3. Выбор устройств защиты

Согласно [2], на каждой ЛЭП 500 кВ должен устанавливаться комплекс, состоящий не менее чем из двух комплектов (основного и резервного) релейной защиты от всех видов КЗ. Необходимо рассмотреть следующие варианты:

1. Дифференциально-фазная защита и комплект ступенчатых защит (дистанционная и токовая направленная защита нулевой последовательности) с передачей разрешающих сигналов.

2. Продольная дифференциальная защита и комплект ступенчатых защит (дистанционная и токовая направленная защита нулевой последовательности) с передачей разрешающих сигналов.

3. Два комплекта ступенчатых защит с передачей блокирующего (первый комплект) и разрешающего (второй комплект) сигналов.

Применение двух комплектов защит на одинаковых принципах (3 вариант) снижает надежность работы защиты. Применение ДФЗ (1 вариант) ограничено сложностью ее реализации и расчета, числом свободных ВЧ-каналов в энергосистеме и отказом работы защиты при сложных повреждениях.

Примем в качестве основной защиты линии – продольную дифференциальную защиту (ДЗЛ), а в качестве резервной – комплект ступенчатых защит (дистанционная и токовая направленная защита нулевой последовательности) с передачей разрешающих сигналов. Релейная защита реализуется на базе двух микропроцессорных комплектов с каждой стороны линии, связанных по ВОЛС.

Комплект А1 выполнен на базе терминала Siprotec 7SD52, и выполняет следующие функции:

• Продольная дифференциальная защита линии, выполненная независимо для каждой фазы;

• Четырехступенчатая дистанционная защита от междуфазных КЗ с функцией приема и передачи разрешающих сигналов;

• Одна ступень дистанционной защиты от КЗ на землю с функцией приема и передачи разрешающих сигналов;

• Токовая отсечка;

• Четырехступенчатая токовая направленная защита нулевой последовательности от КЗ на землю с функцией приема и передачи разрешающих сигналов.

Комплект А2 выполнен на базе терминала Siprotec 7SD52, и выполняет следующие функции:

• Четырехступенчатая дистанционная защита от междуфазных КЗ с функцией приема и передачи разрешающих сигналов;

• Одна ступень дистанционной защиты от КЗ на землю с функцией приема и передачи разрешающих сигналов;

• Токовая отсечка;

• Четырехступенчатая токовая направленная защита нулевой последовательности от КЗ на землю с функцией приема и передачи разрешающих сигналов;

• АПВ (ОАПВ и ТАПВ).

Схема подключения выбранных устройств защиты представлена на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема подключения комплектов А1 и А2 к цепям переменного тока и напряжения.

4. Расчет параметров срабатывания защит и автоматики

1. Выбор параметров срабатывания дзл

Выбор параметров срабатывания защиты производится в соответствии с рекомендациями производителя [3] устройства релейной защиты.

Защита вычисляет дифференциальный ток, суммируя комплексные вектора токов по концам защищаемой линии, получаемые по ВОЛС в виде цифровых телеграмм. При этом происходит компенсация тока, обусловленного емкостями фаз относительно земли и друг друга.

Дифференциальная защита выполнена с торможением, осуществляемым от тока, рассчитываемого по выражению:

,

Где - минимальный ток срабатывания защиты;

- сумма расчетной погрешности измерительных трансформаторов тока и других погрешностей измерения с каждого конца защищаемой линии.

Характеристика срабатывания дифференциальной защиты представлена на рисунке 4. Угол наклона характеристики срабатывания (коэффициент торможения) не изменяется, и составляет 45ᵒ.

Рисунок 4. Характеристика срабатывания дифференциальной защиты.

При включенной функции компенсации емкостного тока, уставка срабатывания выбирается исходя из отстройки от остаточной погрешности компенсации емкостного тока:

,

Где А;

Примем А;

При неисправностях в цепях напряжения, устройство защиты не способно определить величину емкостного тока. Во избежание ложной работы от емкостного тока линии, защита загрубляется. Тормозной ток при этом рассчитывается по выражению:

;

Где коэффициент торможения по емкостному току. Для учета возможных изменений емкостного тока при изменениях частоты и напряжения, этот коэффициент принимается с запасом равным.

При включении линии под напряжение, возможно возникновение высокочастотных переходных процессов, обуславливающих значительное увеличение дифференциального тока. Для исключения ложной работы, защита в таком режиме должна загрублятся. Уставка срабатываниявыбирается исходя из отстройки от емкостного тока переходного режима:

;

А.

Примем А. Время загрубления защиты при включении линии под напряжение принимается равным c.

Помимо дифференциальной токовой ступени, в защите предусмотрена быстродействующая ступень, основанная на суммировании интегралов токов, вычисляемых по выражению:

Интервал интегрирования равен четверти периода промышленной частоты.

Такая ступень позволяет защите сработать при КЗ, сопровождающихся значительным насыщением измерительных трансформаторов тока, прежде чем это насыщение произойдет.

Уставка срабатывания этой ступени выбирается равной максимальному рабочему току линии:

А

При включении линии, возможно возникновение значительного дифференциального тока вследствие остаточной намагниченности измерительных трансформаторов тока. Для исключения ложной работы, защита в таком режиме загрубляется в два раза на время 1,50 с.

Таким образом, выставляются значения параметров ДЗЛ терминала Siprotec 7SD52, представленные в таблице 3.

Таблица 3. Параметры ДЗЛ терминала Siprotec 7SD52.

Адрес	Параметр	Значение
1201	Состояние ДЗЛ	Вкл
1210		630А
1213		2205А
1221	Компенсация	Вкл
1224		2,5
1233		390А

Определение чувствительности защиты проводится при металлическом КЗ в линии, обуславливающим наименьшее значения дифференциального тока. Емкостная проводимость при определении этого тока не учитывается, так как в защите включена компенсация емкостного тока.

Расчет на ЭВМ показал, что наименьшее значение фазный дифференциальный ток имеет место при междуфазном КЗ в конце линии со стороны ПС Хабаровская. Значение дифференциального тока равно А. Тормозной ток при этом равен (принимая):

А

Чувствительность защиты определяется коэффициентом чувствительности, равным в рабочем режиме:

где - ток срабатывания защиты, равный, согласно рисунку 4, значению

Так как , защита удовлетворяет требованию чувствительности.