- •В.А.Аллилуев,е.Д.Берёзкин,с.Ю.Берёзкина релейнаязащитаэлектрическойсети
- •Новочеркасск2008
- •Оглавление
- •Глава1.Основныепринципыпостроения
- •1.1.Назначениерелейнойзащиты
- •1.2.Основныетребования,предъявляемыекустройствамрелейнойзащиты
- •1.3.Видыустройстврелейнойзащиты
- •1.4.Структурныечастииосновныеэлементыустройстврелейнойзащиты
- •2.1.Измерительныетрансформаторытока
- •2.2.Требованиякточностиработытрансформаторовтока
- •2.3.Схемысоединениятрансформаторовтокаицепейтоказащиты
- •2.4.Измерительныетрансформаторынапряжения
- •2.5.Схемысоединенияобмотоктрансформаторовнапряжения
- •3.1.Принципдействиязащиты
- •3.2.Схемымаксимальнойтоковойзащиты
- •3.3.Выборпараметровсрабатываниямаксимальнойтоковойзащиты
- •3.4.Токоваяотсечка
- •3.4.1.Токоваяотсечканалинияхсодностороннимпитанием
- •Зонадействияотсечки
- •3.4.2.Токоваяотсечканалинияхсдвухстороннимпитанием
- •3.4.3.Сочетаниетоковойотсечкисмаксимальнойтоковойзащитой
- •3.5.Максимальнаятоковаянаправленнаязащита
- •4.1.Назначениеиосновныевидызащиты
- •4.2.Принципдействиядифференциальнойтоковойзащиты
- •4.3.Особенностивыполнениядифференциальнойтоковойзащитыэлементовэлектрическойсети
- •4.3.1.Дифференциальнаятоковаязащитатрансформаторов
- •I Kmax
- •4.3.2.Дифференциальнаятоковаязащитагенераторов
- •I Kmax
- •4.3.3.Дифференциальнаятоковаязащитасборныхшин
- •I Kmax
- •5.1.Назначениеипринципдействия
- •5.2.Принципывыполнениядистанционныхзащит
- •5.2.1.Выборвходныхвоздействующихвеличинихарактеристикавременисрабатываниярелесопротивления
- •5.2.2.Схемыихарактеристикисрабатываниярелесопротивления
- •5.3.Выборпараметровсрабатываниядистанционнойзащиты
- •6.1.Назначениеивидывысокочастотныхзащит
- •6.2.Принципывыполненияиработавысокочастотнойчастизащиты
- •6.3.Направленнаязащитасвысокочастотнойблокировкой
- •6.4.Дифференциально-фазнаявысокочастотнаязащита
- •ВнешнееКз ВнутреннееКз
- •Библиографическийсписок
- •1.ФедосеевA.M.Релейнаязащитаэлектрическихсистем.-м.:
- •5.КривенковВ.В.Релейнаязащитаиавтоматика:учеб.Посо-
- •6.АндреевВ.А.Релейнаязащитаиавтоматикасистемэлектро-
- •Релейнаязащитаэлектрическойсети
- •346428,Г.Новочеркасск,ул.Просвещения,132
5.2.Принципывыполнениядистанционныхзащит
5.2.1.Выборвходныхвоздействующихвеличинихарактеристикавременисрабатываниярелесопротивления
Подвыборомвходныхвоздействующихвеличинпонимает-сявыборсоответствующейсхемывключенияPC,обеспечи-вающейопределенноесочетаниеподводимыхкнейполныхфазныхтоковинапряженийповрежденныхфаз.Основными
требованиями,предъявляемымиксхемевключения,являютсяследующие:
–первичноесопротивлениенавходеPCжелательноиметь
пропорциональнымрасстояниюlK
тыдоместаКЗ:
отместаустановкизащи-
Zр.п
=Z1K
=Z1y×lK,
где
Z1K
–сопротивлениепрямойпоследовательностифазыот
местаустановкиPCдоточкиКЗ;
Z1y–удельноесопротивле-
ниепрямойпоследовательностифазына1кмЛЭП;этотребо-ваниепозволяетвыполнитьзащитусчеткимограничениемзо-ныдействиядлякаждойступени;
–приразныхвидахметаллическихКЗвзаданнойточке,накоторыедолжнореагироватьPC,первичноесопротивлениена
еговходеZp.п
должнобытьодинаковым.
