- •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
5.3.Выборпараметровсрабатываниядистанционнойзащиты
Выборпараметровсрабатыванияпроизводитсянапримересети(рис.5.5),состоящейиздвухучастковлинийW1иW2сдвумяисточникамипитанияипонижающимтрансформаторомТ.ДистанционныезащитыAKZ1иAKZ2выполняютсясис-пользованиемнаправленныхPCпанелиЭПЗ1636схарактери-стикамисрабатыванияввидеокружностей,проходящихчерезначалокоординат(см.рис.5.4,г).Приэтомсчитаем,чтопара-метрысрабатыванияДЗAKZ2ужеопределены,авыборупод-лежатлишьпараметрысрабатыванияДЗAKZ1.ДляДЗAKZ1соступенчатойхарактеристикойсопротивлениясрабатываниязонивыдержкивремениступенейопределяютсянаоснованиисле-дующихсоображений.
Перваяступень.Сопротивлениесрабатыванияпервойсту-
пенизащитыAKZ1выбираетсятаким,чтобыPCнесрабатывалоприКЗнашинахпротивоположнойподстанцииВ(см.рис.5.5,а),дляэтогонеобходимопринять
I I
Zс.зА
I
=kотс×ZW1,
где
Zс.зА
–первичноесопротивлениесрабатыванияпервойзо-
нызащитыAKZ1;
I
ZW1
–сопротивлениезащищаемойлинии
W1;
kотс
– коэффициент отстройки, принимаемый обычно
0,85−0,9
иучитывающийположительнуюпогрешностьPCза-
щитыAKZ1,погрешностиизмерительныхТТиТНивлияниепереходногосопротивлениявместеКЗ.
t
ПерваяступеньзащитыAKZ1,какправило,выполняетсябезвыдержкивремени,т.е.
I=0
(см.рис.5.5,б).
A
Втораяступень.Сопротивлениесрабатываниявторойсту-пенизащитыAKZ1определяетсяпоследующимусловиям:
–отстройкаотконцапервойзонызащитыAKZ2предыду-щейлинииW2,т.е.PCвторойступенизащитыAKZ1недолжносрабатыватьприКЗвконцепервойзонызащитыAKZ2(точкаК1),–повыражению
Zс.зА
=kотс×⎡ZW1+k'тс×(Zс.зB/kт.л)⎤
; (5.2)
II II II
⎣ о ⎦
–отстройкаотКЗзатрансформаторомТприемнойпод-
станцииВ(точкаK2),–повыражению
⎣
II II 2
Zс.зА
II
=kотс×⎡⎢ZW1+(1−ΔU∗тmax)
×(Zт/kт.т)⎤⎥
⎦
, (5.3)где
Zс.зА
–первичноесопротивлениесрабатываниявторойзо-
I
нызащитыAKZ1;
Zс.зВ
–первичноесопротивлениесрабатыва-
нияпервойзонызащитыAKZ2;Zт
–эквивалентноесопротив-
II I '
лениетрансформатораТ;
kотс
=kотс,
kотс
=0,9
–коэффициент
отстройки, учитывающий отрицательную погрешность PC
AKZ2;
ΔU∗тmax
–наибольшийотносительныйпределрегулиро-
ваниянапряжениясиловоготрансформатораподнагрузкой,на-
пример
ΔU∗тmax
=0,12 при регулировании
±12%;
kт.л,
kт.т
–коэффициенты токораспределения, учитывающие нера-
венствотоковвместеповреждения(IK2или
IKт)ивместеус-
тановкизащитыAKZ1(IK1):
II
kт.л
=IK1/IK2,
kт.т
=IK1/IKт.
Врасчетах
Zс.зА
следуетрассматриватьтакиережимы,ко-
гдазначения
kт.л
иkт.т
II
максимальны.Вдальнейшемизполу-
ченныхзначений
Zс.зА
повыражениям(5.2)и(5.3)выбирается
наименьшее,чтообеспечиваетселективностьдействиязащиты
AKZ1вобоихслучаях.
t
A
ВыдержкавременивторойступенизащитыAKZ1 IIвыби-
раетсянаступеньселективности(
Δt=0,5
с)большевремени
срабатыванияпервойступени
tIзащитыAKZ2и
tт,быстродей-
В
ствующихзащиттрансформатораТподстанцииВ:II I II
tA=tВ+Δt
иtA
=tт+Δt.
Изполученныхзначенийвыдержкивременивкачестверасчет-
нойвыбираетсябольшая.
