Расчёт уставок по «Х» дистанционных защит

Дистанционная защита представляет собой трехступенчатую защиту минимального сопротивления, непрерывно контролирующую величину тока, напряжения и угол между векторами тока и напряжения. Дистанционные защиты в их современном исполнении являются наиболее совершенным, но и наиболее сложным видом защит с относительной селективностью. Их существенными преимуществами по сравнению с токовыми направленными защитами являются значительно более четко фиксированная зона, защищаемая I ступенью, лучшая защита конца участка II ступенью, а при многофазных КЗ - значительно большая чувствительность последней (III ступени), используемой в основном для дальнего резервирования. Поэтому дистанционные защиты широко применяются как основные (при U_НОМ 110 - 220 кВ) или резервные (при U_НОМ 220 - 330 кВ) зашиты от многофазных КЗ. В качестве признака КЗ используется уменьшение сопротивления цепи.

5.1 Расчёт сопротивлений срабатывания защит 3 и 3′

Расчёт первой ступени защиты

Первая ступень дистанционной защиты является аналогом первой ступени трехступенчатой токовой защиты, т. е. токовой отсечки, и действует без выдержки времени.

, где

,85 - рекомендуемое значение коэффициента отстройки для определения уставки первой ступени при КЗ в конце линии.

Проверка чувствительности при расчете первой ступени не производится, т. к. первая ступень вне зависимости от режимов работы системы всегда защищает 85 % длины линии.

Расчёт уставок второй ступени защиты 3

Вторая ступень выполняет функции ближнего резервирования для первой ступени и защищает тот участок линии, на котором первая ступень имеет мертвую зону.

Сопротивление срабатывания второй ступени выбирается исходя из следующих условий:

· Отстройка от короткого замыкания в конце зоны действия первой ступени защиты 6 линии L6;

· Отстройка от короткого замыкания за трансформатором п/ст С.

Рисунок 9 Расчетная схема замещения для определения уставок защиты 3

Отстройка от КЗ в конце зоны действия первой ступени защиты 6 линии L6

Расчетный режим: в работе одна цепь линии Л3.

Отстройка от КЗ за трансформатором п/ст В

Так как дистанционная защита - защита минимального действия, то за сопротивление срабатывания принимаем наименьшее из расчетных, т. е.

Проверка чувствительности защиты в конце защищаемой линии

>1.25

Коэффициент чувствительности защит удовлетворяет требованиям ПУЭ.

Расчёт уставок третьей ступени защиты 3

Сопротивление срабатывания III ступени выбирается по условию чувствительности.

Кч = 1,25 - рекомендуемое значение коэффициента чувствительности по реактивной составляющей для определения уставки по условию чувствительности при КЗ в зоне дальнего резервирования, при этом коэффициент токораспределения должен быть минимальным.

· При К.З. в конце линии L6

· При К.З. за трансформатором п/ст С

При этом выдержка времени -

5.2 Расчёт сопротивлений срабатывания защит 2 (2′)

Расчёт уставок первой ступени защиты 2

Расчёт уставок второй ступени защиты 2

Сопротивление срабатывания второй ступени защиты 2 выбираем из следующих условий:

· Отстройка от первой ступени защиты 7 линии L7;

· Отстройка от КЗ за АТ1;

· Отстройка от режима каскадного действия при КЗ в конце зоны действия первой ступени защиты 1

Отстройка от первой ступени защиты 7

Расчетный режим: система СА работает в минимальном режиме, СВ в максимальном режиме, АТ1 в работе, АТ3 и АТ4 в работе, линия L1.

Рисунок 10 Расчетная схема для согласования с защитой 7

Отстройка от КЗ за автотрансформатором АТ1

Расчетный режим: СА работает в минимальном режиме, СВ в максимальном,

АТ1 и АТ2 в работе, АТ3 и АТ4 в работе, линия L1.

