Объект защиты и зоны действия РЗА

2 месяца назад
3 мин.

0

Объект защиты и зоны действия РЗА

В РЗА корректность решений проверяют через объект защиты и зоны действия: где защита должна отключать «своё» повреждение, где она работает как резерв, какие участки перекрываются соседними зонами и где возможны «мёртвые зоны». Эти определения задают требования к селективности, времени отключения и объёму резервного отключения.


Объект защиты: определение по первичной схеме

Объект защиты — элемент первичной схемы, который должен быть отделён от системы при внутренних повреждениях и по возможности сохранён в работе при внешних коротких замыканиях. Типовые объекты: линия (ВЛ/КЛ), силовой трансформатор, сборные шины, генератор/двигатель, реактор, конденсаторная установка, секция/ячейка.
Определение объекта защиты выполняют по первичной схеме через два признака:
  • границы отключения: какие выключатели должны отключиться, чтобы изолировать повреждение объекта;
  • границы измерения: какие части схемы «видят» измерительные цепи (ТТ/ТН) и какие логические условия ограничивают распознавание повреждения.
Для каждого объекта защиты должны быть однозначно определены перечни внутренних повреждений и перечни отключаемых выключателей.

Зона защиты: где защита является основной

Зона защиты — часть схемы, в пределах которой защита рассматривается как основная: при внутренних повреждениях она должна действовать на отключение (или на сигнал — если это предусмотрено для данного режима/сети), а при внешних повреждениях — не должна отключать неповреждённый объект.
Границы зоны защиты формируются совокупностью:
  • расположения ТТ/ТН и схемы их включения;
  • алгоритма защиты (что именно сравнивается/измеряется, какие условия допуска/блокировки применены);
  • схемы отключения (какие выключатели управляются данной защитой).

Перекрытие зон защиты

В реальных схемах соседние зоны часто проектируют с перекрытием, чтобы исключить непокрытые участки на стыках объектов (например, на стыке линии и шин, трансформатора и шин, секций шин и т.п.).
Перекрытие зон применяется для:
  • устранения «провалов» на границах объектов;
  • снижения риска непокрытого участка при выводе оборудования в ремонт;
  • повышения устойчивости схемы защиты к единичным дефектам измерения/коммутации на границе.
Перекрытие зон — это  обеспечение того, что пограничный участок попадает в область гарантированного распознавания хотя бы одной основной защиты.

Зона резервирования: где защита действует как резерв

Зона резервирования — область, в которой защита данного объекта выполняет функцию резервной (backup): отключает повреждение при отказе основной защиты или отказе выключателя в смежной зоне.
Дальнее резервирование 
Дальнее резервирование обеспечивают защиты смежных элементов. Например, при отказе отключения на линии резервное отключение выполняется защитой соседнего присоединения с выдержкой времени. Особенности:
  • более длительное время ликвидации повреждения;
  • потенциально больший объём отключения;
  • зависимость от режимов сети (чувствительность в минимальных режимах, направление потоков и т.п.).
Ближнее резервирование 
Ближнее резервирование реализуется на самом объекте защиты независимым способом (другой принцип, другой комплект, раздельные цепи и т.п.). Его вводят, когда:
  • дальнее резервирование недостаточно по чувствительности/времени;
  • объём резервного отключения дальним резервом недопустим;
  • объект критичен по технологическим последствиям.
Цель резервирования одинакова: повреждение должно быть ликвидировано даже при отказах, но цена (время и объём отключения) у ближнего и дальнего резерва различается.

«Мёртвая зона»: типовые причины и последствия

Мёртвая зона — участок, который должен быть отключён для ликвидации повреждения, но может оказаться неполностью покрытым основной зоной защиты из-за расположения измерительных точек и выключателя(ей). Наиболее типичная мёртвая зона — между ТТ и выключателем, который должен отключить повреждение.
Чаще всего мёртвая зона появляется при:
  • выносных ТТ (измерительная граница удалена от выключателя);
  • нетиповых схемных положениях (обходные/ремонтные связи, перемычки);
  • разрыве между «условие распознано» и «команда реализована» (цепи отключения, питание, привод, контроль положения).
Мёртвая зона опасна тем, что при повреждении:
  • основная защита может не классифицировать КЗ как внутреннее;
  • команда отключения может быть выдана, но повреждение не будет ликвидировано нужным выключателем;
  • резерв может сработать поздно и/или отключить избыточный объём оборудования.

Закрытие зонных разрывов: резервирование и УРОВ

Покрытие мёртвых зон и сценариев «команда есть — отключения нет» обеспечивается сочетанием:
  • перекрытий зон защиты на границах объектов;
  • ближнего/дальнего резервирования по защитам;
  • контроля исполнительной части и логики резервирования отказа выключателя.

УРОВ как часть зонной архитектуры

УРОВ закрывает сценарий отказа выключателя: если защита выдала команду на отключение, но отключение не подтверждено по заданным признакам (время, положение, ток), УРОВ инициирует отключение повреждения смежными выключателями. Это обеспечивает ликвидацию повреждения:
  • при отказе выключателя/его привода;
  • при проблемах в цепях отключения/питания;
  • для участков, близких к выключателю, где основной контур может оказаться неполным.

Проверка по схеме: короткий чек-лист
  1. Объект защиты определён однозначно: внутренние повреждения и состав отключаемых выключателей.
  2. Границы зоны защиты привязаны к реальному расположению ТТ/ТН и схеме отключения.
  3. Перекрытия зон на стыках проверены: нет непокрытых участков в нормальных и ремонтных положениях.
  4. Мёртвые зоны выявлены (особенно «между ТТ и выключателем») и закрыты принятым резервированием/логикой.
  5. Зона резервирования определена: какие защиты и какие выключатели отрабатывают при отказах, с какими выдержками.
  6. УРОВ проверяем: условия пуска, критерии “не отключилось”, перечень смежных выключателей, подтверждения результата.