6. Расчёт уставок защиты

Произведем расчет уставок защиты на основе микропроцессорной защиты RED670.

Уставки для комплекта защиты, находящегося на шинах ПС А.

Ток срабатывания пускового органа выбирается по трем условиям:

А) отстройка от максимального тока небаланса при внешних КЗ производится аналогично выбору тока срабатывания пускового органа комплекта от замыканий на землю:

где Кз- коэффициент запаса, 1,25; - коэффициент однотипности ТТ, 0,5 (для микропроцессорных защит); - погрешность ТТ, 0,1; - 2,0; - максимальный ток повреждения, протекающий по двум линиям при трехфазных КЗ на шинах подстанций, связываемых этими параллельными линиями; - составляющая тока небаланса, обусловленная неравенством токов повреждения, протекающих по линии, С=0.

Б) отстройка от максимального тока нагрузки линии при обрыве соединительных проводов токовых цепей и при оперативном отключении одной из линий со стороны противоположной подстанции

где K3=1,2 – коэффициент запаса (надежности) по избирательности; kв=0,95 – коэффициент возврата (для микропроцессорных защит); Iнагр.макс – максимальный ток нагрузки, принимается по длительно допустимому току нагрева проводов линии, при отсутствии данных о Iнагр.макс можно принимать его равным максимальному рабочему току при работе обеих линий (т.е. Iнагр.макс = Iраб.макс = , кА).

3) Отстройка от тока неповрежденной фазы при каскадном отключении замыкания между двумя фазами:

При двустороннем питании с током I(2)неп фазы можно не считаться, поскольку можно полагать, что для рассматриваемого случая ток I(2)неп не превышает тока Iнагр.макс.

Уставка срабатывания выбирается по наибольшему из полученных значений токов (пп. А, Б). Таким образом, ток срабатывания защиты равен Icp= кА.

Аналогично произведем расчет уставок для комплекта защиты, расположенного на шинах ПС Б.

В)

Г)

(Iнагр.макс = Iраб.макс = , кА).

Уставка срабатывания выбирается по наибольшему из полученных значений токов (пп. В, Г). Таким образом, ток срабатывания защиты равен Icp= кА.

Определим коэффициент чувствительности.

Коэффициент чувствительности пускового органа комплекта от замыканий между фазами, выполненного только с реле тока, при коротком замыкании в точке одинаковой чувствительности, т.е. точке, где чувствительности реле тока, установленных с разных сторон защищаемых линий, одинакова, определяется по выражению: , где , - фазные токи в защитах с токами срабатывания соответственно , при металлическом замыкании между двумя фазами в точке одинаковой чувствительности в минимальном режиме работы системы.

Произведем расчет мертвой зоны защиты.

При удалении точки короткого замыкания от места установки защиты ток в поврежденной линии уменьшается, а в неповрежденной возрастает, вследствие чего ток Iр в реле уменьшается так, что при повреждении вблизи шин противоположной подстанции он становится меньше тока срабатывания. При этом защита отказывает в действии. Длина участка lм.з., при повреждении в пределах которого защита не работает из-за недостаточного тока в реле, называется мертвой зоной поперечной дифференциальной токовой защиты.

(8).

Согласно требованиям, длина мертвой зоны не должна превышать

Это, а также наличие мертвой зоны являются недостатком защиты, исключающим возможность ее применения в качестве единственной защиты сдвоенных линий.

Примем длину мертвой зоны равной .

Проверим, удовлетворяет ли защита данному требованию.

Рисунок 18 – Схема исследуемой системы с указанием места КЗ

Рассчитаем трехфазное КЗ в точке К, составим схему замещения исследуемой системы в этом случае:

Рисунок 19 – Схема замещения исследуемой системы при трехфазном КЗ

Таблица 14 - Расчетные значения полных сопротивлений линий

последовательность	Z12, о.е.	Z13, о.е.	Z23, о.е.
Прямая (обратная)	0,054095+j0,109638	0,048685+j0,09867	0,00541+j0,01096
нулевая	0,054095+j0,390146	0,048685+j0,351132	0,00541+j0,039015

Преобразуем треугольник в звезду.

