Ближнее резервирование. 
Принципы резервирования отказа защит (дублирование, ближнее резервирование, дальнее резервирование и т.п.)

Ближнее резервирование применяется на ответственных элементах электрической сети, несвоевременное отключение которых может вызвать тяжелые последствия (существенные повреждения дорогостоящего оборудования, нарушение устойчивости энергосистемы, потеря питания ответственных потребителей).

Выполняется путем установки на защищаемом элементе дополнительных устройств релейной защиты, выполняемых, как правило, на принципах, отличающихся от основной защиты. Защита, действующая с минимальной выдержкой времени при всех повреждениях на защищаемом элементе, называется основной, вторая защита, которая может работать с большей выдержкой времени, — резервной. Так, например, на трансформаторах большой мощности (раздел «Устройства РЗА трансформаторов») в качестве основных защит применяются газовая и дифференциальная защиты.

В качестве резервных применяются максимальная токовая, защита обратной последовательности или дистанционная защита, защита нулевой последовательности. На линиях электропередачи напряжением 110 кВ и выше в качестве основной применяется дифференциально-фазная или продольная дифференциальная защита (раздел «Высокочастотные защиты линий электропередачи»), в качестве резервных — дистанционная и токовая направленная защита нулевой последовательности (раздел «Комплектные ступенчатые защиты линий электропередачи»).

Под ближним резервированием также понимается использование на каком-либо присоединении двух защит, взаимно резервирующих друг друга, каждая из которых обладает в зоне основного действия достаточной чувствительностью, и которые, как правило, выполнены на разных принципах. Так, высокочастотная дифференциально-фазовая защита ДФЗ-201 и резервные защиты линии панели ЭПЗ-1636 — это две разнотипные защиты, взаимно резервирующие друг друга при КЗ на линии. А вот две защиты ДФЗ-201, установленные на одной линии, нельзя считать полноценно резервирующими друг друга, поскольку они могут быть одновременно выведенными, например, при сильном гололеде. Не может, видимо, считаться полноценной резервной защитой при повреждении в генераторе максимальная токовая или дистанционная защита генератора с временем действия 5−6 с.

В целях повышения качества ближнего резервирования целесообразно основную и резервную защиты включать на разные группы предохранителей (автоматических выключателей), на разные группы ТТ. Желательно было бы также включать основную и резервные защиты на разные группы трансформаторов напряжения, однако технические возможности такого разделения в настоящее время ограничены.

При повреждении в трансформаторах работают две защиты — газовая и дифференциальная, чем и обеспечивается ближнее резервирование защит (естественно, что ближнее резервирование обеспечивается только при таких видах повреждения, когда обе защиты обладают достаточной чувствительностью).

В тех случаях, когда на объекте выполняется ближнее резервирование защит, одновременный отказ обеих защит маловероятен и требование к дальнему резервированию защит соответствующих присоединений возникает крайне редко.

В последнее время ряд типовых защит выполняются таким образом, что они могут быть разделены на две независимые части, каждая из которых подключена на отдельные ТТ и отдельный автоматический выключатель оперативных цепей. Так, в модернизированной панели ЭПЗ-1636 одна группа защит состоит из первых двух зон дистанционной защиты и четвертой ступени защиты от замыканий на землю, вторая группа — из междуфазной отсечки, трех ступеней защиты от замыканий на землю и третьей зоны дистанционной защиты. Такое раздельное включение групп защит выполняется на тех линиях, где рассматриваемая защита является единственной. При близком к шинам подстанции КЗ на линии и отказе комплекта с первыми ступенями обеспечивается дальнее резервирование защитами прилежащей сети; возможно также и отключение от защит второй группы панели, если их время действия меньше времени действия защит, работающих в режимах дальнего резервирования. Если же произошло КЗ в конце линии и при отказе комплекта с первыми ступенями защит чувствительность у защит дальнего резервирования недостаточная, то будут работать защиты второй половины панели, обеспечивая при этом ближнее резервирование.

Такое комбинированное проявление ближнего и дальнего резервирования повышает надежность работы сети, где на линиях устанавливается по одному комплекту защиты.

На тупиковых линиях 110 кВ согласно старым проектам часто устанавливались простые токовые защиты: одна-две ступени от замыканий на землю, междуфазная отсечка и максимальная токовая защита. В некоторых системах для повышения качеств ближнего резервирования на таких линиях дополнительно устанавливается второй комплект защит, состоящий из земляной и междуфазной отсечки и включаемый на отдельные ТТ и отдельный автоматический выключатель оперативных цепей.

При повреждении на присоединении и отказе в отключении выключателя ближнее резервирование не может обеспечить локализацию повреждения. Поэтому средства ближнего резервирования дополняются специальными устройствами резервирования отказов выключателей (УРОВ), обеспечивающими в рассматриваемом режиме отключение ближайших к отказавшему выключателей.