Осуществление самозапуска в ряде случаев влияет на работу релейной защиты, в связи с чем могут предъявляться соответствующие требования к расчету и схеме релейной защиты.
Максимальная токовая защита действует при повреждениях не только на защищаемом участке, но и при внешних к. з., резервируя защиту последующего участка, если считать от источника питания. Токовые реле, сработавшие при внешнем к. з., должны надежно возвращаться в исходное положение после отключения к. з. соответствующей защитой и снижения тока до максимального тока нагрузки.
Например, при к. з. в точке К (рис. 6-2,а) сработают токовые реле защит 1 и 2. После отключения повреждения защитой 2 прохождение тока к. з. прекращается и пришедшие в действие токовые реле защиты 1 должны возвратиться в начальное положение, так как иначе защита 1 ложно отключит свой выключатель. Поэтому ток возврата защиты 1 должен быть больше тока нагрузки, проходящего в линии, на которой эта защита установлена.
Ток нагрузки после отключения к. з. имеет повышенное значение из-за наличия тока самозапуска двигателей, подключенных к подстанции Б, которые успели затормозиться вследствие глубокого снижения напряжения при прохождении к. з. Характер изменения тока и напряжения в описанном процессе изображен на рис. 6-2. Увеличение тока при самозапуске по сравнению с максимальным рабочим током Iраб.м учитывается коэффициентом запуска
и тогда первичный ток срабатывания защиты (А) равен:
Рис. 6-2. Влияние самозапуска на работу максимальной токовой защиты.
а — схема; б — изменение напряжения на шинах подстанции А при к. з. п топке К; в — изменение тока в цепи защиты при к. з. в точке К; t1 — момент возникновения к. з.; t2 — момент отключения тока к. з. защитой и выключателем 2; Iвз — ток возврата защиты.
где kн — коэффициент запаса (надежности), равный 1,1— 1,2; kв — коэффициент возврата защиты.
Токовая отсечка настраивается на отключение токов близких к. з. I"k. Если ток включения при самозапуске I"a соизмерим с ним, то при восстановлении электроснабжения возможно ложное действие защиты. Отсечка
в некоторых случаях может сработать и от ударного (с учетом апериодической составляющей) тока включения.
Для предотвращения ложного действия ток срабатывания отсечки Ic.o должен находиться в пределах
где kу — ударный коэффициент, выбираемый, как и при расчете тока к. з.
При очень быстром затухании тока включения выполнение этого условия не обязательно. Достаточно отстроиться от тока включения по времени, для чего в некоторых случаях достаточно установить после токового реле электромеханическое промежуточное реле без самоблокировки. ·
Время отключения близких к. з. быстродействующими защитами в целях сохранения устойчивости синхронных двигателей определяется в соответствии с требованиями § 4-4.
Защита минимального напряжения, устанавливаемая на некоторых электродоприемниках, должна быть отстроена от снижения напряжения, вызванного самозапуском двигателей.
Защита асинхронных двигателей при осуществлении самозапуска принципиальных изменений не требует. Должна предусматриваться защита, отключающая двигатель при затянувшемся разгоне при пониженном напряжении, так как обмотки двигателя могут чрезмерно перегреться. Выдержка времени такой защиты должна быть больше времени, необходимого для разгона двигателя в процессе самозапуска, во меньше времени, в течение которого обмотки нагреются до предельно допустимой при самозапуске величины (гл. 4).
Многие синхронные двигатели снабжаются защитой от асинхронного хода. Она должна иметь выдержку времени, достаточную для обеспечения разгона и вхождения в синхронизм в процессе самозапуска.
В реальных системах электроснабжения возможен случай, когда при малом перерыве электроснабжения (например, 0,5 с при срабатывании АВР на шинах цеховой подстанции) обеспечивается самозапуск всех присоединенных двигателей, а при большем перерыве (например, 3-5с при срабатывании АПВ в энергосистеме) самозапуск всех двигателей не может быть обеспечен. Тогда применяется ступенчатый самозапуск. Двигатели менее ответственных механизмов в этом случае снабжаются защитой минимального напряжения с соответствующей промежуточной выдержкой времени либо подключаются к устройствам частотной разгрузки или пусковому устройству АВР.
