Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Короткие замыкания и защита линий 0,4-35 кВ. II часть - 2110002 «Монтаж и наладка электрооборудования электрических станций, подстанций и линий электр
.pdf
Трехлинейные схемы отсечек на постоянном оперативном
токе аналогичны схемам, приведенным на рис. 1.2 и 1.5.
Все соображения о достоинствах и недостатках этих схем,
относятся и к схемам отсечек.
Так же как и максимальные защиты, отсечки выполняются
на постоянном и переменном оперативном токе, а также с помощью реле прямого действия по схемам, приведенным на рис.
1.20, 1.26, 1.30, 1.32.
Рис. 2.2- Однолинейная схема токовой отсечки:
а — мгновенной с t = 0; б — с выдержкой времени
Схемы отсечек с выдержкой времени полностью совпадают со
схемами максимальных защит с независимой выдержкой времени.
Схемы отсечек без выдержки времени отличаются от указанных схем максимальной защиты отсутствием реле времени.
Ниже рассматриваются способы выбора уставок различных
видов отсечек.
2-3. ОТСЕЧКИ МГНОВЕННОГО ДЕЙСТВИЯ НА
ЛИНИЯХ С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ
а) Ток срабатывания отсечки
По условию селективности с защитами остальной сети отсечка без выдержки времени (с t
= 0) не должна работать за
3
пределами защищаемой линии АВ (рис. 2.3). Ток срабатывания
мгновенной отсечки должен удовлетворять условию (2.2) при
к. з. в конце защищаемой линии АВ, т. е. в точке М (рис. 2.3).
51
Рис.2.3- Графический метод определения зоны действия мгновенной отсечки:
1 –максимальный ток I
; 2 – минимальный ток Iк
к
В соответствии с этим принимается, что
I c.з = k
зап Iк(М)макс ,
(2.2)
где
I
— максимальный ток к. з. в фазе линии при к. з. на
к(М)макс
шинах подстанции В (точка М на рис. 2.3);
k
— коэффициент запаса, учитывающий погрешность в рас-
зап
чете тока к. з. I
Ток к. з. I
к(М)макс
и погрешность в токе срабатывания реле.
к(М)макс
рассчитывается для таких режимов работы
системы и вида повреждения, при которых он оказывается наибольшим. Поскольку собственное время действия отсечки равно 0,02— 0,01 сек, то ток I
рассчитывается для начального
к(М)макс
момента времени (t=0) и принимается равным действующему
значению периодической составляющей. При расчете тока к. з.
генераторы замещаются сверхпереходным сопротивлением х
d
В схемах отсечки, где токовые реле действуют непосредственно на отключение без промежуточного реле, время действия отсечки может достигать одного периода (т. е. 0,02 с). В
этом случае следует учитывать апериодическую составляющую
тока к. з., умножая ток I
на коэффициент ka = 1,6 ¸ 1,8.
к(М)макс
У отсечек для защиты линий с токовыми реле типа РТ коэффициент запаса k
= 1,2 ¸ 1,3. Для отсечки с реле типа РТ-
зап
80, которые имеют погрешность в токе срабатывания 20—25%,
принимается повышенный k
52
= 1,5.
зап
11
.
Зона действия отсечки определяется графически, как показано на рис. 2.3. Обычно строятся кривые тока к. з. в зависимости от расстояния 1 до точки к. з. I
= f(l) для максимального и
к
минимального режимов (кривые 1 и 2 на рис. 2.3), и по точке
пересечения их с прямой I
максимальном и минимальном режимах (АN
находится конец зоны отсечки в
с.з
и АN2 ).
1
Зона действия отсечки зависит от характера (крутизны кривой) спада тока по длине линии. Чем больше различаются токи
I
при к. з. в начале и конце линии, тем больше получается зона,
к
охватываемая отсечкой.
Зону действия отсечки можно также определить по формуле
% =
х
отс
100 Ec
х
(
л Iс.з
– х
, (2.3)
(
с
где
х
— зона действия отсечки, выраженная в процентах от
отс
сопротивления защищаемой линии;
х
— сопротивление защищаемой линии;
л
х
— сопротивление системы (см. рис. 2.1),
с
I
— ток срабатывания отсечки, выбранный согласно (2.2).
с.з
Правила устройства электроустановок рекомендуют применять отсечку, если ее зона действия охватывает не меньше 20 %
защищаемой линии. При схеме работы линии блоком с трансформатором (рис. 2.4) отсечку отстраивают от тока к. з. при к. з.
за трансформатором в точке К
.
1
В этом случае отсечка защищает всю линию и оказывается
весьма эффективной.
Рис. 2.4- Зона действия отсечки блока линия — трансформатор
53
Вследствие простоты отсечки она применяется в качестве
дополнительной защиты при зоне действия, меньшей 20 %,
если основная 3 линии имеет мертвую зону.
