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

(7.193)

На основе полученных соотношений определяется при изве­ стных параметрах ЭС (Z1c, Z2c, Лf) скорость У в момент входа

траектории Z. при качаниях в характеристику срабатывания ДО.

Практически важной задачей является оценка возможности бло­ кирования ДО при качаниях, а таюке определение предельной

разности частот Лfпред, соответствующей границе функциониро­ вания УБК. В частности, если ЛR - разность R-координат точек

Z.1 и Z2, фиксируемых при качаниях (рис. 7.53), ЛТ - уставка задержки для выявления качаний (см. рис. 7.51,а), то предель­

ная выявляемая скорость качаний равна VRпред = ЛR/ЛТ. Усло­ вие правильного функционирования УБК имеет в этом случае

вид Vю VRпред• откуда с учетом выражения (7.192) получим предельную разность частот эквивалентных генераторов, при которой качания выявляются

т.е. Xr, = 65; Ra = 8,84. Максимальная допустимая разность ча­ стот Лfпре.д при вхождении траектории Z. правую область ха­ рактеристики (R1 = 40) определится из выражения (7.194)

401

Максимальная допустимая разносrь частот Лfпред при входе в характеристику в II квадранте определяется таюке из (7.194) при

R1 = -30

[

Таким образом, разрешающая способность УБК в данном слу­ чае определяется значением Л/2 = 2,02 Гц.

Вкачестве показателя, характеризующего быстродействие ДО,

вмировой практике применяются так называемые SIR - харак­ теристики (рис. 7.54,б), показывающие изменение времени сра­

батывания ДО tcp в зависимости от двух параметров:

где для ЭС принято: Z. - сопротивление участка линии от ме­ ста установки защитыкдо места КЗ; Zc. - сопротивление защи­ щаемого участка линии (сопротивление уставки); Zc - сопро­

тивление эквивалентного источника.

Время срабатывания ДО tcp увеличивается с ростом каждого

из параметров <Хк и а.с. Физически увеличение tcp с ростом ко­ эффициента <Хк объясняется приближением Zк к границе зоны действия Z.i, т.е. уменьшением положительного момента на ера-

. батывание. Увеличение tcp с увеличением соотношения ас = l l/Zi 1, соответствует уменьшению напряжения Ик, подво­

димого к ДО при КЗ, т.е. увеличению перепада между напряже­ нием Uc в доаварийном режиме и напряжением Ик при КЗ.

Этот эффект объясняется, прежде всего, инерционными свой­ ствами ДО, содержащих динамические элементы (трансформа-

402

торы, часrотные фильтры), обуславливающими посrепенное ис­ чезновение информации о предаварийном «тормозящем» напря­ жении Ис. Просrейшая математическая модель, для оценки вре­ мени срабатывания ДО, основанная на учете динамических свойсrв ДО по цепям напряжения дифференциальным уравне­ нием первого порядка, качесrвенно описывает измеряемое ал­ горитмом ДО напряжение Ilp при скачке напряжения от преда­ варийноrо значения Ik до напряжения К3 Llк:

При этом 't - эквивалентная посrоянная времени, характе­

ризующая инерционные свойсrва ДО по цепям напряжения. С учетом обозначений (7.195) и схемы замещения ЭС (рис. 7.54,а) имеем Iк = Llc/[ + a.c)ZL] и после преобразований в первом приближении для модуля UP из (7.196) получим

(7.197)

б)

Рис. 7.54. К оценке быстродейсrвия ДО

403

t::::tcp[1n J-l [in--]-l ""О,ОlЗс.

Ограничения, накладываемые быстродействием ДО на ве­ личину задержки дТ в УБК по принципу «ЛZ/дt». При задан­ ных параметрах ЭС и характеристике ДО выявляемое предель­ ное значение разности частот эквивалентных генераторов в со­ ответствии с выражением (7.194) прямо пропорционально пре­ дельнойлинейной скорости VRnpeд = ЛR/ЛТ. Увеличение ЛR ог­ раничивается требованиями, связанными с отстройкой внешней характеристики 2 (рис. от нагрузочных режимов и не­ возможностью сужения внутренней характеристики 1 вследст­ вие необходимости охвата повреждений через переходные со­ противления. Как уже указывалось, уменьшение задержки ЛТ ог­ раничивается возможным замедлением реакции на К3 внутрен­ ней характеристики 1 по сравнению с внешней характеристи­ кой 2. Разность времен реагирования дt12 характеристик 1 и 2 (см. рис. 7.53,а) на К3 в точке Z.к можно оценить в первом при­ ближении на основе соотношения (7.200), рассматривая точки ZLI , z.i_2 как длины защищаемых зон по отношению к месту ус­ тановки защиты

