Ответы по ОПРЗА экзамен

пункту а) и б) только в случае линии с ответвлениями или для одиночной линии, если в защищаемой сети возможно включение трансформаторов под напряжение через рассматриваемую линию):

согласно рекомендациям, изложенным в приложении V «Руководящих указаний по релейной защите. Выпуск 12».

Uном – первичное номинальное напряжение сети, В;

трансформатора, приведенное к напряжению сети, Ом.

е) в кратковременном неполнофазном режиме, возникающем при неодновременном включении фаз выключателя, подающего напряжение на защищаемую линию, и самозапуске двигателей нагрузки, питаемой от трансформаторов, присоединенных к ответвлениям от защищаемой линии, при работе хотя бы одного из этих трансформаторов с глухозаземленной нейтралью (рассчитывается дополнительно к пункту а) и б) только в случае линии с ответвлениями). Расчет производится по выражению (0.2), в котором 3I0неп – максимальное значение утроенного тока нулевой последовательности, проходящего в месте установки защиты в неполнофазном режиме, возникающем при неодновременном включении фаз выключателя, подающего напряжение на защищаемую линию, и самозапуске двигателей нагрузки, питаемой от трансформаторов, присоединенных к ответвлениям от защищаемой линии, А.

Уставка принимается равной наибольшему значению из получившихся значений. В файле уставок параметр срабатывания обозначается «tzn_sIz1» и задается в процентах от номинального тока трансформатора тока. Для этого уставку пересчитывают по формуле

(Ошибка! Источник ссылки не найден.).

Чувствительность токовой защиты первой ступени проверяется по выражению:

I0Iс.з – первичный ток срабатывания первой ступени защиты, А.

Выдержка времени первой ступени в файле уставок обозначается «DT43» и задается в мс.

Выбор параметров срабатывания II ступени

Ток срабатывания второй ступени защиты выбирается по условиям:

а) отстройки от утроенного тока нулевой последовательности, проходящего в месте установки защиты при замыкании на землю за предыдущим автотрансформатором на стороне его смежного напряжения (примыкающей к сети с глухозаземленной нейтралью):

где kотс = 1.1÷1.3 – коэффициент отстройки, учитывающий погрешность реле, ошибки расчетов, влияние апериодической составляющей и необходимый запас, о.е;

52

3I0з – максимальное значение периодической составляющей утроенного начального первичного тока нулевой последовательности, проходящего в месте установки защиты при замыкании на землю за автотрансформатором противоположной подстанции на стороне его, примыкающей к сети с глухозаземленной нейтралью, А.

В целях повышения чувствительности иногда вторую ступень согласовывают не с первой ступенью защиты предыдущей линии, а со второй ступенью.

Если рассматриваемая линия – параллельная, согласование производится в режиме, когда вторая параллельная линия рассматриваемого участка отключена и заземлена на обоих концах.

б) согласование с первой ступенью защиты предыдущей линии или защиты от замыканий на землю предыдущего автотрансформатора, установленной на стороне смежного напряжения (последнее производится вместо условия а) в случае, если это необходимо для повышения чувствительности защиты):

где kотс = 1.1 – коэффициент отстройки, учитывающий погрешность реле, ошибки расчетов, влияние апериодической составляющей и необходимый запас, о.е;

3I0расч – расчетный ток – максимальное значение периодической составляющей утроенного начального первичного тока нулевой последовательности, проходящего в месте установки рассматриваемой защиты при замыкании на землю в конце зоны, защищаемой той ступенью защиты предыдущего элемента, с которой производится согласование, А.

