ИЭ / 9 сем (станции+реле) / Литература / Шнеерсон

5

и учете (2, 3) времени, необходимого 11J1Я срабатывания релейной защиты [8]

0 =

1)

=

0

0

282

283

Глава 7

·Дистанционные защиты

7.1.дистанционный принцип в защите линий электропередачи

1)

БВ ВГ

QЗ, Q4

1ДЗ).

= f(Z),

284

Рис. 7.1. Согласование уставок и характеристик выдержки времени ДЗ

1, t1П .:..._

НЬIХ

285

Рис. 7.2. Характеристика выдержки времени Д3

Для реализации отдельных ступеней Д3 используются дистан­ ционные органы (ДО), имеющие области срабатывания в ком­ плексной плоскости сопротивлений с уставками z , .zl;, z1 при

определенных углах <р, и элементы выдержки времени 1, 11, П1 ступеней.

Параметр Z, на который реагирует ДЗ, является функцией мно­ гих факторов, но в первую очередь зависит от расстояния меж­

т.е. значение сопротивления Z. пропорционально расстоянию lк между местом установки защиты и местом повреждения и

•

Рис. 7.3. Эквивалентная схема замещения ЭС при металлическом трехфазном КЗ

286

не зависит в рассматриваемом случае от режима ЭС, определя­ емого значениями Ц; и . Таким образом, в данном случае по значению z можно судить об удаленности места повреждения от места установкиДЗ. В общем случае Z. определяется с учетом различных видов повреждений, наличия дуги в месте повреж­ дения и ряда других факторов (см. ниже) не только величиной Zк. Существенная зависимость Z от Zк и меньшая зависимость Z от режимов ЭС (значений ' Ц;) являются определяющими при сравнении ДЗ с другими видами релейной защиты.

Рассмотрим обеспечение селективности отключений повреж­ дений в ЭС (см. рис. 7.1) при использованииДЗ со ступенчатыми характеристиками, представленными на рис. 7.2. Характеристи­ ки выдержки времени защит lДЗ-бДЗ приведены на рис. 7.1,б.

Индексы 1-6 внизу у обозначений зон 2:у1 - Zy6 и выдержек времени ступеней t1 -t6 соответствуют номерам защит lДЗ­ бДЗ и выключателей Ql-Qб. Индексы I, II, III вверху соответ­

ствуют нумерации ступеней защит. Защиты являются направ­ ленНЬIМи, т.е. имеют разные характеристики t = f(z) в зависи­

мости от <р = argZ = argI.l/[.

В данном случае это означает, что защиты lДЗ, ЗДЗ, SДЗ сра­ батывают в соответствии с приведенными на рис. 7.1,б харак­ теристиками, расположенными выше оси z, если место КЗ рас­ положено справа от места установки ДЗ, а защиты 2ДЗ, 4ДЗ, 6ДЗ - при КЗ слева от места их установки (характеристики t = f(z) расположены ниже оси z). Направленность защит соот­

ветствует действию при протекании токов l от шин в сторону защищаемого участка.

С учетом изложенного при повреждении в точке К1 на участ­ ке АБ в зонах zl1, zk срабатывают с минимальными временами t{ и защиты lДЗ и 2ДЗ и отключают поврежденный участок АБ с обеих сторон выключателями Ql и·Q2, обеспечивая отсут­

ствие тока КЗ через место повреждения.

Уставки первых ступеней защит z1 обычно выбираются таким образом, чтобы с учетом возможных погрешностей измерения z с необходимым запасом отстроить защиту от срабатывания без

выдержки времени при КЗ в начале соседнего участка, напри­ мер, защиту lДЗ при КЗ в точке К2• В противном случае lДЗ сра­ батывает неселективно и отключает участок АБ при КЗ на уча­ стке вблизи шин С учетом этого сопротивление уставки zl

ступени I Д3 выбирается из соотношения

287

288

Усrавки вторых ступеней z выбираются таким образом, что­ бы надежно охватить конец защищаемого учасrка, не охваты­ ваемый ступенью 1, и резервировать с выдержкой времени сту­ пени II дейсrвие ступени I защиты соседнего учасrка в начале линии. Так, значение 1 защиты JДЗ должно охватить с запа­ сом точку Б и начало учасrка БВ, где повреждения rrпри. отказе

