2.2.3 Расчет сопротивления третьей ступени

 

Z^III_Л2 = Z_РАБ.MIN / (К_Н × К_ЗАП × К_ВОЗ) =

= U_РАБ.MIN / (√3 × К_Н × К_ЗАП × К_ВОЗ × I_{РАБ.МАХ} × cos(φ_МЧ – φ_РАБ) )

где Z_РАБ.MIN – минимальное сопротивление подведенное к реле защиты при максимальном рабочем режиме линии;

К_Н = 1,2 – коэффициент надежности;

К_ЗАП = 1,5 – коэффициент самозапуска;

К_ВОЗ = 1,05 ÷ 1,1 – коэффициент возврата реле защиты;

U_РАБ.MIN = (0,9 ÷ 0,95) × U_НОМ – минимальное рабочее напряжение;

I_{РАБ.МАХ} – максимальный рабочий ток;

φ_МЧ – угол максимальной чувствительности реле защиты;

φ_РАБ – угол между током и напряжением при режиме максимальной нагрузки.

         Коэффициент возврата К_ВОЗ зависит от применяемого в дистанционной защите реле сопротивления, примем К_ВОЗ = 1,05.

Z^III_Л2 = Z_РАБ.MIN / (К_Н × К_ЗАП × К_ВОЗ) =

= U_РАБ.MIN / (√3 × К_Н × К_ЗАП × К_ВОЗ × I_{РАБ.МАХ} × cos(φ_МЧ – φ_РАБ) ) =

= 0,9 × 110000 / (√3 × 1,2 × 1,5 × 1,05 × 555 × cos(83⁰ - 31⁰) ) = 88,51 Ом.

 

         Проверяем чувствительность третьей ступени.

Третью ступень дистанционной защиты проверяют по двум условиям:

1) КЗ в конце защищаемой линии,

2) КЗ в конце зоны резервирования, то есть третья ступень должна надежно чувствовать КЗ в конце самой длиной смежной линии.

 

         По первому условию коэффициент чувствительности

К_Ч = Z^III_Л2 / Z_Л2 = 88,51 / 7,87 = 11,25 > 1,5.

Значение сопротивления третьей ступени удовлетворяет требованиям по чувствительности первого условия.

 

         По второму условию коэффициент чувствительности проверяется при КЗ в конце линии Л3 (27,7 км), так как она больше линии Л5 (9,5 км).

К_Ч = Z^III_Л2 / Z_{ЗАЩ.МАХ} ≥ 1,2

где Z_{ЗАЩ.МАХ} – максимальное значение подводимого к реле третьей ступени сопротивления, при КЗ в конце самой длиной смежной линии Л3.

Z_{ЗАЩ.МАХ} рассчитывается для минимального режима энергосистемы с учетом коэффициента токораспределения.

Z_{ЗАЩ.МАХ} = Z_Л2 + Z_Л3 / К_Т.MIN .

Коэффициент токораспределения учитывает возможную подпитку тока КЗ на линии Л3.

К_Т.MIN = I_I.MIN / I_Л3.MIN

где I_I.MIN и I_Л3.MIN – токи КЗ протекающие через комплекты защит линий Л2 и Л3 соответственно, точка КЗ в конце линии Л3 (смотреть рисунок 9), при минимальном режиме энергосистемы.

 

Рисунок 9

 

         Для нахождения токов I_I.MIN и I_Л3.MIN составляем требуемую схему в программе-симуляторе, амперметры устанавливаем в местах расположения защит линий Л2 и Л3 (смотреть рисунок 10).

 

66,40 kV

1,802 к

1,802 к

66,40 kV

Рисунок 10

 

К_Т.MIN = I_I.MIN / I_Л3.MIN = 1,802 / 1,802 = 1

Z_{ЗАЩ.МАХ} = Z_Л2 + Z_Л3 / К_Т.MIN = 7,87 + 10,80 / 1 = 18,67 Ом

К_Ч = Z^III_Л2 / Z_{ЗАЩ.МАХ} = 88,51 / 18,67 = 4,74 ≥ 1,2.

Значение сопротивления третьей ступени удовлетворяет требованиям по чувствительности второго условия.

 

         Выдержку времени третьей ступени принимают по встречно-ступенчатому принципу (аналогично МТЗ) на ступень селективности больше выдержки времени третьей ступени смежной линии. Если смежных линий несколько, то в расчет берется та линия, у которой третья ступень защиты имеет наибольшее время срабатывания. Линия Л2 имеет две смежные линии Л3 и Л5. Л5 заканчивается трансформатором Т4, а за линией Л3 идет Л4 и далее система, в которой могут быть линии, поэтому выдержка третьей ступени Л3 по встречно-ступенчатому принципу будет больше. Так как данных о выдержках времени нет, принимаем:

         выдержка времени третьей ступени Л4 t^III_Л4 = 0,8 с;

         выдержка времени третьей ступени Л3 t^III_Л3 = t^III_Л4 + t = 0,8 + 0,5 = 1,3 с;

         выдержка времени третьей ступени Л2 t^III_Л2 = t^III_Л3 + t = 1,3 + 0,5 = 1,8 с.