Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения (стр. 10 )

4.7. Автоматическое повторное включение

В соответствии с «Правилами устройства электроустановок» на всех линиях рассматриваемой сети устанавливаются устройства АПВ (при выполнении курсовой работы предусматриваются трехфазные АПВ). Автоматическое повторное включение линий выполняется либо без проверки синхронизма (несинхронное АПВ), либо с контролем отсутствия напряжения и проверкой синхронизма, а также устройства имеют выдержку времени на включение, определяемую условиями избирательности.

Выбор типа АПВ. На линиях с двухсторонним питанием выбор типа АПВ производится на основе оценки кратности тока в генераторах при несинхронном включении линии. Для проверки этого условия рассматриваются такие режимы, при которых ток несинхронного включения будет наибольшим. Если толчок тока несинхронного включения допустим для генераторов, применяют АПВ без проверки синхронизма, если недопустим – применяют АПВ с контролем отсутствия напряжения и проверкой синхронизма. Для линий с односторонним питанием применяют несинхронное АПВ.

Для линий с двухсторонним питанием (АБ и БВ) тип АПВ определяется по наиболее неблагоприятному случаю: несинхронному включению линии БВ при отключении одного блока станции А.

1. Определяется по (2.11) и схеме замещения рис. 4.2 ток несинхронного включения

 кА,

где  Ом.

2. Ток несинхронного включения, протекающий через один генератор

 кА.

3. Находится минимальный ток генератора, приведенный к расчетной ступени напряжения

 кА.

4. Определяется толчок тока несинхронного включения, кратность которого не должна превышать 5 для турбогенераторов и 3 для гидрогенераторов

.

Таким образом, на линиях АБ и БВ применяется АПВ без проверки синхронизма.

Выдержка времени АПВ на линиях с двухсторонним питанием. Эта выдержка времени должна согласовываться с временем действия релейной защиты противоположного конца линии при КЗ в расчетной точке: замыкание у шин подстанции, где установлено АПВ. В этом случае на стороне, где установлено АПВ, действуют без выдержки времени первые ступени защит, а на противоположном конце линии действуют вторые ступени защит, чувствительные к КЗ в конце линии. Поскольку пуск АПВ осуществляется от несоответствия положений выключателя и ключа управления, то АПВ запускается сразу после действия защиты, и поэтому выдержка времени должна быть согласована с временем действия вторых ступеней защит противоположного конца линии. Это необходимо для исключения неуспешного АПВ на горящую электрическую дугу, поддерживаемую током противоположного конца линии. При согласовании выдержек времени АПВ и релейной защиты необходимо учитывать время включения выключателя , время отключения выключателя противоположного конца линии, а также ступени селективности  с, учитывающей время деионизации разрядного канала в месте КЗ и необходимый запас. Время отключения выключателей различных типов обычно составляет 0,06–0,08 с., а время включения выключателей – 0,1–0,3 с (при выполнении курсовой работы с запасом в сторону избирательности можно принять  с,  с).

Для линии с двухсторонним питанием (АБ и БВ) выдержка времени определяется для каждого конца линии.

1. Для линии АБ со стороны подстанции А (расчетная точка К1)

 c,

где = 1,3 – наибольшее время срабатывания II ступени защиты подстанции Б.

2. Для линии АБ со стороны подстанции Б (расчетная точка К3)

 с.

3. Для линии БВ со стороны подстанции Б (расчетная точка К3)

 с.

4. Для линии БВ со стороны подстанции В (расчетная точка К5)

 с.

Выдержка времени АПВ на линиях с отпайками. В рассматриваемой сети это линия БВ, для которой выдержка времени АПВ должна согласовываться со временем действия защиты короткозамыкателя (), отделителя () приемной подстанции. Для линии БВ защиты питающих сторон не чувствительны к КЗ на стороне НН подстанции, и время действия защиты трансформатора и короткозамыкателя не учитывается. При включении короткозамыкателя выбор выдержки времени АПВ зависит от времени и порядка действия земляных защит линии БВ.

1. Для линии БВ со стороны подстанции Б расчетным является случай, когда первоначально действует II ступень защиты подстанции Б (точка K10, минимальный режим), а первая ступень защиты подстанции В действует в каскаде , табл. 4.2, точка № 10, ветвь № 13)

с.

2. Для линии БВ со стороны подстанции В расчетным является случай действия I ступени защиты подстанции В (точка К10, максимальный режим), и при выборе уставки АПВ учитывается время действия второй ступени защиты подстанции Б (, табл. 4 2, точка № 10, ветвь № 12)

c.

Таким образом, для линии БВ выдержка времени АПВ со стороны подстанции Б определяется условием 3 как для линии с двухсторонним питанием ( с), а со стороны подстанции В определяется условием 2 как для линии с отпайкой ( с).

