Расчет II ступени дистанционной защиты

а) для одиночной линии

Первичное сопротивление срабатывания II ступени выбирается в зависимости от конфигурации сети. Для одиночных линий (рис. 2.2) сопротивление срабатывания второй ступени находится по двум условиям:

а) по условию согласования с I ступенью защиты предыдущей линии

(2.2)

б) по условию отстройки от КЗ на шинах ВН (СН) автотрансформатора подстанции, примыкающей к противоположенному концу линии (точка К2), или отстройки от К.З. на стороне НН трансформатора подстанции (точка К3):

(2.3)

где Z^II_{c.з. пред} = Z^I_c.з(3) - сопротивление срабатывания I ступени ДЗ линии Л2;

Z_т - минимально возможное сопротивление обмоток ВН и СН параллельно работающих автотрансформаторов или обмоток параллельно работающих трансформаторов;

a = 0,1 - коэффициент, учитывающий погрешности измерительных трансформаторов;

k_ток.т,k_ток = I_I / I_т - коэффициенты тока распределения, равные отношению первичного тока в месте установки защиты к току, соответствию в предыдущей линии, автотрансформаторе или трансформаторе, при трехфазном К.З. в конце зоны действие той защиты, с которой производится согласование (см. рис. 3.2.).

Если на п/ст Б отсутствует подпитка точки К.З. то защиты 1 и 3 при К.З. в точке К1 будет протекать один и тот же ток (I_I=II_II) и ток К_ток = 1;

d =sin j₃ / sinj_м.ч. - отношение синусов угла расчетного сопротивление защиты

j₃ = arctg Х_л/R_л

и угла максимальной чувствительности.

Из полученных значений Z^II_с.з. в данном и во всех последующих случаях за расчетное принимается минимальное значение.

Если в данном узле электрической системы к одиночной линии примыкают параллельные линии электропередачи (рис. 2.3), то выражения для первого из условий примет вид:

(2.4)

где К_токII = I_I / 2I_II - коэффициент токораспределения, равный отношению тока в месте установки защиты к току в параллельных линиях.

Отстройка от К.З. за трансформатором п/ст Б производится по (2.3)

б) для параллельных линий

Расчет II ступени дистанционных защит параллельных ЛЭП имеет свои особенности.

Для схемы сети, изображенной на рис. 2.4, а при включении дистанционной защиты на ток одной параллельной линии сопротивление срабатывания II ступени ДЗ:

а) согласуется с I ступенью дистанционной защиты 5, при условии, что вторая параллельная линия отключена, по выражению

(2.5)

где Z^I_с.з.5 - сопротивление срабатывания I ступени защиты 5;

k_ток = I_I/I_II - коэффициент токораспределения при К.З. в точке К1 (рис.2.4,б)

б) отстраивается от КЗ на шинах низшего (среднего) напряжения трансформаторов п/ст Б при условии, что вторая параллельная линия отключена (рис. 2.4,б, точка КЗ), по выражению (2.3).

в) отстраивается от КЗ в конце I ступени защиты 4, установленной на параллельной линии, при каскадном отключении повреждения (рис.2.4.в, точка К4) по выражению

(2.6)

где К _{ток I} = I_I/I_II.

Коэффициент чувствительности II ступени дистанционной защиты определяется по выражению

К_’r = Z^II_с.з. / Z_w1 , (2.7)

где Z^II_с.з - принятое значение сопротивления срабатывания II ступени ДЗ (минимальное значение из полученных при расчете), Z_w1 - сопротивление защищаемой ЛЭП.

Допускаемое в соответствии с ПУЭ значение К_r ³ 1,25.

При недостаточном К_r II ступени её сопротивление можно выбрать следующим образом:

а) если расчетным условием было согласование с I ступенью защиты предыдущей ЛЭП, то теперь II ступень нужно согласовывать по сопротивлению срабатывания и по времени со II ступенью защиты предыдущей ЛЭП;

б) если расчетным было условие отстройки II ступени от КЗ за автотрансформатором на шинах СН(ВН), то согласование может производиться с I ступенью ДЗ на автотрансформаторе.

