Релейная защита линии Л8 со стороны п/ст «Ж»

 

 

Таблица 15. Однофазное замыкание в точке К3

Участок сети	Ток короткого замыкания 3I0, кА
Линия 10-11 (на схеме участок 4-6)	0,504
Линия 9 (на схеме участок 3-4)	0,094
Линия 8 (на схеме участок 2-4)	0,094
Система (на схеме участок 6-6)	8,005

 

 

 

7. Расчет уставок защит и оценка их чувствительности

 

1. Расчет дистанционной защиты

Сопротивление срабатывания первой ступени выбирается из условия отстройки от коротких замыканий на шинах противоположной подстанции [7, c.95]:

где - коэффициент надежности, учитывающий погрешности трансформаторов тока и трансформаторов напряжения, измерительных органов  и погрешности расчета;

- сопротивление линии  .

 

Сопротивление срабатывания второй ступени определяется по следующим условиям:

1. Отстройка от конца  зоны действия первой ступени  дистанционной защиты смежной линии:

где - коэффициент надежности;

- сопротивление защищаемой  линии;

- сопротивление смежной  линии;

- коэффициент токораспределения, учитывающий отношение тока короткого замыкания в месте установки защиты к току в линии, с защитой которой проводится согласование.

2. Отстройка от короткого  замыкания за трансформатором  приемной подстанции:

где - коэффициент надежности;

- сопротивление защищаемой  линии;

- сопротивление трансформатора;

- коэффициент токораспределения, учитывающий отношение тока короткого замыкания в месте установки защиты к току в трансформаторе, с защитой которого проводится согласование.

3. Отстройка от второй ступени защиты параллельной линии, расположенной на шинах противоположной подстанции, при каскадном отключении защит:

где - коэффициент надежности;

- сопротивление защищаемой  линии;

- сопротивление смежной  линии;

- коэффициент токораспределения, учитывающий отношение тока короткого трехфазного замыкания в месте установки защиты к току короткого трехфазного замыкания в линии, с защитой которой проводится согласование.

 

Из рассчитанных значений сопротивлений срабатывания выбирается наименьшее.

 

По первому условию.

Согласование с защитой линии Л10-11:

 

где и - токи, протекающие в линиях Л8 и Л10-11, соответственно, и выбираемые из таблицы 6.

По второму условию.

Согласование с защитой трансформатора Т17-18:

 

где и - токи, протекающие в линии Л8 и трансформаторе Т17-18, соответственно, и выбираемые из таблицы 4.

 

По третьему условию:

Согласование с защитой линии Л9 при каскадной работе защит:

 

где и - токи, протекающие в линиях Л9 и Л8, соответственно, и выбираемые из таблицы 5.

 

 

 

Принимаем сопротивление срабатывания второй ступени защиты

Коэффициент чувствительности второй ступени определяется по выражению:

 

В соответствии с ПУЭ необходимо иметь .

Для второй ступени защиты линии Л8 коэффициент чувствительности равен:

Полученное значение коэффициента чувствительности отвечает требованиям ПУЭ.

Выдержка времени для второй ступени принимается равной:

 

Сопротивление срабатывания третьей ступени выбирается из условия отстройки от нагрузочного режима:

,

где - минимальное рабочее напряжение на шинах подстанции;

 - максимальный нагрузочный ток;

- коэффициент надежности;

KB = 0,97 - коэффициент возврата [1, стр.8];

- угол максимальной чувствительности  реле;

- расчетный угол нагрузки

 

Для определения максимального нагрузочного тока рассчитаем номинальный ток, протекающий в защищаемой линии Л8.

Так как в исходных данных не имеется информации о величинах нагрузок, то определим примерные их значения, исходя из данных о трансформаторах и генераторов.

Суммарная мощность потребления определяется с учетом загрузки трансформаторов на 70% от их номинальной мощности:

Также для определения передаваемой мощности по параллельным линиям Л8 и Л9 необходимо знать суммарную мощность генерации.

