3.2 Расчет тзнп

 

3.2.1 Расчет первой ступени тзнп

 

_{Ток срабатывания первой ступени защиты без выдержки времени выбирается по условиям отстройки от 3I0 , проходящего в месте установки защиты при КЗ на землю на шинах противоположенной подстанции (смотреть рисунок 12) в максимальном режиме энергосистемы}

_I^I_{Л3 = КН  3  I0}

_{где КН = 1,3 – коэффициент надежности.}

 

_{Рисунок 12}

 

         _{КЗ на землю может быть двух видов: однофазное КЗ на землю и двухфазное КЗ на землю, соответственно появляются два условия}

_I^I_{Л3 = КН  3  I}⁽¹⁾_{0 ,}

_I^I_{Л3 = КН  3  I}^(1,1)_{0 .}

 

         _{Для определения нулевых токов применяем метод прямого моделирования с использованием программы-симулятора. Необходимо составить комплексные схемы, которые состоят из схем замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей. Амперметр размещается в месте установки защиты в схеме нулевой последовательности. Комплексные схемы показаны на рисунках 13 и 14.}

         _{При составлении комплексных схем, обратите внимание на следующее:}

_{а) началом схемы замещения последовательности является общая точка объединяющая генерирующие нейтрали, а в схеме нулевой последовательности к ним также присоединяются сопротивления трансформаторов со стороны Δ;}

_{б) концом схемы замещения является точка КЗ.}

 

341,9

66,40 kV

66,40 kV

_{Рисунок 13 – Однофазное КЗ.}

 

-327,2

66,40 kV

66,40 kV

_{Рисунок 14 – Двухфазное КЗ.}

 

_{Результаты моделирования:}

_I⁽¹⁾_{0 = 341,9 A,}

_I^(1,1)_{0 = -327,2 A = 327,2 А}

_{если получается отрицательное число, то берется его модуль.}

         _{Из двух условий выбирается наибольший ток I0 , и для этого значения рассчитывается ток срабатывания первой ступени}

_I^I_{Л3 = КН  3  I0 = 1,3  3  341,9 = 1333,41 А.}

 

3.2.2 Расчет второй ступени тзнп

 

         _{Вторая ступень должна отстраиваться от быстродействующих защит смежных присоединений, то есть получаются два условия:}

         _{а) отстройка от первой ступени ТЗНП линии Л2;}

         _{б) отстройка от первой ступени ТЗНП линии Л5.}

 

         _{Отстройка от релейной защиты трансформатора Т2 не делается, так как трансформатор со схемой / не имеет ТЗНП со стороны  , а КЗ на землю за трансформатором невозможно (со стороны  сеть с изолированной нейтралью) и не будет протекать ток I0 .}

         _{По первому условию необходимо рассчитать ток срабатывания первой ступени линии Л2 – I}^I_{Л2 , затем найти конец зоны срабатывания I}^I_{Л2 , смоделировать в этой точке КЗ на землю и определить какой ток I0 протекает через комплект защиты линии Л3, по этому значению рассчитать ток срабатывания второй ступени линии Л3}

_I^II_{Л3 = КН  3  I0}

_{где КН = 1,2 – коэффициент надежности.}

 

         _I^I_{Л2 определяется аналогично I}^I_{Л3 , комплексная схема составляемая в программе-симуляторе показана на рисунках 15 и 16.}

 

66,40 kV

66,40 kV

 

495,4

_{Рисунок 15 – Однофазное КЗ}

 

 

-465,7

66,40 kV

66,40 kV

_{Рисунок 16 – Двухфазное КЗ на землю}

 

_I^I_{Л2 = 1,3 × 3 × 495,4 = 1932,06 А.}

 

         _{Ток 3I0 протекающий в месте установки защиты линии Л3 при КЗ в конце первой ступени защиты линии Л2 можно определить с помощью моделирования.}