Если рассматриваемая линия – параллельная, согласование производится в режиме, когда вторая параллельная линия рассматриваемого участка отключена и заземлена на обоих концах. Если линия представляет собой цепочку параллельных линий, согласование необходимо производить при работе обеих параллельных линий на предыдущем участке. Для сетей радиальной конфигурации и кольцевых сетей с одиночными линиями выражение (0.6) примет вид:

где kотс = 1.1 – коэффициент отстройки, учитывающий погрешность реле, ошибки расчетов, влияние апериодической составляющей и необходимый запас, о.е;

kток – максимальный коэффициент токораспределения (в схеме замещения нулевой последовательности) для защищаемой линии при замыкании на землю в конце зоны, защищаемой той ступенью защиты предыдущего элемента, с которой производится согласование, равен отношению токов в месте установки рассматриваемой защиты и защиты, с которой производится согласование, о.е;

I0с.з.пред – ток срабатывания ступени защиты предыдущего элемента, с которой производится согласование, А.

Для выбора тока срабатывания второй ступени защиты, установленной на одиночной линии, при наличии параллельной линии на предыдущем участке сети (рисунок 3.2) расчетным может явиться режим работы как обеих параллельных линий, так и одной из них. Режим работы одной параллельной линии является расчетным, если в режиме работы двух параллельных линий при замыкании в конце зоны, защищаемой первой ступенью защиты 2, ток нулевой последовательности в неповрежденной параллельной линии направлен к шинам п/ст Б; при направлении указанного тока от шин п/ст Б в линию расчетным является режим работы обеих параллельных линий.

53

Рисунок 3.2 – Определение коэффициента токораспределения для выбора вторых ступеней защит

в) отстройка от утроенного тока нулевой последовательности, проходящего в месте установки защиты при замыкании на землю на шинах подстанции, примыкающей к предыдущему участку, состоящему из двух параллельных линий. Согласование производится в режиме, когда вторая параллельная линия рассматриваемого участка отключена и заземлена. Ток срабатывания защиты выбирается по выражению (0.5), в котором 3I0з – максимальное значение периодической составляющей утроенного начального первичного тока нулевой последовательности, проходящего в месте установки защиты при замыкании на землю на шинах подстанции, примыкающей к предыдущему участку, состоящему из двух параллельных линий, в случае, когда вторая параллельная линия рассматриваемого участка отключена и заземлена на обоих концах.

г) проверка по условию отстройки от тока небаланса в нулевом проводе трансформаторов тока:

где kотс = 1.25 – коэффициент отстройки, учитывающий погрешность реле, ошибки расчета и необходимый запас, о.е;

kпер = 1÷2 – коэффициент, учитывающий увеличение тока небаланса в переходном режиме, о.е;

3I0нб,у = kнбIрасч – ток небаланса в нулевом проводе трансформаторов тока в установившемся режиме при рассматриваемых внешних КЗ между тремя фазами, А;

Iрасч – максимальное значение первичного фазного тока, проходящего в месте установки рассматриваемой защиты при внешнем КЗ между тремя фазами, А;

kнб =0.05÷0.1 – коэффициент небаланса, о.е.

Уставка принимается равной наибольшему значению из получившихся значений. В файле уставок параметр срабатывания обозначается «tzn_sIz2» и задается в процентах от номинального тока трансформатора тока. Для этого уставку пересчитывают по формуле

(Ошибка! Источник ссылки не найден.).

Чувствительность реле тока второй ступени проверяется при металлическом однофазном КЗ в конце защищаемой линии в минимальном режиме:

где 3I0зmin – ток при металлическом однофазном КЗ в конце защищаемой линии в минимальном режиме, А;

I0IIс.з – первичный ток срабатывания второй ступени защиты, А.

Должно обеспечиваться минимальное значение коэффициента чувствительности: при замыкании на землю в конце защищаемой линии без учета резервного действия – около 1.5, а при наличии надежно действующей резервной ступени – около 1.3; при наличии на противоположной подстанции отдельной защиты шин допускается обеспечивать коэффициент чувствительности в режиме каскадного отключения около 1.5.

