2.2 Выбор уставок элементов индикатора фис.

Перед включением индикатора ФИС в эксплуатацию должны быть отрегулированы уставки отдельных его элементов. Они рассчитываются предварительно на основе соответствующих данных и параметров контролируемой ВЛЭП и сети.

К данным характеризующим ВЛЭП относятся:

- протяженность L, км;

- номинальные соответственно фазное напряжение Uф  В (кВ) и ток Iф  А (кА);

- максимальный ток нагрузки I_{наг.макс}. А (кА);

- коэффициенты трансформации трансформаторов тока Кт и напряжения Кн.

Параметры ВЛЭП:

- удельные индуктивные сопротивления соответственно прямой X₁, и нулевой Хо последовательностей, Ом/км (индуктивное сопротивление соответственно прямой X₁ и нулевой X₀  последовательностей, (Ом);

- удельное индуктивное сопротивление взаимоиндукции Xв, Ом/км (индуктивное сопротивление взаимоиндукции Xв, Ом) - для двухцепных воздушных линий.

Кроме того, для выбора уставок, исходя из различных режимов работы энергосистемы, должны быть рассчитаны максимальные и минимальные значения параметров аварийного режима, к которым относятся:

- фазные токи и линейные напряжения поврежденных фаз в месте установки индикатора ФИС соответственно при двухфазном  ,   и  ,   и трехфазном  ,   и  ,   К.З;

- фазные токи поврежденной и неповрежденных фаз  ,  ,  ,  ,  ,  , токи нулевой последовательности   и   при однофазном коротком замыкании;

- для двухцепной ВЛЭП дополнительно приводятся токи нулевой последовательности неповрежденной цепи   и  .

Далее выполняется расчет и выбор уставок индикатора и его элементов. Определение рабочего диапазона и поддиапазона токов производится на основе сравнения максимальных значений вторичных токов при различных видах КЗ, которые следует вычислять по известным формулам.

В качестве расчетного тока для выбора диапазона входных токов принимается половина наибольшего из максимальных значений. Исходя из заводских технических данных индикатора ФИС, выбирается такой верхний предел рабочего диапазона токов I_в.пд, который превышает ток Iр.макс. С учетом 50-кратного изменения рабочих токов индикатора ФИС нижний предел рабочего поддиапазона  равен 0,02I_в.пд,

Определение рабочего диапазона и поддиапазона напряжений. Следует учитывать, что индикатор ФИС имеет всего лишь один диапазон с верхним пределом, равным U =100 В. Верхний предел рабочего поддиапазона обычно принимается на 10% больше максимального расчетного значения линейного напряжения при двухфазном КЗ, т.е.

Соответственно значение нижнего предела рабочего поддиапазона равно:

На рис. 2 приведены схемы применения индикатора ФИС на ВЛЭП.

Рисунок 2 – Схемы применения индикатора ФИС на ВЛЭП:

а - одноцепная тупиковая ВЛЭП; б - двухцепная тупиковая ВЛЭП;

в - одноцепная транзитная ВЛЭП с ответвлением

Задача № 1 «Выбор уставок фиксирующего индикатора фис» Пример решения задачи:

Рассматривается двухцепная ВЛЭП напряжением 110 кВ, приведенная на рис. 2, б. Расчет уставок выполняется в соответствии с п.п. 2.1 и 2.2. Данные и параметры линии приведены в табл. П.1.

Расчетный диапазон параметров аварийного режима в месте установки индикатора ФИС. Расчетные минимальные и максимальные значения токов и напряжений приведены в табл. П.2; те же параметры для нормального режима приведены в табл. П.3.

Определение диапазонов и рабочих поддиапазонов. Рассчитываются максимальные значения вторичных токов по формулам:

Для трехфазного КЗ

i⁽³⁾_Bmax = A;

Для двухфазного КЗ

i⁽²⁾_Bmax = A.

