микропроцессорной защиты линии
Типа ШЭ 2607 031
Уставка пускового органа, реагирующего на ток обратной последовательности для пуска блокирующего высокочастотного сигнала, 
выбирается исходя из отстройки от тока небаланса, определяемого погрешностями ТА, частотными небалансами фильтров обратной последовательности и погрешностями их настройки, а также небалансами нагрузочного режима сети [14]:
, (9.1)
где 
– коэффициент отстройки, равный 1,3 о. е.;
– коэффициент возврата, равный 0,9 о. е.:
– расчетный ток небаланса обратной последовательности нагрузочного режима, приведенный ко вторичной стороне защиты, А.
(9.2)
где 
– полная погрешность ТА, равная 0,03 о. е.;
– коэффициент частотной зависимости фильтра токов обратной последовательности (KAZ2), равный 0,023 о. е.;
– относительная погрешность отклонения частоты, равная 0,04 о. е.;
– относительная погрешность настройки фильтра с учётом погрешности его работы, равная 0,005 о. е.;
– коэффициент несимметрии тока обратной последовательности, равный 0,02 о. е.
Диапазон регулирования уставки в фазных величинах
.
Уставка пускового органа, реагирующего на ток обратной последовательности для пуска на отключение, 
выбирается исходя из следующих критериев:
· отстройки от 
с учетом коэффициента ответвления
(9.3)
где 
– коэффициент отстройки, равный 2,0 о. е.;
– коэффициент ответвления, о. е. на линии с ответвлениями без источников питания
(9.4)
линиях электропередачи без ответвлений 
Если при рассмотрении согласования данного полукомплекта окажется, что невозможен режим сети с максимальным током, то в этом случае коэффициент ответвления может быть принят равным 
· отстройки от составляющей обратной последовательности ёмкостного тока линии, обусловленной кратковременной несимметрией при включении линии под напряжение,
(9.6)
где − коэффициент отстройки, учитывающий необходимый запас на увеличение ёмкостного тока в переходном режиме, равный 2,0 о. е.;
– удельный ёмкостной ток обратной последовательности линии электропередачи (табл. 8.1);
– длина линии, км.
Окончательно уставка 
выбирается наибольшей из результатов (9.3) и (9.6).
Диапазон регулирования уставки в фазных величинах
.
Коэффициент чувствительности рассчитывается для каждого полукомплекта защиты.
Для двухконцевых линий и линии с ответвлениями без питания
,
где 
– ток обратной последовательности, протекающий через полукомплект защиты при двухфазном КЗ в конце защищаемой линии электропередачи в минимальном режиме системы, А.
Уставка пускового органа, реагирующего на напряжение обратной последовательности с выходом для пуска блокирующего высокочастотного сигнала, 
выбирается исходя из отстройки от напряжения небаланса обратной последовательности, вызванного погрешностью ТV и частотными небалансами фильтра напряжения обратной последовательности (KVZ2) и несимметрией нагрузочного режима с учетом коэффициента надежности:
, (9.7)
где – коэффициент отстройки, равный 1,5 о. е.;
– коэффициент возврата, равный 0,9 о. е.;
– расчетное напряжение небаланса обратной последовательности, В.
(9.8)
где – полная погрешность ТV, равная 0,03 о. е.;
– коэффициент частотной зависимости KZV2, равный 0,23 о. е.;
– относительная погрешность отклонения частоты, равная 0,03 о. е.;
– относительная погрешность настройки фильтра с учётом погрешности, равная 0,005 о. е.;
– коэффициент несимметрии напряжения обратной последовательности, равный 0,02 о. е.
Диапазон уставки
В.
Уставка пускового органа, реагирующего на напряжение обратной последовательности для пуска на отключение, 
выбирается исходя из отстройки от уставки блокирующего органа по напряжению обратной последовательности
(9.9)
где – коэффициент отстройки, равный 1,5 о. е.
Диапазон уставок
В.
