4.4.2. Расчёт трёхступенчатых дистанционных защит отходящих линий 110 кВ

Расчёт ведём в соответствии с указаниями, приведёнными в [12]:

1. Первичное сопротивление срабатывания первой ступени защиты выбирается из условия отстройки от металлического КЗ на шинах подстанции на противоположном конце линии:

, (4.32)

где − сопротивление защищаемой линии;

−коэффициент надёжности.

Первая ступень, как правило, выполняется без выдержки времени, то есть с, и на чувствительность не проверяется.

2. Первичное сопротивление срабатывания второй ступени защиты принимается меньшим из двух значений, полученных по условиям:

1) отстройки от сопротивления срабатывания первой ступени защиты следующей линии:

, (4.33)

где − коэффициент надёжности;

−сопротивление первой (защищаемой) линии;

; ;

−коэффициент токораспределения, учитывающий

неравенство токов в месте повреждения и в месте установки защиты;

−ток КЗ в защищаемой линии (протекающий по защите);

−ток КЗ в следующей линии (в месте повреждения);

−сопротивление первой ступени защиты следующей линии.

2) отстройки от КЗ на стороне НН трансформатора:

, (4.34)

где − сопротивление трансформатора;

−коэффициент токораспределения, то есть отношение

тока КЗ, протекающего по защите, к току КЗ, протекающему по

трансформатору, при КЗ за трансформатором.

Выдержка времени второй ступени выбирается на ступень селективности больше времени срабатывания первой ступени дистанционной защиты следующей линии и быстродействующих защит трансформаторов, то есть:

, (4.35)

или ,

где − время срабатывания первой ступени дистанционной защиты

следующей линии (как правило, с);

−время срабатывания быстродействующих защит трансформатора,

от которого производим отстройку;

с − ступень селективности.

При этом выбирается большее время срабатывания.

Вторая ступень защиты должна удовлетворять требованиям чувствительности в соответствии с выражением:

, (4.36)

где − сопротивление срабатывания второй ступени защиты;

−сопротивление защищаемой линии.

Считается достаточным, если .

3. Первичное сопротивление срабатывания третьей ступени защиты определяется отстройкой от нагрузочного режима:

, (4.37)

где ;

−максимальный рабочий ток линии (по табл. 3.2);

.

Выдержку времени третьей ступени определяют, как и для токовых направленных защит, по встречно-ступенчатому принципу, то есть:

, (4.38)

где − максимальная выдержка времени защит следующего участка.

Третья ступень должна обладать достаточной чувствительностью. При коротком замыкании в конце защищаемой линии согласно ПУЭ необходимо иметь . При повреждении в конце смежных элементов согласно ПУЭ желательно, чтобы. Для получения таких коэффициентов чувствительности в ряде случаев используют пусковые органы сопротивления со сложной характеристикой срабатывания [6]. При этом чувствительностьтретьей ступени защиты при повреждении в конце смежных элементах можно оценивать по выражению:

, (4.39)

где − сопротивление смежного элемента (резервируемого).

Для линий «Падунская – Гидростроитель» 1,2:

1. Параметры срабатывания первой ступени защиты:

Ом;

2. Параметры срабатывание второй ступени защиты:

В соответствии с условиями выбора сопротивления срабатывания второй ступени, будем вести отстройку от сопротивления срабатывания первой ступени защиты линии «Падунская – Западная», как наиболее протяжённая (для большей чувствительности) и от КЗ на шинах НН автотрансформатора (АТ1 или АТ2), установленного на подстанции Падунская. При этом в соответствии со схемой замещения (рис. 3.1) коэффициенты токораспределения можно принять равными 1. Сопротивление срабатывания первой ступени защиты линии «Падунская – Западная», составляет Ом. Сопротивление обмотки НН автотрансформатора, приведённое к напряжению ступени 115 кВ, составляетОм, тогда:

1) Ом;

2) Ом.

Таким образом, принимаем для выбора сопротивления срабатывания второй ступени защиты линий «Падунская – Гидростроитель» 1,2 меньшее из найденных двух, то есть Ом.

Выдержку времени принимаем с. Для предотвращения возможного излишнего срабатывания при коротком замыкании в пределах второй ступени защиты рекомендуется увеличить выдержку времени [6] и принятьс.

Определим чувствительность второй ступени защиты:

, то есть чувствительность защиты второй ступени удовлетворяет требованиям ПУЭ.

3. Параметры срабатывания третьей ступени защиты:

А (по табл. 3.2);

Ом;

Ом.

Определим выдержку времени третьей ступени в соответствии с имеющимися данными о защитах смежных элементов:

с.

Оценим чувствительность третьей ступени защиты при КЗ в конце защищаемой линии по выражению (4.36):

, то есть согласно ПУЭ третья ступень защиты при КЗ в конце защищаемой линии проходит по чувствительности.

Оценим чувствительность третьей ступени защиты при КЗ за автотрансформатором, установленном на подстанции Падунская (при КЗ на шинах ВН):

, то есть согласно ПУЭ третья ступень защиты при КЗ в конце смежного элемента проходит по чувствительности.

Последующие расчёты для остальных линий напряжением 110 кВ сведены в таблицу 4.2.