При преобладании двигательной нагрузки устройства автоматизации электроснабжения, восстанавливающие питание (АВР и АПВ), обеспечивают наибольший эффект в сочетании с самозапуском. Применение самозапуска предъявляет дополнительные требования к выполнению устройств автоматизации.
Если в самозапуске участвуют только асинхронные и невозбужденные (с разрядным сопротивлением в роторе или с развозбужденным возбудителем) синхронные двигатели, то устройства АПВ выполняются обычным образом. При наличии возбужденных синхронных двигателей необходимо определить допустимость тока несинхронного включения. При токе включения выше допустимого следует применить одну из схем ресинхронизации (гашение поля) либо увеличить выдержку времени действия АПВ. Схемы с улавливанием синхронизма в условиях сетей двигательного напряжения 0,4—10 кВ применять не рекомендуется.
Основными способами пуска устройств АВР являются пуск при несоответствии положений выключателя на вводе и его ключа управления (выключатель отключился, в то время как ключ остался включенным) и пуск от реле минимального напряжения. Уставка реле минимального напряжения принимается из условия несрабатывания его при к. з. на отходящей линии за реактором: 
где — 
напряжение на шинах, к которым подключен трансформатор напряжения, питающий реле, при внешнем к. з.
При наличии самозапуска добавляется условие несрабатывания реле напряжения при самозапуске двигателей после восстановления их питания Uз:
В любом случае напряжение срабатывания защиты не должно превышать 0,25, так как реле напряжения должно характеризовать не понижение рабочего напряжения, а его отсутствие.
При отсутствии возбужденных синхронных двигателей напряжение на отключившихся шинах снижается до величины 0,25 достаточно быстро (в пределах 0,5—1с), и реле напряжения может выполнять функции пускового органа АВР.
Рис. 6-3. Схема пуска устройства АВР на секционном выключателе с реле понижения частоты.
Ч — реле понижения частоты (контакт замыкается при снижении частоты на 2%); П — промежуточное реле; Н — реле напряжения (отпадают и замыкают контакт при напряжении 25%).
При наличии возбужденных синхронных двигателей их э. д. с. снижается до величины 0,25 медленно (§ 2-2, 2-3), и реле напряжения может оставаться притянутым длительное время. В результате время срабатывания АВР неоправданно увеличивается. Тогда в качестве пускового органа АВР, кроме пуска от несоответствия положения, может применяться либо реле понижения частоты, либо реле направления мощности, срабатывающее при направлении мощности от шин в питающую линию.
При использовании реле частоты включение устройства АВР производится при снижении частоты на 1 Гц, что соответствует снижению скорости двигателей на 2%. При общем снижении частоты в питающей сети АВР не должно работать. Это достигается контролем частоты на обеих секциях шин. Если на одной секции частота понижена, а на другой нет, действует АВР. Во избежание ложного срабатывания АВР в случае кратковременного замыкания контактов реле частоты при толчках напряжения, когда частота не меняется, контакты реле частоты включаются через промежуточные реле, времени срабатывания которых достаточно для отстройки от указанных толчков. Схема пуска АВР, -представленная на рис. 6-3, обеспечивает действие АВР как при снижении напряжения (Н), так и при снижении частоты (Ч).
Однако при использовании подобных быстродействующих схем (с реле частоты или реле направления мощности) необходимо проверять допустимость тока включения при самозапуске возбужденного синхронного двигателя. В некоторых случаях может возникнуть необходимость выдержки времени, обеспечивающей затухание Еп.пр до величины, определяемой по (6-4).
Во всех случаях время действия устройства АВР должно удовлетворять условиям § 6-4.