54

Выдержка времени второй ступени защиты согласовывается с выдержками времени ступеней защит предыдущих элементов, с которыми производится согласование: линий или автотрансформаторов – с учетом выдержки времени устройства резервирования при отказе выключателей (УРОВ):

Выбор параметров срабатывания III ступени

Ток срабатывания третьей ступени выбирается по условиям:

а) согласования с защитой предыдущей линии (со второй или третьей ступенью) или защитой от замыканий на землю предыдущего автотрансформатора, установленной на стороне смежного напряжения (с первой ее ступенью, если вторая ступень рассматриваемой защиты отстроена от замыкания на землю на шинах этого напряжения, или со второй ее ступенью, если вторая ступень рассматриваемой защиты согласована с первой ступенью защиты автотрансформатора). Расчет производится по выражению (0.7), при этом kток определяется при замыкании на землю на шинах предыдущего элемента (рисунок 3.3).

Если рассматриваемая линия – параллельная, согласование производится в режиме, когда вторая параллельная линия рассматриваемого участка отключена и заземлена на обоих концах. При необходимости повышения чувствительности следует производить указанное согласование в режиме работы обеих параллельных линий на рассматриваемом участке. Если линия представляет собой цепочку параллельных линий, согласование необходимо производить при работе обеих параллельных линий на предыдущем участке (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 – Расчетный режим для выбора тока срабатывания второй ступени

б) проверка по условию отстройки (выражение (0.8)) от тока небаланса в нулевом проводе трансформаторов тока:

–при КЗ между тремя фазами за трансформаторами (автотрансформаторами) подстанций данного и противоположного концов линий;

–при качаниях или асинхронном ходе, если выдержка времени рассматриваемой ступени не превышает 1.5 с, а также и при больших выдержках времени – в случае, когда период качаний превышает выдержку времени рассматриваемой ступени (на межсистемных транзитных связях).

Уставка принимается равной наибольшему значению из получившихся значений. В файле уставок параметр срабатывания обозначается «tzn_sIz3» и задается в процентах от номинального тока трансформатора тока. Для этого уставку пересчитывают по формуле

(Ошибка! Источник ссылки не найден.).

Чувствительность реле тока третьей ступени проверяется при металлическом однофазном КЗ на землю в конце смежного объекта:

55

I0IIIс.з – первичный ток срабатывания третьей ступени защиты, А.

Выдержка времени третьей ступени защиты должна быть согласована с выдержками времени соответствующих ступеней защит предыдущих элементов (выражение (0.10)). При этом выдержка времени УРОВ учитывается, если ступень защиты, предыдущая по отношению к той, с которой производится согласование, охватывает защищаемый участок с коэффициентом чувствительности менее 1.3. Допускается не учитывать выдержку времени УРОВ при наличии на предыдущем участке основной быстродействующей защиты.

Выдержка времени третьей ступени в файле уставок обозначается «DT45» и задается в мс.

Выбор параметров срабатывания IV ступени

Ток срабатывания четвертой ступени выбирается по следующим условиям:

а) отстройка от тока небаланса (выражение (0.8)) в нулевом проводе трансформаторов тока при внешних замыканиях между фазами, если рассматриваемая ступень защиты нулевой последовательности имеет выдержку времени, равную или меньшую, чем защита от замыканий между фазами на поврежденном элементе (как правило, эта отстройка соответствует условию отстройки от токов небаланса при КЗ между тремя фазами за трансформаторами и на стороне низшего напряжения автотрансформаторов подстанций данного и противоположного концов линии).

б) отстройка от суммарного тока небаланса в нулевом проводе трансформаторов тока, протекающего в максимальном нагрузочном режиме:

где kотс = 1.25 – коэффициент отстройки, учитывающий погрешность реле, ошибки расчета и необходимый запас, о.е;

kв = 0.9 – коэффициент возврата, о.е;

I0нб = kнбIрасч – первичный ток небаланса в нулевом проводе трансформаторов тока в рассматриваемом режиме, А;

Iрасч – расчетный ток нагрузочного режима, А; kнб =0.05÷0.1 – коэффициент небаланса, о.е.

3I0н.р – утроенный ток нулевой последовательности, обусловленный несимметрией в системе, А.

в) отстройка от тока небаланса в нулевом проводе трансформаторов тока при трехфазном КЗ за трансформаторами, присоединенными к ответвлениям от защищаемой линии (производится только в случае линии с ответвлениями дополнительно к пункту а) и б)).