Суммарная мощность генерации при работе генераторов на номинальной мощности:

Тогда мощность, передаваемая по параллельным линиям Л8 и Л9, равна:

Номинальный ток, протекающий по линии Л8, определим по формуле:

 

 

 

 

Сопротивление срабатывания третьей ступени равно:

.

В соответствии с ПУЭ для третьей ступени необходимо иметь .

Для третьей ступени защиты линии Л8 коэффициент чувствительности равен:

Где

Условие выполняется.

 

2. Токовая отсечка

Токовая отсечка предназначена для резервирования дистанционной защиты [1, c. 168]. Ток срабатывания отсечки выбирается большим, исходя из двух условий:

1. Ток срабатывания отсечки выбирается с учетом условия отстройки от трехфазного короткого замыкания на шинах противоположной ПС:

,

где - коэффициент надежности;

- максимальный ток трехфазного  короткого замыкания на шинах  противоположной подстанции, таблица  7.

Чувствительность токовой отсечки оценивается по току двухфазного замыкания в месте установки защиты таблица 12.

Условие чувствительности отвечает требованиям.

 

2. Ток срабатывания отсечки должен быть согласован с током срабатывания токовой отсечки, расположенной на противоположной подстанции:

,

где - коэффициент надежности;

- максимальный ток трехфазного  короткого замыкания на шинах  противоположной подстанции, таблица  7.

3. Отстройка от качаний:

,

где – коэффициент надежности.

 – максимальный ток  качания.

 

Для определения максимального тока качания необходимо знать эквивалентные ЭДС и сопротивления электростанции и системы. Для этого свернем схему, представленную на рисунке 5, до эквивалентных сопротивлений и ЭДС системы и электростанции, соединенных между собой параллельными линиями Л8 и Л9. Схема примет вид, показанный на рисунке 8.

Рисунок 8. Эквивалентная схема участка энергосистемы

 

На рисунке 8 элементы схемы определяются как:

Эквивалентная ЭДС генераторов электростанции:

Эквивалентное сопротивление генераторов, трансформаторов блока и линии Л6-7:

 Индуктивное сопротивление линии Л8:

Индуктивное сопротивление линии Л9:

Система:

Индуктивное сопротивление:

Фазная ЭДС:

 

Тогда номинальный ток качания в линии Л8 будет определятся как:

 

Ток срабатывания защиты при качаниях равен:

Чувствительность токовой отсечки оценивается по току двухфазного замыкания в месте установки защиты таблица 12.

 

Условие чувствительности не отвечает требованиям, но современные микропроцессорные защиты имеют контур памяти, который хранит информацию о напряжении предшествующего режима. Это устраняет проблему несрабатывания защиты при близких КЗ.

 

3. Токовая направленная четырехступенчатая защита нулевой последовательности (ТНЗНП)

Расчет первой ступени. Первая ступень обычно выполняется без выдержки времени [4, c. 6]. При выборе тока срабатывания первой ступени должны быть учтены следующие режимы:

1. защита должна быть отстроена от тока однофазного замыкания на шинах противоположной ПС;
2. защита не должна работать при кратковременном неполнофазном режиме, возникающем за счет неодновременного включения фаз выключателя;
3. защита не должна работать в неполнофазном режиме в цикле ОАПВ.

 

Ток срабатывания по первому условию:

,

где - коэффициент надежности, учитывающий погрешность реле, ошибки расчета, влияние апериодической составляющей и необходимый запас;

- утроенное значение тока нулевой последовательности, протекающий в месте установки защиты, при замыкании на землю на шинах противоположной подстанции таблица 13.

Второе условие не рассматривается, если первая ступень защиты отстроена по времени от неполнофазного режима, возникающего при неодновременном включении фаз выключателя (например, при действии на выходное промежуточное реле через реле времени); время разновременности включения фаз выключателя зависит от типов выключателя и его привода.