лекции

81

Уставка выставляется дискретно в диапазоне 0,025–0,4 о. е. через

0,025.

• Расчет отключающего органа тока обратной последовательности

Расчет тока срабатывания реле отключения:

согласование с уставкой блокирующего органа тока обратной последовательности противоположного конца защищаемой линии производится по выражению:

Уставка выставляется дискретно в диапазоне 0,05–0,4 о. е. через 0,05. Чувствительность защиты проверяется при коротком замыкании в

конце защищаемого участка:

где Iк(2)2min – ток обратной последовательности, протекающий через защиту

при двухфазном коротком замыкании в конце защищаемой линии в минимальном режиме работы электрической системы;

Iк(1,1)2min – ток обратной последовательности, протекающий через защи-

ту при двухфазном коротком замыкании на землю в конце защищаемой линии в минимальном режиме работы электрической системы;

Iк(1)2min – ток обратной последовательности, протекающий через защиту

при однофазном коротком замыкании в конце защищаемой линии в минимальном режиме работы электрической системы.

81

уставка выставляется дискретно в диапазоне 1–2,5 о. е. через 0,5.

•Расчет отключающего органа напряжения обратной последовательности

Напряжение срабатывания защиты согласуется с уставкой блокирующего органа напряжения обратной последовательности противоположного конца защищаемой линии, В,

где кн – коэффициент надежности, равен 1,7 о. е.

82

83

Уставка реле, о. е.,

выставляется дискретно в диапазоне 1,5–5,0 о. е. через 0,5.

Проверка чувствительности органа проводится аналогично (2.7.12)

где U к2min – остаточное напряжение обратной последовательности в месте

установки защиты при однофазном (1), двухфазном (2) и двухфазном коротком замыкании на землю (1,1) в конце защищаемой линии электропередачи в минимальном режиме работы ЭС соответственно.

• Расчет блокирующего органа сопротивления Сопротивление срабатывания защиты, о. е.,

где Zсм – сопротивление смещения характеристики срабатывания реле,

равный –0,15 о. е.; ε – отношение осей эллипса характеристики срабатывания,

равное 0,7 о. е.;

кн – коэффициент нагрузки, равный 1,2 о. е.;

кв – коэффициент возврата реле сопротивления, равный 1,05–1,1 о.

е.;

α – разность между углами максимальной чувствительности реле сопротивления и нагрузки, электрические градусы,

α = ϕмч −ϕн,

где ϕмч – угол максимальной чувствительности реле сопротивления, рав-

ный (75+180)=255˚; ϕн – угол нагрузки, равный (26-32) + 180 = 210˚;

Сопротивление срабатывания реле, Ом,

к

Zср.бл = кI Zсз.бл , (2.7.20)

U

где кI – коэффициент трансформации трансформатора тока;

кU – коэффициент трансформации трансформатора напряжения. Уставка реле, %,

83

84

• Расчет отключающего органа сопротивления Сопротивление срабатывания защиты:

отстройка от нагрузки, Ом,

равный 75˚; ϕн – угол нагрузки, равный 26-32˚.

Отстройка от сопротивления срабатывания блокирующего органа со-

Уставка реле – процентное содержание витков обмотки промежуточного трансформатора, %,

где Zуст.мин – минимальная уставка реле, равна 2 Ом.

Чувствительность защиты: по сопротивлению

по току точной работы

84

85

где Iк(3)min – ток, протекающий через защиту при трехфазном коротком за-

мыкании в конце защищаемой линии электропередачи в минимальном режиме работы электрической системы;

Iтр – ток точной работы реле сопротивления.

• Расчет дополнительного органа сопротивления Сопротивление срабатывания защиты определяем:

отстройкой от короткого замыкания за трансформатором ответвления, Ом,

где кн1 – коэффициент надежности, равный 0,85–0,87 о. е.;

кн2 – коэффициент надежности, равный 0,78 о. е.

ктр – коэффициент токораспределения, о. е.,

I ( 3 )

ктр = Iк(3).max .w , (2.7.29)

к.max.тр

где Iк(3).max.w – ток, протекающий по защищаемой линии электропередачи при трехфазном коротком замыкании за трансформатором ответвления в максимальном режиме работы системы;

Iк(3).max.тр – ток, протекающий через трансформатор ответвления при трехфазном коротком замыкании за ним в максимальном режиме ра-

где Сб – коэффициент броска емкостного тока, определяющийся маркой трансформатора, равный 1,75 о. е.;

Хс1 – суммарное сопротивление прямой последовательности от бли-

85

86

к

Zср.доп = кI Zсз.доп, (2.7.31)

U

Уставка реле сопротивления, % ,

где Zуст.min – минимальная уставка реле сопротивления, равная 1,5 Ом.

•Расчет пускового органа тока обратной последовательности с торможением

Ток срабатывания защиты, А,

где кн – коэффициент надежности, равный 1,3 о. е.; кв – коэффициент возврата реле, равный 0,9 о. е.;

I 2нб – ток обратной последовательности небаланса, А,

уставка выставляется дискретно в диапазоне 0,024-0,4 о. е. через 0,025. Коэффициент торможения, %,

86

87

где кн – коэффициент надежности, равен 1,3 о. е.;

Iкачв – ток качания (2.29), приведенный ко вторичной стороне защиты, А,

Iкачв = Iкач кксх ;

I

– ток обратной последовательности небаланса вторичный

при качании в системе, А,

Уставка коэффициента торможения выставляется дискретно из диапа-

зона 37,5%; 10%; 15%.