При известных сопротивлениях сторон треугольника сопротивления лучей звезды находятся следующим образом:

Прямая (обратная) последовательности:

Нулевая последовательность:

Таблица 15 – Данные о сопротивлениях прямой, обратной и нулевой последовательностей

последовательность	Z1, о.е.	Z2, о.е.	Z3, о.е.
Прямая (обратная)
нулевая

Рисунок 20 – Схема замещения исследуемой системы при КЗ в середине линии

Свернем схему замещения относительно точки К:

, о.е.;

или в именованных единицах:

, кА;

Для заданной схемы вычислим ток двухфазного короткого замыкания в точке К на землю. Воспользуемся правилом эквивалентности прямой последовательности.

Рисунок 21 - Схема замещения обратной последовательности при двухфазном коротком замыкании на землю в точке К (не содержит ЭДС генератора и системы)

Рисунок 22– Схема замещения нулевой последовательности при КЗ(1,1) на землю в точке К

, о.е.;

,

, о.е.;

Определим абсолютную величину тока при двухфазном КЗ на землю КЗ:

Рассчитаем m(1,1):

, о.е.;

Или в именованных единицах:

, кА;

Таблица 16 - Данные о рассчитанных сопротивлениях прямой, обратной, нулевой последовательностей для всех видов КЗ в точке К.

Индекс КЗ (n)					m(n)
(3)		-	-	-	1
(2)			-
(1)					3
(1,1)

Таблица 17 - Расчетные значения токов КЗ в точке К при всех основных видах коротких замыканий.

Индекс КЗ (n)	о.е.	о.е.	,кА
(3)
(2)
(1)
(1,1)

Ток междуфазного короткого замыкания (в результате расчета видно, что он меньше токов КЗ при других видах повреждений), произошедшего в конце зоны действия защиты, больше тока срабатывания защиты, т.е. = кА что больше = кА.

Можно сделать вывод, что мертвая зона защиты меньше 10 % длины защищаемой линии, т.е. данная защиты удовлетворяет требованиям основных защит.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе были рассчитаны все основные виды коротких замыканий в трех точках исследуемой электрической системы. Были приведены все необходимые расчеты и пояснения при выборе параметров электрической системы.

Также была принята в качестве основной защиты для двухцепной линий электропередач напряжением 110 кВ микропроцессорная защита RED670 и для нее были рассчитаны уставки, была проверена чувствительность защиты в точке одинаковой чувствительности, исследована мертвая зона защиты.

Можно сделать вывод, что микропроцессорное устройство RED670 удовлетворяет требованиям, необходимым для защиты данного элемента электрической сети.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

«Справочник по электрическим установкам высокого напряжения», И. А. Баумштейн, С. А. Бажанов, М.: Энергоатомиздат, 1989 – 768 с.

«Правила устройства электроустановок», М: ЗАО «Энергосервис», 2002 – 608 с.

«Электропитающие системы и электрические сети», методические указания к курсовому проекту, И. Г. Злобина, Н. А. Кокорев, Г. А. Осипенко, Чебоксары, 2010 – 64 с.

«Электрические системы и сети», В. И. Идельчик, М: Энергоатомиздат, 1989 – 592 с.

Федосеев А. М., Федосеев М. А. «Релейная защита электроэнергетических систем», учебник для вузов, М.: Энергоатомиздат, 1992 - 528 с.

Беркович М. А. «Основы техники релейной защиты», М.: Энергоатомиздат, 1984 – 376 с.

Андреев В. А. «Релейная защита и автоматика систем электроснабжения», учебник для вузов, М.: Высшая Школа, 1991 – 496 с.

Кривенков В. В., Новелла В. Н. «Релейная защита и автоматика систем электроснабжения», учебное пособие для вузов, М.: Энергоатомиздат, 1981 – 328 с.

Чернобровов Н. В., Семенов В. А. «Релейная защита энергетических систем», учебное пособие для техникумов, М.: Энергоатомиздат, 1998 – 800 с

Гельфанд Я. С. «Релейная защита распределительных сетей», Москва, Энергоатомиздат, 1987 – 368 стр.

Атабеков Г. И. «Теоретические основы релейной защиты высоковольтных сетей», Москва, Государственное энергетическое издательство, 1957 – 344 стр.

Авербух А. М. «Примеры расчетов неполнофазных режимов и коротких замыканий» - 2-е изд. – Л.: Энергия, Ленинград, 1979 – 184 с.