б) Время действия отсечки
Время действия мгновенной отсечки складывается из времени срабатывания токовых и промежуточного реле (рис. 2.2, а).
При быстро действующих промежуточных реле (0,02 с) отсечка срабатывает в течение t = 0,04 ¸ 0,06 с. Промежуточное
реле облегчает работу контактов токовых реле и позволяет не
учитывать апериодическую составляющую тока к. з., поскольку
последняя затухает очень быстро (за 0,02—0,03 с).
На линиях, защищенных от перенапряжении трубчатыми разрядниками, отсечка может срабатывать при их действии. Время
работы разрядников составляет около 0,01—0,02 с. При каскадном действии разрядников оно увеличивается до 0,04—0,06 с.
Применением промежуточного реле с временем действия t = 0,06
+ 0,08 с. удается отстроить отсечку от работы разрядников.
2-4. НЕСЕЛЕКТИВНЫЕ ОТСЕЧКИ
Неселективной отсечкой называется мгновенная отсечка,
действующая за пределами своей линии. Такая отсечка применяется для быстрого отключения к. з. в пределах всей защищаемой линии в тех случаях, когда это необходимо для сохранения
устойчивости. Неселективное действие отсечки при к. з. вне
линии исправляется при помощи АПВ, включающего обратно
- неселективно отключившуюся линию.
Пример применения неселективной отсечки приведен на
рис. 2-5.
54
Рис. 2.5- Неселективная отсечка в сочетании с АПВ
Для сохранения устойчивости работы генераторов ГЭС А на
линии Л1 установлена отсечка 1, неселективная по отношению
к защите трансформаторов. Ток срабатывания отсечки 1 отстраивается от конца зоны отсечек 2 и З, установленных на трансформаторах Т2 и ТЗ, т. е. I
=(1,1 ¸ 1,2) I
с.з1
с.з2
(или I
). При такой
с.з3
уставке отсечка 1 охватывает защищаемую линию Л1, но не выходит за пределы трансформаторов Т2 и ТЗ.
При к. з. в каком-либо трансформаторе, например ТЗ, в пределах зоны действия отсечки 1, последняя срабатывает одновременно с отсечкой поврежденного трансформатора, поскольку их время действия одинаково (t=0). В результате этого, кроме
трансформатора Т3, неселективно отключается линия Л1. При
этом пускается АПВ, которое включает обратно- неселективно
отключившуюся линию Л1 и восстанавливает, таким образом,
питание подстанции В.
2-5. ОТСЕЧКИ НА ЛИНИЯХ
С ДВУСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ
На линии с двусторонним питанием мгновенная отсечка не
должна действовать при к. з. за пределами защищаемой линии
(в точках К
и Кв на рис. 2.6).
А
Рис. 2.6- Мгновенные отсечки на линии с двусторонним питанием
55
Исходя из этого, ток срабатывания выбирают большим тока
I
, проходящего от генераторов А при к. з. на шинах В, и тока
КА
I
проходящего от генераторов В при к. з. на шинах А (рис.
КВ,
5.6). Ток срабатывания вычисляется по выражению (2.2), где
вместо I
подставляется больший из токов IКА или IКВ.
к( М)макс
При наличии двустороннего питания линии по ней могут
проходить токи, обусловленные качаниями генераторов А относительно генераторов В. Во избежание неправильной работы отсечки при качаниях ее ток срабатывания должен отстраиваться и от токов качания I
, для чего I
кач
должно удовлетворять
с.з
одновременно с (2.2) условию
I
с.з
= k
зап Iкач. макс
(2.4)
где.
k
= 1,2 ¸ 1,3.
зап
Максимальное значение I
определяется с некоторыми до-
кач
пущениями по формуле:
I
кач. макс
= 2E/ x
AB
где
Е - э. д. с. генераторов А и В, для упрощения Е
ются равными: Е Е
= ЕВ = Е = 1,05 U
А
, хAВ — суммарное со-
ген
и Ев счита-
А
противление от генераторов А до генераторов В, равное сумме
х
+ хс + хrВ, при этом х
гА
х
— сверхпереходные сопротивления генераторов А и В
гВ
11
(х
),
d
х
— сумма сопротивлений всех остальных элементов, вклю-
c
гА
и
ченных между шинами генераторов А и В.
Ток срабатывания выбирается большим из двух значений,
полученных по условиям (2.2) и (2.4). На линиях с двусторонним питанием отсечки ставятся с обеих сторон линии. Очевидно, что ток срабатывания отсечек на обоих концах линии получается одинаковым. Зона действия каждой отсечки определяется по точке пересечения N прямой тока I
с соответствующей
с.з
кривой тока к. з. Схема отсечки на линии с двусторонним питанием ничем не отличается от схемы на рис. 2.2, а.