Таблица П.1

Данные и параметры ВЛЭП

L1, км	L11, км	KI, A/A	KU, B/B/B	Uном, ф, кВ	Iном, кА	Iнrмах, кА	Х1, Ом	Хо, Ом	Хвз, Ом
22,5	22,5	400/5	110000/ 100/ 100	66,4	0,4	0,1	9,19	29,81

Таблица П.2

Расчетные максимальные и минимальные значения токов и напряжений в начале ВЛЭП:

а) при трехфазном КЗ.

UBC,max, кВ	UBC,min, кВ	IBCmax, кА	IBCmin, кА
38,7	0	3,6	1,62

б) при двухфазном КЗ.

UBC,max, кВ	UBC,min, кВ	IBmax, кА	IBmin, кА
38,8	0	3,06	1,4

в) при однофазном КЗ.

UAmax, кВ	UAmin кВ	IAmax, кA	IAmin, кA	IBmax, кA	ICmax, кA	3I01max, кA	3I01min, кA	3I011max, кA	3I011max, кA
28,4	0	3,6	1,62	0,3	0,3	3	1,1	0,26	0,1

Таблица П.3

Расчетные значения токов и напряжений в начале ВЛЭП в нормальном режиме при КЗ в конце линии

Трехфазное КЗ		Двухфазное КЗ			Однофазное КЗ
UBC,кВ	IB,кА		UBC,кВ	IB,кА		UA,кВ	IA, кА	IB, кА	IC,кА	3I01,кА	3I011кА
38,7	1,8		38,8	1,9		28,4	2,04	0,3	0,3	1,44	0,12

Максимальное значение тока имеет место при трехфазном КЗ. Расчетное значение по формуле: i_p = 0,5i_max =0,5 77,85 = 38,92 А. По табл. П.4 выбираем для индикатора исполнения 5 диапазон токов 1–100 А. Так кА расчетное значение тока меньше половины верхнего предела диапазона i_ВД, то значение верхнего предела рабочего поддиапазона принимается равным i_ВПД = 0,5 100 = 50 А. Нижний предел соответственно равен I_НПД =0,02 = 1 А.

Максимальное значение линейного вторичного напряжения имеет место при двухфазном КЗ, которое равно:

u⁽²⁾_{BC max} = В.

Верхний предел рабочего поддиапазона u_ВПД принимается равным 50 В. Нижний предел равен: u_НПД = 0,02 50 = 1 В.

Таблица П.4

Диапазон значений входных токов и напряжений индикатора ФИС

Исполнение	Ток, А	Напряжение, В
1	От 0,2 до 20 и от 0,4 до 40	От 1 до 100
5	От 1 до 100 и от 2 до 200	От 1 до 100

Расчет уставки токового избирателя поврежденных фаз. В соответствии с формулой I_и = k_н1I_нг.max + k_н2I_неп.max, принимая коэффициент надежности равным соответственно k_н1=1,2 и k_н2=1,1, получаем ток срабатывания токового избирателя

I_и = 1,2 2 0,1 + 1,1 0,3 = 0,57 кА = 570 А.

Коэффициент чувствительности равен kч = = 2,4.

Значение вторичного тока уставки избирателя составляет i_и = Принимаем i_и =7,2 A.

Определение коэффициента преобразования и выбор значения индицируемого числа. По формуле находим:

k_п.max = =

Наибольшее число на табло индикации равно N_max = = 46,78.

Глубина регулирования составляет a =

Поскольку протяженность контролируемой ВЛЭП относительно невелика, что при установке однополюсной вилки метки в положение х1 приводит к повышенной погрешности, целесообразно уменьшить емкость дозирующего конденсатора С4 в блоке аналогового цифрового преобразования БЦП в индикаторе ФИС. Это позволит получить число N_лин = 235 с возможностью использования десятичной метки (положение х0,1 однополюсной вилки в блоке индикации БИ).

Используемый коэффициент k_и при числе N_лин = 235 по формуле

k_и = 351,6.

Расчет уставки реле сопротивления блокировки. Уставка определяется в соответствии с формулой, где k_блок принят равным 1,2:

X_блок = = 0,8 Ом.