Релейная защита линий напряжением 110-220 кВ. Выбор аппаратуры для тупиковых линий напряжением 110-220 кВ. Дистанционные защиты

Выбор параметров срабатывания в примере производится для защит одного направления – ДЗ1, ДЗ3, ДЗ5.

Для иллюстрации выбора параметров срабатывания ДЗ на комплексной плоскости сопротивлений нанесены сопротивления линий с  и приведены выбранные ниже сопротивления срабатывания (рис. 8.7, б).

а)

                б)                                                                       в)

г)

Рис. 8.7. Схема сети и выдержки времени ДЗ (а), сопротивления срабатывания отдельных ступеней (б), схема к определению К_Т (в), изменение при КЗ (г)

Первая ступень выполняется без выдержки времени. Селективность в режиме без КЗ и при внешних КЗ обеспечивается выбором сопротивления срабатывания. Время срабатывания первых ступеней защит для всех участков принимается одинаковым и равным  Для отстройки от работы разрядников, создающих кратковременное КЗ, вводится замедление с. Для исключения излишних отключений линии сопротивление срабатывания РС должно быть выбрано меньше, чем сопротивление при КЗ в начале предыдущих элементов, т. е. меньше сопротивления линии:

                                                                                    (8.4)

где  – коэффициент отстройки, принимаемый 0,85–0,9 ( меньше единицы, т. к. используются минимальные реле сопротивления) и учитывающий положительную погрешность РС (увеличение ), погрешности измерительных трансформаторов и влияние переходного сопротивления в месте КЗ.

Вторая ступень предназначена для защиты части участка, где не работает первая ступень, когда . Селективность без КЗ и при внешних КЗ обеспечивается выбором времени срабатывания (выдержки времени)  и сопротивления срабатывания .

Время срабатывания  для вторых ступеней выбирается одинаковым, но на ступень  с большим времени срабатывания первых ступеней или быстродействующих защит (например, дифференциальной) предыдущих элементов, чем обеспечивается несрабатывание вторых ступеней в зоне действия этих защит. Выбор сопротивления  производится в пределах группы защит, действующих в одном направлении. При выбранных выдержках времени можно разрешить срабатывать измерительному органу второй ступени защиты  при КЗ на части W2 (или в трансформаторе Т), где еще работает первая ступень защиты 3 (или быстродействующая защита Т) – выключатель 3 будет отключен своей первой ступенью (или выключатель 5 – защитой Т) прежде чем наберет выдержку времени орган выдержки времени второй ступени защиты.

Следовательно, сопротивление  срабатывания второй ступени ДЗ должно быть выбрано меньше, чем сопротивление  при КЗ в конце зоны, защищаемой первой ступенью защиты предыдущего элемента, определяемой , или при КЗ за трансформатором в режиме, когда его сопротивление минимально

Первичное сопротивление  на входе  при КЗ в указанных точках определяется:

                                                                            (8.5)

                                                                        (8.6)

где   – коэффициенты токораспределения при КЗ на W2и за трансформатором Т.

Для сети (рис. 8.7, а) значения этих коэффициентов меньше единицы, что увеличивает значение , повышая чувствительность ступени. В сети (рис. 8.7, в) для защиты 1 при КЗ на параллельных линиях значение  больше единицы, что снижает сопротивление  и коэффициент чувствительности.

С учетом выражений (8.5) и (8.6) можно найти:

                                                                (8.7)

                                                            (8.8)

где  – коэффициент отстройки, учитывающий отрицательные погрешности  Принимается меньшее значение , полученное по выражениям (8.5) и (8.6).

Целесообразность использования рассчитанной ступени оценивается коэффициентом чувствительности при КЗ в конце защищаемой линии:

                                          1,25–1,3.                                 (8.9)

При недостаточном значении коэффициента чувствительности, если определяющим при выборе  явилось условие (8.7), вторая ступень защиты 1 может быть отстроена от второй (но не от первой) ступени защиты 3 по времени (т. е. вторые ступени отдельных защит будут иметь разные выдержки времени) и сопротивлению срабатывания, а также с учетом выражения (8.8):

                                                         (8.10)

Принимается меньшее значение , полученное из выражений (8.8) и (8.10).

Аналогично определяются параметры срабатывания защит другого направления – ДЗ3 и ДЗ4.

Третья ступень выполняет функции резервирования. Селективность без КЗ обеспечивается сопротивлением срабатывания, а при внешних КЗ – выдержкой времени. Выбор выдержек времени, как и для МТНЗ, осуществляется по встречно-ступенчатому принципу. Выбор сопротивления срабатывания производится с учетом двух условий:

1. Для исключения срабатывания реле сопротивления в нагрузочных режимах его сопротивление срабатывания должно быть меньше минимального рабочего сопротивления при :

                                                                                      (8.11)

где

2. Измерительный орган третьей ступени, сработавший при КЗ на смежном участке, должен вернуться в исходное положение после отключения КЗ выключателем поврежденного участка. Диаграмма изменения сопротивления в этих режимах для защиты ДЗ1 приведена на рис. 8.7, г.

При возникновении КЗ на W2 сопротивление на входе ИО снижается от значения  до значения , а после отключения выключателя Q3 – до  – переходного сопротивления, обусловленного пониженным напряжением при появлении токов самозапуска электродвигателей и определяемого как , где  – коэффициент самозапуска.

Для возврата РС в исходное положение его сопротивление возврата