Дипломная работа готовая (1230819), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Должна предусматриваться возможность оперативного и автоматического ускорения ступенчатых защит и выбора ускоряемых ступеней.

На линиях 110-220 кВ с односторонним питанием используются два комплекта ступенчатых защит, каждый из которых включает:

- токовую (если удовлетворяется требование селективности) или дистанционную защиту от многофазных коротких замыканий;

- токовую направленную/ненаправленную защиту от КЗ на землю.

Защиты, имеющие цепи напряжения, неисправность которых приводит к ложному отключению, должны блокироваться при нарушении цепей напряжения.

В нашем же случае в качестве основной защиты будет продольная дифференциальная защита линии (ДЗЛ), а в качестве резервных будет комплект ступенчатых защит, который включает в себя дистанционную защиту (ДЗ) и токовую защиту нулевой последовательности (ТЗНП).

3.1 Расчет продольной дифференциальной защиты линии

Принцип действия продольных дифференциальной защиты линии основан на сравнении значения и фазы токов в начале и конце защищаемой ЛЭП. Сравнение токов по значению и фазе осуществляется в реагирующем органе (реле тока). Для этой цели вторичные обмотки ТТ, установленных по концам защищаемой ЛЭП и имеющих одинаковые коэффициенты трансформации, при помощи соединительного кабеля подключаются к дифференциальному реле (реагирующему органу) таким образом, чтобы при внешнем КЗ ток в реле был равен разности токов , а при КЗ на ЛЭП их сумме.

Современные устройства ДЗЛ могут сравнивать: 1) мгновенные значения токов (выборки токов) по концам ЛЭП; 2) вектора токов по концам ЛЭП.

В первом случае производится передача оцифрованных мгновенных значений токов на другой конец ЛЭП. Использование мгновенных величин токов позволяет иметь малые времена срабатывания ДЗЛ. Однако это требует приня- тия дополнительных мер для предотвращения неправильных действий защиты при насыщении измерительных ТТ.

Современные устройства ДЗЛ имеют ряд преимуществ по сравнению с другими устройствами защит ЛЭП с абсолютной селективностью – дифференциально-фазной защитой (ДФЗ) и направленной защитой с высокочастотной блокировкой (ВЧБ):

1) пофазное сравнение токов в ДЗЛ позволяет выполнить естественный и надёжный выбор повреждённых фаз. Как известно, при реализации ДФЗ и ВЧБ применяют комбинированные фильтры, преобразующие трёхфазную систему токов в однофазную, для того чтобы обеспечить защиту трёх фаз ЛЭП, используя только один ВЧ-канал.

2) ДЗЛ может применяться в сетях со слабым источником питания, а также для защиты тупиковых ЛЭП 110-220 кВ. Необходимость установки быстродействующей защиты может возникнуть на тупиковых ЛЭП 110-220 кВ, питающих крупные промышленные предприятия с непрерывным производственным процессом, критичных к длительной просадке напряжения.

3) ДЗЛ может применяться для защиты кабельных и кабельно-воздушных ЛЭП 110-220 кВ.

Уставка выбирается исходя из условий отстройки:

- от емкостного тока линии;

- от тока небаланса максимального нагрузочного режима.

В случае необеспечения коэффициента надежности отстройки от небаланса внешнего КЗ уставку необходимо загрубить.

Отстройка от емкостного тока линии осуществляется по следующей формуле:

где емкостной ток ЛЭП; номинальное напряжение ЛЭП; номинальная частота ЛЭП; длина линии электропередачи; удельная емкость ЛЭП.

А.

А.

Отстройка от тока небаланса максимального нагрузочного режима:

где максимальный рабочий ток, протекающий по ЛЭП;

А.

При внешнем КЗ во вторичной цепи ТТ возникает небаланс, обусловленный погрешностями ТТ в условиях переходного процесса. Его величину можно оценить как:

где максимальный трехфазный ток короткого замыкания «за спиной» защиты; относительная погрешность ТТ.

А.

Расчет тормозного тока:

А.

Расчет показал, что при данном повреждении защита сработает ложно. Необходимо дальнейшее загрубление уставки, исходя из условия отстройки от небаланса внешнего КЗ:

где коэффициент надежности; .

А.

Проверка чувствительности:

где двухфазный ток КЗ в минимальном режиме системы.

.

Коэффициент чувствительности согласно ПУЭ должен быть более 2,0. В нашем случае он получился немного меньше, но на практике данный коэффициент так же допустим для защиты.

3.2 Расчет дистанционной защиты

Дистанционными называют направленные защиты с относительной селективностью, выполняемые с использованием реле минимального сопротивления.[7]

Основным элементом дистанционной защиты является дистанционный орган, определяющий удаленность КЗ от места установки защиты. В качестве органа используется реле сопротивления.

