Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование релейной защиты и автоматики. Учебное пособие
.pdf
61
вания под влиянием тока небаланса в дифференциальной цепи при
внешнем (сквозном) КЗ с током, равным тормозному току. Расчетное
выражение:
,
(7.13)
где
– коэффициент отстройки, принимается к
= 1,2; к
ПЕР
– коэффи-
циент, учитывающий повышение небаланса в переходном
режиме КЗ; ε = 0,1 – относительное значение полной погрешности ТТ в установившемся режиме (для ТТ класса
10Р принимается значение 0,1, для 5Р – 0,05);
– отно-
сительная погрешность цифровой реализации алгоритма
ДЗЛ, прежде всего, аналого-цифрового преобразователя
(АЦП) терминала,
= 0,04; к
– коэффициент сниже-
ния тормозного тока, определяемый для принятого способа
формирования тормозного тока по выражению:
(7.14)
Значение коэффициента к
, учитывающего увеличение погрешно-
сти ТТ в переходном режиме, следует принимать равным к
= 3,5 – 4,
причем большее значение соответствует коротким линиям, отходящим от мощных источников (где интенсивнее переходной процесс в
первичной цепи).
Коэффициент торможения к, определяющий наклон характери-
стики на третьем участке, рекомендуется принять в 1,5 раза больше,
чем к:
(7.15)
Полученное значение следует проверить на вхождение в диапазон
уставки: (20–180) %.
Когда определены ток
I
/
I
6
и наклон тормозной характеристики кl,
точка перехода с первого на второй участок характеристики однозначно находится из геометрических соотношений с учетом прохождения прямой второго участка через начало координат:
(7.16)
где – ток трансформатора прямой последовательности.
Уставка блокировки по второй гармонике дифференциального тока:
рекомендуемое значение уставки Iг2/Iг1 – 15 %, где Iг2 и Iг1 – токи второй
и первой гармоник. Необходимость ввода блокировки должна быть
обоснована расчетами тока срабатывания
I
/.
62
Проверяем чувствительность ДЗЛ-2. Чувствительность определя-
ется как отношение минимального тока при КЗ в зоне к выбранному
значению тока срабатывания
I
/:
. (7.17)
Нормативное значение коэффициента чувствительности: к > 1,5.
С учетом трехфазного выполнения защиты при несимметричных
КЗ в расчетах к берется максимальное значение из трехфазных токов.
Выдержка времени на срабатывание ступени принимается Т
=0.
Контрольные вопросы
1. Принцип действия дифференциальных защит в терминале
«Сириус-2ДЗЛ-02».
2. Как определяется ток срабатывания дифференциальной отсечки
(ДЗЛ-1)?
3. Как определяется ток срабатывания дифференциальной отсечки
(ДЗЛ-1) для линии с отпайками?
4. Как выполняется отстройка от суммарного тока нагрузки отпаек
с учетом самозапуска двигательной нагрузки?
5. Как выполняется отстройка от броска тока намагничивания при
постановке под напряжение трансформаторов отпаек?
6. Как выполняется отстройка ДЗЛ-2 с помощью тормозной харак-
теристики?
7. Как проверяется чувствительность ДЗЛ-2?
63
8. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ПОВТОРНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ
ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ ТЕРМИНАЛА «СИРИУС-3-ЛВ-03»
8.1. Выбор уставок для линии с односторонним питанием
Автоматическое повторное включение одиночных линий
Выбор выдержки времени однократного АПВ
Для одиночных линий с односторонним питанием время срабатыва-
ния устройства однократного АПВ t
апв1
, которое задается уставкой
«АПВ-Tanв,c» терминала «Сириус-3-ЛВ-03», выбирается по двум условиям:
1. Для того, чтобы повторное включение было успешным, необхо-
димо, чтобы выдержка времени на повторное включение была больше
времени деионизации, т. е.:
, (8.1)
где tд – время деионизации; t
зап
– время запаса, учитывающее непосто-
янство tд и временную погрешность АПВ.
