5.3. Выбор параметров срабатывания дистанционной защиты
Выбор параметров срабатывания производится на примере сети (рис. 5.5), состоящей из двух участков линий W1 и W2 с двумя источниками питания и понижающим трансформатором Т. Дистанционные защиты AKZ1 и AKZ2 выполняются с использованием направленных PC панели ЭПЗ 1636 с характеристиками срабатывания в виде окружностей, проходящих через начало координат (см. рис. 5.4,г). При этом считаем, что параметры срабатывания ДЗ AKZ2 уже определены, а выбору подлежат лишь параметры срабатывания ДЗ AKZ1. Для ДЗ AKZ1 со ступенчатой характеристикой сопротивления срабатывания зон и выдержки времени ступеней определяются на основании следующих соображений.
Первая ступень. Сопротивление срабатывания первой ступени защиты AKZ1 выбирается таким, чтобы PC не срабатывало при КЗ на шинах противоположной подстанции В (см. рис. 5.5,а), для этого необходимо принять
,
где
- первичное сопротивление срабатывания
первой зоны защиты AKZ1;
-
сопротивление защищаемой линии W1,
- коэффициент отстройки, принимаемый
обычно
и учитывающий положительную погрешность
PC защиты AKZ1,
погрешности измерительных ТТ и ТН и
влияние переходного сопротивления в
месте КЗ.
Первая ступень защиты AKZ1,
как правило, выполняется без выдержки
времени, т.е.
(см. рис. 5.5,б).
Вторая ступень. Сопротивление срабатывания второй ступени защиты AKZ1 определяется по следующим условиям:
- отстройка от конца первой зоны защиты AKZ2 предыдущей линии W2, т.е. PC второй ступени защиты AKZ1 не должно срабатывать при КЗ в конце первой зоны защиты AKZ2 (точка К1) - по выражению
|
(5.2) |
;
- отстройка от КЗ за трансформатором Т
приемной подстанции В (точка
)
- по выражению
|
(5.3) |
,
где
-
первичное сопротивление срабатывания
второй зоны защиты AKZ1;
-
первичное сопротивление срабатывания
первой зоны защиты AKZ2;
-
эквивалентное сопротивление
трансформатора Т;
,
- коэффициент отстройки, учитывающий
отрицательную погрешность PC
AKZ2;
наибольший относительный предел
регулирования напряжения силового
трансформатора под нагрузкой, например,
при регулировании
;
,
- коэффициенты токораспределения,
учитывающие неравенство токов в месте
повреждения (
или
)
и в месте установки защиты AKZ1
(
):
,
.
В расчетах следует рассматривать такие режимы, когда значения и максимальны. В дальнейшем из полученных значений по выражениям (5.2) и (5.3) выбирается наименьшее, что обеспечивает селективность действия защиты AKZ1 в обоих случаях.
Выдержка времени второй ступени защиты
AKZ1
выбирается на ступень селективности
(
с)
больше времени срабатывания первой
ступени
защиты
AKZ2 и
,
быстродействующих защит трансформатора
Т подстанции В:
и
.
Из полученных значений выдержки времени в качестве расчетной выбирается большая.
Чувствительность второй ступени защиты AKZ1 проверяется при КЗ на шинах приемной подстанции В (режим ближнего резервирования):
.
Третья ступень. Сопротивление
срабатывания третьей ступени защиты
AKZ1
выбирается, как правило, по условиям
отстройки от максимального тока нагрузки
защищаемой линии W1.
Ток нагрузки принимается либо по
длительно допустимому току нагрева
провода, либо задается диспетчерской
службой энергосистемы, в последнем
случае указывается
нагрузки:
,
где
- эксплуатационное минимальное напряжение,
предварительно может быть принято
равным
;
- максимальный ток нагрузки, который
может проходить по защищаемой линии
W1;
=
1,2 - коэффициент отстройки;
= 1,1 - коэффициент
возврата PC;
- угол максимальной чувствительности
PC
равный
;
- угол между током
и
напряжением
.
Как правило,
.
Выдержку времени третьей ступени защиты
AKZ1
определяют, как и для максимальной
токовой направленной защиты, по
встречно-ступенчатому принципу.
Чувствительность третьей ступени защиты AKZ1 проверяется при КЗ на шинах приемной подстанции В (режим ближнего резервирования)
и при КЗ в конце предыдущей линии W2
(режим дальнего резервирования, см. рис.
5.5, а)
.
При оценке чувствительности третьей ступени защиты AKZ1 рассматриваются такие режимы, при которых значение минимально.
Для получения требуемой чувствительности
третьей ступени ДЗ в зоне резервирования
необходимо иметь небольшие значения
при
и большие
при
(см. рис. 5.4, г). Эти соотношения определяются
характеристикой срабатывания PC.
С точки зрения отстройки от рабочего
минимального сопротивления
,
худшими являются характеристики
срабатывания в виде окружностей.
Эллиптические и четырехугольные
характеристики срабатывания (см. рис.
5.4,в и г) позволяют существенно увеличить
(сопротивление уставки
),
а треугольная характеристика срабатывания
в большинстве случаев вообще не требует
отстройки от
,
и ее
может выбираться из условия обеспечения
чувствительности в зоне резервирования.
Дистанционная защита используется в сетях 10 кВ, 35 кВ в качестве основной и резервной, если токовые защиты не обеспечивают необходимую чувствительность и быстродействие.
В сетях 110-220 кВ защита используется как резервная от всех междуфазных КЗ и как основная - если допустимо отключение КЗ в конце первой ступени рассматриваемой защиты AKZ1 (см. рис. 5.5, а и б) со временем второй ступени.
Рис. 5.5. Схема участка защищаемой сети (а) и характеристики выдержек времени дистанционных защит (б)
Если остаточное напряжение на шинах подстанции А
,
то допустимо использовать защиту AKZ1
как основную. Здесь
-ток линии W1
при трехфазном КЗ в конце первой
ступени защиты AKZ1
и в минимальном режиме работы системы.
В сетях 330 кВ и выше ДЗ используется только как резервная от междуфазных КЗ.