6289

Выбор уставок дистанционной защиты и его оценка

Реферат

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

1. Выбор уставок дистанционной защиты Ниже рассматривается выбор характеристик трехступенчатой ДЗ на примере участка сети с одиночными ЛЭП, показанного на рис.11.44. Выбираются уставки ДЗ А, уставки ДЗ В и С принимаются заданными. Характеристики сог...

Русский

2012-12-31

102.5 KB

13 чел.

1. Выбор уставок дистанционной защиты

Ниже рассматривается выбор характеристик трехступенчатой ДЗ на примере участка сети с одиночными ЛЭП, показанного на рис.11.44. Выбираются уставки ДЗ А, уставки ДЗ В и С принимаются заданными. Характеристики согласуемых защит tз = f(Z) изображаются графически на диаграмме в осях Z, t (рис.11.44, б). На оси Z откладываются первичные сопротивления прямой последовательности Z1 участков сети.

При выборе сопротивления срабатывания ДО необходимо учитывать погрешности, вызывающие отклонение Zc от принятой уставки Zy. Действительное значение Zc = Zy ± ΔZ. На значение ΔZ влияют погрешности ДО, ТН и ТТ. В расчетах принимается ΔТТ = –0,1; ΔТН = ± 0,05; ΔДО = ± 0,1. Помимо этих погрешностей вводится запас, учитывающий погрешности расчета и регулирования уставок. Расчет сопротивлений срабатывания удобнее вести в первичных величинах (Uр, Ip, Zp) с последующим пересчетом выбранных уставок на вторичную сторону.

Первая ступень защиты. Время срабатывания I ступени tI определяется собственным временем действия ИО и элементов ЛЧ ДЗ (tI = 0,02 ÷ 0,1 с). Сопротивление срабатывания ZI выбирается из условия, чтобы ДО этой зоны не могли сработать за пределами защищаемой ЛЭП (W1 на рис.11.44):

       (11.34)

где Zl Wlпервичное сопротивление прямой последовательности защищаемой ЛЭП W1, k' — коэффициент, учитывающий ΔТН и ΔДО, могущие вызвать увеличение ZIA (k'= 0,85 ÷ 0,9); Z1yд — удельное сопротивление ЛЭП; lАВ длина W1.

Из (11.34) следует, что длина I зоны lI = (0,85 ÷ 0,9)lАВ.

Вторая ступень защиты служит для защиты с минимально возможной выдержкой времени tII участка защищаемой ЛЭП, не вошедшего в зону I ступени. Сопротивление срабатывания ZIIA и выдержку времени tII отстраивают от быстродействующих РЗ трансформаторов и ЛЭП, отходящих от шин противоположной подстанции (рис.11.44).

Выдержка времени выбирается

         (11.35)

где tIBмаксимальное время действия быстродействующих РЗ следующего участка (tIB = 0,1 с), Δt = 0,3 ÷ 0,5 с.

С учетом этого tIIA = 0,4 ÷ 0,6 с. Если на ПС В имеется УРОВ (см. гл. 21), то tm = tIB + tУРOB + Δt.

Для согласования с линейными РЗ II зона должна быть отстроена от самой короткой I ступени на следующем участке (ZIB). Вторая зона должна быть отстроена от точки К', т.е. от конца I зоны ДЗ В с учетом ее сокращения, аналогично тому как отстраивалась I зона этой же ДЗ (рис.11.45). Отсюда, считая, что источник В отключен:

    (11.36)

где k" — коэффициент, учитывающий сокращение ZIB на ΔZ, принимается равным 0,9; k'  коэффициент, учитывающий возможное увеличение ZIIA в результате погрешностей ДО II зоны ДЗ A (k'= 0,85 ÷ 0,9); lАВ и lBK1см. рис.11.44.

Протяженность II ступени ДЗ А lIIА =(0,85 ÷ 0,9)(lAB + 0,9lBKl).

При наличии нескольких источников питания, подключенных к шинам противоположной подстанции, расчет ZII необходимо вести с учетом подпитки места КЗ током Iк от дополнительного источника В.

Сопротивление в месте установки ДЗ А, подводимое к ее зажимам:

   (11.37)

где kT = IК2 /IК1 коэффициент токораспределения, показывающий, во сколько раз ток на поврежденном участке больше тока, на который реагирует ДО ДЗ*.

Поскольку kт > 1, то значение ZpA, измеряемое ДО, превосходит действительное сопротивление ZAKl = ZAB + ZBKl. Поэтому ZII следует выбирать с учетом ожидаемой подпитки по выражению

    (11.38)

Здесь ZIB, k', k" — такие же величины, как в (11.36); kT — коэффициент токораспределения**, равный IК2/IК1 при повреждении в конце I ступени ДЗ В.