Коэффициент чувствительности для каждого полукомплекта защиты
,
где 
– остаточное напряжение обратной последовательно в месте установки защиты при однофазном, двухфазном и двухфазном КЗ на землю в конце защищаемой линии электропередачи, В.
Алгоритм работы уставки пускового органа, реагирующего на абсолютное приращение тока обратной последовательности для пуска высокочастотного сигнала блокировкиобеспечивает отстройку от тока небаланса обратной последовательности при максимальном токе качаний.
, (9.10)
где – коэффициент отстройки, равный 0,7 о. е.
Уставка пускового органа, реагирующего на абсолютное приращение тока обратной последовательности, действующего на отключение,
выбирается исходя из отстройки от уставки блокирующего токового органа с пуском по приращению 
:
(9.11)
где – коэффициент отстройки, равный 2 о.е.
Алгоритмработы уставки пускового органа, реагирующего на абсолютное приращение тока прямой последовательности для пуска высокочастотного сигнала блокировки,обеспечивает отстройку от тока небаланса прямой последовательности при максимальном токе качаний и всех небалансов максимального рабочего режима, связанных с погрешностями ТА и фильтра тока обратной последовательности:
(9.12)
где – коэффициент отстройки, равный 4,0 о.е.
Уставка пускового органа, реагирующего на абсолютное приращение тока прямой последовательности, действующего на отключение
(9.13)
где – коэффициент отстройки, равный 4 о. е.
Уставка пускового органа, реагирующего на ток обратной последовательности с торможением от модуля первой гармоники тока прямой последовательности,введена в защиту для повышения её чувствительности по напряжению при питании защищаемой воздушной линии электропередачи от мощной узловой подстанции.
Пусковой орган необходим для запуска блокировки при качаниях.
Коэффициент торможения определяется, о. е.:
(9.14)
где 
– максимальный ток качаний, протекающий в месте установки защиты, о. е.;
– обратная последовательность тока торможения, о. е.:
где 
коэффициент отстройки, равный 1,5 о. е.;
– обратная составляющая пускового тока при торможении, о. е., определяется по характеристике срабатывания (рис. 9.1). Диапазон изменения тока (0,025÷0,5) 
.
Уставка пускового органа, реагирующего на ток обратной последовательности с торможением от модуля первой гармоники тока прямой последовательности, действующего на отключение, определяется критериями:
• согласования по чувствительности с блокирующим реле тока обратной последовательности 
полукомплектов, установленных на рассматриваемом и противоположном концах защищаемой линии электропередачи,
(9.15)
Рис. 9.1. Характеристика срабатывания пускового органа
где – коэффициент отстройки, равный 1 о. е. для линии без ответвлений и 2,0 о. е. – для линии с ответвлениями;
• согласования с первичным напряжением срабатывания блокирующего реле напряжения, установленного на рассматриваемом и противоположном концах защищаемой линии,
(9.16)
где – коэффициент отстройки, равный 2,0 о. е.;
– уставка блокирующего реле напряжения обратной последовательности полукомплекта, установленного на противоположном конце защищаемой линии электропередачи, В;
– сопротивление эквивалентной системы прямой последовательности, примыкающей к месту установки рассматриваемого полукомплекта защиты, Ом;
– коэффициент токораспределения, равный отношению тока обратной последовательности, протекающего по рассматриваемому полукомплекту защиты, к току обратной последовательности, протекающему по ветви эквивалентной системы при КЗ в расчетной точке − на противоположном конце защищаемой линии электропередачи;
– сопротивление защищаемой линии электропередачи, Ом;
– коэффициент трансформации трансформаторов напряжения, равный 1,0 о. е. так как расчет уставок производится в первичных величинах.
Уставка пускового органа тока, реагирующего на ток нулевой последовательности, 
выбирается по условию отстройки:
• от токов, проходящих в нулевом проводе трансформаторов тока при включении линии под напряжение;
• от апериодических трансформированных бросков намагничивающего тока при включении одной фазы;
• от периодических бросков намагничивающего тока при включении двух фаз и задержки включения третьей фазы.
