Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения (стр. 8 )

 А.

2. Чувствительность защиты определяется по (2.3) при двухфазном КЗ в конце защищаемой линии (минимальный режим, точка 7):

.

3. Остаточное напряжение на шинах подстанции Б находится при КЗ в конце зоны действия отсечки по (2.4). Так как на подстанции Г нет выключателя со стороны высокого напряжения, зона действия отсечки охватывает и часть трансформатора подстанции Г. В этом случае зона, защищаемая отсечкой, определяется аналитически по (2.2):

 Ом,

где  Ом – сопротивление на шинах подстанции Б в минимальном режиме.

Тогда  %.

Таким образом, отсечка первой ступени принимается в качестве основной защиты на линии БГ, так как эта отсечка надежно защищает всю линию и обеспечивает высокое остаточное напряжение на шинах транзитной подстанции Б; в связи с этим отсечка второй ступени не устанавливается.

4. Ток срабатывания третьей ступени защиты отстраивается от максимального тока нагрузки подстанции Г и определяется по (2.9):

 А,

где  А.

5. Чувствительность максимальной токовой защиты проверяется по (2.10) при двухфазном КЗ на шинах 10 кВ подстанции Г (минимальный режим, точка 8):

.

Поскольку чувствительность защиты недостаточна, то можно рекомендовать уточнить и снизить , при необходимости – применить МТЗ с комбинированным пуском по напряжению. Предварительно можно принять:

 А,

тогда .

К установке рекомендуется двухступенчатая токовая защита с уставками:  А;  А.

Время срабатывания максимальной токовой защиты должно быть больше времени работы резервных защит трансформатора подстанции Г, предварительно можно принять  с.

4.2.2. Расчет токовых отсечек для линий с двухсторонним питанием

Эти отсечки входят в состав панелей и шкафов комбинированных защит, как правило, в виде дополнительных защит от междуфазных КЗ на линиях АБ и БВ.

1. Предварительно производится построение кривых спадания токов по линиям при трехфазных КЗ в максимальном и минимальном режимах (см. рис. 4.З). В дальнейшем по этим кривым определяются зоны, защищаемые отсечками.

2. Ток срабатывания отсечки определяется по (2.12) с учетом данных табл. 4.1 в расчетных режимах (для параллельных линий одна из них отключена) и отстройкой от тока качаний по (2.11).

Ток качаний по линии АБ (отключена одна из линий):

 кА.

Ток качаний по линии БВ (линия АБ включена параллельно):

 кА.

3. Зоны, защищаемые отсечкой в максимальном и минимальном режимах, определяются по рис. 4.6.

4. Зона, защищаемая в каскаде, находится с учетом (2.2) в расчетном режиме. Например, для отсечки, установленной на подстанции А,

 Ом;

где  Ом;

 Ом

(определяется по данным табл. 4.1, точка 1, режим максимальный, отключение одной линии АБ).

Зона, защищаемая отсечкой

 %.

5. Остаточное напряжение на шинах подстанции А определяется по (2.4) и табл. 4.3:

а) в максимальном режиме

 %,

где  Ом;

б) в режиме каскадного отключения

 %.

Результаты расчетов по подп. 2–5 для других защит приведены в табл. 4.3.

Рис. 4.6. Кривые спадания токов по линиям АБ и БВ при трехфазных КЗ в максимальном (сплошные линии) и минимальном (пунктирные линии) режимах

6. Дополнительно проверяется чувствительность отсечек при двухфазном КЗ в минимальном режиме в месте установки защиты (по данным кривых спадания токов КЗ на рис. 4.6).

Линия АБ:

;

.

Линия БВ:

.

4.3. Дистанционные защиты линий

4.3.1. Расчет уставок дистанционных защит

1. В рассматриваемой сети дистанционные защиты могут быть установлены на линиях с двусторонним питанием АБ и БВ. Выбор коэффициентов трансформации ТТ и ТН производится:

а) длительно допустимый ток для линии АБ, выполненной проводом АС 300/39, по условиям нагрева проводов составляет 690 А; для линии БВ, выполненной проводом АС 400/51, составляет 835 А; принимаются коэффициенты трансформации ТТ соответственно и ;

б) на подстанциях А, Б и В установлены измерительные трансформаторы напряжения с коэффициентом трансформации

.

2. Вычисляются полные первичные сопротивления линий

 Ом;  Ом;

 Ом;  Ом;

 Ом;  Ом;

 Ом;  Ом.

3. Расчеты уставок дистанционных защит выполнены в соответствии с п. 2.2. Расчетные условия и примеры определения коэффициентов токораспределения приведены на рис. 4.7. При выборе уставок согласование защит линий произведено по полным сопротивлениям, поскольку различие в углах сопротивлений отдельных линий не превышает 3–5 %.

Расчет уставок приведен в табл. 4.3.

