Ответы по ОПРЗА экзамен

выдержкой времени. Ступенчатая характеристика состоит из двух или трех участков.

При к.з. в первой зоне защита действует с выдержкой времени t1 и реле сопротивления измеряет сопротивление от 0 до ZI и т.д. Таким образом, чем больше сопротивление до места к.з., тем с большей выдержкой времени действует защита. Первая зона защиты, как правило, настроена на 80-85% длины линии (Л1). Больший охват недопустим, т.к. из-за погрешностей ТТ, самих реле сопротивлений, ТН защита может сработать при к.з. на смежном участке линии (Л2).

Применяются два способа получения ступенчатой характеристики:

1.Отдельное реле сопротивления для каждой ступени.

2.Для первой и второй зоны одно реле сопротивления. Для третьей зоны устанавливается отдельное реле сопротивления.

Реле сопротивления по принципу своего действия срабатывает, когда измеренное им сопротивление меньше настроенной уставки на нем. Поэтому реле сопротивления второй зоны срабатывает при к.з. в первой и второй зоне, а реле сопротивления третьей зоны при к.з. в первой, второй, третьей зонах. Однако поскольку выдержка времени второй зоны больше первой, а выдержка третьей больше второй, то всегда срабатывает ступень с меньшей выдержкой, чем и обеспечивается ступенчатость характеристики.

Для удобства расчетов и анализа работы применяющихся дистанционных органов было введено понятие сопротивление на зажимах реле. Это фиктивное, в общем случае не имеющее физического смысла, сопротивление, которое представляет собой отношение напряжения Uр или его слагающей к току Iр, используемых для действия дистанционных и пусковых органов. Широкое применение этого понятия на практике определяется тем, что при правильном выборе сочетаний Uр и Iр ( остаточного напряжения петли к.з. и определяющего его тока) фиктивное сопротивление на зажимах реле оказывается пропорциональным расстоянию от шин подстанций, на которой установлена защита, до места к.з. на защищаемой линии.

В настоящее время дистанционные защиты часто осуществляется посредством РС, используемых несколько напряжений и токов. Для таких реле понятие сопротивления на зажимах реле, строго говоря, уже не может быть применено. Однако и для этих защит

41

2. Вторые ступени.

Время срабатывания стремятся для всех защит иметь минимальными, обычно одинаковыми, выбирая их на ступень Δt>t' предыдущих участков и tт защит без выдержки времени трансформаторов подстанции в конце линии. Вторые ступени выполняются

направленными, допускается характеристику ZсII.з. f ( р ) смещать в III квадрант для исключения “мертвой” зоны.

Первичные сопротивления срабатывания ZсII.з. определяется по тем же условиям, что и IсII.з. токовых направленных защит: отстройка от начала второй зоны (конца первой)

предыдущих ДЗ ( при выборе одинаковыми их вторых ступеней); отстройка от к.з. за трансформаторами ( автотрансформаторами) подстанции в конце линии ( точка К3), при которых трансформаторы могут отключаться своими защитами с t>tII. При расчетах обычно пренебрегают разницей углов сопротивлений смежных элементов. Тогда;

где ZсI.з.Б - одно из сопротивлений срабатывания Iст. ДЗ линий, отходящих от шин

подстанции Б ( если их несколько);

ZТ.min – минимальное эквивалентное сопротивление трансформаторов в режиме их параллельной работы на подстанции Б с учетом возможности изменения ктр при регулировании РПН;

котсII котсI , котсI - коэффициент, меньший 1, учитывающий отрицательную погрешность органа сопротивления защиты Б ( часто принимается равным 0,9);

котс'' - коэффициент обычно равный 1;

кток.Б и кток.Т – коэффициенты токораспределения, учитывающие ( как и при выборе токов срабатывания I''с.з. II ступеней токовых направленных защит) неравенство токов в месте включения защит (линии АБ) и в линиях БВ (кток.Б) или в трансформаторах (кток.Т)

при к.з. в расчетных точках ( соответственно в конце ZсI.з.Б и К3). кток.Б и кток.Т >1, облегчая согласование или <1, затрудняя его. При отсутствии на подстанции Б нагрузок или дополнительных связей между Б и смежными подстанциями кток.Б=1.

При м.ф.к.з. на участке БГ на расстоянии l от шин Б по участкам АБ и ВГ проходят неравные токи IАБ и IБГ . Сопротивление на зажимах реле сопротивления на подстанции А:

43

для а) кток <1, для б) кток >1.

Таким образом, сопротивление на зажимах органа участка, смежного с поврежденным, определяется не только местоположением повреждения (lАБ+l), но и коэффициентом токораспределения кток=IАБ/IБГ, характеризует долю тока IБГ поврежденного участка, проходящего по неповрежденному. При практических расчетах пренебрегают сдвигом фаз между указанными токами и считают кток действительным числом. Если кток<1, то Zр.А оказывается больше Z1(lАБ+l), что следует учитывать при

выборе ZсII.з. , увеличивая его и следовательно повышая чувствительность защиты к к.з. в

конце участка и на шинах подстанции Б. Неблагоприятные, но необходимые для участка соотношения получаются при кток>1.