ДлядействияпримногофазныхКЗвсетяхсглухозаземлен-ныминейтралямиимеждуфазныхКЗвсетяхсизолированныминейтралямиPCвключаютсянавторичныемеждуфазныенапря-женияиразностьодноименныхвторичныхфазныхтоков.Нарис.5.2,априведеныцепипеременноготокаинапряженияДЗ,состоящейизтрехмодулейKZ1,KZ2,KZ3ивключеннойнасо-ответствующиетокиинапряжения.Каждыймодульсодержиттриступенисразличнымизонамисрабатывания.Такимобра-зом,втрехступенчатойДЗиспользуютсядевятьPC(см.рис.5.2,а).
РассмотримповедениеДЗприразличныхвидахКЗ.ДляпринятойсхемывключениямодулейДЗимеемследующиесо-отношения:
KZ1>
U&р.в
=U&ab;
I&р.в
=I&a
−I&b;
KZ2>
KZ3>
U&р.в
U&р.в
=U&bc;
=U&ca;
I&р.в
I&р.в
=I&b−I&c;
=I&с−I&a.
ПритрехфазномКЗвточке
K(3)
(рис.5.2,а)всетримодуля
ДЗнаходятсяводинаковыхусловиях,ккаждомуизнихподво-дитсямеждуфазноенапряжение,которое,напримердлямодуляKZ1,впервичныхвеличинахравно:
. . .
KL
1ст. KZ11.1
К Iа-Ib
Q
KZ1 Uab
1ст.-KZ11
2ст.-KZ12
a b c
2ст.
KZ21.1
KZ31.1
KZ12.1
KZ22.1
KZ32.1
KT1
KT2
A B C
3ст.-KZ13
. . .
KZ13.1
3ст.
KZ23.1KZ33.1
KH1
ТA1
ТА2
ТА3
Ib-Ic
KZ2 Ubc
KL.1
1ст.-KZ21
2ст.-KZ22
3ст.-KZ23
W
. . .
KT1.1
KT2.1
KH2
KH3
SQ YAT
IKА IKВ IKС
Ic-Ia
KZ3 Uca б)
1ст.-KZ31
1-язона 2-язона 3-язона
t
K(2)
K(3)
2ст.-KZ32
3ст.-KZ33
tII
tI
а б в
AKZ
tIII
г
A Q1
а)
W1B Q2
C Q3
W2
61
в)
Рис.5.2.Цепипеременноготокаинапряжения(а),оперативногопостоянного
тока(б)ихарактеристикадистанционнойзащиты(в)
U&(3)
=U&(3)
=U&(3)−U&(3)=
p.п
AB A B
=I&(3)×Z
−I&(3)×Z =
KА 1K KB 1K
=(I&(3)
−I&(3)
)×Z .
KА KB 1K
Вданномслучаефазныенапряжения
A
U&(3),
В
U&(3)
С
иU&(3)вместеустановкизащитыравныпадениямнапряженийвпрово-
дахфазА,ВиСотместаустановкиPCдоточки
K(3).
Учитывая,чтотоквPCKZ1равенгеометрическойразноститоковдвухфазАиВ,дляпервичноготокаполучаем
(3) (3) (3)
I&p.п=I&KА−I&KВ.
Следовательно,первичноесопротивлениенавходекаждого
PCмодулейKZ1,KZ2иKZ3притрехфазномКЗвточкебудетравно:
K(3)
(3) (3) (3)
Zp.п
=U&р.п/I&р.п=
=(I&(3)
−I&(3)
)×Z
/(I&(3)
−I&(3))=
KА KB 1K KА KB
=Z1K
=Z1y×lK.
ПридвухфазномКЗвточке
K(2),напримермеждуфазами
АиВ,призаданныхположительныхнаправленияхтоковКЗ
имеемследующиеусловия:
I&
KВ
(2)KА
=−I&(2);
(2)
I&
KС=0.
ПриэтомтолькоодноPCKZ1,включенноенанапряжениемеждуповрежденнымифазамиАиВ,получаетнапряжение,
пропорциональноерасстоянию
lK.Этопервичноенапряжение
навходеPCKZ1равнопадениюнапряжениявфазахАиВ
(впетлеКЗ,см.рис.5.2,а):
(2) (2) (2) (2) (2)
U&p.п=U&AВ
=I&KА×Z1K
−I&KB×Z1K
=2×I&KА×Z1K.
Сучетомсхемывключениязащитыпервичныйтокопреде-
ляетсяпоследующемувыражению:
(2) (2) (2) (2)
I&p.п=I&KА−I&KB=2×I&KА.
ТогдапервичноесопротивлениенавходемодуляKZ1при
двухфазномКЗвточке
K(2)
будетравно:
(2) (2) (2) (2) (2)
Zp.п
=U&р.п/I&р.п
=2×I&KА×Z1K/2×I&KА=Z1K
=Z1y×lK.
Следовательно,сопротивление
Zp.п
навходеPCприрас-
смотренныхвидахКЗравныипропорциональнырасстояниюдоместаКЗ.