	Назна-чение защиты	Допол-нительная	Допол-нительная	Не ус-танав-ливается	Основная
	Остаточное напряжение, вычисляется по (2.4), %	каскад макс,*	52,9	37,12	—	—
	макс,*мин	30,05 21,15	15,45 8,95	0 0	65,25 56,91
	Зона, защи-щаемая отсечкой, определяе-мая по рис. 4.6 или с учетом (2.2)	каскад макс,*	81,47	57,12	—	—
	макс,* мин	46,25 32,5	23,75 13,75	0 0	58,3 50,83
	Ток срабатывания защиты, кА, вычисляется по (2.2)	2,7	3,1
	Ток линии при кача-ниях, кА, вычис-ляется по (2.11)	2,25	2,58
	Ток ли-нии при КЗ, кА	2,08	1,44	1,38	1,38
	Расчетные условия – вид и место КЗ, (т. – точка, в. – ветвь), расчетный режим.	Трехфазное КЗ на шинах ПБ; режим нормальный; отключена и заземлена одна линия АБ (т. 3, в. 10)	Трехфазное КЗ на шинах ПА; режим максимальный, отключена и заземлена одна линия АБ (т. 1, в. 9)	Трехфазное КЗ на шинах ПВ; режим максимальный (т. 5, в. 13)	Трехфазное КЗ на шинах ПБ; режим максимальный (т. 3, в. 12)
	Место уста-новки защи-ты	ПА	ПБ	ПБ	ПВ
	Ли-ния	АБ		БВ

На основании выполненных расчетов следует, что дистанционные защиты участка сети ПА – ПБ – ПВ во всех случаях обеспечивают ближнее резервирование. Дальнее резервирование в сети 220 кВ обеспечивают защиты, установленные на ПА и ПВ. Дистанционные защиты на ПБ (в сторону ПА и ПВ) не обеспечивают дальнего резервирования в сети 220 кВ из-за значительной мощности источников на ПА и ПВ. Поэтому на ПА и ПВ необходима установка устройств резервирования отказа выключателя (УРОВ). Кроме того, дистанционные защиты на линии БВ не чувствительны к КЗ на стороне НН ПД. Поэтому на подстанции Д необходима установка МТЗ на стороне ВН трансформатора, чувствительная к КЗ на стороне НН и действующая на короткозамыкатель и отделитель. Соответственно земляные защиты сети 220 кВ должны надежно отключать замыкания на землю в конце отпайки.

г

Рис. 4.7. Расчетные условия для согласования защит рассматриваемого участка сети

При оценке области применения защиты следует учитывать, что линии АБ и БВ связывают электростанцию А и электроэнергетическую систему В и по ним осуществляется транзит мощности. Поэтому основные защиты этих линий должны быть быстродействующими. Применение дистанционных защит в качестве основных возможно на участке параллельных линий, если остаточные напряжения на шинах подстанции А и Б будут больше 60 % в минимальном режиме.

Согласно (2.4)

;

;

Здесь токи линии при КЗ в конце действия I ступени  кА и  кА определены по кривым спадания (рис. 4.6).

Таким образом, дистанционные защиты на линиях АБ и БВ рекомендуются к установке в качестве резервных.

4.3.2. Проверка чувствительности реле сопротивления по току точной работы

Эта проверка выполняется для I и II ступеней дистанционных защит линии АБ и БВ, поскольку чувствительность реле сопротивления III ступени по току точной работы, как правило, обеспечивается. Проверка надежности работы реле сопротивления по току точной работы производится в следующей последовательности (на примере I ступени дистанционной защиты, установленной на ПА).

1. Определяется по (2.21) уставка срабатывания реле сопротивления

 Ом.

2. Находится ток точной работы реле сопротивления по данным табл. 2.2 или 3.1. Принимается  Ом/фазу, что соответствует диапазону точной работы от 1,6 до 50 А.

3. Определяется ток в реле при КЗ в конце зоны действия защиты

 А,

где  кА – ток линии в расчетной точке (0,85∙1), определяется по кривым спадания токов на рис. 4.6.

4. Проверяется по (2.22) чувствительность реле сопротивления по току точной работы

.

Результаты расчета реле сопротивления по току точной работы для дистанционных защит рассматриваемой сети приведены в табл. 4.4. Заметим, что для защиты установленной на ПВ, при  Ом/фазу токи в реле при КЗ на линии превосходят  А. Поэтому для защит ПВ принято Ом/фазу, что соответствует диапазону токов точной работы от 3,2 до 100 А.

Результат расчета реле сопротивления по току точной работы заносится в табл. 4.4.

Таблица 4.4

Результат расчета реле сопротивления по току точной работы

Наименование линии	А — Б	Б — В
Место установки защиты	ПА	ПБ	ПБ	ПВ
Ступень защиты	I	II	I	II	I	II	I	II
, Ом	30	63,9	30	58,2	43,5	66,2	43,5	64,1
, Ом	2,05	4,35	2,05	3,95	3,95	6,02	3,95	5,83
, А	1,6	1,6	1,6	1,6	1,6	1,6	3,2	3,2
, А	8,52	7,53	6,67	5,27	6,5	6,25	10,75	10,1
	5,32	4,7	4,17	3,29	4,06	3,9	3,36	3,15

4.3.3. Расчет уставок блокировки при качаниях

Расчет проведен для устройства блокировки типа КРБ‑126 по упрощенной методике без использования тока в следующей последовательности.