Схеми телезахисту (ANSI 85) — permissive та blocking при дистанційному захисті

Гід про дистанційний захист (21) — захист за опором і зони розглядає, як одне дистанційне реле вимірює опір до місця пошкодження і на цій основі відключає із заздалегідь заданими зонами з наростаючою витримкою часу: перша зона зазвичай охоплює лише 80-90% довжини лінії миттєво, щоб уникнути перезахоплення (overreach) через похибку вимірювання, тоді як решта лінії відключається з витримкою через другу зону. Ця стаття розглядає, як ця невід'ємна затримка на останній ділянці лінії усувається завдяки тому, що реле на протилежних кінцях лінії «спілкуються» одне з одним через канал зв'язку — на практиці позначається кодом ANSI 85 (пілот-реле або реле телезахисту).

Проблема: перша зона ніколи не охоплює лінію повністю

Пошкодження, що опинилося трохи за межами зони дії першої зони (в останніх 10-20% лінії), відключається місцевим реле лише після витримки часу другої зони, хоча реле на протилежному кінці лінії може вимірювати те саме пошкодження миттєво у своїй власній першій зоні. Без зв'язку між двома реле пошкодження зберігається протягом усього часу другої зони, навіть попри те, що на одному кінці лінії доступна інформація реле, яка дозволила б швидше відключення. Телезахист вирішує цю проблему, обмінюючись цією інформацією між двома реле через канал зв'язку (волоконно-оптичний, виділений пілот-кабель або сигнал по самій високовольтній лінії).

Permissive overreach transfer trip (POTT)

При POTT кожне реле налаштовує свою миттєво діючу зону так, щоб вона заходила далі кінця власної лінії (перезахоплення) — достатньо, щоб із запасом охопити всю довжину лінії. Щойно реле виявляє пошкодження в межах цієї зони перезахоплення, воно надсилає дозвільний (permissive) сигнал реле на протилежному кінці. Лише коли реле одночасно саме виявляє пошкодження у своїй зоні перезахоплення і отримує дозвільний сигнал з іншого кінця, воно відключається миттєво. Ця подвійна умова запобігає неправомірному відключенню реле лише на основі його власного, далі сяжного (а отже, більш чутливого до зовнішніх пошкоджень) налаштування зони.

Permissive underreach transfer trip (PUTT)

При PUTT кожне реле працює зі своєю звичайною, не досяжною до кінця лінії першою зоною (яка навмисно не охоплює останні 10-20% лінії, щоб уникнути перезахоплення). Щойно перша зона реле спрацьовує, це реле з упевненістю знає, що пошкодження знаходиться в межах власної лінії — недосяжна зона за визначенням не може спрацювати при пошкодженні за межами власної лінії. Тому реле надсилає дозвільний сигнал на інший кінець, який тим самим отримує дозвіл миттєво відключити свою власну, далі сяжну другу зону замість очікування звичайної витримки часу другої зони.

Увага: і POTT, і PUTT вимагають, щоб реле саме також виявляло пошкодження, перш ніж реагувати на отриманий сигнал — лише сигналу зв'язку ніколи не достатньо для відключення. Це робить обидві схеми за своєю природою надійнішими проти несправності в каналі зв'язку, яка без цієї вимоги могла б призвести до небажаного, необґрунтованого відключення.

Blocking-схеми: зворотна логіка

При blocking-схемі логіка працює навпаки: кожне реле використовує далі сяжну зону, спрямовану назад, за межі власної лінії (елемент «зворотного напрямку»). Якщо реле виявляє пошкодження в цьому зворотному напрямку, воно надсилає блокувальний сигнал на інший кінець, який запобігає миттєвому відключенню там — адже пошкодження, якщо дивитися з цього реле, знаходиться за межами власної лінії. За відсутності блокувального сигналу приймаючому реле дозволяється миттєво відключити свою власну далі сяжну, спрямовану вперед зону. Blocking-схема за своєю природою менше залежить від доступності каналу зв'язку, ніж permissive-схема: при відмові самого зв'язку блокувальний сигнал просто відсутній, і реле все одно відключається — можливо, трохи менш селективно, але не повільніше — тоді як при відмові зв'язку в permissive-схемі швидке відключення взагалі стає неможливим.

Практична значущість

Під час оцінки концепції захисту високовольтної лінії важливо перевіряти не лише налаштування зон дистанційних реле окремо, а й уточнювати, яка схема телезахисту (POTT, PUTT чи blocking) застосована, чи достатня доступність і швидкість каналу зв'язку для обраної схеми, а також яка поведінка захисту при відмові цього каналу — permissive- та blocking-схема реагують принципово по-різному на ту саму несправність зв'язку.

Типові помилки

1. Застосування permissive-схеми (POTT/PUTT) на лінії з ненадійним або часто виходящим з ладу каналом зв'язку, без розуміння того, що швидке відключення по всій довжині лінії в цьому разі втрачається, і пошкодження повертається до сповільненого часу другої зони.
2. Неправильне налаштування елемента зворотного напрямку в blocking-схемі, через що пошкодження за межами власної лінії не розпізнається як причина для надсилання блокувального сигналу.
3. Забування про те, що і при POTT, і при PUTT реле завжди повинно також саме виявляти пошкодження, перш ніж реагувати на отриманий сигнал, і розгляд цього як надлишкової додаткової умови, а не як важливого запасу надійності.
4. Неврахування схеми телезахисту при оцінці селективності всього ланцюга захисту, тоді як саме схема безпосередньо визначає, наскільки швидко відключається пошкодження по всій довжині лінії.

Дивіться також

• Дистанційний захист (21) — захист за опором і зони
• Спрямований максимальний струмовий захист (67)
• Автоматичне повторне включення (79) — автоматика повітряних мереж
• Захист при відмові вимикача (50BF)