Линии электропередач 35 - 220 кв. Дистанционная защита. Методика расчёта уставок защиты

Содержание

1 Введение
2 Обозначения и сокращения
3 Общие сведения о ДЗ
4 Особенности ДЗ в терминалах БМРЗ
4.1 Характеристики срабатывания
4.2 Включение цифровых РС
4.3 Ускорение ДЗМФ
4.4 Блокирование защиты при качаниях
5 Контроль исправности измерительных цепей напряжения
6 Одиночные линии 35 - 220 кВ
7 Две параллельные линии 35 - 220 кВ.
8 Одиночные и параллельные линии 35 - 220 кВ с ответвлениями
9 Блок трансформатор (автотрансформатор) – линия 35 - 220 кВ
10 Третья ступень ДЗ линий 35 - 220 кВ
11 Расчёт уставки по активному сопротивлению
12 Расчёты уставок для защит от двойных замыканиях на землю
13 Пересчёт уставок во вторичные величины
Литература

4 Особенности ДЗ в терминалах БМРЗ

4.1 Характеристики срабатывания

4.1.1 В терминалах БМРЗ реализована трёхступенчатая ДЗ от междуфазных КЗ.

В терминалах БМРЗ, используемых для защиты линий напряжением 35 кВ, эта защита дополнена защитой от двойных замыканий на землю.

Алгоритмы ДЗМФ и ДЗДВ имеют одинаковые характеристики.

Для первых двух ступеней предусмотрено использование только четырёхугольных характеристик.

4.1.2 Четырёхугольную характеристику срабатывания I ступени ДЗ (рисунок 4.1) характеризуют следующие уставки:

 – активное сопротивление, Ом;

 – полное сопротивление, Ом;

 – угол линии, 0.

Угол линии  зависит от соотношения индуктивной и активной составляющих сопротивления прямой последовательности линии:

где  – реактивное сопротивление защищаемой линии, Ом;

 – активное сопротивление защищаемой линии, Ом.

Во всех трёх характеристиках положение стороны 1 (рисунки 4.1, 4.3 и 4.4) задают уставкой полного сопротивления .

Для повышения селективности ДЗ при дуговых замыканиях вне зоны действия первой ступени сторона 1 имеет наклон относительно оси . Наклон задан постоянным и равен минус 50.

4.1.3 Положение стороны 2 (границы правой части четырехугольной характеристики) выбирают таким, чтобы защита реагировала на дуговое замыкание через переходное сопротивление.

Учитывая, что сопротивление дуги  с приближением точки КЗ к источнику питания уменьшается, угол наклона стороны 2 меньше угла линии и принят равным ().

Для обеспечения срабатывания ДЗ при близких КЗ через переходное сопротивление угол наклона стороны 3 четырёхугольной характеристики задан равным минус 50 относительно оси .

Существенное расширение области слева нежелательно из-за:

- влияния качаний на работу ДО;

- ухудшения динамических характеристик ДО в переходных режимах (расширение области излишнего срабатывания).

Учитывая погрешности РС (ДО) в статических и динамических режимах, а также необходимость обеспечения быстродействия, положение стороны 4 задано следующим образом:

- сторона 4 смещена влево по оси  на расстояние, равное ;

- угол наклона стороны 4 задан равным 150 относительно оси .

4.1.4 Сопротивление срабатывания I ступени ДЗ , определяющее уставку , рассчитывают из условия несрабатывания ДО при КЗ за пределами защищаемой линии.

Погрешность используемых совместно с терминалами БМРЗ измерительных ТТ и ТН, а так же погрешность РС, применённого в терминале БМРЗ, приводит к изменению зоны действия первой ступени.

Поэтому сопротивление срабатывания  для I ступени ДЗ необходимо выбирать меньше, чем сопротивление защищаемой линии.

Как правило, значение  составляет порядка 85 % от полного сопротивления прямой последовательности линии. Таким образом, первая ступень оставляет незащищенными 10 – 15 % длины линии.