Для отстройки от КЗ за трансформаторами, Т ПС В с учетом токораспределения II ступень ДЗ А должна удовлетворять условию:

      (11.38a)

где Zт min  сопротивление наиболее мощного трансформатора на ПС В с учетом его изменения (по данным завода); k' — то же, что в (11.34). При определении kт для расчета уставки ZIIA по (11.36) и (11.38) следует исходить из реально возможного режима сети и источников питания. За окончательное значение ZII принимается меньшее из двух по (11.38) и (11.38а). Выбранное ZIIA проверяется по условию надежного действия при КЗ на шинах ПС В. Согласно ПУЭ:

*Принимается, что IК1, IК2, Iкз не имеют сдвига фаз, в действительности же такой сдвиг возможен за счет различия фаз ЭДС ЕА и ЕB и углов сопротивления ZA, ZB и ZAB.

** В приведенных выше выражениях ZIIA (11.36) и kт (11.38) определяются как отношение тока, проходящего по поврежденному присоединению, к току ДЗ А, при этом kт > 1. В руководящих указаниях принимается отношение тока в рассматриваемой ДЗ к току в поврежденном присоединении, при этом k'т < 1 и входит в формулы (11.36) и (11.38) в виде множителя 1/ k''т.

Для ЛЭП с сопротивлением 5-20 Ом следует стремиться, чтобы kч  1,5 ÷ 2, так как при малом kч ДЗ на ЛЭП с небольшим сопротивлением могут отказывать при КЗ через Rп.

Если II зона недостаточно надежно охватывает защищаемую ЛЭП, т.е. если kч < 1,25, то ее можно отстраивать не от I, а от конца II зоны ДЗ В. При этом время действия и зоны ДЗ А должно отстраиваться от времени II зоны tIIB: tJIA = tIIB + Δt, а значение ZIIA должно выбираться по (11.36), в котором вместо ZIB нужно подставить ZIIB. На протяженных ЛЭП с большой нагрузкой уставку ZII, выбранную по условию надежного охвата защищаемой ЛЭП, следует проверять по условию отстройки от нагрузки по выражению (11.42), по которому выбирается уставка IIIступени.

Третья ступень предназначается для резервирования присоединений (ЛЭП и трансформаторов), отходящих от шин противоположной ПС (В на рис.11.44). Дистанционные органы этой ступени должны действовать при КЗ в конце наиболее длинной ЛЭП, отходящей от шин противоположной ПС, и за подключенными к ней трансформаторами. Удовлетворяющее условию резервирования ZIII обычно имеет значительную величину. Поэтому вторым условием для выбора ZIII является ее отстройка от Zpaб min. Часто второе условие является определяющим уставку и ограничивающим зону резервирования III ступени. При определении Zpaб необходимо учитывать ток самозапуска электродвигателей, при котором

      (11.39)

На транзитных ЛЭП, электрически удаленных от промышленной нагрузки (ЛЭП 330-1150 кВ), kсзп = 1 (коэффициент самозапуска). Приближенно kсзп оценивается так же, как при выборе Iсзп МТЗ (см. § 4.5).

Для обеспечения возврата ДО после отключения КЗ необходимо выполнить условие:

      (11.40)

где kотс = 1,1.

Сопротивление срабатывания Zс.з(H), обеспечивающее условие возврата ДО в нагрузочном режиме при Zpamin, находится с учетом kв:

      (11.41)

подставив Zpaб min (11.39), получим

      (11.42)

Полученное значение Zс.з(н), так же как и Zpaб min, является комплексным вектором с аргументом, равным углу нагрузки φн = 10 ÷ 30°.

Сопротивление срабатывания III ступени Zс.з(р) определяется по условию чувствительности при КЗ в конце резервируемого участка:

    (11.43)

где — наибольшие первичные сопротивления Zp в месте установки ДЗ А с учетом подпитки при металлическом КЗ в конце резервируемой ЛЭП и за трансформатором (W2 и трансформатор Т на рис.11.44); kч ≥ 1,2 согласно ПУЭ, а при КЗ в конце защищаемой ЛЭП (на шинах В) kч > 1,5. 

По найденным значениям Zс.з(н) и Zс.з(р) уставка срабатывания III ступени ZIII выбирается так, чтобы Zс.з ДО в диапазоне углов φн было равно или меньше Zс.з(н), а при φр = φк = φлZс.з ДО было по возможности равно или больше Zс.з(р) (рис.11.46). В ряде случаев условие резервирования (11.43) не удается выполнить из-за необходимости отстройки от нагрузки Zpa6 min.