Расчетным является выражение дающее меньшее ZсII.з. . При выбранном таким образом ZсII.з. проверяется чувствительность II ступени при металлическом к.з. в конце защищаемого участка, на шинах противоположной подстанции (п/ст. Б). При наличии III

3. Третьи ступени.

Выдержки времени III ступени выбирается по встречно-ступенчатому принципу, и часто бывают значительными, что мало приемлемо в кольцевых сетях с несколькими источниками питания. III ступени с таким образом выбранным временем срабатывания tIII даже будучи направленными не обеспечивают селективность.

Некоторое улучшение селективности III ступени и уменьшение их ΔtIII достигается сокращением их зон, выбором в кольцевых сетях наименьшего ответственного участка, который при к.з. отключается первым.

ZсIII.з. в отличии от ZсI.з. и ZсII.з. обычно выбирается по условиям отсрочки от минимального рабочего сопротивления Zраб.min ( ZсIII.з. <Zраб.min ) при φр= φраб. Однако более

тяжелым является возврат органа в исходное состояние после отключения внешнего к.з. Поэтому проверяют условие:

Zс.з. расч Zпер.min

или

где котс >1;

кз.z >1 - коэффициент, учитывающий понижение переходное сопротивление Zр=Zпер.min по сравнению с Zраб.min за счет самозапуска двигателей потребителей, обуславливающего повышение тока в защищаемой линии и понижение напряжения.

Сопротивление Zв.з.расч. выражается через Zс.з.расч. , определенного по формуле:

ZZ раб.min

с.з. расч котскз.z

Конец Zс.з.расч. с углом φраб. определяет на комплексной плоскости Z расчетную точку характеристики срабатывания III ступени ZсIII.з. f ( р ) . Эта характеристика должна

обеспечивать необходимую чувствительность защиты (кч≥1,5) при металлическом м.ф.к.з. в конце защищаемой зоны участка. При к.з. в конце смежных элементов, когда защита может работать как резервная ( дальнее резервирование) считается желательным иметь кч≥1,25. Для обеспечения требования чувствительности характеристика III ступени

44

требуется иметь отличную от характеристики I и II ступеней. Ограничение чувствительности III ступени при этом определяется режимами с передачей в основном реактивных мощностей, когда φраб. может приближаться к 900, а Zраб=Uраб/Iраб может быть хотя и значительным, но конечным.

Требования к форме характеристики Zс.з. f ( р ) органов сопротивления с двумя входными величинами следующие:

Г

+jx

ZлВГ

0,85

л +R

Б

АZлАБ

Выбор уставок и проверка РС по току точной работы

2. Выбирается ZУСТ min при 100% включенных витках вторичной обмотки ТН. Диапазон регулировок -5%-100% (20 крат по ZСЗ)

ШДЭ 2801 при I=5(1) А

Выбор ZУСТ MIN определяется из заданных диапазонов токов настройки т.е. из тех диапазонов в которых будут изменяться реальные токи КЗ. При малых уровнях целесообразно иметь большую уставку ZУСТ MIN и следовательно большую чувствительность по току, при больших уровнях токов настройки целесообразно иметь меньшую уставку ZУСТ MIN.

3. Проверяется чувствительность защиты по току точной работы при металлическом К(3) в

kI

последовательности.

45

4. При выбранной уставке ZУСТ MIN расчет уставок на ТН производится для каждой из ступеней. Расчетный процент включенных витков вторичной обмотки ТН к реле определяется в %

Проверка чувствительности по току точной работы. Эта проверка выполняется для I и II ступеней ДЗ, поскольку чувствительность РС III ступени по току ITP , как правило, обеспечивается. Рассмотрим на примере п/с Микунь:

где I З(3MIN) 1,5 кА - ток в линии в расчетной точке (0.85ℓ) (определяется по кривым

спадания токов).

4. Проверяется чувствительность РС по ITP

Выбор уставок измерительных органов токовой блокировки при

качаниях

Данная блокировка хорошо зарекомендовала себя в отечественной практике. Эта функция использует только токовую информацию и выдает разрешающий сигнал работы.

Токовая блокировка при качаниях состоит из двух каналов:

– чувствительного, который включает в себя ИО приращения вектора тока прямой последовательности ∆I1чувств («psd_sI1sen») и ИО приращения вектора тока обратной

последовательности ∆I2чувств («psd_sI2sen»). Данные ИО используются только в том случае, если хотя бы одна из накладок N76, N79, N82, N85 для 2 – 5 ступеней

соответственно выставлена в положение 2 или 4.

– грубого, который включает в себя ИО приращения вектора тока прямой последовательности ∆I1груб («psd_sI1tol») и ИО приращения вектора тока обратной последовательности ∆I2груб («psd_sI2tol»).

