7.6.4. Вибір параметрів спрацювання дистанційних захистів

Параметрами спрацювання дистанційних захистів є комплексне значення опору та час спрацювання.

Розглянемо вибір параметрів триступеневого дистанційного захисту на прикладі захисту А1 лінії Л1 мережі, зображеної на рис. 7.47. Розрахунок виконаний для дистанційних захистів, вимірні органи яких мають форму овала.

Розрахунок уставок спрацювання за опором зводиться до визначення максимального значення опору спрацювання реле, який, як правило, відповідає куту максимальної чутливості реле. Тому уставка дистанційного органу є величиною скалярною.

Рис. 7.47. Розрахунок параметрів спрацювання дистанційного захисту

I ступінь. Призначена для захисту початку лінії (близько 80–90 % її довжини). Опір спрацювання (уставка) вимірного органа ступені вибирається з умов неспрацювання під час таких пошкоджень:

– під час к.з. в кінці лінії, яка захищається (точка К1)

,

(7.42)

де – коефіцієнт відлагодження, враховує похибку трансформаторів струму та напруги, похибку реле, неточність розрахунків та відповідний запас, приймається рівним 0,85; – повний опір лінії;

– під час к.з. в місці приєднання трансформатора (якщо існує таке приєднання – точка К2). В цьому випадку уставку вибирається в залежності від умов приєднання трансформатора до лінії:

а) якщо трансформатор приєднується до лінії через вимикач, який вимикається швидкодійним захистом трансформатора, тоді розрахунковий вираз має вигляд

(7.43)

де – опір ділянки лінії від початку лінії до місця приєднання трансформатора;

б) якщо трансформатор приєднується до лінії без вимикача, то в зону дії першої ступені входить ділянка лінії до відпайки та трансформатор відпайки

(7.44)

де – опір трансформатора Т1.

У разі приєднання трансформатора до лінії без вимикача уставка спрацювання I ступеня вибирається меншою (на відміну від максимальних струмових захистів) з умов (7.42) та (7.44).

У випадку, коли трансформатор приєднаний до лінії через вимикач, визначальною є умова (7.43).

У випадку, коли лінія Л1 тупикова, то перший ступінь дистанційного захисту відлагоджується від к.з. на низькій (середній) стороні трансформатора (автотрансформатора), який живиться від даної лінії. Уставка вимірного органа першої ступені дистанційного захисту, опір спрацювання, визначається за виразом (7.42).

Чутливість I ступеня, як правило, є достатньою і не перевіряється.

II ступінь. Призначена для захисту кінця лінії, хоча зона її дії частково охоплює і суміжні елементи, які живляться від шин протилежної підстанції. Зона дії II ступені виходить за межі лінії для надійного спрацювання під час к.з. в кінці лінії. Уставка спрацювання вимірного органа II ступені вибирається з умов відлагодження (неспрацювання) під час к.з. в кінці суміжного елемента (точка К4 рис. 7.47), а також під час к.з. за трансформатором Т2 приймальної підстанції, який живиться від шин протилежної підстанції (точка К5):

	(7.45)
	(7.46)

де – мінімальне значення опору трансформатора Т2, яке відповідає крайньому положенню РПН; – менша з уставок спрацювання I ступені дистанційних захистів ліній, які відходять від підстанції Б (у цьому випадку лінія Л2); – коефіцієнт відлагодження, менший 1, враховує від'ємну похибку вимірного органа захисту попереднього елемента (у цьому випадку лінії Л2, яка відходить від шин підстанції Б), приймається значення 0,9; , – коефіцієнти струморозподілу, враховують різне значення струмів у місці встановлення захистів та струмів в місці пошкодження під час к.з. в розрахункових точках відповідно К4 та К5. Коефіцієнт струморозподілу визначається як співвідношення струму, який протікає в місці встановлення захисту до струму в вітці, де виникло к.з. Так, для мережі рис. 7.47 під час к.з. в точці К4, під час к.з. в точці К5.