_{Для этого составляется комплексная схема в программе-симуляторе. При этом вместо резистора  в качестве сопротивления линии Л2 используется потенциометр . Средняя точка потенциометра используется как перемещающаяся точка КЗ. Производится подбор сопротивления участка от начала линии Л2 до конца зоны первой ступени. Изменяя сопротивление потенциометра контролируются показания амперметра, установленного в начале линии Л2. Когда средняя точка потенциометра встанет в конце первой зоны защиты линии Л2 амперметр должен показывать ток равный I}^I_{Л2 / 3. После этого можно фиксировать показание амперметра установленного в начале линии Л3 и это будет искомый ток I0, далее рассчитывается I}^II_{Л3 .}

_I^II_{Л3 = КН  3  I0 = 1,2  3  212,9 = 766,44 А.}

_{Схема собираемая в программе-симуляторе показана на рисунке 17.}

         _{В данной схеме сопротивление линии Л2 разбито на две части – потенциометр и резистор. Это сделано для более точного моделирования. Суммарно они равны сопротивлению XЛ2 , резистор составляет 60 %, а потенциометр – оставшиеся 40 %. Обратите внимание на то, что это соотношение должно быть одинаковым во всех схемах последовательностей. Соотношение резистора и потенциометра, заменяющих линию, не всегда должно быть 60/40, а выбирается для каждого случая.}

 

212,9

644

_{Рисунок 17}

 

_{По второму условию расчет выполняется аналогично, необходимо рассчитать ток срабатывания первой ступени линии Л5 – I}^I_{Л5 , затем найти конец зоны срабатывания I}^I_{Л5 , смоделировать в этой точке КЗ на землю и определить какой ток I0 протекает через комплект защиты линии Л3, по этому значению рассчитать ток срабатывания второй ступени линии Л3.}

        

_I^I_{Л5 определяется аналогично I}^I_{Л3 , комплексная схема составляемая в программе-симуляторе показана на рисунках 18 и 19.}

 

 

825

_{Рисунок 18 – Однофазное КЗ}

 

-740

_{Рисунок 19 – Двухфазное КЗ}

 

_I^I_{Л5 = 1,3 × 3 × 825 = 3217,5 А.}

 

_{Комплексная схема для определения тока I0 протекающего в месте установки защиты линии Л3 при КЗ в конце зоны первой ступени защиты линии Л5 показана на рисунке 20, только для случая двухфазного КЗ на землю.}

 

_{Рисунок 20}

 

         _{После моделирования получаем I0 = 275,7 А.}

_I^II_{Л3 = КН  3  I0 = 1,2  3  275,7 = 992,52 А.}

 

_{Из двух условий выбирается наибольшее}

_{766,44 < 992,52.}

_{Принимаем}

_I^II_{Л3 = 992,52 А.}

 

_{Проверка чувствительности второй ступени}

 

         _{Чувствительность второй ступени ТЗНП проверяется по однофазному КЗ в конце защищаемой линии в минимальном режиме энергосистемы.}

         _{Коэффициент чувствительности}

_{КЧ = 3I}⁽¹⁾_{0 / I}^II_{Л3 ≥ 1,5}

         _{Ток 3I}⁽¹⁾_{0 – это ток протекающий через комплект защиты линии Л3 при КЗ в конце линии Л3.}

         _{Этот ток определяется с помощью комплексной схемы на модели.}

_{По результатам замеров получаем I}⁽¹⁾_{0.Л3 = 341 А.}

_{3 I}⁽¹⁾_{0.Л3 = 1023}

_{КЧ = 3I}⁽¹⁾_{0 / I}^II_{Л3 = 1023 / 992,52 = 1,03 < 1,5.}

_{Чувствительность не удовлетворительная, это означает что вторая ступень ненадежно защищает конец линии Л3, поэтому следующая ступень ТЗНП должна отстраиваться от второй ступени смежной линии.}

_{В данной расчетно-графической работе даже если коэффициент чувствительности второй ступени неудовлетворительный расчет продолжать далее, поэтому переходим к выбору выдержки времени.}

 

         _{Выдержка времени второй ступени}

 

_{Выдержка времени второй ступени принимается равной ступени селективности}

_t^II_{Л2 = t.}

_{Обычно t  0,35  0,5 с.}