Направленные отсечки нулевой последовательности

Схема направленной отсечки нулевой последовательности с выдержкой времени аналогична показанной на рис. 7.7. Направленная отсечка без выдержки времени выполняется по той же схеме, но без реле времени 3.

Орган направления мощности, имеющийся в направленной отсечке, блокирует ее при КЗ на шинах подстанции А (рис. 7.11, а), когда мощность S _0к2 направлена от шин подстанции, благодаря чему отпадает необходимость отстройки защиты от тока I _0к2.

Ток срабатывания мгновенной направленной отсечки выбирается так, чтобы она не действовала при КЗ за шинами противоположной подстанции В (рис. 7.11, а, б). Для выполнения этого условия необходимо принять:

I _сз= k _зап∙3 I _0расч,

где k _зап – коэффициент запаса, принимаемый равным в зависимости от типа реле 1,2÷1,5; I _0расч – наибольший ток I ₀, проходящий по защищаемой линии Л1, от которого должна быть отстроена отсечка.

Ток срабатывания мгновенных отсечек на параллельных линиях необходимо выбирать с учетом наличия значительной взаимоиндукции от параллельной цепи, которая оказывает существенное влияние на сопротивление нулевой последовательности.

При одинаковом направлении токов I ₀ в обеих цепях взаимоиндукция одной линии увеличивает сопротивление второй, а при различном – уменьшает. В результате этого в первом случае токи I ₀ в параллельных линиях уменьшаются, а во втором – увеличиваются.

Имея это ввиду, максимальное значение тока I ₀ в параллельных линиях при внешних КЗ определяют из рассмотрения трех расчетных схем (рис. 7.12, а, б, в).

Рис. 7.12. Расчет токовой отсечки на параллельных линиях. Расчетные схемы для выбора тока срабатывания отсечек нулевой последовательности на параллельных линиях (а, б, в)

Наиболее близким внешним повреждением является КЗ в точке К1 на шинах противоположной подстанции (рис. 7.12, а, б). При этом максимальный ток в линии получается в случае отключения одной из параллельных линий и заземления ее с двух сторон (рис. 7.12, б).

В этом режиме сопротивление оставшейся в работе линии Л1 вследствие взаимоиндукции от тока I ₀₂ уменьшается, что влечет за собой увеличение расчетного тока I ₀₁.

При определенных сочетаниях сопротивлений х ₀ элементов рассматриваемой сети ток в линии Л1 при внешних КЗ может достигнуть максимального значения не в случае повреждения на шинах в т. К1, а при КЗ на параллельной линии в т. К2, в режиме одностороннего отключения этой линии (рис. 7.12, в). Хотя КЗ в т. К2 является более удаленным, чем КЗ в т. К1, ток I ₀₁ в линии Л1 в этом случае может оказаться больше благодаря изменению токораспределения в параллельных ветвях расчетной схемы из-за уменьшения сопротивления линии Л1, вызванного сильной взаимоиндукции от линии Л2.

В качестве I _0расч берется большее из полученных значений I ₀₁. Токи нулевой последовательности необходимо рассчитывать при том виде КЗ на землю, при котором их значение получается наибольшим.

Ток срабатывания направленной отсечки с выдержкой времени отстраивается от тока I _0расч, появляющегося в реле при КЗ в конце зоны действия мгновенной защиты B (рис. 7.13, а), установленной на следующем участке Л2.

Рис. 7.13. Расчет направленных отсечек нулевой последовательности с выдержкой времени: а – схема сети; б – графический расчет; в – схема замещения; г – согласование уставок защит на параллельных линиях

На рис. 7.13 показан графический способ определения величины I _0расч для отсечки А. Он сводится к следующему. Строятся кривые I _А и I _В (рис. 7.13, б) изменения тока 3 I ₀, проходящего в реле отсечек А и В при КЗ в разных точках линии Л2. По точке пересечения кривой I _В с прямой I _с.зВ находится граница (т. М) зоны действия мгновенной отсечки В, установленной на Л2.

Для найденной точки М по кривой I _А определяется значение тока 3I _0М, проходящего через отсечку А при КЗ в конце зоны действия отсечки В. Полученный ток 3I _0М является расчетным током, от которого нужно отстроить отсечку А.

Далее находим I _с.зА, при котором отсечка А не работает за пределами зоны действия отсечки В.

Ток I _с.зА, удовлетворяющий этому условию, можно найти аналитически, определив коэффициент распределения токов I ₀ в схеме нулевой последовательности рассматриваемого участка сети (рис. 7.13, а).

Их схемы заемещения этого участка (рис. 7.13, в) следует, что при КЗ в любой точке линии Л2 отношение между токами I _0Л1 и I _0Л2 является постояной величиной и равно:

.

Отсюда

I _0Л1 =k _р· I _0Л2.

При КЗ в конце зоны отсечки В в условиях, когда последняя находится на грани действия, ток I _0Л2= I _с.зВ; подставив это в последнее выражение, найдем, что в этом случае по отсечке А будет проходить ток I _Л1= k _р· I _с.зВ.

Если принять I _с.зА= k _р· I _с.зВ, то при токе I _0Л2< I _с.зВ ток I _0Л1, проходящий по отсечке А, также будет меньше I _с.зА и, следовательно, защита А не будет действовать за пределами зоны действия защиты В.

При выборе I _с.зА отсечки с выдержкой времени на параллельных линиях для определения максимального значения I _0расч необходимо исходить из расчетных схем, приведенных на рис. 7.12. В этом случае чувствительность отсечки А согласуется с мгновенной отсечкой В и С (рис. 7.13, г).

Выдержка времени t _А отсечки А принимается на ступень больше времени действия отсечки В, а на параллельных линиях и отсечки С.