4.1.5 Для исключения излишней работы ДЗ при близких КЗ на элементах сети, находящихся до места установки защиты, так называемых КЗ «за спиной» (точка К1 для защиты 2 на рисунке 4.2), характеристика первой ступени ДЗ реализована без смещения в III квадрант.

Выдержка времени срабатывания этой ступени принимается нулевой.

4.1.6 Четырёхугольную характеристику срабатывания для второй и третьей ступеней ДЗ (рисунок 4.3) задают следующими уставками:

 – активное сопротивление, Ом;

 – полное сопротивление, Ом;

 – смещение по полному сопротивлению, Ом;

 – угол линии, 0.

При задании уставки  эта характеристика становится идентичной приведенной на рисунке 4.1.

4.1.7 Вторая ступень ДЗпредназначена для:

- резервирования первой ступени защиты;

- защиты участка линии, оставщегося незащищённым первой ступенью ДЗ. Как правило это 10 – 15 % от длины линии;

- выполнения функции ближнего резервирования при отказе первых ступеней ДЗ элементов смежной линии при близких КЗ.

В зону, защищаемую второй ступенью ДЗ, входят шины на противоположном конце линии и отходящие от них элементы.

Уставку второй ступени защиты задают с учётом нагрузочных режимов и возможности подпитки от шин противоположного конца линии.

Вторую зону ДЗ целесообразно смещать в III и IV квадрант для защиты шин, где установлена рассматриваемая защита ().

4.1.8 Для обеспечения селективности ДЗ уставки срабатывания второй ступени, должны быть согласованы с уставками защит первой ступени элементов противоположной подстанции (под противоположной понимается подстанция, подключенная в конце защищаемой линии, противоположном месту установки защиты, т.е. ПС В для защиты 2 на рисунке 4.2).

Время срабатывания защиты принимают:

- при  - на ступень селективности больше, чем выдержки времени первых ступеней элементов, отходящих от шин противоположной подстанции;

- при  - на ступень селективности больше, чем выдержки времени вторых ступеней элементов, отходящих от шин подстанции «за спиной».

В том случае, когда невозможно отстроить выдержку времени только на одну ступень селективности, то  должно быть принятым равным нулю.

При этом резервирование защит шин подстанции, на которой установлена защита, выполняется смещением в III и IV квадранты характеристики третьей ступени ДЗ, имеющей большую выдержку времени.

Характеристика третьей ступени выполняется четырехугольной.

4.1.9 Для третьей ступени предусмотрена возможность выбора следующих характеристик срабатывания:

- четырёхугольной (рисунок 4.3);

- треугольной (рисунок 4.4).

Треугольную характеристику задают следующими уставками:

 – полное сопротивление, Ом;

 – угол линии, 0;

 – угол наклона стороны 2, 0.

Угол наклона стороны 2 можно изменять относительно угла защищаемой линии в большую и меньшую стороны для отстройки от сопротивления нагрузки.

Данную характеристику применяют при условии выполнения дальнего резервирования (защиты присоединений, отходящих от шин противоположной подстанции).

Уставки защиты следует задавать с учётом предельных нагрузочных режимов и условий подпитки от шин противоположного конца линии.

Сопротивление срабатывания III ступени ДЗ задают для КЗ в конце защищаемого участка зоны резервирования.

4.1.10 Наличие тока подпитки между местом установки защиты и местом КЗ увеличивает погрешность расчёта сопротивления. Этот эффект возникает потому, что ток подпитки вызывает дополнительное падение напряжения в месте установки защиты. Поэтому защита определяет замыкание как более удалённое, чем есть на самом деле, т.е. фактическая длина защищаемой зоны уменьшается.

Выдержку времени III ступени ДЗ выбирают по условию селективности с III ступенью резервируемой ДЗ  (рисунок 4.2)