3. Блокировка при качаниях

Блокировка при качаниях предназначена для исключения срабатывания дистанционной защиты при возникновении качаний. При коротких замыканиях блокировка вводит в действие защиту на время, достаточное для ее срабатывания, и, если срабатывание защиты не произошло, блокирует ее. Блокировка при качаниях состоит из пускового органа блокировки и логической части.

Принципиальная схема полупроводникового блока пускового органа блокировки при качаниях типа Б101 содержит ФТОП и ФТПП, выполненные с использованием операционных усилителей А блоков Е1 и Е3, соответственно. Входные цепи фильтров обеспечивают необходимые фазовые сдвиги суммируемых токов, пропорциональных проводимым величинам. С помощью резисторов R1 и R2 осуществляется настройка ФТОП. В цепях обратных связей усилителей А блоков Е1 и Е3 включены идентичные частотно-зависимые RC-цепи, обеспечивающие уменьшение высших гармонических составляющих в выходных сигналах. К выходам ФТОП и ФТПП подключены идентичные каналы, выделяющие приращения величин k’I₂ и k’’I₁.

Рис. 17. Блок-схема ПОБ

Ia, Ib, Ic – фазные токи, подводимые к блоку датчиков тока;

kIab, kIbc – напряжения, пропорциональные разности фазных токов, формируемые на соответствующих выводах датчиков тока;

k’I₂, k’’I₁ – напряжения, пропорциональные, соответсвенно, токам обратной и прямой последовательности;

U₀ – опорное напряжение, задающее минимальную уставку по току срабатывания ПОБ;

U₁ – выходной сигнал чувствительного реагирующего органа;

U₂ – выходной сигнал грубого реагирующего органа;

DT – блок датчиков тока;

ФТОП – фильтр тока обратной последовательности, формирующий сигнал, пропорциональный току обратной последовательности( I₂)4

ФТПП – фильтр тока прямой последовательности, формирующий сигнал, пропорциональный току прямой последовательности(I₁);

Е1 и Е2 – идентичные каналы, выделяющие соответственно приращения величин k’I₂ и k’’I₁;

Ф – инвертирующий полосовой фильтр, настроенный на промышленную частоту;

С – суммирующий усилитель;

И – инвертор сигнала;

СОИ – селектор отрицательных импульсов напряжения;

СПИ – селектор положительных импульсов напряжения;

ИЦ – интегрирующая цепь;

РО1, РО2 – соответственно, чувствительный и грубый реагирующие органы;

ИЛИ1, ИЛИ2 – логические схемы «ИЛИ», объединяющие сигналы с выходов каналов величин I₂ и I₁.

4. Расчет уставок дистанционной защиты

Рис. 18. Расчетная линия

Линия 203-207 АС-500; L=100км

Линия 207-211 АС-500; L=80км

Удельное сопротивление АС-500:

Xуд=0,413Ом/км;

Rуд= 0,0588 Ом/км.

Расчет сопротивления линии:

Z_Л1=Zуд∙L=(0,0588+j0,413)∙100=5,88+j41,3= 41,72Ом

Z_Л2= Zуд∙L=(0,0588+j0,413)∙80=4,704+j33,04=33,37Ом

Сопротивление трансформатора:

Z_Т=6,702 Ом

I ступень

1 и 2, 3 и 4 комплект

5 и 6, 7 и 8 комплект

II ступень

1 и 2 комплект

1 условие

2 условие

3 условие

В качестве сопротивления срабатывания для вто­рой ступени принимается наименьшее из сопротивлений, полученных по приведенным расчетным условиям.

Проверка чувствительности II ступени защиты:

Условие чувствительности выполняется.

3 и 4 комплект

1 условие

2 условие

В качестве сопротивления срабатывания для вто­рой ступени принимается наименьшее из сопротивлений, полученных по приведенным расчетным условиям.

Проверка чувствительности II ступени защиты:

Условие чувствительности выполняется.

5 и 6 комплект

1 условие

2 условие

В качестве сопротивления срабатывания для вто­рой ступени принимается наименьшее из сопротивлений, полученных по приведенным расчетным условиям.

Проверка чувствительности II ступени защиты:

Условие чувствительности выполняется.

7 и 8 комплект

1 условие

2 условие

3 условие

В качестве сопротивления срабатывания для вто­рой ступени принимается наименьшее из сопротивлений, полученных по приведенным расчетным условиям.

Проверка чувствительности II ступени защиты:

Условие чувствительности выполняется.

