Лекции_ОП-РЗА8

Венец

Максимальный и минимальный режимы работы ЧувашЭнерго (Северные электрические сети).

Рассмотрим режимы работы для выбора защиты на ЛЭП “ Катраси – Венец”, “ Катраси – ТЭЦ 2”.

Максимальный режим характеризуется включением всех генераторов станций и линий для “ Катраси – Венец” и отключенной ЛЭП со стороны ТЭЦ 2 линии Катраси – ТЭЦ 2”. Для этого режима работы по условиям селективности проверяют действие МФО, I – ступеней ТЗНП, ДЗ.

Минимальный режим будет при отключенных генераторах ЧеГЭС и минимальных режимах работы ТЭЦ 2, ТЭЦ 3 и отключенной линии Катраси – ТЭЦ 2”. Возможно отключение и линии “ ТЭЦ 3 - Катраси ”. Необходимо

рассчитать все указанные режимы работы при КЗ на шинах п/с “ Моргауши” и выбрать из них минимальный.

Расчеты ТКЗ для цепей РЗА

Для выбора типов и уставок различных УРЗА требуется определение величины и фазы тока, протекающего по измерительным цепям УРЗА, напряжениям в местах установки аппаратуры. В настоящее несколько программных комплексов по расчету ТКЗ. Все они базируются на методе симметричных составляющих. Более прогрессивный метод – метод фазных координат – который в настоящее время разрабатывается на нашей кафедре под руководством профессора Лямца Ю. Я. В энергосистемах нашли широкой применение разработки СибНИИЭ – программа ТКЗ 3000.

Кроме математических моделей для расчета ТКЗ применяют и модельные столы постоянного и переменного тока. Расчет ТКЗ начинают с составления расчетной схемы, т. е. такой электрической схемы, при которой данный элемент электроустановки в случае КЗ оказывается в наиболее тяжелых и достаточно вероятных условиях.

Расчетная схема включает в себя все источники энергии (генераторы, синхронные компенсаторы, крупные синхронные и асинхронные электродвигатели) и все элементы, связывающие источники энергии с точкой КЗ (трансформаторы, воздушные и кабельные линии, реакторы и т. д.); при этом сопротивление связи эквивалентного источника энергии с точкой КЗ минимально. Однако в некоторых частных случаях наиболее тяжелых условиях при КЗ имеют место, когда отключены некоторые элементы электроустановки.

По расчетной схеме составляют схему замещения. Параметры схемы замещения могут быть определены

несколькими способами:

-в именованных единицах путем приведения действительных значений параметров различных элементов к основной (базисной) ступени напряжения с учетом действительных коэффициентов трансформации трансформаторов и автотрансформаторов

-в относительных единицах путем приведения действительных значений параметров различных элементов к

базисным условиям с учетом действительных коэффициентов трансформации трансформаторов и автотрансформаторов

- в именованных единицах без приведения действительных значений параметров к одной ступени напряжения с учетом реальных коэффициентов трансформации трансформаторов. Это применяется при расчетах на ЭВМ.

При отсутствии данных о реальных коэффициентов трансформации используют приближенный способ их учета.

Он состоит в замене напряжений обмоток ХХ, находящихся на одной ступени напряжения, а также номинальных напряжений других элементов схемы, включенных на этой ступени напряжения, одним средним номинальным напряжением. Это напряжение следует выбирать в соответствии со следующей шкалой средних номинальных напряжений: 6.3, 10.5, 13.8, 15.75, 18, 20, 24, 27.5, 37, 115, 157, 230, 345, 515 кВ.

Формулы для определения параметров схем замещения в именованных единицах

где n1,n2,…,n n – коэффициенты трансформации.

При определении параметров схемы замещения в относительных единицах путем приведения значений параметров к базисным величинам с учетом коэффициентов трансформации необходимо:

- задаться базисной мощностью Sб и для одной из ступеней напряжения, принимаемой за основную, выбрать базисное напряжение Uб, осн ;

- найти базисное напряжение других ступеней напряжения, используя для этой цели выражение

- по следующим формулам определяют относительные значения источников энергии и сопротивлений различных элементов,

которой находится подлежащий приведению элемент.

При определении параметров схемы замещения в относительных единицах и приближенном учете коэффициентов трансформации базисное напряжение любой ступени напряжения следует принимать равным среднему номинальному напряжению сети этой ступени. При этом расчетные формулы для определения параметров схемы замещения существенно упрощаются.

Расчетные условия для выбора уставок РЗ

а) Вид КЗ и момент времени от начала КЗ

б) место КЗ Место КЗ в зависимости от назначения расчета

выбирается из следующих соображений:

-ТКЗ должен проходить по ветвям, для которых выбирается аппаратура или рассчитываются параметры РЗ.