Наклон правой боковой стороны характеристики срабатывания реле сопротивления II ступени выбирается по условию отстройки от минимально возможного сопротивления в максимальном нагрузочном режиме:

Z_{нагр.расч.} = U_min / Ö3 I_раб.max , (2.8)

где U_min = 0,9 U_ном - минимальное значение первичного напряжения в месте установки защиты;

I_раб.max - максимальное значение первичного тока в защищаемой линии в расчетном нагрузочном режиме.

I_раб.max = k_nk_сзп I_{длит.доп.},

где k_n - кратность перегрузки, например, при отключении параллельной ЛЭП;

k_сзп - коэффициент самозапуска, может быть принят 1.3¸1.5. Для транзитных ЛЭП, электрически удаленных от промышленной нагрузки (ЛЭП 220 ¸ 500 кВ), k_сзп = 1¸ 1.2;

I_{длит.доп.} – длительно допустимый ток для проводов защищаемой линии.

Для повышения чувствительности к КЗ через переходное сопротивление значение b следует выбирать максимальным, удовлетворяющим отстройке от Z_{нагр.расч.}

Расчет III ступени

Третья ступень ДЗ отстраивается от максимального нагрузочного режима. При характеристике III ступени в виде треугольника (см.рис.3.1) прежде всего рассматривается возможность отстройки по углу. Для этого выбирается угол g наклона правой боковой стороны характеристики реле сопротивления

g = j_{нагр.расч.} + j_доп., (2.9)

где j_доп. =12^° - дополнительный угол, который должен превышать сумму погрешностей реле сопротивления, измерительных трансформаторов, расчетов и запаса.

Если рассчитанный по (2.9) угол g £ 47⁰, то защита будет отстранена от максимального нагрузочного режима по углу. j_{нагр.расч.} может быть определен в условиях перегрузки из соотношения

cos j_ном

cos j_{нагр, расч} = -------------------

I_{* раб.max} U_*min

где I_*раб.max и U_*min - относительные значения напряжения и тока, определяются из (2.8)

Если условия (2.9) удовлетворяется, то первичное сопротивление срабатывания III ступени Z^III_с.з выбирается по условию обеспечения требуемой чувствительности при каскадном отключении металлического К.З. в конце зоны резервирования (рис.2.2, К.З. в конце линии Л2, выключатель 4 отключен) по выражению:

sin j_з

Z^III_c.з. ³ К_{ч, треб} Z_з ------------ (2.10)

sin j_м,ч

где К_ч,треб = 1.2 - требуемый по ПЭУ наименьший коэффициент чувствительности;

Z_з = Z_w1 + Z_w2/ k_ток;

Z₃, j_з = j_л - модуль и аргумент первичного сопротивления в месте установки защиты при металлическом КЗ в конце зоны резервирования.

Если отстройка от нагрузочного режима по углу не обеспечивается, то первичное сопротивление срабатывания III ступени ДЗ отстраивается от Z_{нагр,расч} по выражению:

Z_{нагр.расч} sin j _{нагр,расч}

Z^III_c,з £ ----------------- · --------------------- (2.11)

К_отс К_в sin j _м,ч

где К_в -коэффициент возврата реле сопротивления.

При принятых значениях коэффициентов получаем:

Z^III_с,з £ 0.785 Z_{нагр,расч} sin j _{нагр,расч}

После этого проверяется чувствительность III ступени ДЗ

Z^III_с,з. sin j_м,ч

К_ч ³ ----------------------- ³ 1.2 (2.12)

Z_з sin j _з

После определения первичных сопротивлений срабатывания находится сопротивление срабатывания (уставки) реле сопротивления:

K_I

Z_у £ Z_с,p = ---------- Z_с,з (2.13)

K_U

где K_I и K_U - коэффициенты трансформации трансформаторов тока и напряжения.

Дата добавления: 2015-07-10