с плюсом» и т.п.) короткие замыкания с медленно затухающими или медленно нарастающими токами. Чаще это вызывает вопрос: почему не сработала защита на одном из концов линии? А вот приведенная ниже осциллограмма вызвала другой вопрос: не ушла ли уставка ТНЗНП? Вопрос скорее академический. Так или иначе, защита должна была сработать (и сработала) по 2 ступени:
Идет плавное нарастание тока КЗ линии 110 кВ Южная II цепь. Начало процесса – за пределами осциллограммы, тока не хватило для пуска РАС. На первой отметке (Bookmark1) ток 3Iо достигает порога срабатывания токового реле 2 ступени ТЗНП (или ЗЗ – панель защиты ЭПЗ-1636, для нее исполнение защиты единственное, никаких ДЗ от КЗ на землю, Ground или Neutral). Уставка по току – 240 А первичных, уставка по времени – 0,5 с. Но защита сработала немного с задержкой – 0,534 с. Немного, в данном случае непринципиально, но явно нарушены требования существующих норм.
Вспомним требования Правил технического обслуживания устройств релейной защиты, электроавтоматики, дистанционного управления и сигнализации электростанций и подстанций 110-750 кВ (РД 153-34.0-35.617-2001)
ДОПУСТИМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ МАКСИМАЛЬНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ УСТАВОК ЗАЩИТ
|
Выдержка времени защит с независимой характеристикой, с |
±0,1 |
|
Ток и напряжение срабатывания реле переменного тока и напряжения, % |
±3 |
То есть, при дословном выполнении требований этого документа срабатывание ЗЗ должно произойти максимум через 0,51 с после превышения заданного тока.
Да, кстати, эти требования не совсем выполнимы. Посмотрим книгу «Реле защиты» (В.С. Алексеев и другие, 1976 год):
Технические данные токовых реле РТ-40:
Погрешность тока срабатывания реле по отношению к уставке не превышает 5%, разброс тока срабатывания не более 4% на любой уставке.
При изменении частоты от 45 до 60 Гц изменение тока срабатывания не превышает 5% значения тока срабатывания при частоте 50 Гц.
То есть, даже если скомпенсируем допустимую погрешность точнейшей наладкой и работаем при номинальной частоте, от разброса никуда и никак не уйдешь. При проверке защиты делаем три замера, в протокол пишем средний. Если разброс превышает допустимый, устраняем дефект механики или бракуем реле. Но в случае реального КЗ кто сделает три замера? Есть единственный, на основании которого и принимается решение об отключении выключателя. Так что выполнение или невыполнение требования нормативного документа – лотерея. Хотя разброс в 4% предусматривает разброс между максимальным и минимальным значением. Если особо дотошный наладчик настроит реле на среднее значение, откуда до крайних может быть ±2%, что позволяет уложиться в заветные 3%. Но отложим и этот вариант. Уже через период (0,02 с) ток достиг верхнего предела (+3%).
Вспоминаем еще выдержку из этого фрагмента:
Время срабатывания реле не более 0,1 с при токе, равном 1,2Iсраб, и не более 0,03 с при токе 3Iсраб
А вот здесь уже другие темы для обсуждения. Время срабатывания реле существенно зависит от кратности тока КЗ. При комплексном опробовании, если мне не изменяет память, для замера времени срабатывания соответствующей ступени ЗЗ подается ток 1,3Iсраб. То есть, практически гарантирована дополнительная задержка в 0,1 с. Но ведь в данном случае речь идет о подаче тока толчком. А при постепенном подъеме тока речь о времени срабатывания реле вообще не идет.
Кстати, есть еще один элемент защиты – реле времени. У него тоже есть элементы неопределенности:
Да, здесь предусматривается дополнительный разброс в зависимости от диапазона часового механизма. То есть, если стоит часовой механизм с максимальной выдержкой времени 9 с, при уставке 0,5 с достоверно можно считать правильной работой защиты с разбросом по времени ±0,25 с.. Если часовой механизм имеет предел 3,5 с – ±0, 12 с. В первом случае можно оправдать разброс, во втором опять не дотягивает. Но в любом случае опять же с натяжкой соответствует требованиям нормативного документа.
Так что, все же, более разумно применение первой версии: превышение времени срабатывания 2 ступени ЗЗ над заданной величиной обусловлено плавным подъемом тока и небольшим превышением максимального тока КЗ над уставкой. Так что с чистой совестью делаем вывод: работа РЗА правильная.