56
2-6. ОТСЕЧКИ С ВЫДЕРЖКОЙ ВРЕМЕНИ
Мгновенная отсечка защищает только часть линии; чтобы
выполнить защиту всей линии с минимальным временем действия, применяется отсечка с выдержкой времени (рис. 2.2, б).
Зона и время действия такой отсечки 1 (рис. 2.7, а, б) согласуются с зоной и временем действия мгновенной отсечки 2 так,
чтобы была обеспечена селективность.
Для выполнения этих условий время действия t
(рис. 2.7) выбирается на ступень Δt больше t
t
З1
= t
Δt (2.5)
З2 +
отсечки 2:
з2
Практически в зависимости от точности реле время отсечки 1
t
= 0,3 ¸ 0,6 с.
з
Зоны действия отсечек 1 и 2 согласуются между собой при
условии, что зона действия отсечки 1 должна быть короче зоны
работы отсечки 2 (рис. 2.7, в).
отсечки 1
з1
Рис. 2.7- Выбор I
отсечки с выдержкой времени на линии
с.з
с односторонним питанием
57
В сети с односторонним питанием ток, проходящий через
защиты 1 и 2 при к. з. на линии Л2 (точка К), одинаков. Поэтому
согласование зон действия защит 1 и 2 можно обеспечить, выбрав I
с.з1
> I
с.з2
.
При таком соотношении токов срабатывания защит отсечка
1 не будет действовать, если ток к. з. недостаточен для действия
отсечки 2. Исходя из этого, принимаем:
I
с.з1 = kзап Iс.з2
Коэффициент запаса k
. (2.6)
берется равным 1,1—1,2.
зап
Зона действия отсечки 1 (АN на рис. 2.7, а) находится, как и
в предыдущих случаях, графически для максимального и минимального режима по точке пересечения N.
В сети с двусторонним питанием токи I
через отсечки 1 и 2, неодинаковы (рис. 2.8). Ток I
как I
= Iк1 + I
к2
. С учетом этого согласование зон отсечек 1 и
к3
и Iк2 , проходящие
к1
> I
к2
, так
к2
2 обычно выполняется графическим способом. Для этой цели
(рис. 2.8) строится зависимость I
к. з.: I
= f(l).
к
По пересечению прямой 1
и Iк2 от расстояния 1 до точки
к1
с кривой 1
с.з2
(точка М) опреде-
к2
ляется конец зоны действия отсечки 2. От точки М необходимо отстроить отсечку 1. Для этого по кривой I
I
проходящий в защите 1 при к. з. в конце зоны отсечки 2
к1(М),
, находится ток
к1
(точка М). В соответствии с условием (2.2)
I
с.з1 = kзап Iк1(М)
Расчет ведется при максимальном значении тока I
мальном значении тока I
Ток I
должен быть отстроен также и от тока I
с.з
(2.6а)
.
к2
, и мини-
к1
при к. з. на
кА
шинах подстанции А. Зона действия отсечки 1 определяется по
точке пересечения I
и Iк1, т. е. по точке N.
с.з1
Схемы отсечки с выдержкой времени выполняются так же,
как и схемы максимальных защит с независимой характеристикой (рис. 1.2). Токовая отсечка с выдержкой времени охватывает
полностью защищаемую линию и частично следующий участок.
58
Рис. 5.8- Выбор I
отсечки с выдержкой времени на линии с двусторонним
с.з
питанием
2-7. ТОКОВАЯ ТРЕХСТУПЕНЧАТАЯ ЗАЩИТА
Сочетая максимальную защиту с мгновенной отсечкой и
отсечкой с выдержкой времени, можно получить трехступенчатую защиту, обеспечивающую быстрое отключение повреждений на защищаемой линии Л1 и резервирующую защиту 2
следующего участка.
Рис. 2.9. Характеристика трехступенчатой токовой защиты
Характеристика времени действия трехступенчатой токовой
защиты показана на рис. 2.9. Протяженность зон меняется в зависимости от режима работы системы.
59
2-8. ОЦЕНКА ТОКОВЫХ ОТСЕЧЕК
Токовые отсечки мгновенного действия являются самой
простой защитой. Быстрота их действия в сочетании с простотой схемы и обслуживания составляет весьма важное преимущество этих защит.
Недостатками мгновенной отсечки являются: неполный охват зоной действия защищаемой линии и непостоянство зоны
действия под влиянием сопротивлений в месте повреждения и
изменений режима системы, однако последнее не оказывает существенного влияния в мощных энергосистемах.
Отсечка с выдержкой времени позволяет обеспечить достаточно быстрое ( t » 0,5 с) отключение повреждений на защищаемой линии. Сочетание отсечек и максимальной защиты позволяет получить трехступенчатую защиту, которая во многих
случаях успешно заменяет более сложные защиты.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]