Значение , А, определяется по формуле
(9.17)
где 
– сумма номинальных токов трансформаторов и автотрансформаторов, подключенных к защищаемой линии электропередачи в режимах, когда эта сумма максимальна, А.
Уставка измерительного органа сопротивления имеет выходы 
, 
, включенные на линейные напряжения АВ и ВС и соответствующие разности фазных токов.
Уставка по активной составляющей 
, Ом, определяется отстройкой от минимального сопротивления нагрузки защищаемой линии электропередачи
(9.18)
где 
– минимальное активное сопротивление в нагрузочном режиме, Ом.
(9.19)
где 
– рабочий максимальный ток, А;
– угол между векторами тока и напряжения максимальной нагрузки, эл. град;
– минимальное реактивное сопротивление нагрузочного режима, Ом:
(9.20)
– угол максимальной чувствительности реле сопротивления, эл. град.;
– коэффициент надежности, равный 1,6 о. е.
Проверка чувствительности измерительного органа производится через определение величины переходного активного сопротивления при КЗ путем сравнения замера активного сопротивления при КЗ на шинах подстанции ответвления и активное сопротивление защищаемой ЛЭП. Используя наибольшее значение, рассчитываем активное сопротивление 
с учетом подпитки с противоположного конца защищаемой линии, Ом:
(9.21)
где – максимальная величина сопротивления при КЗ на шинах подстанции, Ом.
, (9.22)
где 
– остаточное напряжение при трехфазном КЗ на подстанции ответвления, В;
– ток прямой последовательности, протекающий через защиту при трехфазном КЗ на подстанции ответвления, А;
– длина защищаемой ЛЭП, км;
– активное сопротивление дуги в месте КЗ, Ом;
– ток прямой последовательности максимального трехфазного КЗ со стороны полукомплекта I;
– ток прямой последовательности максимального трехфазного КЗ со стороны полукомплекта II.
Сопротивление 
можно заменить удельным сопротивлением прямой последовательности линии электропередачи 
.
Защита проходит по чувствительности, если выполняется неравенство
(9.23)
Уставка измерительного органа сопротивления 
по реактивной составляющей 
определяется следующими критериями:
· отстройкой от КЗ за трансформаторами ответвлений
(9.24)
где – коэффициент надежности, равный 0,85 о. е.;
– сопротивление в месте установки защиты при КЗ за трансформатором ответвления, 
Ом
(9.25)
где 
– индуктивное сопротивление участка защищаемой линии электропередачи от i–ответвления до подстанции, где установлена защита, Ом;
– индуктивное сопротивление участка защищаемой линии электропередачи от i–ответвления до трансформатора, Ом;
– индуктивное сопротивление прямой последовательности трансформатора, Ом;
– коэффициент токораспределения, принимается равным 1 о.е., так как второй конец защищаемой ЛЭП отключен [14].
При определении минимального сопротивления необходимо учитывать возможность параллельной работы трансформаторов на ответвлении;
• отстройка от броска намагничивающего тока (БНТ), для случая, когда второй конец защищаемой линии электропередачи отключен и все трансформаторы на ответвлении работают параллельно
(9.26)
где 
– коэффициент, равный для ВЛ 
=110 кВ 1,75 о. е., для ВЛ = 220 кВ –1,55 о. е.;
– эквивалентное индуктивное сопротивление трансформатора при однофазном включении;
– индуктивное сопротивление эквивалентной системы, Ом:
(9.27)
где 
– удельное индуктивное сопротивление ВЛ прямой последовательности, Ом/км;
– длина защищаемой линии электропередачи, км;
– максимальный ток трехфазного КЗ в максимальном режиме работы энергосистемы, А.