-Для определения наибольшего значения ТКЗ при данном режиме место КЗ выбирается у места установки защиты. Для определения наименьшего значения ТКЗ место КЗ выбирается в конце защищаемого участка или в конце следующего (резервируемого) участка для проверки резервирующего действия защиты

-Для согласования чувствительности двух УРЗ место КЗ выбирается в конце действия того устройства, с которым ведется согласование

-Для определения коэффициентов распределения место КЗ выбирается в конце участка, следующего за узлом, в котором происходит подпитка или распределение ТКЗ.

в) режим, предшествующий КЗ Режим работы системы предшествующий КЗ, влияет на

выбор расчетных условий.

Максимальный режим характеризуется следующими условиями:

-Включены все источники энергии, питающие сеть.

-При расчете КЗ на землю включены все

трансформаторы и автотрансформаторы, нормально работающие с заземленной нейтралью.

- Схема участка сети, непосредственно примыкающая к месту КЗ такова, что по защищаемому элементу проходит max ток КЗ. Например, при наличии двух параллельных линий и КЗ на шинах приемной п/с max ток КЗ в месте КЗ будет максимальным , если включены обе линии. Max ТКЗ по одной линии может оказаться в режиме, когда одна из линий отключена. В кольцевой сети ТКЗ по линиям будет max при разомкнутом кольце, а в месте КЗ – при замкнутом.

Минимальный режим характеризуется условиям, противоположенными максимальному режиму.

Для определения min ТКЗ в расчете принимается отключенной практически возможная часть источников питания, а схема соединений принимается такой, при которой по защищаемому элементу проходит min ТКЗ.

Междуфазные напряжения распределительных сетей 3 – х фазного тока 50 Гц

Выполнение графической части проекта

Основным техническим документом, определяющим возможность монтажа устройств РЗА, является их схема. В соответствии с “ Указаниями методическими межотраслевыми по применению государственных стандартов ЕСКД в электрических схемах №9386 ТМ Т-1 “ схемы разделяются на следующие типы: структурные, функциональные, принципиальные (полные), соединений (монтажные), подключения, расположения, общие.

Структурная схема должна показывать основные функциональные части установки, их назначения и взаимодействия. Функциональные части установки (устройства) изображаются прямоугольниками (логические защиты в соответствии с их графическим изображением) или квадратами,

над или справа от которых располагаются их позиционные обозначения. Внутри квадратов (прямоугольников) может быть указана дополнительная информация.

Сигнал

Структурная схема МТЗ

Структурная схема токовых отсечек:

1 – отсечка, действующая при междуфазных КЗ;

2 – отсечка нулевой последовательности;

3 – реле управления выключателем.

∑ − сумматор;

ДБ1 – дифференцирующий блок, состоящий из выпрямителя В; без инерционного Б и интегрирующего звеньев;

Часто структурные и функциональные схемы выполняются совмещенными (функциональноструктурная схема или просто функциональная). При этом, как правило, измерительные органы изображают в виде одного кубика, а остальная часть схемы в виде логических элементов. Напомним, что разработка структурно-функциональных схем является одним из основных этапов при создании новых типов РЗА или при их модификации.

Принципиальная схема - должна давать полное представление о составе элементов и взаимодействии между ними и, как правило, детальное представление о принципах работы устройства. Принципиальная схема изображает соединение всех электрических элементов устройства, представленных в виде условных обозначений, оговоренных

ГОСТом.

Принципиальные схемы УРЗА делятся на совмещенные и разнесенные (развернутые).

На совмещенных схемах воспринимающие (обмотки) и исполнительные (контакты) части УРЗА изображаются рядом.

Комплектные устройства, содержащие ряд реле, или условно в виде одного аппарата, или в виде нескольких реле, обведенных контуром, указывающим на комплектное исполнение.

Схема соединений (монтажная) - должна показывать соединение составных частей установки, давать технические данные и обозначения проводов, кабелей, которыми осуществляются соединения, а также места их присоединения и ввода.

Схема расположения - должна отражать относительное расположение составных частей установки. Схемы расположения и монтажная (соединений) , как правило, выполняются на одном листе. Схемы расположения и соединений являются рабочими чертежами, по которым выполняется монтаж вторичных цепей. Все электромеханическое оборудование проектируемого объекта разбивается на монтажные единицы. Под монтажной единицей понимается совокупность оборудования, аппаратуры, приборов, кабелей и т.д., относящихся к одному устройству, обособленному по функциональному, технологическому или структурному признакам. Монтажной единицей могут быть:

генератор, трансформатор, линия;

трансформатор сн, электродвигатель, задвижка;

УРЗА, сигнализации, контроля.