Розрахунок уставки спрацювання II ступені дистанційного захисту лінії за виразами (7.45), (7.46) збільшує зону дії захисту – ступінь повністю охоплює дану лінію і ділянки суміжних елементів (лінії Л2 та трансформатора Т2), але не виходить за межі цих суміжних елементів. Тобто, II ступінь не буде реагувати на пошкодження за межами лінії Л2 та за трансформатором Т2. Тим самим забезпечується селективність роботи II ступені захисту.

З двох виразів (7.45), (7.46) вибирається менше значення.

Ми розглянули випадок розрахунку уставки спрацювання вимірного органу II ступені дистанційного захисту, коли захист суміжного елемента, лінії Л2 виконаний на дистанційному принципі.

Узгодження II ступені дистанційного захисту з I ступенем захисту суміжного елемента, який виконаний за допомогою струмової відсічки чи комбінованої відсічки (за струмом та напругою) проводиться за наступним виразом:

(7.47)

де – опір лінії, на якій встановлено захист; – розрахунковий опір ділянки суміжної лінії, охоплений захистом, з яким здійснюється узгодження; – коефіцієнт струморозподілу, розраховується аналогічно до попереднього випадку.

Розглянемо детальніше як визначається розрахунковий опір ділянки суміжної лінії.

Визначення проілюстровано на рис. 7.48.

Рис. 7.48. Визначення

У випадку, коли суміжна лінія захищається струмовою відсічкою без витримки часу, для визначення необхідно побудувати для суміжної лінії Л2 залежність струму к.з. від віддаленості до місця к.з. для максимального режиму. Паралельно до осі абсцис l проводимо пряму лінію, яка відповідає уставці струмової відсічки, помноженій на коефіцієнт відлагодження . Проекція точки перетину цієї прямої з кривою дасть нам довжину ділянки лінії Л2, яка охоплюється струмовою відсічкою лінії Л2 і яка пропорційна , де – питомий опір лінії Л2.

У випадку, коли суміжна лінія захищається комбінованим захистом за струмом та напругою, додатково до залежності струму к.з. від віддаленості до місця к.з. будується залежність залишкової напруги на шинах підстанції від місця к.з. (рис. 7.48, б). На графіку залежності залишкової напруги проводимо пряму, яка відповідає відношенню уставки органа напруги до коефіцієнта відлагодження . Коефіцієнт відлагодження для струмового органа та органа напруги приймаємо таким, що дорівнює 1,1. Знаходимо два значення розрахункового опору та . З двох значень для формули (7.47) вибираємо менше значення (у цьому випадку ).

Витримка часу спрацювання другої ступені захисту вибирається більшою з двох умов:

– на ступінь селективності , більшого від часу спрацювання І ступені дистанційного захисту попереднього елемента, наприклад, захисту лінії Л2 (рис. 7.47)

(7.48)

де – час спрацювання першої ступені дистанційного захисту лінії Л2.

– на ступінь селективності, більшого від часу спрацювання швидкодійного захисту трансформатор, який живиться від шин протилежної підстанції (підстанції Б (рис. 7.47))

(7.49)

де – час спрацювання швидкодійного захисту трансформатора Т2, який живиться від шин протилежної підстанції.

З двох значень, отриманих з (7.48) та (7.49), вибираємо більше значення.

Чутливість II ступені

Чутливість II ступені перевіряємо під час к.з. у кінці лінії, яка захищається

(7.50)

де – опір лінії, яка захищається (рис. 7.47).

За відсутності III ступені або у випадку використання II ступені як основного захисту . За наявності третьої ступені допускається менше значення коефіцієнта чутливості – .

За недостатньої чутливості II ступені уставку спрацювання збільшують, але для того, щоб запобігти надлишковим спрацюванням II ступені під час к.з. на попередньому елементі (на лінії Л2, за трансформатором Т2 (рис .7.47) збільшують час спрацювання II ступені – її узгоджують з II ступенем попереднього елемента

(7.51)

де – час спрацювання II ступені суміжної лінії – лінії Л2.