2.3 Расчет вторичных сопротивлений дистанционных защит

 

         Реле сопротивления подключается к защищаемой линии через трансформаторы тока и напряжения, поэтому уставки срабатывания реле сопротивления должны задаваться во вторичных сопротивлениях.

 

         Вторичное сопротивление первой ступени

z^I = Z^I_Л2 × n_TA / n_TV

где n_TA и n_TV – коэффициенты трансформации трансформаторов тока и напряжения соответственно.

n_TA можно выбрать по заданному максимальному рабочему току линии I_{РАБ.МАХ} = 555 А, выбираем n_TA = 600 / 5 = 120.

         Для сети 110 кВ n_TV = 110000 / 100 = 1100.

z^I = Z^I_Л2 × n_TA / n_TV = 6,69 × 120 / 1100 = 0,73 Ом.

 

         Вторичное сопротивление второй ступени

z^II = Z^II_Л2 × n_TA / n_TV = 10,87 × 120 / 1100 = 1,19 Ом.

 

         Вторичное сопротивление третьей ступени

z^III = Z^III_Л2 × n_TA / n_TV = 88,51 × 120 / 1100 = 9,66 Ом.

 

2.4 Построение карты селективности дистанционной защиты

 

Карта селективности показывает относительную селективность релейных защит сети, их согласование, возможность резервного действия.

Карта селективности дистанционных защит показана на рисунке 11.

Карту лучше начинать строить с координат Z в Омах, на оси Z отмечаются сопротивления линий, зоны срабатывания ступеней дистанционных защит. Далее по координатам t отмечаются времена срабатывания ступеней. У первых ступеней t = 0 , но для наглядности нужно сделать по координате t небольшой отступ. Затем прорисовываются сплошные жирные линии показывающие ступени защит. Если смежных линий несколько, то изображения их ступеней защит могут накладываться друг на друга, поэтому можно часть этих защит изображать вниз по координате t. После этого, координаты сопротивлений линий и трансформаторов переносятся штриховыми линиями верх, и рисуется схема сети, совпадающая по масштабу с координатами Z. Если сопротивления трансформаторов очень большие их условные изображения на схеме сети можно указывать с разрывом.

 

Рисунок 11

 

3 Методические указания по расчету токовой защиты нулевой последовательности

 

Расчет приведен для токовой защиты нулевой последовательности (ТЗНП) линии Л3 (защита Б).

 

Исходные данные:

S_{КЗ.С1.МАХ} = 1187 МВА; S_КЗ.С1.MIN = 993 МВА;

S_{КЗ.С2.МАХ} = 1089 МВА; S_КЗ.С2.MIN = 926 МВА;

         Л1: 13,5 км; Х_1УД = 0,36 Ом/км, Х_0УД = 1,02 Ом/км;

Л2: 19,2 км; Х_1УД = 0,41 Ом/км, Х_0УД = 1,41 Ом/км;

Л3: 27,7 км; Х_1УД = 0,39 Ом/км, Х_0УД = 1,50 Ом/км;

Л4: 22,9 км; Х_1УД = 0,37 Ом/км, Х_0УД = 1,11 Ом/км;

Л5: 9,5 км; Х_1УД = 0,38 Ом/км, Х_0УД = 1,55 Ом/км;

Т1: S_НОМ.ТР.=10 МВА; U_{КЗ.(+РПН)} =8,27%; схема соединения обмоток /;

Т2: S_НОМ.ТР.=16 МВА; U_{КЗ.(+РПН)} =9,12%; схема соединения обмоток /;

Т3: S_НОМ.ТР.=6,3 МВА; U_{КЗ.(+РПН)}=8,56%; схема соединения обмоток /;

Т4: S_НОМ.ТР.=10 МВА; U_{КЗ.(+РПН)} =9,25%; схема соединения обмоток /.

 

3.1 Расчет параметров комплексной схемы

 

ТЗНП рассчитывается по току 3I₀ , а для расчета нулевых токов необходимо применять комплексные схемы однофазного и двухфазного КЗ на землю. Комплексные схемы включают в себя схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей.

Расчет можно провести в относительных или именованных единицах. Используем метод именованных единиц. Для этого, все элементы схемы должны быть приведены к одному базисному напряжению, за базисное напряжение принимаем U_БАЗ = 115 кВ.

 

Схема замещения прямой последовательности

 

         Фазное напряжение систем

Е_С1.Ф. = U_С1  U_БАЗ / ( 3  U_СР ) = 115  115 / 3  115 = 66,40 кВ,

где U_С1 – заданное напряжение системы 1 (примем U_С1 = 115 кВ);

U_СР = 115 кВ – среднее напряжение элемента (системы 1);

Е_С2.Ф. = 66,40 кВ.