, где 2-коэффициент учитывающий работу двух АТ; КТmax = 1

Отстройка от режима каскадного действия при КЗ в конце зоны действия первой ступени защиты 1

Расчетный режим: СА работает в минимальном режиме, СВ- в максимальном,

АТ1 в работе, АТ3 и АТ4 в работе, линии L1 и L2.

Рисунок 11 Расчетная схема режима каскадного отключения

Так как защита минимального действия, то в качестве сопротивления срабатывания выбираем наименьшее значение, т. е.

Оценка чувствительности второй ступени защиты при КЗ в конце защищаемой линии

<1.25

Чувствительность защиты не удовлетворяет требованиям ПУЭ, поэтому вторую ступень необходимо отстроить от первой ступени резервной защиты АТ1, установленной на стороне 220 кВ

При этом выдержка времени -

Выдержка времени стала равной выдержки времени II ступени защиты 7, поэтому вторую ступень необходимо согласовать со второй ступенью защиты линии 7.

Оценка чувствительности второй ступени защиты

>1.25

Чувствительность защиты удовлетворяет требованиям ПУЭ

Расчёт уставок третьей ступени защиты 2

Расчет уставок ведем исходя из требуемого нами коэффициента чувствительности . Коэффициент токораспределение должен быть минимальным, чтобы сопротивление на зажимах реле было максимально возможным. Нас интересует режим дальнего резервирования.

) Условие чувствительности при КЗ на стороне НН трансформаторов АТ1

Режим: СА - макс, СВ - мин, в работе АТ3, в работе АТ1 и АТ2, в работе линия L1 и L2.

Рисунок 12 - Расчетная схема для расчета X при КЗ на НН АТ1

, где

- т. к. АТ1 и АТ2 работают параллельно по высокой и средней стороне;

2)КЗ в конце линии 7:

Режим: СА - макс, СВ - мин, в работе АТ1 и АТ2, в работе АТ3, в работе линия L1 и L2.

Рисунок 13. Расчетная схема для расчета X при КЗ в конце линии 7

, т. к. АТ1 и АТ2 работают параллельно по высокой и средней стороне;

;

)КЗ за трансформатором 1:

Режим: СА - мин, СВ - макс, в работе АТ1, в работе АТ3 и АТ4, в работе линия L1.

Рисунок 14 - Расчетная схема для расчета X при КЗ в за Т1

За расчетное значение принимаем .

Выдержка времени III ступени защиты 2 согласуем с III ступенью защиты 7:

5.3 Расчёт сопротивлений срабатывания защит 1 (1′)

В качестве защиты 1 выбираем трехступенчатую дистанционную защиту.

Расчет уставок I ступени защиты 1

Расчет уставок II ступени защиты 1

Для обеспечения селективности сопротивление срабатывания и выдержка времени второй зоны отстраивают от быстродействующих защит трансформаторов и линий, отходящих от шин противоположной подстанции, т. е. подстанции В. Выдержка времени выбирается равной ступени селективности:

) Для согласования с линейной защитой 5 вторая зона не должна выходить за пределы срабатывания быстродействующей ступени защиты 5:

где, - коэффициент, учитывающих сокращение за счет погрешности TA и TV напряжения, принимаем равным 0.9;

- коэффициент, учитывающий возможное увеличение в результате погрешностей ТА и ТV, принимаем равным 0.8;

) Отстройка от КЗ на шинах п/ст C:

Расчетный режим: система СА работает в максимальном режиме, система СВ- в минимальном, линия L1, линии L3 и L4, АТ1 и АТ2 в работе, АТ3 в работе.

Рисунок 15 - Расчетная схема для расчета X при КЗ на шинах п/ст C

) Для отстройки от токов КЗ за автотрансформаторами АТ3 и АТ4 подстанции В:

, где , т. к. система А не оказывает влияние на ток через комплект защиты 1.

) Условие согласованиеII ступени защиты 1 с I ступенью защиты 2 в режиме каскадного отключения на параллельной линии (т. е. КЗ на параллельно защищаемой линии).

Режим: СА - макс, СВ - мин, в работе АТ1 и АТ2, в работе АТ3.