Карта селективности - является особым видом подключения. Она должна давать представление не только о шинах УРЗА, их размещении, но и о выбранных значениях уставок. Символы УРЗА показываются в рассечке защищаемого присоединения с той стороны выключателя, где установлены измерительные трансформаторы. Уставки РЗА указываются в первичных величинах. Обязательно указываются коэффициенты трансформации ТТ и ТН.

На разнесенных схемах воспринимающие и исполнительные части устройства изображаются отдельно; схемы выполняются для вторичных цепей ТН и ТТ, оперативных цепей защиты, цепей дистанционного управления выключателями, цепей сигнализации. В настоящее время документация ВНИИР (ЧЭАЗ) выполняется в виде разнесенных схем для сложных УРЗА и в совмещенном варианте для простейших реле.

Схема подключения - должна показывать условными символами присоединение различных УРЗА и измерительных приборов к измерительным ТТ и ТН. Комплектные устройства допускается обозначать заводской маркой данного устройства.

35

36

Требования к изображению схем на чертежах.

Схема д.б. комплектной, но без ущерба для ясности и удобства чтения. При этом д.б. минимальное количество пересечений. Коммутирующие устройства на схемах изображаются в отключенном положении, т.е. при отсутствии тока во всех цепях схемы.

ВН 110-220 кВ

МТЗ ВН

АУВ ЛВ

СН (НН1) 6-35 кВ

ГЛАВА II

Вопросы, подлежащие проработке при выполнении проекта РЗА узла ЛЭП

Факторы, влияющие на выбор УРЗА

Проектирование УРЗА ЛЭП, помимо учета общих требований, изложенных ранее, должно учитывать следующее обстоятельство:

режим работы ЛЭП в рассматриваемом узле ЭЭС; конфигурацию сети, наличие или отсутствие резерва в питании потребителей, возможные перегрузки при нормальном режиме или аварийном отключении;

режим заземления нейтралей силовых трансформаторов (заземление всех или части нулевых точек трансформаторов а) наглухо, б) через индуктивную катушку, в) через активное сопротивление);

уровень напряжения, протяженность линий и величину емкостной проводимости;

типы выключателей и другой коммутационной аппаратуры, установленных на линии, их способность к повторному включению (однократному, многократному, быстродействующему, по фазному), а также время отключения и включения.

Различные виды конфигураций электрических сетей, определяющих выбор типов УРЗА можно разбить на следующие характерные группы (ЛЭП 35кВ и выше):

1группа - ЛЭП одноцепные, по которым происходит одностороннее питание потребителей (радиальные ЛЭП 35110кВ);

2группа - ЛЭП одноцепные в элементах сетях с двусторонним питанием при отсутствии других связей между генерирующими станциями (110кВ и выше);

3группа - параллельные ЛЭП (35кВ и выше);

4группа - ЛЭП одноцепные или двухцепные с ответвлениями к понизительным подстанциям (с отпайками );

5группа - ЛЭП в кольцевой сети с одной точкой

питания;

6группа - ЛЭП, входящие в элементе сети сложной конфигурации с несколькими генерирующими элементами.

УРЗА радиальных ЛЭП с односторонним питанием

В таких ЛЭП защиты выполняются с относительной селективностью. Здесь применяют, как правило, наиболее простые токовые защиты. Токовыми называются защиты с относительной селективностью, реагирующие на ток, проходящему по защищаемому элементу.

Токовые защиты делятся на МТЗ и ТО. Главное различие между ними заключается в способе обеспечения селективности. Селективность действия МТЗ достигается с помощью выдержек времени. Селективность токовых отсечек обеспечивается соответствующим выбором тока срабатывания.

МТЗ ЛЭП

l

МТЗ являются основным видом РЗ для сетей с односторонним питанием.

Каждая ДЭП имеет свою защиту, отключающую ЛЭП в случае повреждения на ней самой или на шинах питающейся от нее п/ст, и резервирующую РЗ соседней ЛЭП. МТЗ выполняется с выдержками времени, нарастающими от потребителей к источнику. При к.з. на ЛЭП1 время его отключения будет наибольшим.

Токовые отсечки

Отсечка является разновидностью МТЗ, позволяющей обеспечить быстрое отключение к.з.

Зона действия мгновенной отсечки по условиям селективности не должна выходить за пределы защищаемой ЛЭП. Зона действия отсечки, работающей с выдержкой времени, выходит за пределы защищаемой ЛЭП и по условию селективности должна отстраиваться от конца зоны РЗ смежного участка по току и по времени. ТО применяются как в радиальной сети с односторонним питанием, так и в сети, имеющей двустороннее питание.

Токовыми направленными называются защиты также с относительной селективностью, реагирующие на ток и направление (знак) мощности к.з. в месте их включения. Защиты приходят в действие при превышении током в месте их включения заранее установленного значения (уставки). В общем