2. Расчет ступенчатых защит воздушных линий 110 – 220 кВ

2.1. Расчет дистанционной защиты

2.1.1. Характеристики и технические данные

В настоящем пособии приводится методика расчета трехступенчатой дистанционной защиты (Д3), составленные по [2].

Характеристики срабатывания реле сопротивления (РС) представлены на рис.2.1.

В цифровых защитах уставки устанавливаются отдельно по оси R и Х, поэтому сопротивление срабатывания защиты должно быть представлено в виде ортогональных составляющих

. (2.1)

При этом будет уставкой по осиХ. Уставка по оси R (охват защитой по оси R) должна включать кроме активного сопротивления линии в пределах зоны защиты , сопротивление дуги.

Рис. 2.1. Характеристики трехступенчатой микропроцессорной защиты

фирмы «ЭКРА»

Сопротивление дуги является нелинейным, зависит от величины тока КЗ и может быть определено по выражению

, (2.2)

где – длина дуги в метрах;– ток в месте КЗ, А.

Тогда уставка по оси R в первичных величинах будет равна:

.

В расчетах можно принять

. (2.3)

Сопротивление срабатывания реле сопротивления определяется по первичному сопротивлению срабатывания защиты по выражению

, (2.4)

где и– коэффициенты трансформации трансформаторов тока и напряжения.

Характеристика срабатывания каждой ступени РС (рис.2.1) представляет собой параллелограмм, верхняя сторона которого параллельна оси R и пересекает ось Х в точке с координатой Х_уст , а правая сторона наклонена под углом φ₁ к оси R и пересекает ее в точке с координатой R_уст (R_уст и Х_уст – уставки соответствующей ступени по активному и реактивному сопротивлениям: ,,и,,. Угол φ₁ выбирается равным углу полного сопротивления линий и опре6деляется из формулы:

.

Характеристики РС направленных ступеней ограничены с помощью двух отрезков, исходящих из начала координат под углами φ₂ и φ₃ (см. табл. 2.1). Отсчет всех углов производится от оси R против часовой стрелки.

Основные параметры ДЗ шкафа указаны в табл. 2.1.

Таблица 2.1.

Ступени	Диапазон изменения параметров
	Rуст (Ом на фазу)	Хуст (Ом на фазу)
I, II	0,2 ÷100 (Iном=5 А) 1 ÷500 (Iном=1 А)	0,2 ÷100 (Iном=5 А) 1 ÷500 (Iном=1 А)	45 ÷ 89	- 89 ÷ 0	91 ÷ 179
III				- 89 ÷ + 89

Характеристика РС дополнительной ненаправленной ступени имеет форму параллелограмма, смещенного в третий квадрат на величину не более 0,1 Х_уст, а ее уставки по R, X и φ₁ совпадают с аналогичными для РС направленой II ступени.

Время срабатывания РС при работе на угле линии электропередачи не более 0,025 с.

Коэффициент возврата РС для всех ступеней, определяемый при номинальном токе, находится в пределах 1,01 – 1,05. При расчетах брать k_в = 1,05.

2.1.2. Выбор сопротивлений срабатывания и проверка чувствительности реле сопротивления