ИДЗ / Абдуллаев 5А6А РЗ ИДЗ5

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Энергетический институт

Направление − 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Отчет

по индивидуальному заданию №5

упрощеная методика расчета уставок дистанционной защиты двухцепной линии 220 кВ

Вариант

1

Студент гр. 5А6А	___________________ (подпись)	Абдуллаев Б.С.
Руководитель	___________________ (подпись)	Гречушников В.В.

Томск – 2019

1. Изобразите в масштабе на комплексной плоскости сопротивление линии W₁ и эквивалентное сопротивление параллельных линий W₃, W₄.

2. Рассчитайте уставки 1-ой ступени, дистанционной защиты ДЗ первой линии. Рассчитайте уставки 2-ой, 3-ей ступеней с учетом и без учета подпитки от источника S₂.

3. Изобразите на комплексной плоскости характеристики сопротивления для 1-ой ступени, для 2-ой, 3-ей ступеней изобразите оба варианта расчета, с учетом и без учета подпитки от источника S₂.

4. Полагая линии W₂, W₄ выключенными рассчитайте фактическое сопротивление между ДЗ1 и точкой КЗ на шинах С и сопротивление, измеренное с учетом подпитки от источника S₂. Постройте зависимости измеренных сопротивлений от фактических (от длины линий).

Удельные сопротивления воздушных линий: R₀ = 0,1 Ом/км, Х₀ = 0,4 Ом/км.

Схема сети: две двухцепные линии, соединенные параллельно, с двухсторонним питанием и промежуточной подпиткой от системы .

Рисунок 1 – Схема учебной энергосистемы

ДЗ – дистанционная защита,

– воздушные линии 220 кВ,

– переходные сопротивления, учитывающие сопротивление электрической дуги в месте КЗ, Ом

Рисунок 2 – Схема замещения учебной энергосистемы

Таблица 1 – Исходные данные

Вариант	l1 = l2	l3 = l4	ZS1 = jxS1	ZS2 = jxS2	ZS3 = jxS3	ZW1,W2	ZW3,W4
	км	км	Ом	Ом	Ом	Ом	Ом
1	50	40	8	1,6	2	5+j20	4+j16

1. Сопротивление линии W₁ и эквивалентное сопротивление параллельных линий W₃, W₄ изображены на рисунке 3

Рисунок 3 – Сопротивление линий на комплексной плоскости

2. Рассчитаем уставки ДЗ 1, линия 2 отключена.

Уставка 1-ой ступени, дистанционной защиты ДЗ первой линии.

Z_I =K_отс1Z_W1 = K_отс1 (R_W1 +jX_W1) = 0,85(5 +j20) = 4,25 + j17 Ом.

K_отс1 = 0,85 – коэффициент отстройки.

Выдержка времениt₁= (0,01 – 0,05 с)

Уставка 2-ой ступени, дистанционной защиты ДЗ первой линии без учета подпитки, линия 2 отключена

Z_II =K_отс2(Z_W1 + 0,5Z_W3) = 0,9(5 +j20 + 0,5(4 + j16) = 6,3 + j25,2 Ом.

K_отс2 = 0,9.

Выдержка времени t₂= (0,3 – 0,6 с)

Уставка 2-ой ступени, дистанционной защиты ДЗ первой линии с учетом подпитки

Z_II =K_отс2(Z_W1 + 0,5Z_W3(1 + I_S2/ I_S1)) = 0,9(5 +j20 + (4 + j16)(1 + 14.479/3.999)) =

= 12,818 + j51,27 Ом.

где

I_S1 = ==1,888 – j3.525 кА,

I_S2 = == 5,942 – j13,203 кА.

Уставка 3-ей ступени, дистанционной защиты ДЗ первой линии без учета подпитки

Z_III =K_отс3(Z_W1 + Z_W3) = 1,1(5 +j20 + 4 + j16) = 9,9 + j39,6 Ом.

K_отс3 = 1,1.

Уставка 3-ой ступени, дистанционной защиты ДЗ первой линии с учетом подпитки

Z_III =K_отс3(Z_W1 +Z_W3(1 + I_S2/ I_S1)) = 1,1(5 +j20 + (4 + j16)(1 + 14,478/3,999)) =

= 25,832 + j103,327 Ом.

3. Характеристики сопротивления для 1-ой ступени, для 2-ой, 3-ей ступеней представлены на рисунке 4.

Рисунок 4 – Характеристики реле сопротивления дистанционной защиты

4. Если линии W₂, W₄ выключены, то фактическое сопротивление между ДЗ1 и точкой КЗ на шинах С равно

Z_ф.= Z_W1 +Z_W3 = 5 +j20 + 4 + j16 = 9 + j36 Ом.

|Z_ф.| = 37,108 Ом.

Сопротивление, измеренное с учетом подпитки от источника S₂.

U_A/I_S1 = Z_изм.= Z_W1 + Z_W3 (1 + I_S2/ I_S1) = 5 +j20 + (4 + j16)(1 + 14,479/3,999)) =

= 23,483 + j93,934 Ом, | Z_изм.| = 96,825 Ом.

Зависимости измеренных сопротивлений от фактических представлены на рисунке 5.

Рисунок 5 – Эпюра сопротивления, измеренного реле, с учетом подпитки и без.

Выводы

1. При КЗ на шинах В должна сработать 2-ая ступень ДЗ1.

2. посередине линии 3 при включенной линии 4 – 2-ая ступень ДЗ1,

посередине линии 3 при выключенной линии 4 – 3-я ступень ДЗ1,

на шинах С – 3-я ступень ДЗ1.

3. Для заданного варианта режима учитывать подпитку от источника 2 при расчете уставок 2, 3-ей ступеней не следует, так как в этом случае характеристики охватывают слишком большую зону, что может привести к излишним срабатываниям.