5. Выбор релейной защиты и линейной автоматики

Для ЛЭП 330-500 кВ в качестве основной защиты выбираем высокочастотную дифференциально-фазную защиту в составе панели ДФЗ – 503 или ДФЗ-501, для длинных, сильно нагруженных ЛЭП.

Панель защитная типа ДФЗ–503 представляет собой дифференциально-фазную высокочастотную защиту, предназначенную для применения в качестве основной защиты линий электропередачи напряжением 330–500 кВ.

Защита является быстродействующей, действует при всех видах коротких замыканий и не реагирует на качания в системе.

В качестве резервной защиты устанавливается защита, выполненная на базе шкафа ПДЭ-2000. Панель дистанционной защиты линии 330-500 кВ имеет стандартный набор защит:

трехступенчатая направленная дистанционная (ДЗ) - для защиты линии от междуфазных коротких замыканий;

трехступенчатая (четырехступенчатая) токовая направленная защита нулевой последовательности (ТНЗНП) - для защиты линии при замыканиях на землю;

токовая отсечка - при “близких” коротких замыканиях;

 устройство блокировки при качаниях;

устройство блокировки при неисправностях в цепях напряжения;

Реле тока для устройства резервирования при отказе выключателей (УРОВ).

Так как в данном курсе лекций “ Основы проектирования релейной защиты и автоматики

электроэнергетических систем”, расчет уставок для основных и резервных защит линии 330-500 кВ не рассматривался, то в данной задаче произведем расчет уставок основных и резервных защит по методике расчета уставок для линий 110-220 кВ.

6. Расчёт высокочастотной дифференциально-фазной защиты

Расчёт пусковых органов при симметричных повреждениях

1) Ток срабатывания реле пуска передатчика отстраивают от максимального тока нагрузки линии

А,

где - коэффициент запаса по избирательности;- коэффициент возврата реле;=1815 А - наибольший ток нагрузки, принимается по длительно допустимому току линии;- коэффициент трансформации ТТ линии. Применяем трансформатор тока для линии 500 кВ ТФЗМ 500Б с

2) Ток срабатывания реле подготовки цепи отключения выбирают по условиям согласования с током срабатывания реле пуска передатчика

А,

где =1,4 – коэффициент согласования различных полукомплектов защиты.

3) Чувствительность токовых пусковых органов проверяют при трёхфазном КЗ в конце линии в минимальном режиме.

;

;

Так как чувствительность токовых органов недостаточна, то цепи пуска дополняются реле сопротивления.

4) Уставка срабатывания реле сопротивления выбирается по условию отстройки от максимального тока нагрузки линии.

<1,5.

Расчёт пусковых органов при несимметричных повреждениях

1) Ток срабатывания фильтра – реле обратной последовательности подготовки цепи отключения отстраивают от тока небаланса в максимально нагрузочном режиме

,

где - коэффициент запаса по избирательности;- коэффициент согласования цепей пуска передатчика и подготовки отключения различных полукомплектов защиты;- коэффициент возврата фильтра-реле;- приведённый к первичной цепи ток небаланса фильтра обратной последовательности;- ток обратной последовательности при несимметричной нагрузке, приведённый к первичной цепи.

Находим токи срабатывания цепи подготовки отключения по обратной (при ) последовательности тока:

А.

Уставки срабатывания реле пуска передатчика выполнены соответственно вдвое меньше пускового тока отключения, т. е:

А.

2) Уставку срабатывания выберем по условию обеспечения необходимого коэффициента чувствительности равного 2.

,

где - наименьшее значение вторичного тока обратной последовательности при различных видах КЗ в конце защищаемой линии в минимальном режиме. Наименьший ток обратной последовательности при:

,

принимается А.

3) Чувствительность пускового органа по току обратной последовательности определяется для каждого вида КЗ (проверяем только при , т.к. в этом случае токи обратной последовательности минимальны).

: I2 = 995;

<2

4) Уставка срабатывания фильтра – реле по току нулевой последовательности отстраивается от тока небаланса в максимальном нагрузочном режиме аналогично

А.

Но обычно это условие не является расчётным и выбор уставки производят по характеристикам чувствительности защиты с учётом токови.

5) Результирующую чувствительность пускового органа с учётом токов обратной и нулевой последовательностей определяется по семействам характеристик кратности тока срабатывания отключающего реле по отношению к току срабатывания при заводской уставке при различных сочетаниях. Поскольку расчёты результирующей чувствительности пусковых органов производятся для каждого вида КЗ и каждого расчётного режима, то определение результирующей чувствительности пусковых органов становится затруднительным.

Для упрощения определения результирующего коэффициента чувствительности группы семейств характеристик представлены в обобщённых координатах .

Используя обобщённые кривые, находим результирующую чувствительность пусковых органов для любого вида КЗ в следующей последовательности:

а) по известной уставке находится кратность вторичного тока обратной последовательности для рассматриваемого режима и вида КЗ

;

б) для полученного значения по соответствующей кривой находится относительный расчётный ток нулевой последовательности, соответствующий;.

в) определяют расчётную уставку срабатывания по току нулевой последовательности, выбирая ближайшую меньшую

: 3I0 =2984 A ;

А ;

Принимаем А.

г) находится фактическая кратность тока нулевой последовательности при выбранной уставке

.

д) определяется результирующий коэффициент чувствительности для известных значений , т. е..

Расчёт органа манипуляции

1) Выбирается коэффициент органа манипуляции из условия обеспечения преимущественного сравнения фаз токов обратной последовательности при КЗ в конце линии. Расчёт производится для худшего случая – двухфазного КЗ на землю, когда токи прямой и обратной последовательностей находятся в противофазе.

;

где - коэффициент запаса;

: A;

А – расчётный вторичный ток прямой последовательности, подводимый к органу манипуляции;

: A;

А - расчётный вторичный ток обратной последовательности, подводимый к органу манипуляции.

,

Берем .

Для панели ДФЗ – 201 коэффициент органа манипуляции может быть выполнен равным 4, 6, 8, что соответствует минимальному току надёжной манипуляции(по прямой последовательности), равному 1,1; 1,6; 2,0 А, и углу блокировки 45, 52, 60.

Для панели ДФЗ – 501 коэффициент органа манипуляции может быть выполнен равным 6, 8, 10, что соответствует минимальному току надёжной манипуляции(по прямой последовательности), равному 0,18; 0,24; 0,3 А, и углу блокировки 50, 57, 65.

2) Проверяется обеспечение надёжной манипуляции по минимальному току на входе фильтра при симметричных и несимметричных КЗ:

а) при несимметричном КЗ расчётным является случай двухфазного КЗ на землю в конце защищаемой линии

;

>1,1;

б) при симметричных КЗ расчётным является замыкание в начале линии, когда погрешность трансформаторов тока наибольшая

I1 = 30691 A ;

.

Расчёт органа сравнения фаз

Расчёт органа сравнения фаз не производится. Угол блокировки защиты определяется условиями искажения угла вследствие погрешности ТТ и запаздывания высокочастотного сигнала по линии. Принимаем, так как длина линии >120 км,.

Из расчетов видно, что установка панели ДФЗ-201 не применима для линии 500 кВ.