ПридвухфазномКЗназемлювфазныхтокахинапряжени-ях,кромесоставляющихпрямойиобратнойпоследовательно-стей,имеютсясоставляющиенулевойпоследовательности,для
которыхудельноесопротивлениеотличноот
Z1у.Однакопо-
сколькукPCподводятсямеждуфазноенапряжениеиразностьфазныхтоков,вкоторыхсоставляющиенулевойпоследователь-
ностиотсутствуют,то
Zp.п
будетопределятьсятолькосопро-
тивлением
Z1K.ПоведениеPCпри
K(1,1)
будетаналогичным
ихповедениюпри
K(2)и
K(3):
(1,1) (2) (3)
Zp.п
=Zp.п
=Zp.п
=Z1K
=Z1y×lK.
Нарис.5.2,бприведенасхемаоперативногопостоянноготока,анарис.5.2,взависимостьвыдержкивремениДЗотсо-противления(илирасстояния)доместаКЗ.Какужеупомина-лось,ДЗвыполняютсясоступенчатымихарактеристикамивы-держкивремени,состоящимиизтрехучастковилизон.Участок
а−б
являетсяпервойзоной,б−в
–второй,в−г
–третьей.Ка-
ждойзонесоответствуетступеньвыдержкивремени
tI,
tII,
tIII,неизменнаявпределахсвоейзоны.ОбычноДЗдействуютв
первойзонебезвыдержкивремени,т.е.
tI=0
(см.рис.5.2,в).
ПридвухфазномКЗвпервойзонемеждуфазамиАиВилиВиС,илиСиАсоответственносрабатываютPCпервойступениKZ11модуляKZ1либоKZ21модуляKZ2,либоKZ31модуляKZ3(см.рис.5.2,а).СрабатываниеPCпервыхступенеймодулейприводиткзамыканиюсоответствующихконтактовKZ11.1илиKZ21.1,илиKZ31.1.ПриэтомнаобмоткупромежуточногорелеKLподаетсяплюсоперативноготока,чтоприводиткегосраба-тываниюизамыканиюконтактаKL.1.Темсамымподаетсяплюс
оперативноготоканаотключающуюкатушкуYATприводавы-ключателяQчерезуказательноерелеКН1ивспомогательныйконтактSQ,связанныйсприводомвыключателя.УказательноерелеКН1фиксируетсрабатываниезащитыипрохождениетокачерезYAT.Отметим,чтопритрехфазномКЗвпервойзонесра-батываютPCпервойступенивсехтрехмодулей(KZ11,KZ21,KZ31)изамыкаютсявсетриконтакта(KZ11.1,KZ21.1,KZ31.1).ПримеждуфазныхКЗвовторойитретьейзонахалгоритмрабо-тыPCвторойитретьейступенейаналогиченалгоритмуработыпервойступениДЗ.
Перваязоназащиты(см.рис.5.2,в),какправило,настраива-
етсяна
85÷90%
длинызащищаемойлинииW1.Большийохват
линиинедопустим,таккакиз-запогрешностейТТ,ТНисамого
PCзащитаможетсработатьприКЗнасмежнойлинииW2.
ПримеждуфазныхКЗвовторойзоненаучасткеб−в,когда
PCизмеряетсопротивлениеотZI
доZII,выдержкавремени
ДЗавтоматическиувеличиваетсяизащитадействуетсвыдерж-
койвремени
tII,большейtI
наступеньселективности
Δt.Вы-
держкавременивторойступениДЗобеспечиваетсяспомощьюрелевремениКТ1,которое,сработавсустановленнойвыдерж-
койвремени
tII,подаетсвоимконтактомКТ1.1плюсоператив-
ноготоканаотключающуюкатушкуYATприводавыключателяQчерезуказательноерелеКН2ивспомогательныйконтактSQ.ВтораязонаохватываетконецлинииW1,шиныподстанцииВичастьлинииW2.
АналогичнопримеждуфазныхКЗвтретьейзоненаучастке
в−г,когдаPCизмеряетсопротивлениеот
ZII
доZIII,ДЗдей-
ствуетсещебольшейвыдержкойвремени
tIII,котораяобеспе-
чиваетсярелевремениКТ2.РелевремениКТ2,сработавсуста-
новленнойвыдержкойвремени
tIII,подаетсвоимконтактом
КТ2.1плюсоперативноготоканаотключающуюкатушкуYATприводавыключателяQчерезуказательноерелеКНЗивспомогательныйконтактSQ.ТретьязонаДЗохватываетлиниюW2длярезервированиянаслучайотказаеезащитыиливыключателя.