2.3. Расчет токовой отсечки без выдержки времени от междуфазных кз для линий с двухсторонним питанием

Токовая отсечка без выдержки времени от междуфазных КЗ в составе защит шкафа ШЭ2607.011.021 используется как вспомогательная защита и служит, в основном, для устранения мертвых зон при КЗ вблизи места установки защиты. Поэтому она выполняется ненаправленной и должна быть отстроена от максимального тока, проходящего через защиту при внешних КЗ с двух сторон защищаемой линии.

2.3.1. Технические данные токовой отсечки [9].

Схема токовой отсечки содержит (рис.1.4):

- три реле максимального тока;

- цепи логики.

Диапазон уставок по току срабатывания реле максимального тока от 0,35 до 30 I_ном.

Коэффициент возврата реле максимального тока не менее 0,9.

Время срабатывания реле максимального тока при подаче входного тока, равного 2 I_ср не более 0,025 с

Время возврата реле максимального тока при сбросе входного тока от 10 I_ср до 0 не более 0,04 с.

В защите обеспечен диапазон уставок по выдержке времени токовой отсечки от 0.0 до 1,0 с.

Токовая отсечка может быть введена в работу постоянно или только при включении выключателя. Время ввода отсечки при включении выключателя задается в диапазоне от 0,7 до 2,0 с.

2.3.2. Выбор параметров срабатывания

Ток срабатывания отсечки без выдержки времени выбирается большим из расчета по двум условиям:

а) по условию отстройки от трехфазных КЗ вне защищаемой линии:

(2.17)

где k_отс = 1.2 - коэффициент отстройки, учитывающий наличие апериодической составляющей в токе КЗ, а также погрешности расчетов и настройки реле;

- наибольшее из значений периодической составляющей тока в защите при трехфазном КЗ на шинах подстанций с двух сторон защищаемой линии (точка К1 и К2, рис.2.5) . За расчетный принимается больший из токов и.

Рис.2.5. К расчету токовых отсечек

б) по условию отстройки от уравнительного тока при качаниях в системе:

I_c.з = k_отсI_кач.max (2.18)

где k_отс = 1.1,

I_кач.max - максимальный уравнительный ток качаний при асинхронном режиме системы.

Максимальный ток качаний при условии, что векторы ЭДС двух частей системы расходятся на 180^, а ЭДС генераторов на 5% больше номинального напряжения, может быть определен по выражению:

(2.19)

где Х_A и Х_Б - сопротивление двух частей системы, связанных рассматриваемой ЛЭП;

X_Л - сопротивление ЛЭП (рис.2.6).

Рис. 2.6. К расчету токов качаний: а – поясняющая схема; б – схема замещения.

Из двух полученных значений тока срабатывания отсечки за расчетный ток принимается его большее значение. Как видно из рис. 2.5, обе ненаправленные отсечки 1 и 2, установленные с двух сторон защищаемой ЛЭП, выбираются по одним и тем же условиям и имеют одинаковый ток срабатывания:

I_c.з.1 = I_с.з.2

Зона действия отсечки может быть определена графически по кривым изменения токов КЗ в минимальном режиме. Если длина зоны отсечки менее (20 40)% защищаемой ЛЭП, то отсечка не используется.

Возможна оценка пригодности отсечки по коэффициенту чувствительности:

(2.20)

где I_с,з - выбранный ток срабатывания отсечки,

- ток двухфазного КЗ в минимальном режиме системы при повреждении вблизи места установки защиты (точка К3, рис.2.5).

Допускается иметь k_ч  1.2.

Определение тока срабатывания реле (уставки) производится по выражению

, (2.21)

где - коэффициент трансформации трансформаторов тока.

2.3.3. Пример расчета токовой отсечки без выдержки времени от междуфазных КЗ.

Данные для расчета.

Рассчитаем токовую отсечку для линии с двухсторонним питанием W1. Схема участка сети для этого случая приведена на рис.2.7.

Параметры линии:

Напряжение линии 230 кВ, длина 80 км,

удельное сопротивление провода Х_уд = 0,4 Ом/км.

Коэффициент трансформации трансформаторов тока K_I = 1000/5.

Токи трехфазного КЗ для замыканий в различных точках можно рассчитать на ЭВМ по программе, имеющейся на кафедре, или выполнить вручную. Рекомендации по расчету токов КЗ даны в главе 6.

Токи двухфазного КЗ определяются по выражению:

(2.22)

Максимальные значения токов трехфазного КЗ по линии W1 для каждой точки КЗ (К1, К2, К3), рассчитанные отдельно от станции и от системы, приведены в табл.2.3.

Таблица 2.3.

Точка КЗ	К1	К2	К3
Ток от станции, кА	4,845	3,06	2,24
Ток от системы, кА	2,05	2,72	4,04

Максимальный ток качаний I_{кач max} = 2,6 кА.

Расчет тока срабатывания токовых отсечек.

Ток срабатывания отсечки без выдержки времени выбирается по двум условиям:

а) по условию отстройки от внешнего трехфазного КЗ, при этом

из двух токов внешнего КЗ выбираем больший = 2,24 кА.

= 1,2 ·2,24 = 2,69 кА.

б) по условию отстройки от уравнительного тока при качаниях

= 1.1 · 2,6 = 2,86 кА.

Из двух полученных значений за расчетный ток срабатывания принимаем больший. Обе ненаправленные отсечки, установленные с двух сторон защищаемой ЛЭП, будут иметь одинаковый ток срабатывания

кА.

На рис.2.7 построены расчетные кривые токов трехфазного и двухфазного КЗ и определены зоны действия отсечек.

Как видно из рисунка, обе отсечки имеют достаточные зоны действия и их следует устанавливать.

Рис.2.7. Рассчитанные кривые токов трехфазного КЗ и зоны действия мгновенных токовых отсечек

Можно оценить эффективность отсечек по коэффициенту чувствительности при двухфазном КЗ вблизи места установки отсечки.

Для отсечки 1

> 1,2.

Для отсечки 2

> 1,2.

Ток срабатывания реле (уставка) равен

А.