Время деионизации в расчетах для сетей напряжением выше 35 кВ
рекомендуется принимать tд = 0,3–0,4 с; а время запаса – t
зап =
0,4–0,5 с.
2. Выдержка времени должна быть больше времени готовности
привода выключателя:
(8.2)
где tгп – время готовности привода, которое может изменяться в преде-
лах 0,2–1 с для разных типов приводов.
Время запаса в выражении (8.2) учитывает непостоянство tгп и вре-
менную погрешность АПВ.
Из первого и второго условий выбирается наибольшее значение.
Выбор выдержки времени однократного АПВ
В терминале «Сириус-З-ЛВ-03» время возврата АПВ регулируется
с помощью уставки «АПВ-Тгот,с».
Выдержка времени возврата АПВ выбирается исходя из следую-
щих условий:
1. Необходимо обеспечить, чтобы после АПВ на устойчивое КЗ
релейная защита, действующая с максимально возможным временем, успела снова отключить выключатель раньше, чем устройство
АПВ вернется в состояние готовности к новому действию. В про-
64
тивном случае возможны многократные включения выключателя.
Отсюда следует, что время готовности
, (8.3)
где
t
– максимальное время действия защиты после включения на
устойчивое повреждение;
t
– время отключения вы-
ключателя;
t
– принимается равным ступени селектив-
ности защиты линии.
2. Необходимо, чтобы после успешного АПВ новое действие
устройства происходило не ранее, чем это допускается по условиям работы выключателя. Опыт эксплуатации показал, что для однократного
трехфазного АПВ можно исходить из условия:
(8.4)
Выбор уставок двукратного АПВ
Двукратные АПВ необходимо применять на линиях, где неуспеш-
ное АПВ приводит к полному обесточению потребителей. К числу таких линий можно отнести: одиночные протяженные линии с односторонним питанием, отходящие от шин подстанций без постоянного дежурства персонала или телеуправления, а также ответственные линии
других типов, которые могут работать в режиме одностороннего питания. Для организации двух циклов АПВ в терминале необходимо задать
уставку «АПВ-Функция-2крат».
Выдержка времени для первого цикла АПВ выбирается, как для
однократного АПВ. Уставка по времени для второго цикла АПВ определяется следующим условием: выдержка времени должна превосходить уставку первого цикла АПВ и быть более 10–20 с с целью обеспечения необходимой подготовки выключателя к отключению третьего
КЗ в случае включения на устойчивое повреждение; она задается уставкой «АПВ-Тапв2,с».
Время автоматического возврата АПВ определяется по допустимым
условиям работы выключателя и обычно составляет не менее 60–100 с.
Автоматическое повторное включение параллельных линий
Для параллельных линий с односторонним питанием рекомендуется
применять на питающем конце «простое» однократное АПВ без контроля
по напряжению, на приемном конце – однократное АПВ с контролем наличия напряжения на линии, для того чтобы избежать суммарно двойного
включения выключателей на устойчивое КЗ внутри защищаемой линии.
65
Выбор уставки АПВ приемного конца
Защита, установленная на линии со стороны питания, действует с
большей выдержкой времени, а со стороны приемной подстанции – без
выдержки времени. Поэтому время срабатывания АПВ выбирается по
следующему выражению (рис. 8.1):
(8.5)
где t
защ(1в)
– время срабатывания медленнодействующей ступени защиты
выключателя 1 в случае отключения КЗ в точке К1;
t
защ(2в) –
время срабатывания быстродействующей ступени
защит выключателя 2 в случае отключения КЗ в точке К2;
t
в(2в)
– время включения выключателя 2.
Время деионизации и время запа-
са
принимаются такими же, как для
АПВ одиночных линий.
В том случае, если АПВ на прием-
ном конце выполняется с контролем
наличия напряжения на линии, выражение для расчета времени срабатывания
выглядит следующим образом:
+
(8.6)
где
– время срабатывания ускоренной ступени защи-
ты на выключателе 1; t
откл(1в)
– время отключения выключателя 1.
Большая выдержка времени для второго выключателя при выпол-
нении АПВ с контролем напряжения на линии обусловлена тем, что в
терминале контроль напряжения следует после набора выдержки времени АПВ (рис. 8.2).