 

Х_С1.МАХ = U_БАЗ² / S_{КЗ.С1.МАХ} = 115² / 1187 = 11,14 Ом.

Х_С1.MIN = U_БАЗ² / S_КЗ.С1.MIN = 115² / 993 = 13,32 Ом.

 

Х_С2.МАХ = U_БАЗ² / S_{КЗ.С2.МАХ} = 115² / 1089 = 12,14 Ом.

Х_С2.MIN = U_БАЗ² / S_КЗ.С2.MIN = 115² / 926 = 14,28 Ом.

 

Х_Л1 = Х_1УД  L  U_БАЗ² / U_СР² = 0,36  13,5  115² / 115² = 4,86 Ом,

Х_Л2 = 0,41  19,2  115² / 115² = 7,87 Ом,

Х_Л3 = 0,39  27,7  115² / 115² = 10,80 Ом,

Х_Л4 = 0,37  22,9  115² / 115² = 8,47 Ом,

Х_Л5 = 0,38  9,5  115² / 115² = 3,61 Ом

где U_СР = 115 кВ – среднее напряжение линии.

 

Х_{Т1 (+РПН)} = U_{КЗ.(+РПН)}  U_БАЗ² _(+РПН)² / (100  S_НОМ.ТР.)

где _(+РПН) – коэффициент учитывающий положение РПН (+16 %).

_(+РПН) = 1 - U_РПН = 1 – 0,16 = 0,84

где U_РПН = 0,16 – полдиапазона регулирования РПН.

Х_Т1(+РПН) = U_{КЗ.(+РПН)}  U_БАЗ² _(+РПН)² / (100  S_НОМ.ТР.) =

= 8,27  115²  0,84² / (100  10) = 77,17 Ом.

 

Х_Т2(+РПН) = U_{КЗ.(+РПН)}  U_БАЗ² _(+РПН)² _{/ (100  SНОМ.ТР.) =}

_{= 9,12  115}² _{ 0,84}² _{/ (100  16) = 53,19 Ом.}

 

_{ХТ3(+РПН) = UКЗ.(+РПН)  UБАЗ}² _(+РПН)² _{/ (100  SНОМ.ТР.) =}

_{= 8,56  115}² _{ 0,84}² _{/ (100  6,3) = 126,79 Ом.}

 

_{ХТ4(+РПН) = UКЗ.(+РПН)  UБАЗ}² _(+РПН)² _{/ (100  SНОМ.ТР.) =}

_{= 9,25  115}² _{ 0,84}² _{/ (100  10) = 86,32 Ом.}

 

         _{В схемах замещения для проверки чувствительности релейных защит ХТ(+РПН) должны заменятся на ХТ( - РПН) . Но в данной расчетно-графической работе при проверке чувствительности можно оставить значения ХТ(+РПН) .}

 

         _{Схема замещения обратной последовательности}

 

         _{Так как параметры для расчета сопротивлений обратной последовательности элементов сети не заданы можно приравнять ХПРЯМ. = ХОБРАТ. для всех элементов.}

 

         _{Схема замещения нулевой последовательности}

 

_Х⁰_{Л1 = Х0УД  L  UБАЗ}² _{/ UСР}² _{= 1,02  13,5  115}² _{/ 115}² _{= 13,77 Ом,}

_Х⁰_{Л2 = 1,41  19,2  115}² _{/ 115}² _{= 27,07 Ом,}

_Х⁰_{Л3 = 1,50  27,7  115}² _{/ 115}² _{= 41,55 Ом,}

_Х⁰_{Л4 = 1,11  22,9  115}² _{/ 115}² _{= 25,42 Ом,}

_Х⁰_{Л5 = 1,55  9,5  115}² _{/ 115}² _{= 14,73 Ом,}

_{где UСР = 115 кВ – среднее напряжение линии.}

 

_{Сопротивления нулевой последовательности трансформаторов равны сопротивлениям прямой последовательности Х}⁰_{ТР. = ХПРЯМ.ТР.}

 

_{Нулевые сопротивления систем приравниваем прямой последовательности}

_Х⁰_{С1.МАХ = ХС1.МАХ}

_Х⁰_{С1.MIN = ХС1. MIN}

_Х⁰_{С2.МАХ = ХС2.МАХ}

_Х⁰_{С2.MIN = ХС2. MIN}