ДЗ состоит из:

1. І ступень по уставке срабатывания охватывает 80% длины защищаемой линии (это основная ступень, работающая при КЗ на линию).

2. ІІ ступень защищает 100% линии и шины своей и противоположной подстанции (именно она заводится на все виды ускорений).

3. ІІІ ступень используется для дальнего резервирования, т.е. должна работать при отказе защит на смежных присоединениях.

Расчет данной защиты производим с помощью программы TKЗ 3000:

Первичное сопротивление срабатывания Z^I_С.З. выполняется без выдержки времени.

Рассчитываем уставку для первой зоны ДЗ:

Для защищаемой линии получаем уставку: Z₁=12,8 Ом.

Так как на смежной линии 220 кВ «Широкая - Перевал» так же используется данная защита, то целесообразно согласовать вторую ступень защищаемой линии с первой ступенью смежной линии.

Рассчитываем вторую зону ДЗ через согласование со смежной линией «Широкая – Перевал» с уставкой: Z₁=14,3 Ом.

Получаем уставку: Z₂=23,2 Ом.

Для правильной работы защиты (обеспечения селективности и чувствительности) необходимо выполнить проверку чувствительности каждой ступени ДЗ по току точной работы при КЗ между тремя фазами в расчетной точке. Для второй ступени при КЗ в конце защищаемой линии или на наиболее удаленной отпайке, для третьей ступени – в конце зоны резервирования в минимальном режиме работы питающей сети при максимальной подпитке ответвительных ПС (при их наличии).

Определяем коэффициент чувствительности для второй зоны ДЗ при минимальном режиме работы при Z₂=23,2 Ом: К_ч=1,51.

Согласно ПУЭ чувствительность второй ступени ДЗ к металлическим м/ф КЗ в конце линии и на шинах ответвительных ПС должна быть не ниже 1.25, при наличии третьей ступени, а для третьей ступени ДЗ не ниже 1.5 при КЗ на своей линии и не ниже 1.2 – при КЗ в зоне резервирования.

1.3 Выбор сопротивления срабатывания и выдержки времени срабатывания третьей ступени ДЗ аналогичен, с тем лишь исключением, что условие согласования выполняется со второй или третьей ступенями смежной линии.

За сопротивление срабатывания принимается сопротивление, удовлетворяющее всем расчетным для рассматриваемого случая условиям, т.е. наименьшее из сопротивлений, полученных в результате расчетов.

Рассчитываем третью ступень ДЗ через согласование со второй и третьей ступенями смежной линии «Широкая – Перевал»:

Уставки для согласования: Z₂=24 Ом; Z₃=165 Ом.

Получаем уставку: Z₃=330 Ом.

Выполняем отстройку от нагрузки: I_н=710 А.

В результате получаем: К_ч=2,0.

При КЗ в одном из трансформаторов и отключении питающей линии включение последней в работу и восстановление питания ПС производится с помощью АПВ.

Выбор времени срабатывания защиты.

I ступень ДЗ

На линиях сети 110-220кВ, в которой возможны качания, ступень должна быть заведена под блокировку. Для линий, не имеющих ответвительных ПС, рекомендовано собственное время срабатывания ступени (0,04с). Для линий, питающих ответвительные ПС с выключателем или ОД и КЗ на высокой стороне, необходимо вводить небольшое замедление ступени, чтобы дать отработать быстродействующим защитам при КЗ на высокой стороне или в самом трансформаторе (0.05сек дополнительно к собственному времени).

II ступень ДЗ

Для линий сети 110-220кВ, в которой возможны качания, уставка ступени с первой выдержкой времени должна быть заведена под блокировку, если время срабатывания 1 – 1,5 сек и должна быть согласована с блокируемой выдержкой времени защит предыдущих ВЛ. Вторая выдержка времени выбирается по согласованию с неблокируемой выдержкой времени защит предыдущих ВЛ. Δt=0,25-0,3сек, если согласовываются защиты на микропроцессорной базе, Δt=0,4-0,5сек, если согласование выполняется с электромеханическими или статическими (микроэлектронными) УРЗ.

III ступень ДЗ

Поскольку ступень выполняет функции дальнего резервирования и есть возможность резервирования отключения КЗ за трансформаторами ответвительных ПС на линии должно быть выполнено согласование с уставкой МТЗ на высокой стороне трансформатора. Δt=0,25-0,3сек, если согласовываются защиты на микропроцессорной базе, Δt=0,4-0,5сек, если согласование выполняется с электромеханическими или статическими (микроэлектронными) УРЗ.

Если ступень отстроена от КЗ за трансформаторами ответвительных ПС, то время срабатывания выбирается по согласованию с защитами предыдущих или параллельной ВЛ.

Сведём полученные результаты в таблицу:

Таблица 4.1 – Уставки дистанционной защиты

3.3 Перевод уставок ДЗ в полигональную характеристику

Характеристики

Список файлов ВКР