6.2 Выбор уставок дистанционной защиты.
Ниже рассматривается выбор характеристик трехступенчатой ДЗ на примере участка сети с одиночными ЛЭП, показанного на рисунке 6.3.
Выбираются уставки ДЗ А, уставки ДЗ В и С принимаются заданными. Характеристики согласуемых защит t3 = f(Z) изображаются графически на диаграмме в осях Z, t (рисунок 6.3,б). На оси Z откладываются первичные сопротивления прямой последовательности Z1 участков сети.
При
выборе сопротивления срабатывания ДО
необходимо учитывать
погрешности, вызывающие отклонение
Zc.з
от принятой
уставки Zy.
Действительное значение Zc.з
= Zy
±
Z.
На значение
Z
влияют погрешности ДО, ТН и ТТ. В расчетах
принимается
тт
= -0,1;
тн
=
0,05;
до
= ± 0,1. Помимо этих погрешностей
вводится запас, учитывающий погрешности
расчета и регулирования уставок. Расчет
сопротивлений срабатывания удобнее
вести в первичных величинах (Up,
Ip,
Zp)
с последующим пересчетом выбранных
уставок на вторичную сторону.
Первая ступень защиты. Время срабатывания I ступени t1 определяется собственным временем действия ИО и элементов ЛЧ ДЗ (t1 = 0,02 0,1 с). Сопротивление срабатывания Z1 выбирается из условия, чтобы ДО этой зоны не могли сработать за пределами защищаемой ЛЭП (W1 на рисунке 6.3):
Z1A = k'Z1W1 = k'Z1yдlAB, (6.2)
где Z1W1 - первичное сопротивление прямой последовательности защищаемой ЛЭП W1; k' - коэффициент, учитывающий тн и ДО могущие вызвать увеличение ZIA (k' = 0,85 0,9); Z1yд -удельное сопротивление ЛЭП; lАВ -длина W1. Из (6.2) следует, что длина I зоны l1 = (0,85 0,9) lАВ.
Вторая ступень защиты служит для защиты с минимально возможной выдержкой времени tII участка защищаемой ЛЭП, не вошедшего в зону I
ступени. Сопротивление срабатывания ZIIa и выдержку времени tII отстраивают от быстродействующих РЗ трансформаторов и ЛЭП, отходящих от шин противоположной подстанции (рисунок 6.3).
Выдержка времени выбирается
t IIA = tIB+ t (6.3)
где tIB - максимальное время действия быстродействующих РЗ следующего участка (tIB = 0,1 с), t = 0,3 0,5 с.
С учетом этого tIIA = 0,4 0,6 с. Если на ПС В имеется УРОВ, то tIIA = tIB + typoв + t.
Для согласования с линейными РЗ II зона должна быть отстроена от самой короткой I ступени на следующем участке (ZIB). Вторая зона должна быть отстроена от точки К', т. е. от конца I зоны ДЗ В с учетом ее сокращения, аналогично тому как отстраивалась I зона этой же ДЗ (рисунок 6.4). Отсюда, считая, что источник В отключен:
ZIIA = k'(ZWl + k"ZIB) = k'Z1yд(lAB + k"lBK1), (6.4)
где k" — коэффициент, учитывающий сокращение ZIB на Z, принимается равным 0,9; k' — коэффициент, учитывающий возможное увеличение ZIIA в результате погрешностей ДО II зоны ДЗ A (k'=0,85 0,9);lAB и lВК1 - рисунок 6.3
Протяженность II ступени ДЗ А lIIA = (0,85 0,9) (lАВ + 0,9lBKl).
При наличии нескольких источников питания, подключенных к шинам противоположной подстанции, расчет ZII необходимо вести с учетом подпитки места КЗ током Iк от дополнительного источника В.
Сопротивление в месте установки ДЗ А, подводимое к ее зажимам:
ZpA = ZW1 +ZBKlIK2 / IK1 = ZW1 + kTZBKl =
= Ziyд (lAB + kтlBK1), (6.5)
где kт = IK2 / IK1 - коэффициент токораспределения, показывающий, во сколько раз ток на поврежденном участке больше тока, на который реагирует ДО ДЗ.
Поскольку kт > 1, то значение ZpA, измеряемое ДО, превосходит действительное сопротивление ZAK1 = ZAB + ZBK1. Поэтому ZII следует выбирать с учетом ожидаемой подпитки по выражению
ZIIA = k'(ZWl + kTk"ZIB) = k'Zlyд(IAB + kтk"lIB). (6.6)
Здесь Zib, k', k"- такие же величины, как в (6.4); kт - коэффициент токораспределения, равный IK2 / Iк1 при повреждении в конце I ступени ДЗ В.
Для отстройки от КЗ за трансформаторами Т ПС В с учетом токораспределения II ступень ДЗ А должна удовлетворять условию:
ZIIA = k'(ZWl + kTZTmin), (6.7)
где Zт min - сопротивление наиболее мощного трансформатора на ПС В с учетом его изменения (по данным завода); k' -то же, что в (6.2).
В приведенных выше выражениях ZIIA (6.5) и kт (6.6) определяются как отношение тока, проходящего по поврежденному присоединению, к току ДЗ А, при этом kT > 1. В руководящих указаниях принимается отношение тока в рассматриваемой ДЗ к току в поврежденном присоединении, при этом k’т < 1 входит в формулы (6.5) и (6..6) в виде множителя l/k’’T.
При определении kт для расчета уставки ZIIA по (6.5) и (6.7) следует исходить из реально возможного режима сети и источников питания. За окончательное значение ZII принимается меньшее из двух по (6.6) и (6.7). Выбранное ZIIA проверяется по условию надежного действия при КЗ на шинах ПС В. Согласно ПУЭ:
kч = ZIIA / ZW1 1,25 6.8
Для ЛЭП с сопротивлением 5-20 Ом следует стремиться, чтобы kч 1,5 2, так как при малом kч ДЗ на ЛЭП с небольшим сопротивлением могут отказывать при КЗ через Rп.
|
|
|
|
Рисунок 6.3- Участок сети, защищаемый дистанционной защитой А (а)
и изображение характеристик выдержек времени дистанционных защит в осях (б)
Рисунок 6.4- Согласование характеристик дистанционных защит А и В двух смежных ЛЭП
Третья ступень предназначается для резервирования присоединений (ЛЭП и трансформаторов), отходящих от шин про-тивоположной ПС (В на рисунке 6.3). Дистанционные органы этой ступени должны действовать при КЗ в конце наиболее длинной ЛЭП, отходящей от шин противоположной ПС, и за подключенными к ней трансформаторами. Удовлетворяющее условию резервирования ZIII обычно имеет значительную величину. Поэтому вторым условием для выбора ZIII является ее отстройка от Zpa6 min. Часто второе условие является определяющим уставку и ограничивающим зону резервирования III ступени.
Zс.з(н)
Uраб
min
/
kнkвkсзпIраб
mах
cos(
м.ч-
н
mах).
ZIII = Zpa6 min / kотсkвkсзп cos( м.ч- н mах). (6.9)
где kOTC = 1,1, kсзп = 1, kв=1,1
Для пересчета первичных сопротивлений на вторичную сторону ТТ и ТН используются выражения
Up.в = Up.п/КU и Iр.в = Ip.п / KI
Вторичное сопротивление срабатывания реле
Zc.p = Up.пKI/Iр.пKU = Zс.зKI/KU. (6.10)