• Расчет органа тока нулевой последовательности Ток срабатывания защиты определяется отстройкой от броска то-

ка намагничивания трансформатора, А,

где IномТР – номинальный ток трансформатора со стороны включения его в сеть, А,

Ток срабатывания реле, А,

к

IсрО = ксх IсзО , (2.7.41)

I

Уставка реле, о. е.,

выставляется в диапазоне (0,05-0,2; 0,2-0,8; 0,8-3,2) о. е. через 0,1.

Чувствительность проверяется коэффициентом

87

88

где Iк(1)min – ток, протекающий через защиту при однофазном коротком

замыкании в конце защищаемой линии в минимальном режиме работы системы.

2.7.4. ШКАФ ЗАЩИТ ШДЭ 2801

Шкаф защит типа ШДЭ 2801 предназначен для применения в качестве основной или резервной защиты воздушной линии электропередачи напряжением 110-220 кВ с двухсторонним питанием, а также в качестве резервной защиты ЛЭП 330 кВ, на которых не установлены устройства ОАПВ [4].

По сравнению с защитами типа ЭПЗ-1636 защиты шкафа ШДЭ 2801 обладают рядом отличий и новых возможностей:

современными характеристиками дистанционных и токовых органов в части лучшей отстройки от нагрузочных режимов; повышенной чувствительностью к удаленным коротким замыканиям;

лучшей отстройкой от качаний в энергосистеме, в том числе при наличии тяговой нагрузки;

меньшим потреблением мощности по вторичным цепям защит; возможностью дублирования защит; удобствами проверки; высоким быстродействием.

Структурная схема шкафа защит ШДЭ 2801 и ее описание

Шкаф ШДЭ 2801 содержит основной комплект защит, в состав которого входят:

трёхступенчатая дистанционная защита ( ДЗ), предназначенная для действия при всех видах многофазных коротких замыканий (трехфазных, двухфазных, двухфазных на землю);

токовая защита ( ТЗ), содержащая четырехступенчатую токовую защиту нулевой последовательности от коротких замыканий на землю ( ТЗНП) и токовую отсечку (МТО) от междуфазных коротких замыканий в качестве резервной защиты;

реле тока КА для устройства резервирования при отказе выключателей (УРОВ);

блок питания мощностью 50 Вт.

Структурная схема ШДЭ 2801 показана на рис.2.2.

Токовая защита шкафа ШДЭ 2801 включает в себя токовую защиту нулевой последовательности (ТЗНП) и междуфазную токовую отсечку (МТО). Четырехступенчатая направленная ТЗНП содержит по одному измерительному органу (ИО) тока в первой, второй, третьей ступенях, два в четвертой ступени, орган направления мощности двухстороннего действия, который выполнен двумя реле, и орган выдержки времени.

Междуфазная токовая отсечка (МТО) представляет собой устройство, контролирующее максимальные значения токов в фазах А и С.

88

89

Учитывая это, отстройка МТО от высших гармонических составляющих может быть обеспечена без частотных фильтров. Для сокращения амплитудной избыточности МТО выполнена не двумя реле, реагирующими на ток одной из подводимых фаз, а в виде многофазного односистемного реле, представляющего собой блок Т101 (рис.2.7.6).

В МТО предусмотрено три возможности регулировки уставки. В совокупности эти регулировки позволяют изменить уставку более 80 раз.

Измерительные органы защиты от замыкания на землю Органы тока ТЗНП реализованы посредством измерительных блоков типа Т102 и Т103 (рис. 2.7.6), которые подключены к блоку преобразователей тока и напряжения типа Д105, один из которых является общим датчиком сигналов для всех измерительных блоков ТЗНП.

Блок типа Д105 включает в себя промежуточные трансформаторы тока и промежуточный трансформатор напряжения. На выходе промежуточных трансформаторов тока включены активная нагрузка – делитель, реализованные на резисторах. К вторичной обмотке промежуточного трансформатора напряжения подключается фазоповоротная цепь, обеспечивающая требуемые углы максимальной чувствительности реле органа направления мощности (ОНМ).

Орган направления мощности нулевой последовательности Исполь-

зуемые для обеспечения направленности ТЗНП основного и резервного комплектов блоки М101, М104 выполнены на основе общих схемных решений, однако отличаются количеством и видом реализованных в них реле. Блок М101 содержит два реле: разрешающее, которое срабатывает при направлении мощности нулевой последовательности от шин к линии, и блокирующее, которое срабатывает при обратном направлении мощности. Необходимость применения двух видов реле ОНМ, каждое из которых сочетает в себе свойства реле тока, напряжения и сдвига фаз, обусловлена тем, что чувствительность разрешающего реле оказывается недостаточной (при установке ТЗНП вблизи мощных автотрансформаторов, так как сопротивление нулевой последовательности системы, приведенное к шинам подстанции защищаемой линии, мало). Однако блокирующее реле может быть использовано только в ступенях защиты, действующей с выдержкой времени, т.к. для обеспечения селективности защиты время срабатывания ступени должно превышать как время срабатывания, так и время возврата блокирующего реле. Кроме того, применение разрешающего реле более эффективно по надежности.

89

Рис. 2.7.6. Структурная схема шкафа защит ШДЭ 2801

90