Для расчета отстройки органа сопротивления от броска тока намагничивания необходимо использовать двухфазное включение. Но все трансформаторы учитываются сопротивлениями 
так как ток двухфазного включения наиболее просто выразить через значение броска намагничивающего тока при однофазном включении при заземлении всех нейтралей.
Для одного ответвления с одним установленным трансформатором , Ом, определяется по формуле
(9.28)
где 
– сопротивление трансформатора ответвления при однофазном коротком замыкании.
(9.29)
где – удельное индуктивное сопротивление ВЛ прямой последовательности, Ом/км;
– длина участка ВЛ от ответвления до трансформатора, км;
– длина участка ВЛ от первого ответвления до подстанции 1, Ом;
– сопротивление трансформатора в % при однофазном включении, рассчитывается по формуле
(9.30)
где 
– напряжение КЗ трансформатора ответвления (П4);
и В – коэффициенты, значения которых приведены в табл. 9.1 и 9.2.
- номинальное напряжение трансформатора ответвления, кВ;
- диапазон РПН трансформатора ответвления, кВ;
- номинальная мощность трансформатора ответвления, МВ·А;
Таблица 9.1
Коэффициенты А и В для двухобмоточного трансформатора
| Мощность трансформатора, МВ·А |  о. е.
|  , о. е.
|
| До 60 | 12,7 | 1,35 |
| От 60 и больше | 21,4 | 1,35 |
Таблица 9.2
Коэффициенты А и В для автотрансформатора
| Мощность автотрансформатора, МВ·А |  о. е.
|  о. е.
|
| До 125 МВА (включительно) | 25,7 | 1,3 |
| От 125 МВА и больше | 35,0 | 1,28 |
При наличии нескольких трансформаторов на ответвлении, а также при наличии нескольких ответвлений на защищаемой линии электропередачи расчет 
значительно усложняется.
Схема «сворачивается» (эквивалентируется) относительно места установки защиты и рассчитывается , аналогично (9.28).Затем окончательно выбирается уставка 
как наименьшая из рассчитанных 
и 
(9.31)
Чувствительность защиты поверяется исходя из следующих критериев:
• обеспечения чувствительности при КЗ на шинах подстанции ответвления:
(10.32)
где 
– угол максимальной чувствительности, эл. град.;
– остаточное напряжение при трехфазном КЗ на шинах низшего напряжения подстанции ответвления, кВ;
– ток прямой последовательности, протекающий через защиту при трехфазном КЗ на шинах низшего напряжения подстанции ответвления;
• надежного охвата защитой всей длины линии электропередачи:
(9.33)
где k – коэффициент, зависящий от длины защищаемой ЛЭП, при длине ЛЭП больше 150 км k=1,5 о. е., меньше 150 км – 2,0 о. е.
- удельное индуктивное сопротивление ВЛ прямой последовательности, Ом/км;
– длина ВЛ, км.
Окончательный выбор уставок 
и производится после проверки чувствительности с учетом сопротивления дуги в месте КЗ . Необходимо рассчитать максимальные значения активного 
и индуктивного 
сопротивления чувствительности при КЗ в конце защищаемой линии электропередачи и на шинах НН подстанций ответвлений:
,
.
Если защита не проходит по чувствительности и при этом определяющим является индуктивное сопротивление 
то на тех ответвлениях, при КЗ за которыми защита не проходит по чувствительности, устанавливается неполный комплект защиты и производится новый расчет .[14].
Если защита не проходит по чувствительности и при этом определяющим является 
, то на самом мощном ответвлении устанавливается отдельный комплект защиты и производится новый расчет без учета этого ответвления.
Выбор уставки измерительного органа сопротивления 
, 
производится по углу максимальной чувствительности, действующего на отключение при трехфазном КЗ с блокировкой при качаниях.
