2.2. Пример расчета дистанционной защиты типа шэ2607 021
Рассчитаем дистанционную защиту1 линии W1 для участка сети, схема которого приведена на рис. 2.2.
Данные для расчета
Напряжение линий 115 кВ.
Линия W1: длина 30 км, провод АС-185.
Линия W2: длина 44 км, провод АС-185.
На подстанции Б установлен автотрансформатор АТДЦТН – 125000/220/110 кВ, Sном = 125 МВА, u k(ВН-СН) = 11 %.
Токи КЗ при повреждении в точке К1 (конец 1 ступени ДЗ линии W2, определяются по расчетным кривым) равны
II(3) = 1.02 кА; III(3) = 2,83 кА.
Токи КЗ при повреждении за автотрансформатором подстанции Б (точка К2) равны:
II(3) = 1,32 кА; IT(3) = 11 кА.
Все токи приведены к напряжению 115 кВ.
Коэффициент трансформации трансформаторов тока, установленных на линии KI = 1000/5.
Коэффициент трансформации трансформатоторов напряжения, установленных на шинах п/ст А равен KU = 110000/100.
Выдержка времени ступени дистанционной защиты 3 равна
= 1,5 с.
Максимальное
время действия защит присоединений
п/ст Б равно
=
1 с.
Расчет.
1. Определяем сопротивления линий W1 и W2.
Из табл.7.38 [15] находим для провода АС сечением 185 мм2.
Rуд = 0,162 Ом/км; Xуд = 0,413 Ом/км.
Удельное полное сопротивление будет равно
Ом/км.
Сопротивления линий
ZW1 = Zуд lW1 = 0,444 30 = 13,3 Ом;
ZW2 = Zуд lW2 = 0,444 44 = 19,5 Ом.
2. Первичное сопротивление срабатывания I ступеней дистанционных защит 1 и 3 определяем по (2.1):
0,85
13,3 = 11,3 Ом.
0,85
19,5 = 16,6 Ом.
3. Первичное сопротивление срабатывания ступени защиты 1 выбирается для сети данной конфигурации по двум условиям:
по условию согласования с I ступенью защиты 3 (защиты предыдущей линии) по (2.2):
,
где kток = II /III = 1,02/2,83 = 0,36
= 0,1
= 46,1 Ом
по условию отстройки от КЗ на стороне ВН автотрансформатора подстанции Б по (2,3):
=
= 92,6 Ом ,
где сопротивление автотрансформатора для случая КЗ в точке К2 будет равно:
= 11,64 Ом .
Сопротивление автотрансформатора приведено к напряжению
линии.
Коэффициент токораспределения при КЗ за автотрансформатором (точка К2)
Из двух полученных
значений
за расчетное принимаем минимальное.
=
46,1 Ом.
Коэффициент чувствительности II ступени защиты определяется
по (2.8)
=
= 3,47
1,25.
Защита удовлетворяет требованиям чувствительности.
Проверим отстроенность II ступени защиты от сопротивления нагрузки.
Расчетное сопротивление нагрузки
Ом,
где Iраб.max= kсзп Iдоп.дл.
Примем коэффициент самозапуска kсзп = 1,1
Допустимый длительный ток из табл.7.35 15 для провода АС-185 равен Iдоп.дл =510 А.
Сопротивление
нагрузки
,
следовательно, ступень от сопротивления
нагрузки отстроена.
4. Третья ступень ДЗ имеет характеристику в виде параллелограмма, наклон правой боковой грани которого можно регулировать, поэтому можно отстроить третью ступень защиты от сопротивления нагрузки по углу.
Для этого угол наклона φ2 должен быть равен
.
В условиях самозапуска по (2.11)
нагр.расч. = 34; φдоп примем равным 5 º, тогда
В этом случае первичное сопротивление срабатывания III ступени выбирается по условию обеспечения требуемой чувствительности в конце зоны резервирования по (2.12).
Сопротивление, замеряемое защитой при КЗ в конце зоны резервирования
Ом.
Требуемый коэффициент чувствительности kч.треб. = 1,2
= 81 Ом.
5. Сопротивление срабатывания реле сопротивления (уставки) рассчитаны в табл.2.2.
Таблица 2.2.
|
Ступень ДЗ |
|
|
|
|
Первичное сопротивление срабатывания защиты Zс.з., Ом |
11,3 |
46,1 |
81 |
|
Вторичое сопротивление срабатывания (уставка)
|
2,03 |
8,38 |
14,23 |
|
Уставка по оси Х
|
1,79 |
7,41 |
12,58 |
|
|
0,9 |
3,75 |
6,29 |
|
φ1 = φл |
69º |
69º |
69º |
|
φ2 |
-22º |
-22º |
+40º |
|
φ3 |
115º |
115º |
120º |
,
Ом
Характеристика трехступенчатой дистанционной защиты, построенная по рассчитанным данным, представлена на рис. 2.4.
Рис. 2.4. Рассчитанные характеристики трехступенчатой
дистанционной защиты
6. Выбор выдержек времени.
I ступень дистанционной защиты действует без выдержки времени.
t I = 0 ,
при этом собственное время срабатывания защиты не превышает
tс.з.I = 0,025 c.
II ступень действует с выдержкой времени на ступень селективности t большей, чем время действия I ступени. При наличии на подстанции устройства резервирования отказов выключателей (УРОВ) время действия II ступени выбирается по (2.14):
tс.з.II = tУРОВ + t = 0,3 + 0,2 = 0,5 с. ,
где tУРОВ = 0,3 с; t = 0,2 с.
Выдержка времени III ступени выбирается по двум условиям:
- по условию отстройки от времени действия III ступени защиты предыдущей линии
с.
- по условию согласования с защитами отходящих от шин подстанции Б присоединений
с.
Принимаем tс.з.III = 1,7 c.
7. Определим длины зон действия I и II ступеней защиты для построения временных характеристик.
Для I ступени l(1)I = 0,85 l(W1) = 0,85 30 = 25,5 км.
Для II ступени реальное сопротивление на зажимах защиты равно:
Ом.
Длина второй зоны защиты
км.
Пример построения характеристик времени действия защит приведен на рис.2.3.