III ступень

Угол наклона правой боковой стороны характеристики γ выбирается по условию отстройки от максимально возможного угла сопротивления нагрузки в месте установки защиты в послеаварийном нагрузочном режиме с учётом самозапуска двигателей, по выражению:

, где

- дополнительный угол, который должен превышать сумму погрешностей характеристики в сторону уменьшения угла наклона её правой боковой стороны (принимается ), погрешностей параметров нагрузочного режима, трансформаторов тока и напряжения в сторону увеличения угла вектора сопротивления, с запасом принимается . Следует отметить, что при конкретных расчётах в условиях эксплуатации необходимо принимать в качестве исходного угол правой стороны с учётом его действительной основной погрешности.

. Модуль этого сопротивления определяется по выражению:

где - минимальное значение первичного напряжения в месте установки защиты в расчётном нагрузочном режиме;

- максимальное значение первичного рабочего тока в защищаемой линии в расчётном нагрузочном режиме.

Угол сопротивления нагрузки:

Сопротивление срабатывания третьей ступени защиты Zс.з.III выбирается по условию обеспечения требуемой чувствительности при каскадном отключении металлического КЗ в конце зоны резервирования по выражению

,

где Zз и φз – соответственно модуль и угол сопротивления в месте установки защиты, расчетного по условию обеспечения чувствительности.

,

где Кч =1,25; sin φм.ч.=0,966

При наличии нагрузочных режимов, от которых рассматриваемая третья ступень защиты не отстроена по углу, т.е. режимов, при которых угол сопротивления нагрузки не удовлетворяет выражению (11), первичное сопротивление срабатывания должно быть отстроено от значения сопротивления нагрузки в этом режиме, по выражению:

- отстройка от КЗ на шинах ПС, примыкающей к противоположному концу линии;

(коэффициент возврата реле).

1 и 2 комплект:

где - минимальное значение первичного напряжения в месте установки защиты в расчётном нагрузочном режиме;

- максимальное значение первичного рабочего тока в защищаемой линии в расчётном нагрузочном режиме.

Угол сопротивления нагрузки:

^o

Уставка:

2,802 Ом

Угол наклона правой боковой стороны характеристики:

^o

3 и 4 комплект:

^o

0 Ом

^o

5 и 6 комплект:

3,571^o

Ом

^o

7 и 8 комплект:

9,646^o

Ом

^o

Первичный ток для подбора трансформатора тока выбираем по длительно допустимому току провода марки АС-500:

Выбираем трансформатор тока TBT220-I-2000/5, его параметры приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Серия, тип	Номинальное напряжение, кВ	Номинальный первичный ток, А	Номинальный вторичный ток, А	Класс точности	Номинальная предельная кратностоть	Номинальная вторичная нагрузка, Ом
TBT220-I-2000/5	220	1500	5	0,5	25	3

Выбираем трансформатор напряжения (табл. 4).

Таблица 4

Серия, тип	Номинальное напряжение первичной обмотки, В	Номинальное напряжение вторичной обмотки, В	Номинальное напряжение доп. обмотки, В	Номинальная мощность при классе точности 0,2, ВА	Предельная мощность, ВА
3НОГ-220-79У3			100	150	3200

Сопротивление срабатывания реле определяется, исходя из первичных сопротивлений срабатывания защиты по расчётным выражениям:

1 и 2 комплект:

Z^I_CP= Z^I_CЗ∙К_I/К_U= 35,459∙400/2200=6,447 Ом

Z^II_CP= Z^II_CЗ∙К_I/К_U= 64,084∙400/2200=11,651 Ом

Z^III_CP= Z^III_CЗ∙К_I/К_U=2,802 ∙400/2200=0,509 Ом

3 и 4 комплект:

Z^I_CP= Z^I_CЗ∙К_I/К_U= 35,459∙400/2200=6,447 Ом

Z^II_CP= Z^II_CЗ∙К_I/К_U= 57,486∙400/2200=10,452 Ом

Z^III_CP= Z^III_CЗ∙К_I/К_U=0 ∙400/2200=0 Ом

5 и 6 комплект:

Z^I_CP= Z^I_CЗ∙К_I/К_U= 28,367∙400/2200=5,157 Ом

Z^II_CP= Z^II_CЗ∙К_I/К_U= 50,388∙400/2200=9,161 Ом

Z^III_CP= Z^III_CЗ∙К_I/К_U=2,757∙400/2200=0,549 Ом

7 и 8 комплект:

Z^I_CP= Z^I_CЗ∙К_I/К_U= 28,367∙400/2200=5,157 Ом

Z^II_CP= Z^II_CЗ∙К_I/К_U= 55,899∙400/2200=10,163 Ом

Z^III_CP= Z^III_CЗ∙К_I/К_U=11,732∙400/2200=2,133 Ом

Время срабатывания ступеней защит:

Рис. 19. Карта селективности.