Искажение действия дистанционных органов

Причины, вызывающие искажение работы дистанционных органов (ДО). На работу ПО оказывают влияние некоторые факторы, под воздействием которых нарушается пропорцио­нальность между Z _p на входных зажимах PC и расстоянием l _к до места КЗ. К таким факторам относятся: переходное сопротивление R _пв месте повреждения; ток подпитки, посылаемый к месту КЗ от источников, подключенных между местом уста­новки ДЗ и точкой КЗ; погрешности ТТ и ТН, подающих к PC U _Р и I _Р. Искажение значений Z _p необходимо учитывать при вы­боре уставок и характеристик ДО во избежание нарушений се­лективности и недопустимого сокращения зон действия.

Влияние переходного сопротивления R _п на Z _p. При металли­ческом КЗ (R _п= 0) сопротивление на зажимах реле Z _p = Z _1к = Z _1уд l _к(рис. 11.39), т. е. определяется только сопротивлением прямой последовательности Z _1p.к участка ЛЭП между местом расположения реле и точкой КЗ. Поскольку Z _p l _к, то зона действия ДО точно соответствует расстоянию до места КЗ l _р.к.

Если же повреждение происходит через R _п, то сопротивле­ние контура КЗ состоит из сопротивления Z _lк l _к поврежден­ного участка ЛЭП и переходного сопротивления R _п. Переход­ное сопротивление при междуфазном КЗ (рис. 11.39) вызывает­ся электрической дугой. При КЗ на землю кроме электриче­ской дуги существенное значение может иметь сопротивление, обусловленное проводимостью земли, и сопротивление эле­ментов, через которые произошло замыкание на землю. Все переходные сопротивления можно считать активными. Рас­смотрим междуфазное КЗ ВС через переходное сопротивление R _п на ЛЭП с двусторонним питанием (рис. 11.39). Реле PC, реа­гирующее на междуфазные КЗ, включено на ток и напряжение согласно табл. 11.1. Как видно из рис. 11.39, а:

Z _p = = = = Z _1к + = Z _1к + K = Z _1к + Z, (11.31)

где Z _1к - сопротивление прямой последовательности участка NK до точки К; R _п- действительное переходное сопротивле­ние; - то же отнесенное к фазе; I _{к N} - ток КЗ от источника питания N, проходящий через реле I _Р - I _{к N}; I _к- ток КЗ, про­ходящий через R _п, равный геометрической сумме токов I _{к N} + I _{к M} = I _к; К - комплексная величина, равная I _к/ I _N = | I _к /I_N | , здесь - угол сдвига фаз между I _к(в месте КЗ) и I_N (в реле). Для упрощения записи разность токов I_В - I_С обозначена I _{к N} и I _к.

Выражение (11.31) показывает, что в общем случае при дву­стороннем питании сопротивление на зажимах реле Z _p = Z _1к + K R _п, в то время как при одностороннем питании ЛЭП со сто­роны источника N Z _p = Z _1к + R _п(в этом случае К = 1). Векторные диаграммы на рис. 11.39, г характеризуют значение и положе­ние вектора Z _р на комплексной плоскости в зависимости от значения (или, иначе говоря, от вектора К).Если I _котстает от I _{к N} (рис. 11.39, г), т. е. угол положителен, K R _потстает от R _п; если же I _к опережает I _{k N} , to угол становится отрица­тельным и поэтому K R _попережает R _п. Чем больше I _к отлича­ется от I _{к N}, тем больше Z _pотличается от Z _1ки тем больше искажается работа ПО. Угол между I _к и I _{к N} определяется сдвигом фаз ЭЦС Е и Е _М, который зависит от режима нагруз­ки, предшествовавшего КЗ. Сокращение зон, как правило, не вызывает неселективной работы ДЗ, установленных на участ­ках, прилегающих к поврежденному.

Сопротивление электрической дуги R _п= R _дможно оценить по формуле R _д= 1050 l _д / I _д, здесь l _д - длина дуги, м; I _д - ток в дуге, А. В начальный момент КЗ длина дуги минимальна, а в дальнейшем увеличивается. Поэтому на быстродействующие ДЗ дуга оказывает меньшее влияние.

Влияние токов подпитки от промежуточных подстанций. В ряде случаев между местом установки ДЗ и точкой повреж­дения оказываются включенными источники питания N, дающие дополнительный ток I _{к N} к месту КЗ (рис. 11.40, а). Этот ток не проходит через реле, но, создавая дополнительное падение напряжения в сопротивлении поврежденного участ­ка, увеличивает напряжение на зажимах реле, а вместе с ним и Z _p.

Напряжение на реле с учетом подпитки

U _Р= I _{к М} + (I _{к M} + I _{к N}) ,

ток в реле I _Р = I _{к M}, отсюда

Z _p = = + = + K _P . (11.32)

Коэффициент К _Р = > 1 (здесь I _к= I _{к М} + I _{к N}) называ­ется коэффициентом распределения (или подпитки)[*].

При наличии подпитки сопротивление на зажимах реле ока­зывается большим, чем действительное сопротивление пря­мой последовательности до места КЗ, что приводит к сокраще­нию II и III зон ДЗ.

Влияние разветвления токов при сочетании одиночных ЛЭП с параллельными. При сочетании одиночной ЛЭП с двумя па­раллельными (рис. 11.41,б) PC, установленное на одиночной ЛЭП, измеряет преуменьшенное сопротивление при КЗ на од­ной из параллельных ЛЭП:

U _Р = I _к1 + (I _1к - I '_к) ; I _Р = I _1к.

Следовательно,

Z _p = + = + K _P . (11.33)

где К _р - коэффициент разветвления токов: К _р = (I _1к - I '_1к) / I _1к < 1. Влияние разветвлений должно учитываться при расчете уставок ДЗ.

Влияние погрешности измерительных трансформаторов. Погрешность ТТ уменьшает вторичный ток по сравнению с его расчетным значением, что вызывает сокращение зоны дейст­вия PC. Угловая погрешность искажает значение угла со­противления Z _p и влияет таким образом на работу направлен­ных PC, у которых Z _p = f (). Для ограничения искажений в ра­боте ИО трансформаторы тока, питающие ДЗ, должны прове­ряться по кривым предельной кратности, которым соответст­вует полная погрешность, не превышающая 10%, и удовлетво­рять им при максимальном значении тока КЗ в конце I зоны. Погрешность ТН по коэффициенту трансформации невелика. Однако значение вторичного напряжения может заметно ис­кажаться за счет падения напряжения в соединительных проводах, связывающих реле с ТН. Подбором сечения соедини­тельных проводов эти искажения сводятся к минимуму. Угло­вая погрешность ТН влияет на работу PC так же, как и ТТ.