Особенности выбора ZIII в зависимости от вида характеристики срабатывания. ДО с характеристикой в виде окружности с центром в начале координат имеет одинаковые Zс.з при любых φр. Уставка срабатывания ZIII является радиусом окружности и выбирается из условия отстройки от Zpaб min: ZIII < Zс.з(н), определяемому по (11.42). Зная Zp.к maх при КЗ в конце резервируемого участка, находят kч = ZIII/ Zp.к maх.

ДО с круговой характеристикой, проходящей через начало координат (рис.11.46), имеет Zс.з, зависящее от φр по уравнению Zс.з =Zс.з maxcos(φм.чφр) Для отстройки от нагрузки определяется Zс.з(н) по (11.42) и н mах. Эти величины подставляются вместо Zс.з и φр в уравнение срабатывания, из которого находится

 (11.44)

Найденное значение ZIII является диаметром окружности, расположенным под углом φм.ч = φл к оси R и определяющим возможную зону резервирования.

Уставка срабатывания Zy = ZIII ДО с четырехугольной характеристикой, проходящей через начало координат, выбирается из условия резервирования по (11.43). Найденное значение Zс.з(р) показано на рис.11.47 в виде вектора , расположенного под углом φк = φм.ч к оси R. Вектор Zс.з(р) (0К) определяет положение верхней стороны четырехугольника и является предварительной уставкой III ступени, подлежащей проверке по условию отстройки от Zpaб min. Отстройка от нагрузки осуществляется выбором положения правой боковой стороны. Из (11.42) находится наибольшее значение Zс.з(н), отстроенное от Zpaб min, и определяется φн mах.

Если, используя имеющийся диапазон регулирования положения правой стороны характеристики, обеспечить условие отстройки не удается, то необходимо уменьшить предварительно выбранную уставку Zс.з(р) или сместить четырехугольник в I квадрант. У ДО с характеристикой в виде треугольника Zс.зIII выбирается аналогично.

Проверка Zс.з ДО по току точной работы Iт.р. Проверяется, что минимальное значение тока КЗ в точке каждой ступени ДЗ больше тока точной работы ДО этой ступени (при выбранной уставке) не менее чем в 1,3 раза: IK min = 1,3 Iт.р.

Выдержка времени III ступени ДЗ А выбирается по условию селективности с III ступенью резервируемой ДЗ В: tIIIA = tIIIB + Δt. В некоторых случаях для уменьшения tIII сопротивление срабатывания ZIIIA можно согласовывать с концом зоны ZIIB следующего участка.

Вторичные сопротивления срабатывания. Для пересчета первичных сопротивлений на вторичную сторону ТТ и ТН используются выражения

Вторичное сопротивление срабатывания реле

      (11.45)

Особенность выбора уставок срабатывания ДЗ на ЛЭП с ответвлениями. На ЛЭП с ответвлениями, питающими понижающие ПС (рис.11.48), уставки срабатывания I и II зон дополнительно отстраиваются от КЗ за трансформатором ответвления; первая ступень отстраивается по выражению

Z1 = k'(ZАС + Zот + Zт).

Отстройка ZII производится по (11.38), где вместо ZW1 подставляется сумма сопротивлений участка ЛЭП от места установки ДЗ А до трансформатора ответвления, участка ответвления Zот и трансформатора Zт: ZIIA = k'ZAC + kт(Zот + Zт). Отстройка ведется для наиболее тяжелого случая, когда W2 отключена с противоположной стороны. Выдержка времени выбирается по условию (11.35). При этом допускается неселективное действие I зоны ДЗ А при КЗ в трансформаторе ответвления. Эта неселективность устраняется с помощью АПВ ЛЭП. Вторая зона ДЗ при повреждении в трансформаторе действует селективно, поскольку tII отстраивается от быстродействующих РЗ ЛЭП и трансформаторов. Чувствительность III зоны ДЗ III должна, проверяться при КЗ за трансформатором, а tIII отстраиваться от времени действия МТЗ трансформатора.

Ток срабатывания токовых ПО, применяемых в ДЗ сети ; з5 кВ, выбирается так же, как и у МТЗ, по условию отстройки от нагрузки:

       (11.46)

где kн = 1,2; Iраб maxмаксимальный ток нагрузки.

Если необходимо обеспечить избирательность поврежденных фаз (например, в ДЗ ПЗ-152 и ДЗ-1), то Iс.з должно удовлетворять также условию

         (11.47)

где kн = 1,2; I(2)неп.ф — максимальное значение тока в неповрежденной фазе при двухфазном КЗ на защищаемой ЛЭП.

Чувствительность ПО проверяется при КЗ в конце защищаемой ЛЭП и в конце зоны резервирования по минимальному значению Iк. Согласно ПУЭ kч в первом случае должен быть не меньше 1,5, а во втором — 1,2.