(7.201)

Для того, чтобы при К3 в точке Z.к короткое замыкание не вос­ принималось УБК (см. рис. 7.51,а) как качания, должно выпол­ нятся условие ЛТ > Лt12•

7.12.6. Реализация цифрового УБК на основе принципа

«ЛZ/Лt»

Структурная схема варианта УБК [9] приведена на рис.

В данном техническом решении можно выделить следующие основные моменты.

405

Контроль измеряемых сопротивлений всех фаз трехфаз­

ной системы. Качания мoryr возникать как в симметричном,

так и в несимметричном режиме, например, в неполнофазном

режиме или при однофазном КЗ. В связи с этим контролируют­ ся сопротивления каждой фазы (блок 1), а также состояния вы­

ключателей отдельных фаз (блок 7). При возникновении кача­

ний происходит блокирование измерений всех фаз дистанцион­

ной защиты. При возникновении КЗ в определеННЪIХ фазах на фоне качаний блокирование соответствующих фаз снимается,

давая возможность произвести отключение КЗ от дистанцион­

ной защиты. z..

Фиксация области действия УБК в плоскости Область

функционирования УБК в плоскости z. ограничивается внешней

характеристикой 2 (см. рис. 7.51,б), вход в которую фиксирует­

ся блоком 5 (рис. 7.55).

Измерение скорости ЛZ/дt обеспечивается блоком 2, контро­

лирующим отсутствие быстрого изменения вектора z.. Блок 3

контроля симметрии с учетом состояния выключателей (блок 7)

фиксирует симметричность измерений в трёх фазах. Блок 4 осуществляет контроль непрерывности траектории изменения z. (отсутствие разрывов в траекториях z. при качаниях).

Фиксация качаний (блок 11) происходит при соответствии критериям качаний траекторий Z. отдельных фаз (блоки 2, 3, 4,

1О), входе траекторий Z в область УБК (блок 5) и отсутствии сигнала отключения от защитных функций (блок 6).

Замедление в снятии сшнала блокирования (блок 12) не­ обходимо для предотвращения неправильного действия защиты в случаях возможных коммутаций во время качаний, когда крат­ ковременно не все критерии качаний выполняются вследствие скачкообразных изменений измеряемых величин.

Различпые возможности блокирования ступеней дистан­ ционной защиты (блок 8) позволяют в зависимости от конфи­ гурации сети, уставок защиты и концепции резервирования вы­ бирать ступени защиты, блокируемые при качаниях.

Контроль асwаронного режима. В зависимости от параме­ тров ЭС траектории Z. мoryr при качаниях (асинхронном ходе) существенно различаться (см. рис. 7.51,б).

Асинхронный режим (траектория 4) характеризуется, в отли­

чие от качаний (траектория 5), дальнейшим увеличением угла

<р между эквивалентными ЭДС, что соответствует выходу траек-

406

2

Рис. 7.55. Упрощенная структура УБК по принципу «ЛZ/Лt» [9]

тории z. из контролируемой УБК области в точке Zз при отри­

цательном значении активной составляющей измеряемого со­ противления z.. Таким образом, контроль знака R в зоне УБК в

совокупности с контролем входа и выхода в зону УБК дает ин­ формацию о проворотах эквивалентных ЭДС относительно друг друга. Указанное позволяет на основе структуры рис. 7.55 в не­

обходимых случаях контролировать число циклов асинхронного режима (блок 14) и вырабатывать сигнал отключения (блок 15).

На данной основе могут быть реализованы устройства автома­ тической ликвидации асинхронного режима в энергосистемах.

407

Общая координирующая программа.

Программный блок обеспечения функций защиты и авто­ матики

Цифровая обработка входных сигналов

Алгоритмы отдельных функций защиты и автоматики.

Логическая часть защиты.

409

Глава В

Функциональные элементы цифровой защиты и автоматики ВЛ

8.1. Структура программного обеспечения ЦРЗ