Параметры срабатывания в файле уставок задаются в процентах от номинального тока трансформатора тока, к которому подключена защита. Для этого уставку пересчитывают по формуле (Ошибка! Источник ссылки не найден.).

Уставку грубого реле выбирают из условия обеспечения чувствительности при КЗ в конце зоны действия блокировки:

где I2нб – первичный ток небаланса при номинальном токе линии, А; I2нб.кач – первичный ток небаланса возникающий при качаниях, А;

kз = 1.1 1.5 – коэффициент запаса, учитывающий погрешности измерительных приборов, ошибки расчета и необходимый запас, о.е;

kв = 0.9 – коэффициент возврата, о.е.

Выбранную уставку проверяют по условию обеспечения требуемого коэффициента чувствительности при минимальном токе несимметричного КЗ в конце зоны, охватываемой контролируемой ступенью:

где kч – коэффициент чувствительности, равный 1.5 при КЗ в конце защищаемой линии, и равный 1.2 при КЗ в конце смежной линии, о.е;

∆I2мин – первичное минимальное приращение тока обратной последовательности при не ∆I2груб.уст – принятое значение уставки ИО приращения вектора тока обратной

последовательности грубого канала в первичных величинах, А.

Однако для грубого канала может оказаться недостаточно чувствительности при КЗ на линии, сопровождающимся качаниями или асинхронным ходом. Поэтому в токовой блокировке при качаниях используют также чувствительный канал, уставки которого предлагается выбирать по следующим выражениям:

27.Четырехступенчатая ТНЗНП. Назначение. Особенности. Принцип действия.

28.Токовые защиты: расчет уставок и коэффициентов чувствительности I ступени токовой защиты нулевой последовательности

29.Токовые защиты: расчет уставок и коэффициентов чувствительности II ступени токовой защиты нулевой последовательности

47

30.Токовые защиты: расчет уставок и коэффициентов чувствительности III ступени токовой защиты нулевой последовательности

31.Токовые защиты: расчет уставок и коэффициентов чувствительности IV ступени токовой защиты нулевой последовательности

Токовая направленная защита нулевой последовательности ТНЗНП

Самая надежная и в месте с тем простая защита линии. Это логическая цепочка из контакта токового реле, реле направления мощности и реле времени (начиная со второй ступени).

Первая ступень действует без выдержки времени, охватывает 40-60% длины линии, остальные ступени имеют выдержки времени.

Вторая ступень охватывает 90-100% длины линии.

Третья ступень надежно охватывает линию до шин противоположной подстанции.

Четвертая (пятая ступень) применяется для обеспечения дальнего резервирования.

Земляная защита (ЗЗ) предназначена для защиты ВЛ в сетях с заземленной нейтралью от КЗ на землю. Полное правильное название защиты - токовая направленная защита нулевой последовательности (ТНЗНП).

ЗЗ реагирует на ток нулевой последовательности защищаемой ВЛ: если величина тока нулевой последовательности превышает уставку, ЗЗ срабатывает и отключает защищаемую ВЛ. То есть, по принципу действия ЗЗ является максимальной токовой защитой, включенной не на полные фазные токи, а на ток нулевой последовательности.

Реле тока ЗЗ включаются в обратный провод трансформаторов тока (ТТ), соединенных в полную звезду (рис. 2.1.1). Ток в реле ЗЗ равен сумме токов трех фаз и равен утроенному току нулевой последовательности:

IЗ = IА+IВ+IС = 3I0

48

В нормальном режиме работы ток в реле тока ЗЗ равен нулю, так как сумма токов трех фаз в трехфазном симметричном режиме работы равна нулю. Ток в реле тока ЗЗ может появиться только в четырех случаях:

1.При КЗ на землю (однофазных и двухфазных). При однофазных КЗ ток в

ЗЗравен току КЗ (рис. 2.1.2). При КЗ на землю 33 срабатывает правильно - она для этого и предназначена.

2. На двухцепных ВЛ при замыкании двух фаз двух соседних ВЛ между собой без земли (рис. 2.1.3). С точки зрения питающей энергосистемы это двухфазное КЗ, и ЗЗ энергосистемы при этом не работают. Но в ЗЗ обеих поврежденных ВЛ ток 3I0 равен току КЗ и обе защиты могут сработать. Работа ЗЗ при этом считается правильной.

49

3. При обрывах фаз в сети (рис. 2.1.4). При этом ток в защите примерно равен току нагрузки и ЗЗ может сработать (если ток нагрузки больше тока срабатывания защиты), а может, и нет. В любом случае поведение защиты считается правильным.

4. При неисправности токовых цепей: обрыв или закорачивание одной или двух фаз токовых цепей (рис. 2.1.5). При этом ток в защите равен току нагрузки и ЗЗ может сработать ложно (если ток нагрузки больше тока срабатывания защиты), без повреждения в сети.

50