2. Оценка дистанционной защиты

Основными достоинствами дистанционного принципа являются: селективность действия в сетях любой конфигурации с любым числом источников питания: малые выдержки времени при КЗ в начале защищаемого участка, которые обеспечиваются I зоной, охватывающей до 85-90% защищаемой ЛЭП; большая, чем у МТЗ, стабильность зон действия; значительно большая чувствительность при КЗ и лучшая отстройка от нагрузки и качаний по сравнению с МТЗ.

К числу недостатков ДЗ следует отнести: невозможность обеспечения мгновенного отключения КЗ в пределах всей защищаемой ЛЭП; реагирование на качания и нагрузку; возможность ложной работы при неисправностях в цепях напряжения; сложность схем ДЗ и ДО.

В качестве путей дальнейшего усовершенствования ДЗ можно указать следующие: сочетание ДЗ с ВЧ (см. гл. 13) или передачей отключающих (разрешающих) импульсов на противоположные концы ЛЭП, что позволяет обеспечить быстродействие в пределах всей защищаемой ЛЭП; внедрение ДЗ на ИМС, способствующее повышению надежности ДЗ; применение упрощенных схем ДЗ при использовании ее для резервирования основных РЗ ЛЭП и смежных участков; разработка и применение ДЗ, построенных на микропроцессорах, что позволит повысить ее надежность и технические параметры.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17879. Провалы государства 565 KB
  Теория провалов государства создана применительно к современным демократическим странам с развитой рыночной экономикой, тем не менее многое в ней (например, теория бюрократии) позволяет глубже понять природу и целевые функции огосударствленной экономики
17880. Фирма и рынок 229 KB
  Лекция 24. Фирма и рынок РАЗДЕЛ 1. Зачем экономике нужна фирма Фирма одно из главных действующих лиц экономической жизни. Мир фирм удивительно многолик. Есть среди них крупные и мелкие; многопрофильные и узкоспециализированные; замыкающиеся на какойлибо одной стад...
17881. ПРАКТИКА ПРОИЗВОДСТВА 265.5 KB
  НАЗВАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ: ПРАКТИКА ПРОИЗВОДСТВА ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Определить главный технологический параметр микроэкономической модели предприятия производственную функцию изучить ее виды и свойства рассчитать отдачу производительность различных фак...
17882. КАРДИНАЛИСТСКАЯ ПРАКТИКА ПОВЕДЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЯ 757.5 KB
  НАЗВАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ: КАРДИНАЛИСТСКАЯ ПРАКТИКА ПОВЕДЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЯ ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Рассмотреть потребительское поведение с позиций предельной полезности и количественных показателей полезности максимально приближенных к аб...
17883. ПОВЕДЕНИЕ СОВЕРШЕННО КОНКУРЕНТНОЙ ФИРМЫ НА ТОВАРНОМ РЫНКЕ 135.85 KB
  НАЗВАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ: ПОВЕДЕНИЕ СОВЕРШЕННО КОНКУРЕНТНОЙ ФИРМЫ НА ТОВАРНОМ РЫНКЕ ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Выявить основные характеристики совершенно конкурентного товарного рынка СКрынка объяснить неспособность невозможность воздействия СКфирм на рыночну...
17884. ПОВЕДЕНИЕ МОНОПОЛЬНОЙ ФИРМЫ НА ТОВАРНОМ РЫНКЕ 185.05 KB
  НАЗВАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ: ПОВЕДЕНИЕ МОНОПОЛЬНОЙ ФИРМЫ НА ТОВАРНОМ РЫНКЕ ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Рассмотреть понятие монополии условия её образования поведение монопольных рыночных структур при различных факторах внешней среды. Выяснить условия и последстви
17885. ПРАКТИКА СПРОСА И ПРЕДЛОЖЕНИЯ НА РЫНКЕ ТРУДА 25.15 KB
  НАЗВАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ: ПРАКТИКА СПРОСА И ПРЕДЛОЖЕНИЯ НА РЫНКЕ ТРУДА ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Выяснить особенности спроса и предложения труда обозначить факторы определяющие изменения спроса и предложения труда. Обосновать правило найма рабочей силы и правило
17886. ПРАКТИКА ОБЩЕГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ 31.22 KB
  НАЗВАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ: ПРАКТИКА ОБЩЕГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Определить условия общего и частичного равновесия ФОРМУЛИРОВАНИЕ ОСНОВНОЙ ИДЕИ ЗАНЯТИЯ 1. Уравнения потребительского спроса. Спрос отдельного потребителя на каждо
17887. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ РОЛЬ ГОСУДАРСТВА НА ПРАКТИКЕ 99.48 KB
  НАЗВАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ: ЭКОНОМИЧЕСКАЯ РОЛЬ ГОСУДАРСТВА НА ПРАКТИКЕ ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Определить ключевые понятия в экономической роли государства на практике выявить основные причины отказа рынка или фиаско рынка познакомиться с различными вариантами ...