ЗДЗ резервируются lДЗ и отключаются с временем

Однако зона ступени II JДЗ не должна выходить за пределы зоны ступени I ЗДЗ, так как в противном случае при КЗ вне зо­ ны дейсrвия ступени I ЗДЗ могуr запуститься ступени II защит JДЗ и ЗДЗ с одинаковыми выдержками времени и произойти неселективное отключение повреждения на учасrке БВ защитой lДЗ при исправной защите ЗДЗ. С учетом этого уставка zf сту­ пени выбирается из условия отстройки от действия при повреж­ дениях во второй зоне соседнего участка на основе соотноше­ ния (для защиты JДЗ)

1 < ZJ\l + Z 3,

где zJI - сопротивление защищаемого защитой «своего» участ­ ка (АБ для защиты lДЗ); z}.з - сопротивление уставки ступени 1 защиты ЗДЗ соседнего учасrка БВ. С учетом обеспечения запа­ са при отстройке имеем

(7.3)

Отметим, что.в случаях, когда надежное обеспечение отстрой­ ки от неселективного действия ступени II по условию (7.3) за­

труднено из-за возможных погрешностей (малые значения z1

y3

по сравнению с zл1), необходимо дополнительное увеличение выдержки времени ступени II защиты первого участка, по край­

ней мере, на ступень селективносrи по сравнению с выдержкой времени ступени II защиты соседнего участка, т.е. ti1 = tJ1 + Лt.

Другим условием выбора z 1 является отстройка от КЗ в точке К4 за трансформатором ЗТ подстанции в конце учасrка АБ, при

которой трансформатор отключается своими защитами со вре­

ет вид

(7.4)

где Zт - сопротивление трансформатора ЗТ.

289

Ввыражениях (7.3) и (7.4) не учитывается возможное нера­ венство токов в месте КЗ и в месте установки защиты.

Всоответствии с (7.3), (7.4) обеспечивается селективное дей­

ствие вторых ступеней защит соседних участков. Однако ступень 11 ДЗ должна полностью и с необходимым запасом охватить весь защищаемый участок, так как именно она обеспечивает отклю­ чение повреждений на противоположном конце линии (напри­ мер, защита 1ДЗ при КЗ на участке АБ вблизи точки Б). Для обеспечения этого с учетом всех возможных погрешностей не­ обходимо в большинстве случаев выполнение условия

(7.5)

где kч- коэффициент чувствительности (kч 1,25).

Уставки третьих ступеней ДЗ целесообразно выбирать таким образом, чтобы они надежно защищали не только свой, но и со­ седний участок, т.е. с запасом выполнялись условия

(7.6)

где для защиты 1ДЗ zл1 и zл2 - сопротивления участков АБ и БВ.

Одновременно необходима отстройка от срабатываний в нагру­ зочном режиме при отсутствии повреждений. Это условие обес­ печивается соотношением

где zиmin = Uиminllнmax - минимальное сопротивление на входе защиты в нагрузочном режиме; Uиmin, lиmax - минимальное на­

пряжение и максимальный ток нагрузочного режима. В необхо­ димых случаях должны выполняться условия обеспечения селек­ тивности, аналогичные (7.3) и (7.4).

Приведенное описание и соотношения являются в достаточ­ ной степени условными и ставят своей целью лишь иллюстрацию основных свойств дистанционного принципа ре­ лейной защиты. Например, не учитывается тот факт, что при дуговых замыканиях на защищаемом участке (точка К1), а так­

же при повреждениях на соседних участках в зонах резервиро­ вания ступеней 11 и III (точки К2, К3) сопротивление на входе

защиты lДЗ с учетом влияния ЭДС генераторов lГ, 2Г, ЗГ и си­

стемы не пропорционально расстоянию от точки А до мест по­ вреждения. С учетом неодинаковости ЭДС генераторов и систе­ мы значение и угол входного сопротивления могут изменяться

290