5 Дифференциально-фазная высокочастотная защита
ЛИНИЙ
Для рассматриваемого участка сети высокочастотная дифференциально-фазная защита в составе панелей ДФЗ-201 устанавливается на линиях АБ и БВ, через которые осуществляется транзит мощности параллельно работающих станций. Расчет уставок защиты линии АБ выполняется в соответствии с рекомендациями п.7.2. [1].
Определим вторичные токи нагрузки:
.
Находим ток срабатывания реле пуска передатчика:
.
Находим ток срабатывания реле подготовки цепи отключения:
.
Чувствительность реле пуска передатчика и подготовки отключения при трёхфазном КЗ на ПБ для полукомплекта защиты, установленного на ПА:
— максимальный режим:
где
;
— минимальный режим:
где
.
Чувствительность реле пуска передатчика и подготовки отключения при трёхфазном КЗ на ПА для полукомплекта защиты, установленного на ПБ:
— максимальный режим:
где
;
— минимальный режим:
где
.
Из-за недостаточной чувствительности токовых органов цепи пуска полукомплекта защиты ПБ дополним реле сопротивления. Уставка срабатывания реле сопротивления:
Чувствительность реле сопротивления при КЗ в конце линии:
Найдем токи
срабатывания цепи подготовки отключения
по обратной (при
)
и нулевой (при
)
последовательностям тока:
,
аналогично
.
Эти уставки не расчетные, так как они меньше минимально возможных уставок реле.
Находим для каждого полукомплекта защиты ток обратной последовательности, подводимый к защите при двухфазном КЗ в конце линии в расчетных режимах.
Полукомплект защиты, установленный на подстанции А
— максимальный режим:
,
где
;
— минимальный режим:
,
где
.
Полукомплект защиты, установленный на подстанции Б
— максимальный режим:
,
где
;
— минимальный режим:
,
где
.
Выбираем уставку срабатывания фильтр-реле обратной последовательности цепи подготовки отключения из условий обеспечения коэффициента чувствительности не менее двух в наихудшем режиме:
,
принимаем
.
Чувствительность защиты к двухфазным КЗ в различных расчетных режимах определим по формуле:
.
Результаты расчёта сведены в таблицу 5.1.
Находим для каждого полукомплекта защиты ток обратной и нулевой последовательности, подводимый к защите при однофазном КЗ в конце линии в расчетных режимах.
Полукомплект защиты, установленный на подстанции А:
— максимальный режим:
,
где
;
— минимальный режим:
,
где
;
Полукомплект защиты, установленный на подстанции Б:
— максимальный режим:
,
где
;
— минимальный режим:
,
где
;
Находим для каждого полукомплекта защиты ток прямой, обратной и нулевой последовательности, подводимый к защите при двухфазном КЗ на землю в конце линии в расчетных режимах.
Полукомплект защиты, установленный на подстанции А
— максимальный режим:
,
где
;
;
,
где
;
— минимальный режим:
,
где
;
;
,
где
.
Полукомплект защиты, установленный на подстанции Б
— максимальный режим:
,
где
;
;
,
где
;
— минимальный режим:
,
где
;
;
,
где
.
Определим расчетный коэффициент фильтра органа манипуляции.
Полукомплект защиты, установленный на подстанции А
— максимальный режим:
,
где
;
— минимальный режим:
,
где
.
Полукомплект защиты, установленный на подстанции Б, рассчитывается аналогично.
На основании
расчетов коэффициента фильтра для обоих
полукомплектов защиты линии АБ во всех
расчетных режимах принимается наибольшая
уставка
.
Проверим надежность манипуляции при симметричных и несимметричных КЗ в расчетных режимах.
Полукомплект защиты, установленный на подстанции А
— максимальный режим:
а) при симметричных КЗ по току трехфазного КЗ в начале линии:
,
где
;
б) при симметричных КЗ по току трехфазного КЗ в конце линии:
,
где
;
в) при несимметричных КЗ по току двухфазного КЗ на землю в конце линии:
;
— минимальный режим:
а) при симметричных КЗ по току трехфазного КЗ в начале линии:
,
где
;
б) при симметричных КЗ по току трехфазного КЗ в конце линии:
,
где
;
в) при несимметричных КЗ по току двухфазного КЗ на землю в конце линии:
.
Полукомплект защиты, установленный на подстанции Б, рассчитывается аналогично.
Результаты расчета приведены в таблице 5.1.
Таблица 5.1 – Расчет дифференциально-фазной высокочастотной защиты.
Наименование линии |
Место установки защиты |
Расчет пусковых органов при симметричных КЗ |
Расчет пусковых органов при несимметричных КЗ |
|||||||||||
Расчетный режим и место КЗ |
Проверка чувствительности |
Двухфазное КЗ |
Однофазное КЗ |
|||||||||||
Вторичный ток при трехфазном КЗ, А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
АБ |
ПА |
Режим максимальный, КЗ на ПБ Режим минимальный, КЗ на ПБ |
13,89 12,84 |
2,66 2,46 |
1,9 1,76 |
— — |
8,68 8,03 |
6,9 6,4 |
Принято 1,5 |
4,6 4,27 |
0,449 0,465 |
4,8 4,57 |
5,48 5,07 |
|
ПБ |
Режим максимальный, КЗ на ПА Режим минимальный, КЗ на ПА |
8,85 8,2 |
1,69 1,57 |
1,21 1,12 |
4,18 4,18 |
5,53 5,13 |
3,8 4,1 |
2,53 2,73 |
0,116 0,163 |
4,779 4,069 |
2,38 2,47 |
|||
Таблица 5.1 – Продолжение.
Расчет пусковых органов при несимметричных КЗ. Проверка чувствительности по цепям отключения |
|||||||||||||||
Однофазное КЗ |
Двухфазное КЗ на землю |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,2 3,05 |
— — |
Приято 2,0, так как для ПБ
|
2,74 2,54 |
4,7 4,5 |
14,316 16,041 |
12,781 12,98 |
3,151 2,86 |
9,43 8,87 |
4,45 3,97 |
4,995 4,742 |
0,171 0,172 |
5,69 5,44 |
2,97 2,65 |
2,85 2,72 |
4,6 4,3 |
2,07 2,3 |
— — |
1,19 1,24 |
2,9 3,3 |
6,946 8,772 |
2,593 3,38 |
7,516 5,922 |
5,81 6,44 |
1,58 1,79 |
16,418 12,824 |
0,0296 0,039 |
3,24 3,33 |
1,05 1,19 |
1,62 1,67 |
2,3 2,5 |
|
Таблица 5.1 – Продолжение.
Расчет органа манипуляции |
||||||||||
Коэффициент фильтра |
Несимметричное КЗ |
Симметричное КЗ |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в начале линии |
в конце линии |
|||||||||
13,46 12,9 |
4,45 3,97 |
3,02 3,25 |
4,53 4,88 |
Принято 8 |
22,14 18,86 |
Принято 2,0 |
56,35 42,26 |
13,89 12,84 |
36,82 27,61 |
9,07 8,39 |
9,84 10,47 |
1,58 1,79 |
6,23 5,85 |
9,35 8,78 |
2,8 3,85 |
17,03 14,76 |
8,85 8,2 |
11,13 9,64 |
5,78 5,36 |
||
Чувствительность токовых пусковых органов полукомплекта установленного на ПБ при симметричных КЗ в конце линии не обеспечивается. Поэтому в защите применено реле сопротивления, чувствительность которого достаточна во всех режимах.
Отстройка пусковых органов при несимметричных КЗ от токов небаланса, обусловленных нагрузочными режимами, при отсутствии несимметрии не является расчетной. Поэтому выбор уставки по току обратной последовательности выполнен из условия обеспечения чувствительности при двухфазном КЗ. Чувствительность пусковых органов обратной последовательности достаточна при однофазных КЗ во всех режимах и не достаточна на подстанции Б при двухфазных КЗ на землю в конце линии. Поэтому для повышения чувствительности пусковых органов при несимметричных КЗ предусмотрена добавка . Надежность органа манипуляции по току обеспечивается как при симметричных, так и при несимметричных КЗ во всех режимах.
В целом дифференциально-фазные защиты на линиях АБ и БВ рекомендуются в качестве основных.