Уставка принимается равной наибольшему значению из получившихся значений. В файле уставок параметр срабатывания обозначается «tzn_sIz4» и задается в процентах от номинального тока трансформатора тока. Для этого уставку пересчитывают по формуле

(Ошибка! Источник ссылки не найден.).

Чувствительность защиты проверяется при однофазном КЗ в конце зоны резервирования в режиме каскадного отключения повреждения для последующей ступени защиты:

где 3I0зmin – минимальное значение утроенного тока нулевой последовательности при металлическом однофазном КЗ в конце зоны резервирования, А;

I0IVс.з – первичный ток срабатывания четвертой ступени защиты, А.

Выдержка времени четвертой ступени определяется по ступенчатому принципу: согласование с выдержками времени соответствующих ступеней защит предыдущих элементов (выражение (0.10)). Для обеспечения селективного действия в сложных сетях ток срабатывания четвертой ступени отдельных защит может дополнительно согласовываться с третьими ступенями защит предыдущих линии. При этом выдержка времени четвертой ступени рассматриваемой защиты согласовывается с выдержками времени третьих ступеней защит предыдущих линий.

Выдержка времени четвертой ступени в файле уставок обозначается «DT46» и задается в мс.

Выбор параметров срабатывания V–VIII ступеней

Выбор уставок V – VII ступеней зависит от их назначения. Возможны следующие варианты их использования:

а) Для логики схем связи; б) Для логики ускорения; в) Для логики реверса тока;

г) Для логики отключения конца со слабым питанием; д) Для дальнего резервирования.

32. Защиты ЛЭП с абсолютной селективностью на примере защиты ДФЗ-201. Дифференциальная защита.

Дифференциальные защиты подразделяются на продольные и поперечные. Наиболее актуальны для нас продольные защиты.

По принципу действия ДФЗ не реагирует на:

на внешние КЗ;

на токи нагрузки и качания;

поэтому она выполняется без выдержек времени и не должна отстраиваться от токов нагрузки и качаний.

Применяются три типа ВЧЗ:

направленные РЗ с ВЧ - блокировкой, основанные на сравнении направления знаков мощности по концам защищаемой ЛЭП;

ДФЗ, основанные на сравнении фаз токов КЗ по концам ЛЭП;

комбинированные направленные и ДФЗ (НДЗ), сочетающие оба упомянутых принципа.



Принцип действия ДФЗ основан на сравнении фаз тока по концам защищаемой ЛЭП.

In 57

Выбор уставок ДФЗ

Для электрических сетей напряжением 110 кВ и выше в качестве основных линий применяются ДФЗ. Эти защиты имеют абсолютную селективность, быстродействие, работают при всех видах КЗ и не реагируют на качания в системе.

Принцип действия защиты основан на измерении фаз токов по концам защищаемой линии. Для преобразования трехфазной системы токов в обобщенную однофазную

используют комбинированный фильтр I1 k2 I2 k0 I0 . Защита имеет БИО:

блокирующие пусковые ИО;

отключающие ИО;

ИО маникуляции;

ОСФ;

РС.

ВЧ заградитель

TA

Линия

Конденсатор

1.Пусковые реле I1, I2, I0, dI2, отключающие РС.

2.ИО манипуляции iM k1i1 k2i2 k0i0 ш.

3.ОСФ

I I I k I 2 , I11 I1 kI2 , угол между I 1 и I 11 180

58

СР угол между I 1 и I 11 0 (180 )

При внешних КЗ обобщенные векторы токов сдвинуты на угол 180 . Фактически из за

погрешности ТТ и фильтров, а также из за запаздывания в передаче высокочастотного сигнала по линии (6 эл. гр. на 100 км) вводится угол блокировки β , обеспечивающийотстройку от ьуказанных факторов.

При внутренних КЗ СР 0 (180 ) .

33.Измерительные органы ДФЗ-201. Особенности расчета уставок токовых измерительных органов.