Угол максимальной чувствительности вычисляется исходя из заданных удельных параметров защищаемой линии электропередачи:
(9.35)
где 
– угол наклона характеристики измерительного органа ИО к оси 
;
– удельное индуктивное сопротивление ВЛ прямой последовательности, Ом/км;
– удельное активное сопротивление ВЛ прямой последовательности, Ом/км.
При КЗ на смежной линии электропередачи и срабатывании с противоположного конца, на конце, ближайшем к месту КЗ, должен надежно сработать измерительный орган сопротивления 
.
Первичное сопротивление срабатывания блокирующего органа сопротивления определяется исходя из следующих условий:
• расчет уставки по условию согласования с 
комплекта противоположного конца линии электропередачи:
(9.36)
где – коэффициент отстройки, равный 2,0 о. е.;
– индуктивное сопротивление линии, Ом;
• определение 
уставки по активной составляющей сопротивления отстройкой от сопротивления нагрузки:
(9.37)
Диапазоны изменения параметров измерительного орган сопротивления приведены в табл. 9.3.
Таблица 9.3
Диапазоны изменения параметров измерительного органа сопротивления защиты ЛЭП ШЭ 2607 031
| Условное обозначение | Диапазон изменения параметра | ||||
| R, Ом | X, Ом |  эл.град.
|  , эл.град.
|  , эл.град.
| |
| 1,0÷50,0 при
=5А
5,0÷250,0
при =1А
| 1,0÷50,0 при
=5А
5,0÷250,0
при =1А
| 45÷89 | 0÷89 | 91÷179 |
| - | - | |||
| - | - | |||
|
| - | - |
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ
Для электроэнергетической системы (ЭЭС), принципиальная схема которой представлена на рис. 10.1, рассчитать характерные аварийные режимы, параметры которых будут использованы в расчетах уставок устройств релейной защиты (РЗ) и автоматики объекта ЭЭС. Выбрать типы РЗ, рассчитать уставки и коэффициенты чувствительности. Результаты расчетов представить в виде типовых таблиц «Перечень уставок защит», сопроводить поясняющими графиками и схемами оперативных и логических цепей защит.
10.1. Варианты задания
Номер задания (тип объекта ЭЭС) соответствует двум последним цифрам зачетной книжки студента. Первые четыре цифры: 1, 2, 3, 4 – первая задача и т.д. В каждой задаче четыре варианта: первый вариант – для студентов, четвертая цифра зачетной книжки которых 0, 1, 2; второй – 3, 4; третий – 5, 6; четвертый – 7, 8, 9. Тип объекта ЭЭС, для которого необходимо рассчитать параметры срабатывания релейной защиты, указан в табл. 10.1.
Исходные данные параметров объектов ЭЭC приведены в табл. П1÷ П11 приложения.
Таблица 10.1
Варианты задания
| № варианта | Защищаемый объект ЭЭС | № варианта | Защищаемый объект ЭЭС |
| Генераторы G1, G2 | Линии электропередачи W6, W7 | ||
| Блоки генератор-трансформатор G3-T3, G4-T4 | Линия электропередачи W8 | ||
| Трансформаторы Т1, Т2 | Линия электропередачи W9 | ||
| Трансформатор Т5 | Линия электропередачи W10 | ||
| Трансформаторы Т6, Т7 | Линия электропередачи W11 | ||
| Трансформатор Т8 | Линии электропередачи W12, W13 | ||
| Трансформаторы Т9, Т10 | Линии электропередачи W14, W15 | ||
| Трансформатор Т11 | Асинхронные двигатели М1, М3 | ||
| Трансформатор Т12 | Синхронные двигатели М2, М4 | ||
| Автотрансформаторы АТ1, АТ2 | Секции шин СШ1, СШ2 | ||
| Линии электропередачи W1, W2 | Системы шин СШ3 | ||
| Линии электропередачи W3, W4 | Системы шин СШ4 | ||
| Линия электропередачи W5 | Системы шин СШ5 |
Рис. 1.1. Принципиальная схема ЭЭС
Дата: 2016-10-02, просмотров: 242.