Рис. 8.2. Упрощенная функционально-логическая схема работы АПВ
Рис. 8.1. Пример схе-
мы
66
Соответственно, после набора выдержки времени и получения сигнала «Разрешение на включение», т. е. выполнения условий АПВ, выдается команда на включение выключателя.
Выбор уставки АПВ питающего конца
Для выбора времени срабатывания АПВ, действующего на выключателе 1, необходимо рассмотреть случай КЗ в точке К2 (см. рис. 8.1).
Время срабатывания АПВ будет определяться следующим выражением:
(8.7)
8.2. Выбор уставок для линий с двухсторонним питанием
По обоим концам линии устанавливаются однократные АПВ.
Выключатель с одного из концов линии должен включаться первым.
Для этого его АПВ должно производиться либо без всякого контроля,
либо с контролем отсутствия напряжения на линии. АПВ на втором конце линии должно производиться либо с контролем наличия напряжения
на линии (если применяется несинхронное автоматическое повторное
включение (НАПВ)), либо с ожиданием синхронизма (АПВ ОС), либо с
улавливанием синхронизма (АПВ УС). В терминале «Сириус-З-ЛВ-03»
предусмотрена уставка «Контр. синхр. - Вид контр.», с помощью кото-
рой можно задать условия работы АПВ с контролем синхронизма или
наличия напряжения на линии и шинах. Данная уставка принимает следующие значения: «КНН» – контроль наличия напряжения на линии и
шинах; «УС» – включение от АПВ с улавливанием синхронизма; «ОС» –
включение от АПВ с ожиданием синхронизма; «УС+ОС» – совместное
использование улавливания и ожидания синхронизма при АПВ.
Со стороны, выключатель которой включается первым, следует применить ускорение защит после АПВ и контроль отсутствия напряжения
при вводе ускорения защит (такие возможности предусмотрены в терминале в группе «Ускорение при включении» уставкой «Контроль U»).
На выключателе, включаемом вторым, и определяется тип АПВ
(НАПВ, АПВ ОС, АПВ УС или АПВ ОС+АПВ УС). На нем обязательно применение контроля отсутствия напряжения при ускорении защит.
Это осуществляется переводом уставки «Уск. при вкл. Контроль U»
в положение «Вкл.».
67
Далее приводится выражения для расчета выдержки времени АПВ
выключателя, включаемого первым:
(8.8)
где t
защ(1в)
– наименьшая выдержка времени защиты первого выключа-
теля при отключении КЗ вблизи шин своей подстанции;
– максимальная выдержка времени защиты второго
выключателя, расположенного на противоположном конце
линии, действующего на отключение КЗ вблизи первого
выключателя;
– время отключения первого выклю-
чателя;
– время отключения второго выключателя;
– запас времени, учитывающий погрешности реле вре-
мени устройства АПВ и защиты (рекомендуемое значение
0,5–0,7 с); – время деионизации среды;
– время
включения первого выключателя.
Для выключателя, который включается вторым, выдержка времени
срабатывания АПВ выбирается по следующему выражению:
, (8.9)
где
– выдержка времени на срабатывание АПВ выключателя,
который включается первым;
– время, в тече-
ние которого введено ускорение защиты первого выключателя в случае отключения КЗ вблизи шин противоположной подстанции. Время ввода ускорения защиты
определяется по следующему выражению:
, (8.10)
где
t
– время действия защиты с ускорением первого выключателя.
Наличие в цепи пуска АПВ контроля отсутствия (наличия) напряжения не избавляет от необходимости учета разновременности действия защит по выражению (8.8), ибо отбор напряжения с линии производится
с одной фазы и напряжение может отсутствовать или присутствовать при
еще не отключенном выключателе противоположного конца (отбор
от поврежденной или неповрежденной фазы при однофазном КЗ).
Выдержку времени АПВ выключателя, включаемого первым после
аварийного отключения линии, следует рассчитывать согласно выражению (8.8).