4.8. Схема размещения релейной защиты и автоматики

На основании произведенных расчетов уставок релейной защиты и автоматики выбираются принципы выполнения защиты сети. Принятые к установке устройства и их уставки отражают на схеме размещения релейной защиты и автоматики. Такие схемы позволяют проверить правильность расчетов уставок, оценить принципы выполнения, а также анализировать порядок работы защиты и автоматики при КЗ.

Выполненные расчеты показывают, что для рассматриваемого участка сети в качестве основных защит на параллельных линиях могут быть применены дифференциально-фазные высокочастотные защиты (ДФЗ) или поперечная дифференциальная направленная защита (ПДНЗ). С целью упрощения защиты в качестве основной защиты параллельных линий принята ПДНЗ. При работе одной из параллельных линий с целью обеспечения быстродействия основной принята защита ДФЗ.

В качестве резервных защит от междуфазных повреждений на линиях АБ и БВ приняты к установке трехступенчатые дистанционные защиты, СВ – защита сопротивления с выдержкой времени).

В качестве резервных защит от замыканий на землю на линиях АБ и БВ предусмотрены трех - и четырехступенчатые направленные защиты нулевой последовательности.

В качестве дополнительных защит на линиях АБ и БВ со стороны подстанции В применены токовые отсечки. На тупиковой линии к подстанции Г установлены в качестве основных защит: двухступенчатая максимальная токовая защита с выдержкой времени от междуфазных КЗ и одноступенчатая направленная токовая отсечка нулевой последовательности от замыкании на землю.

Принятые уставки дистанционных и земляных защит в целом обеспечивают ближнее и дальнее резервирование. Исключение составляет режим каскадного отключения КЗ у шин подстанции Б и отказа выключателя этой линии на подстанции А, когда дистанционная защита параллельной линии со стороны подстанции Б оказывается нечувствительной. Последнее требует установки на подстанции А устройства резервирования отказа выключателя (УРОВ). Отметим, что согласно «Правилам устройства электроустановок», на всех крупных подстанциях 220 кВ (А, Б, В) предусматриваются УPOB. Выключатели всех линии оборудуются устройствами трехфазного несинхронного АПВ однократного действия.

Список использованной и рекомендуемой литературы

1.  Правила устройства электроустановок. – М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2003. – 648 с.

2.  Дьяков,  проектирования релейной защиты электроэнергетических систем: учеб. пособие / ,  . – М.: Издательство МЭИ, 2000. – 248 с.

3.  Электротехнический справочник: В 4 т. Т. 3. Производство, передача и распределение электрической энергии / Под. общ. ред. профессоров МЭИ и др.(гл. ред. ) – 9-е изд., стер. – М.: Издательство МЭИ, 2004. – 964 с.

4.  Руководящие указания по релейной защите. Вып. 11. Расчет токов короткого замыкания для релейной защиты и автоматики в сетях 110–750 кВ. – М.: Энергия, 1979. – 152 с.

5.  Руководящие указания по релейной защите. Вып. 7. Дистанционная защита линий 35–330 кВ. – М.: Энергия, 1966. – 172 с.

6.  Руководящие указания по релейной защите. Вып. 12. Токовая защита нулевой последовательности от замыканий на землю линий 110–500 кВ. Расчеты. – М.: Энергия, 1980. – 88 с.

7.  Руководящие указания по релейной защите. Вып. 10. Высокочастотная блокировка дистанционной и токовой направленной нулевой последовательности защит линий 110–220 кВ. – М.: Энергия, 1975. – 76 с.

8.  Руководящие указания по релейной защите. Вып. 8. Поперечная дифференциальная направленная защита линий 35–220 кВ. – М.: Энергия, 1970. – 56 с.

9.  Руководящие указания по релейной защите. Вып. 9. Дифференциально-фазная высокочастотная защита линий 110–330 кВ. – М.: Энергия, 1972. – 114 с.

10.  Устройства дистанционной и токовой защит типов ШДЭ 2801 и ШДЭ 2802. [и др.] – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 140 с.