ЧувствительностьвторойступенизащитыAKZ1проверяет-сяприКЗнашинахприемнойподстанцииВ(режимближнегорезервирования):
II II
kч =Zс.зА/ZW1≥1,25.
Третьяступень.Сопротивлениесрабатываниятретьейсту-пенизащитыAKZ1выбирается,какправило,поусловиямот-стройкиотмаксимальноготоканагрузкизащищаемойлинииW1.Токнагрузкипринимаетсялибоподлительнодопустимомутокунагревапровода,либозадаетсядиспетчерскойслужбой
энергосистемы,впоследнемслучаеуказывается
ки:
cos(ϕ)
нагруз-
Z
IIIс.зА
=Uэксплmin/(
3×kотс×kв×Iнmax×cos(δ
−ϕр)),
где
Uэксплmin
–эксплуатационноеминимальноенапряжение,
предварительно может быть принято равным
0,9⋅Uном;
Iнmax
–максимальныйтокнагрузки,которыйможетпроходить
позащищаемойлинииW1;
kотс
=1,2
–коэффициентотстройки;
kв=1,1
–коэффициентвозвратаPC;δ–уголмаксимальной
чувствительностиPC
ϕм.ч
,равный65−80o;ϕр
–уголмежду
током
Iнmax
и напряжением
Uэксплmin. Как правило,
ϕр≤30−40o.
ВыдержкувременитретьейступенизащитыAKZ1
t
IIIA
оп-
ределяют,какидлямаксимальнойтоковойнаправленнойзащи-
ты,повстречно-ступенчатомупринципу.
ЧувствительностьтретьейступенизащитыAKZ1проверя-
етсяприКЗнашинахприемнойподстанцииВ(режимближнегорезервирования)
III III
kч =Zс.зА/ZW1≥1,5
иприКЗвконцепредыдущейлинииW2(режимдальнегоре-
зервирования,см.рис.5.5,а)
III III
kч =Zс.зА/(ZW1+ZW2/kт.л)≥1,2.
ПриоценкечувствительноститретьейступенизащитыAKZ1
рассматриваютсятакиережимы,прикоторыхзначение
нимально.
kт.л
ми-
B T D
Q3 K2
C1 АAKZ1
Q1 W1
AKZ2
Q2 Q4
IKТ
W2
C
Q5 Q6
IK1
C2
IK2 K1
IK3
а)
t
Δt
t
IIIA
t
IIIB
t
t
II Δt IIA B
Z
Ic.зА
Z
IIc.зА
Z
Ic.зB
б)
Z
Z
IIc.зB
Рис.5.5. Схемаучастказащищаемойсети(а)ихарактеристикивыдержеквременидистанционныхзащит(б)
Для получения требуемой чувствительности третьейступени ДЗ в зоне резервирования необходимо иметь
небольшиезначения
(см.рис.5.4,г).
III
Z
с.зАприϕр
ибольшие
III
Z
с.зmaxпри
ϕм.ч
Этисоотношенияопределяютсяхарактеристикойсрабаты-
ванияPC.Сточкизренияотстройкиотрабочегоминимального
сопротивления
Zpmin,худшимиявляютсяхарактеристикисра-
батыванияввидеокружностей.Эллиптическиеичетырехуголь-
ныехарактеристикисрабатывания(см.рис.5.4,виг)позволяют
существенноувеличить
Zс.зmax
(сопротивлениеуставки
Zуст),а
треугольнаяхарактеристикасрабатываниявбольшинствеслу-
чаеввообщенетребуетотстройкиот
Zpmin,иее
Zуст
может
выбиратьсяизусловияобеспечениячувствительностивзонере-
зервирования.
Дистанционнаязащитаиспользуетсявсетях10кВ,35кВвкачествеосновнойирезервной,еслитоковыезащитынеобес-печиваютнеобходимуючувствительностьибыстродействие.
Всетях110-220кВзащитаиспользуетсякакрезервнаяотвсехмеждуфазныхКЗикакосновная–еслидопустимоотклю-чениеКЗвконцепервойступенирассматриваемойзащитыAKZ1(см.рис.5.5,аиб)современемвторойступени.
ЕслиостаточноенапряжениенашинахподстанцииА
(3) (3)
Uост=
3×IK
×0,85×ZW1≥0,6Uном,
тодопустимоиспользоватьзащитуAKZ1какосновную.Здесь
(3)
IK –токлинииW1притрехфазномКЗвконцепервойступени
защитыAKZ1ивминимальномрежимеработысистемы.
Всетях330кВивышеДЗиспользуетсятолькокакрезерв-
наяотмеждуфазныхКЗ.
Глава6
ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕЗАЩИТЫ