4.9 Расчет уставок первой, второй и третьей ступеней дистанционной защиты для фидера поста секционирования

Выбрать уставки трехступенчатой дистанционной защиты выключателя QПВ1 поста секционирования ПС. Схема питания узловая (рисунок 2) _АП = =25 км, _ПВ =26 км, _АВ =51 км, участок трехпутный (n=3). Максимальный ток нормального режима I_н,max =500 А. Тяговая сеть вида ТП: z_mn =z₃₃ =0,210 Ом/км [2].

По таблице 6 устанавливаем, что уставки всех ступеней выбираются для расчетной схемы № 11, для которой:

Z_тсА + Z′_тс,i = z_{mn АП} +z_{mn ПВ} =0,210·25+0,210·26=10,71 Ом,

Z_тсB + Z′′_тс,i = 0, Z′′′_тс,i =0.

Используя формулу (3), получаем:

Z_A =Z_пA + Z_тсA + Z′_тс,i =6,8+10,71=17,51 Ом,

Z_AB = 0 (при Z_тгз =R_д =0).

По формуле (4) находим:

А.

По второму столбцу таблицы 6 находим ток выключателя QПВ1:

Z_QПB1 =I_A /n = 1553/3 = 518 А.

По формулам (8) и (10) находим:

U_A =U_A,pac − I_A Z_пA =27200−1571·6,8=16640 В.

U_ПС =U_A − I_A z_{mn 1} =16640−1553·0,210·25=8487 В.

Сопротивление, измеряемое защитами выключателя QПВ1 для расчетной схемы № 11, находим по формуле (11):

Z_QПB1 =Z_к = Ом.

Уставку ступени ДЗ1 выбираем по формуле, приведенной в таблице 8:

к_отс2 Z_к =0,9·16,38=14,74 Ом.

Принимаем =14 Ом.

Вычисляем наименьшее сопротивление нагрузки в нормальном режиме по формуле (15):

Ом.

Выбираем угловую характеристику ступени в виде сектора, показанного на рисунке 9, г. Уставки (граничная линия характеристики) при КЗ (фазовый угол от 55 до 80 ) и при нагрузке (фазовый угол от 20 до 40 ) для такой характеристики одинаковы, т. е. = .

Проверяем условия отстроенности ступени ДЗ1 от нормального режима по второй формуле, приведенной в таблице 8 для ступени ДЗ1:

, Ом.

Поскольку неравенство выполняется, то ступень ДЗ1 отстроена от режимов нагрузки.

Уставку ступени ДЗ2 выбираем по первой формуле, приведенной в таблице 8 для этой ступени:

к_ч Z_к,max =1,25·16,38=20,48 Ом.

Принимаем =25 Ом.

Выбираем угловую характеристику ступени ДЗ2 в виде сектора, показанного на рисунке 9, г, для которой = .

По второй формуле, приведенной в таблице 8 для этой ступени, проверяем условие отстроенности от нормального режима:

, Ом.

Поскольку неравенство выполняется, то ступень ДЗ2 отстроена от режимов нагрузки.

Уставка ступени ДЗ3 должна выбираться с учетом сопротивления дуги от 5 до 8 Ом. Для этого случая на основании таблицы 6 имеем:

Z_тсА + Z′_тс,i =z_{mn АП} +z_{mn ПВ} =0,210·25+0,210·26=10,71 Ом,

Z_тсB + Z′′_тс,i =0, Z′′′_тс,i =0.

Приняв R_д =6 Ом получаем по формулам (3):

Z_A =Z_пA + Z_тсA + Z′_тс,i =6,8+10,71=17,51 Ом,

Z_B =Z_пB+ Z_тсB + Z′′_тс,i =6,8+0=6,8 Ом,

Z_AB = Z′′′_тс,i +Z_тгз +R_д =0+0+6=6 Ом.

По формуле (4) находим:

А.

По второму столбцу таблице 6 находим ток выключателя QПВ1:

Z_QПB1 =I_A /n = 698/3 = 233 А.

По формулам (8) и (10) находим:

U_A =U_A,pac − I_A Z_пA =27200−698·6,8=22454 В.

U_ПС =U_A − I_A z_{mn 2} =22454−698·0,210·26=18643 В.

Сопротивление, измеряемое ступенью ДЗ3 в этом случае находится по формуле (11):

Z_QПB1 =Z_к = = =80,0 Ом.

Уставка ступени ДЗ3 выбирается по таким же формулам, как и для ступени ДЗ2:

к_ч Z_к,max =1,5·80,0=120 Ом.

Принимаем =120 Ом.

Предварительно выбираем угловую характеристику ступени ДЗ3 в виде окружности с центром в начале координат (рисунок 9, д), для которой = . Условия отстроенности от нормального режима определяются так же, как для ступени ДЗ2. Поскольку имеет место неравенство 120>30,4 Ом, то ступень ДЗ3 не отстроена от нормального режима. Поэтому для ступени ДЗ3 поста в данном случае надо принимать такую же угловую характеристику, как для ступени ДЗ3 подстанции (рисунки 9, б, в).

Совмещенные угловые характеристики ступеней ДЗ1, ДЗ2 и ДЗ3 показаны на рисунке 9, д.