Оглавление

Предисловие………………………………………………………..	3
Глава 1. Общие положения при проектировании релейной защиты электрических сетей…………….………………………….	4
1.1. Структура, классификация и основные проектные требо-вания к устройствам релейной защиты……………………………	4
1.1.1. Структура устройств релейной защиты………………	4
1.1.2. Классификация защит электрических сетей…………..	6
1.1.3. Требования, учитываемые при проектировании защит…	7
1.2. Исходные данные для проектирования………………..….	9
1.2.1. Номенклатура устройств релейной защиты…………..	9
1.2.2. Исходные данные сети…………………………………	13
1.2.3. Основные режимы сети…………………………………	14
1.3. Расчет токов короткого замыкания………………………..	15
1.3.1. Общий порядок расчета……………………………….	15
1.3.2. Составление схемы замещения прямой (обратной) последовательности…………………………………………………	16
1.3.3. Составление схемы замещения нулевой последовательности……………………………………………………………	17
1.3.4. Выбор расчетных режимов и вычисление токов короткого замыкания………………………………………………..	21
1.3.5. Определение параметров отдельных последовательностей, подводимых к защите при повреждениях……………….	23
1.3.6. Построение кривых спадания токов короткого замыкания по линиям………………………………………………...…..	24
Глава 2. Проектирование релейной защиты электрических сетей для разных видов повреждений…………………………….	27
2.1. Максимальные токовые защиты от междуфазных повреждений……………………………………….……………….	27
2.1.1. Общие замечания……………………………………….	27
2.1.2. Максимальные токовые защиты линий с односторонним питанием……………………………………………………….	27
2.1.3. Ненаправленные токовые отсечки для линий с двусторонним питанием……………………………………………….	29
2.2. Дистанционные защиты от междуфазных повреждений..	32
2.2.1. Общие замечания……………………………………….	32
2.2.2. Расчет уставок срабатывания………………………….	34
2.2.3. Выбор уставок и проверка реле сопротивления по току точной работы…………………………………………………..	38
2.2.4. Расчет уставок блокировки при качаниях…………….	39
2.3. Максимальные токовые защиты от замыканий на землю…	44
2.3.1. Общие замечания………………………………………..	44
2.3.2. Расчет уставок срабатывания………………………….	44
2.3.3. Особенности выбора уставок защиты на параллельных линиях………………………………………………………….	49
2.3.4. Отстройка от броска намагничивающего тока………..	49
Глава 3. Проектирование релейной защиты электрических сетей от всех видов повреждений……………………………………	52
3.1. Комплектные защиты от всех видов повреждений………	52
3.1.1. Общие замечания……………………………………….	52
3.1.2. Особенности расчета уставок дистанционной защиты шкафа ШДЭ 2801…………………………………………………..	54
3.1.3. Особенности расчета уставок блокировки при качаниях дистанционной защиты шкафа ШДЭ 2801……………………	57
3.1.4. Особенности расчета токовых защит нулевой последовательности защиты шкафа ШДЭ 2801………………………..	58
3.2. Поперечная дифференциальная направленная защита параллельных линий………………………………………………..	59
3.2.1. Общие замечания………………………………………	59
3.2.2. Расчет комплекта защиты от замыканий на землю…..	60
3.2.3. Расчет комплекта защиты от междуфазных повреждений…………………………………………………………………..	63
3.3. Дифференциально-фазная высокочастотная защита…….	65
3.3.1. Общие замечания……………………………………….	65
3.3.2. Расчет пусковых органов при симметричных повреждениях……………………………………………………………….	67
3.3.3. Расчет пусковых органов при несимметричных повреждениях…………………………………………………………..	68
3.3.4. Расчет органа манипуляции……………………………	71
Глава 4. Пример расчета релейной защиты и автоматики участка сети напряжением 220 кВ……………………………………..	73
4.1. Пример расчета релейной защиты и автоматики участка сети напряжением 220 кВ	73
4.1.1. Составление схемы замещения прямой (обратной) последовательности………………………………………………….	73
4.1.2. Составление схемы замещения нулевой последовательности……………………………………………………………	75
4.1.3. Выбор расчетных режимов и вычисление токов короткого замыкания…………………………………………………	77
4.2. Максимальные токовые защиты от междуфазных повреждений…………………………………………………………	84
4.2.1. Расчет максимальной токовой защиты для линии с односторонним питанием………………………………………….	84
4.2.2. Расчет токовых отсечек для линий с двухсторонним питанием…………………………………………………………….	86
4.3. Дистанционные защиты линий……………………………	88
4.3.1. Расчет уставок дистанционных защит…………………	88
4.3.2. Проверка чувствительности реле сопротивления по току точной работы…………………………………………………	91
4.3.3. Расчет уставок блокировки при качаниях……………..	92
4.4. Максимальные токовые защиты от замыканий на землю…	94
4.5. Поперечная дифференциальная направленная защита параллельных линий……………………………………………….	97
4.6. Дифференциально-фазная высокочастотная защита линий...	98
4.7. Автоматическое повторное включение……………………	103
4.8. Схема размещения релейной защиты и автоматики……...	106
Список использованной и рекомендуемой литературы…..….…..	108

Учебное издание

Анатолий Григорьевич Сошинов

Наталья Юрьевна Шевченко

Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения

Часть I

Учебное пособие

Редактор

Компьютерная верстка

Темплан 2010 г., поз. № 12К.

Подписано в печать г. Формат 60×84 1/16.

Бумага листовая. Печать офсетная.

Усл. печ. л. 7,0. Усл. авт. л. 6,81.

Тираж 100 экз. Заказ №

Волгоградский государственный технический университет

г. Волгоград, пр. Ленина, 28, корп. 1.

Отпечатано в КТИ , каб. 4.5