Расчет II ступени дистанционной защиты

Первичное сопротивление срабатывания II ступени выбирается в зависимости от конфигурации сети. Для одиночных линий (рис. 2.2) сопротивление срабатывания второй ступени находится по двум условиям:

а) по условию согласования с I ступенью защиты предыдущей линии

(2.6)

б) по условию отстройки от КЗ на шинах ВН (СН) автотрансформатора подстанции, примыкающей к противоположенному концу линии (точка К2), или отстройки от КЗ на стороне НН трансформатора подстанции (точка К3):

(2.7)

где Z^I_{c.з. пред} = Z^I_c.з(3)- сопротивление срабатывания I ступени ДЗ линии W2;

Z_T - минимально возможное сопротивление обмоток ВН и СН параллельно работающих автотрансформаторов или обмоток параллельно работающих трансформаторов;

a=0,1 - коэффициент, учитывающий погрешности измерительных трансформаторов;

k_ток= I_I / I_II; k_ток.Т = I₁ / I_T- коэффициенты токораспределения, равные отношению первичного тока в месте установки защиты к току, соответственно в предыдущей линии, автотрансформаторе или трансформаторе при трехфазном КЗ в конце зоны действие той защиты, с которой производится согласование (см. рис. 2.2.).

Рис.2.2. К расчету II ступени дистанционной защиты 1

Если на п/ст Б отсутствует подпитка точки КЗ, то через защиты 1 и 3 при КЗ в точке К1 будет протекать один и тот же ток (I_I=I_II) и коэффициент токораспределения k_токбудет равен единице (k_ток=1).

Из полученных значений в данном случае и во всех последующих случаях за расчетное принимается минимальное значение.

Коэффициент чувствительности II ступени дистанционной защиты определяется по выражению

( 2.8 )

где - принятое значение сопротивления срабатывания II ступени ДЗ ( минимальное значение из полученных при расчете ), Z_W1 - сопротивление защищаемой ЛЭП.

В соответствии с ПУЭ [1] требуемое значение коэффициента чувствительности должно быть

k_ч ³ 1,25.

При недостаточном k_ч II ступени её сопротивление можно выбрать следующим образом:

а) если расчетным условием было согласование с I ступенью защиты предыдущей ЛЭП, то теперь II ступень нужно согласовывать по сопротивлению срабатывания и по времени со II ступенью защиты предыдущей ЛЭП;

б) если расчетным было условие отстройки II ступени от КЗ за автотрансформатором на шинах СН (ВН), то согласование может производиться с I ступенью ДЗ на автотрансформаторе.

Кроме того надо проверить, что характеристика срабатывания II ступени отстроена от минимально возможного сопротивления в максимальном нагрузочном режиме:

, (2.9 )

где U_min=0,9U_ном - минимальное значение первичного напряжения в месте установки защиты;

I_раб.max - максимальное значение первичного тока в защищаемой линии в расчетном нагрузочном режиме:

I_раб.max = k_пk_сзпI_{длит.доп.} ,

где k_п - кратность перегрузки, например, при отключении параллельной ЛЭП;

k_сзп - коэффициент самозапуска, может быть принят 1.3¸1.5. Для транзитных ЛЭП, электрически удаленных от промышленной нагрузки (ЛЭП 220 ¸ 500 кВ), k_сзп = 1¸ 1.2;

I_{длит.доп.} – длительно допустимый ток для проводов защищаемой линии (из справочника [15]).

Отстроенность II второй ступени реле сопротивления от нагрузки может быть проверена графически, для чего следует начертить характеристику (в масштабе) и на нее нанести вектор Z_{нагр.расч} под углом j_{нагр.расч.} (определяется по формуле (2.11), см. стр.21).

Вторая ступень защиты будет отстроена от сопротивления нагрузки, если выполняется условие

,

где - уставка по оси R.

Угол сопротивления линии j_лравен:

j_л = arctg Х_W/R_W,

где R_W и X_W – активное и индуктивное сопротивление линии.

Расчет III ступени дистанционной защиты

t^III_{с.з 1} = t^III_c.з,3 + Dt

t^III_{c.з 1} = t^III_{с.з. отх. присоед п/стБ}+ Dt (2.15)

Из двух полученных значений t^III_c.з за расчетное принимается большее.

Расчет дистанционных защит должен заканчиваться построением временных характеристик защит t_c,з = ¦(l) для нечетных и четных комплектов защит линий.

При построении временных характеристик следует учитывать реальные, а не фиктивные сопротивления на зажимах защит.

Например, для II ступени дистанционной защиты 1 (рис.2.2)

Z_р= Z_W1+ (Z^II_c,з1– Z_W1) k_ток

где Z_р - реальное сопротивление на зажимах защиты, которое откладывается при построении временных характеристик;

k_ток - коэффициент токораспределения из расчета Z^II_c.з1.

Длина зоны действия второй ступени защиты 1 будет равна

(2.16)

Характеристики времени действия дистанционных защит приведены на рис. 2.3,б для нечетных защит и на рис. 2.3,в для четных защит.