34.Защита магистральных ЛЭП. Применение микропроцессорной защиты с абсолютной селективностью.

35.Структура схема и принцип действия защит с абсолютной селективностью.

ИО, реагирующие на велечины токов.

В существующих защитах присутствует весь спектр ИО, реагирующие на величину тока: iФ , iЛ , i2 , i0 . Это связано с тем, что из-за больших погрешностей фильтров ИО и

промежуточных передаточных цепей при разных видах КЗ удовлетворительно действует тот или иной орган. Здесь же следует учитывать и широкое разнообразие ЛЭП, где возможно применение защиты ДФЗ-201. При составлении технических требований на МП ДФЗ в них включили и

разработку комбинированных ИО, типа i2 i0 (суммирование амплитудных действующих

величин и сравнение их с уставкой), хотя схемы замещения, а значит и токораспределение, обратной и нулевой последовательности различны.

Алгоритмы для ИО здесь самые элементарные: I IУСТ . Каждый ИО выдает сигнал в виде

логических ( “1” или “0”) , а решение о работе защиты в целом ровно как и временные задержки осуществляются в логике защиты.

Анализ информационных параметров различных КЗ показывает , что всю информацию об аварии можно получить с двух токов - i2 , которая несет информацию о всех видах

несимметричных КЗ и i1АВАР i1 i1ПРЕД - содержащую в себе информацию о всех видах КЗ и

аномальных режимах без исключения, как в симметричном так и в несимметричном режимах. Здесь следует заметить , что если в сети возможна длительная не симметрия - неполно

фазный режим , мощная однофазная (двухфазная) нагрузка, например мощные сталеплавильные печи, или тяговая нагрузка, то вместо i2 необходимо использовать

i2 АВАР i2 i2 ПРЕД .

Основной недостаток такого подхода к построению ИО на базе аварийных составляющих в том, что их выделение (появление) возможно только в момент смены режима. Известно, что при КЗ, коммутациях или ином возмущении в сети присутствуют наряду с основной гармоникой, апериодическая составляющая и высшие гармоники, которые вносят искажения в величины аварийных составляющих. Кроме того, при внешних КЗ (не в зоне) ИО должны сохранять свое состояние в течении длительного времени, что усугубляет ситуацию при некачественной

фильтрации i2 АВАР , i1АВАР .

При использовании аварийных составляющих следует разработчикам учесть и такую их особенность, как срабатывание ИО при сбросе или отключении линии. Такого рода недостатки легко устранимы при введении контроля от величин соответственно U1 или I2. Таким образом укрупненный алгоритм (блок-схема-структурная схема ) ИО и части логики ДФЗ приведена на рисунке.

59

36. Особенности выбора уставок блокирующего и отключающего каналов ДФЗ.

Расчет пусковых органов при симметричных КЗ 1. Ток срабатывания реле пуска передатчика отстраивается от максимального тока

где kЗ=1.1 – коэффициент запаса по избирательности, kВ=0.85 – коэффициент возврата реле. IНАГ MAX – наибольший ток нагрузки, принимаемый по длительно допустимому току линии, kI – коэффициент трансформации ТТ.

2. Ток срабатывания отключающего реле выбирают по условию согласования с током срабатывания реле пуска передатчика

IСР ПО kC ICP ПП , где kC=1.4 – коэффициент согласования различных полукомплектов защиты.

3. Чувствительность токовых реле проверяют при К(3) в конце линии в минимальном режиме (допускается проверка в каскаде)

При недостаточной чувствительности в цепи отключения применяют реле сопротивления.

4. Уставка срабатывания РС выбирается по условию отстройки max нагрузочного режима

Расчет пусковых реле при несимметричных КЗ

1. Определяем токи симметричных составляющих I1, I2, I0 и соответствующие токи в реле

I 2P I K(1) n1Л / 3kI , 3I0P I K(1) n0 Л / kI .

2. Ток срабатывания реле ФТОП в цепи отключения отстраивают от тока небаланса в максимальном нагрузочном режиме

60