4.2.3. Расчет параметров III ступени дистанционной защиты.
В качестве III ступени дистанционной защиты на линиях 110-220 кВ в кольцевой сети с одним источником питания может быть использована токовая направленная защита. Данная защита действует только при протекании тока в направлении от шин в линию.
Ток срабатывания III ступени определяется из условия несрабатывания от переходных токов после отключения внешних КЗ по аналогии с выражением :
,
где
- максимальный возможный рабочий ток,
который может протекать через защиту
в направлении от шин в защищаемую линию
после отключения внешнего КЗ (рис. 4.6а
, кольцо разомкнуто);
- коэффициент самозапуска, при отсутствии конкретного заданного значения может быть принят равным 1,5;
- коэффициент отстройки.
а)
б)
в)
Рис. 4.6. Выбор времени срабатывания III ступени дистанционной защиты:
а – исходная кольцевая схема;
б – согласование защит, действующих при протекании тока в кольце в направлении по часовой стрелке;
в - согласование защит, действующих при протекании тока в кольце в направлении против часовой стрелки
Для повышения чувствительности в случае, если после отключения любого внешнего КЗ через рассматриваемую защиту не возникает переток мощности от шин в линию, допускается выбирать ток срабатывания по выражению
,
где
-
номинальный ток в нормальном рабочем
режиме, когда все элементы сети находятся
в работе (рисунок 4.6а, кольцо замкнуто).
По условию могут быть отстроены, например, защиты 2 и 4 (рис. 4.6).
Время срабатывания III ступени определяется по ступенчатому принципу для всех защит, срабатывающих в одном направлении. Кольцевая сеть (рис. 4.6а) представляется в виде двух радиальных сетей (рис. 4.6 б,в). Определение уставок начинается от наиболее удаленной от источника питания защиты. Учитывая, что при КЗ на линии, отходящей к нагрузке S1, ток в кольце не протекает, отстройка защит кольца от защиты 7 не требуется. Поэтому время срабатывания защит 2 и 4 можно принять равным нулю. При согласовании защит не следует забывать про выдержки времени защит потребителей, подключенных к шинам подстанций (ступень селективности можно принять равной 0,5 с).
Пример.
По рисунку 4.6 б:
из двух значений выбирается наибольшее;
из двух значений выбирается наибольшее.
По рисунку 4.6 в:
из двух значений выбирается наибольшее;
из двух значений выбирается наибольшее.
Чувствительность III ступени оценивается аналогично МТЗ линии с односторонним питанием по выражению .
Токи срабатывания реле III ступени защит определяются по аналогии с защитами радиальных сетей по выражению .
4.2.4. Принципиальная схема дистанционной защиты
Пример выполнения принципиальной схемы дистанционной защиты приведен на рис. 4.7.
Особенностью данной схемы является использования общих реле сопротивления Z1 – Z3 для I и II ступеней защиты. Для этого предусмотрено реле KL1. В нормальном рабочем режиме обмотка данного реле находится под напряжением, контакты KL2, KL3 – KL5 замкнуты, KL1, KL6 – KL8 разомкнуты. При КЗ в результате срабатывания пусковых органов КА1 – КА3, KW1 – KW3 срабатывает реле KL2, теряет питание реле KL1, контакты KL3 – KL5 остаются замкнутыми какое-то время, достаточное для срабатывания I ступени. Если КЗ находится в зоне действия I ступени, через контакт KL1.2 подается напряжение на обмотку KL4.1, происходит отключение выключателя Q без выдержки времени. В противном случае после выдержки времени через контакты KL6 – KL8 на реле сопротивления подаются пониженные напряжения от автотрансформаторов, тем самым происходит переключение реле Z1 – Z3 на уставку II ступени. Переключаются контакты KL1.1, KL1.2. Если КЗ находится в зоне действия II ступени, то срабатывает реле KL3, и после выдержки времени реле KT1 происходит срабатывание реле KL4 c подачей через реле KL5 команды на отключение выключателя Q. Если реле сопротивления не сработают (КЗ вне II зоны), после выдержки времени реле KT2 будет подана команда на отключение выключателя Q действием III ступени.