68
Выдержку времени АПВ выключателя, включаемого вторым,
т. е. с контролем синхронизма или наличия напряжения на линии и шинах, следует рассчитывать согласно выражению (8.9), поскольку контроль синхронизма/напряжения осуществляется с помощью фазного/междуфазного напряжения и, следовательно, наличие синхронизма/напряжения может быть зафиксировано в неповрежденных фазах
при неуспешном АПВ противоположного конца линии.
При выборе уставок АПВ выключателя, включаемого вторым, следует исходить из следующего:
− НАПВ является самым простым и быстрым из возможных типов
АПВ. Однако при применении НАПВ следует проверить его допустимость с точки зрения быстроты ресинхронизации и допустимости электромеханических моментов для основного оборудования энергосистемы;
− при недопустимости НАПВ следует применять АПВ ОС на ли-
ниях с ограниченным числом обходных связей или АПВ УС на линиях
без обходных связей;
− существенным недостатком АПВ ОС является то, что оно рабо-
тает только при весьма небольших разностях частот (обычно порядка
0,2 Гц). Такие условия обычно бывают только на линиях с обходными
связями;
− АПВ УС работает при больших разностях частот (примерно до 2 Гц),
что делает его применимым на линиях без обходных связей. Однако
АПВ УС не срабатывает при полном отсутствии разности частот,
т. е. на линиях с многочисленными обходными связями.
Помимо перечисленных уставок, необходимо также задавать для
АПВ УС собственное время включения выключателя уставкой
«Контр. синхр. - Топ,с».
АПВ ОС применяется при наличии ограниченного числа обходных
связей. Рекомендуется применять АПВ ОС при скольжениях меньше
0,2 Гц.
69
Заключение
Рассмотрены основные вопросы проектирования максимальных
токовых, дистанционных и дифференциальных защит линий электропередач. Изложенный материал является очень важным для приобретения обучающимися соответствующих компетенций. Впервые рассмотрено проектирование релейной защиты на базе микропроцессорных
терминалов.
Имеются незначительные затруднения, связанные с ограниченными
возможностями расширения применения компьютерных технологий.
Для улучшения изучения данной дисциплины целесообразно применять дистанционные формы обучения при выполнении самостоятельной работы обучающимися, что улучшит контроль за этим процессом.
Развитие дисциплины будет продолжаться в направлении повышения уровня цифровизации. Необходимо будет разрабатывать методы
проектирования релейной защиты и автоматики для цифровых подстанций. Следующим важным направлением является отображение в
учебном процессе вопросов интеллектуализации в области автоматизации энергетики.
70
Рекомендуемая литература
1. Дроздов А.Д. Несимметричные переходные режимы в электриче-
ских системах и цепях релейной защиты. Новочеркасск: НПИ, 1977. 58 с.
2. Дьяков А.Ф, Платонов В.В. Основы проектирования релейной
защиты электроэнергетических систем. Москва: МЭИ(ТУ), 2000. 231 с.
3. Засыпкин А.С. Автоматизация энергетических систем. Общая
противоаварийная автоматика. Новочеркасск: ЮРГТУ(НПИ), 2008. 133 с.
4. Микропроцессорное устройство защиты «Сириус-2ДЗЛ-02».
Руководство по эксплуатации. Москва: ЗАО «РАДИУС Автоматика», 2018.
5. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 12. Дистанци-
онная защита линий 35–330 кВ. Москва: Энергия, 1966. 172 с.
6. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 12. Токовая
защита нулевой последовательности от замыканий на землю линий
110–500 кВ. Москва: Энергия, 1980. 87 с.
7. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 8. Поперечная
дифференциальная направленная защита линий 35–220 кВ. Москва:
Энергия, 1970. 60 с.
8. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 9. Дифферен-
циально-фазная высокочастотная защита линий 110–330 кВ. Москва:
Энергия, 1972. 112 с.
9. Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем. Москва:
Энергия, 1976. 531 с.
10. Шелест В.А., Цыгулев Н.И. Проектирование релейной защиты
и автоматики. Ростов-на-Дону: ДГТУ, 2018. 62 с.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]