Проектирование РЗиА

1.

Проектирование РЗиА
Лектор: доцент, к.т.н., доцент Елена Геннадьевна Зенина

2.

1. МУРЗ подстанций ЭЭС
• Дифференциальные защиты
трехобмоточных Т и АТ и их особенности
• Дифференциальные защиты шин ПС
и их особенности
• Защиты электродвигателей

3.

Лекция 1-2-3: Дифференциальные
защиты трехобмоточных Т и АТ
и их особенности
ТТ для каждой из сторон защищаемого Т выбираются на разные номинальные токи и имеют разные
коэффициенты
трансформации.
В
результате
вторичные токи в плечах ДифЗТ(АТ) различаются по
величине.
Силовые Т могут иметь обмотки, собранные по
схемам Y/∆ или ∆/Y, что приводит к несовпадению по
фазам вторичных токов в плечах дифференциальной
защиты.
Для правильной работы ДифЗТ(АТ) в МУРЗ
производится выравнивание вторичных токов по
величине и по фазе программным способом.
§1. Выравнивание вторичных токов ТТ по
величине (модулю)
В терминалах фирмы «ЭКРА» выравнивание
вторичных токов по величине производится двумя
способами:
- грубое выравнивание выполняется выбором
числа витков первичной обмотки входных ТТ
терминала;
- точное выравнивание – программным (цифроТема:
РЗ способом.
подстанций
Л1-2-3.1(17)
вым)

4.

Входные ТТ терминала имеют w=16 витков
первичной обмотки с отводами от 1-го и 4-го витков.
По значениям Iбаз.стор. выбирается требуемый отвод,
руководствуясь следующим:
при w =1 диапазон токов 4,001 … 16,000 А;
при w =4 диапазон токов 1,001 … 4,000 А;
при w=16 диапазон токов 0,251 … 1,000 А.
Таким образом, в терминале обеспечивается грубое
выравнивание токов в диапазоне от 0,251 до 16 А.
В случае, если значение тока Iбаз.стор. выходит за
пределы диапазона, можно использовать внешние выравнивающие Т или АТ (АТ–31 или АТ–32).
§2. Порядок расчета Iбаз.стор. для трехобмоточного
Т
В терминалах в качестве общих уставок вводятся:
группа соединений Т (Y/∆ -11, Y/Y-0, ∆/∆-0);
базисные токи сторон ВН, СН, НН1, НН2 (вторичные
токи в плечах ДифЗТ);
наличие (отсутствие) сторон ВН, СН, НН1, НН2.
Вторичные обмотки ТТ со всех сторон Т (рис. 1)
должны быть собраны по схеме «звезда» (kсх=1).
Тема: РЗ подстанций
Л1-2-3.2(17)

5.

Рис. 1. Схема
подключения
шкафа
ШЭ2607 041
фирмы «ЭКРА»
(комплект А1)
к цепям тока
и напряжения
Тема: РЗ подстанций
Л1-2-3.3(17)

6.

Номинальные токи для каждой стороны Т,
соответствующие его номинальной мощности (1):
Sном – номинальная мощность Т;
Sном
Uном.стор –
номинальное напряI ном.стор=
√3U ном.стор жение стороны для среднего
положения РПН.
I
k
Базисные токи по сторонам (2):
I баз.стор =
ном.стор сх
KI
где КI – коэффициент трансформации ТТ
соответствую-щей стороны.
Если в РЗ используются внешние выравнивающие
устройства (АТ-31 или АТ-32), то базисный ток определяется по выражению (3):
I ном.стор k сх K АТ.стор где КАТ.стор – коэффициент
трансформации
внешнего
I баз.стор =
KI
выравнивающего устройства.
При отсутствии внешних выравнивающих устройств
принимается КАТ.стор =1.
Базисные токи вводятся в терминал в качестве
уставок. Погрешность выравнивания вторичных токов в
плечах защиты составляет не более ±2% от базисного
тока стороны.
Тема: РЗ подстанций
Л1-2-3.4(17)

7.

§3. Выравнивание вторичных токов по фазе
Вторичные обмотки ТТ со всех сторон защищаемого Т
должны быть собраны по схеме «звезда». При группе
соединений защищаемого Т по схеме Y/Y/∆-11 между
первичными токами стороны «звезды» и стороны
«треугольника» силового Т будет сдвиг по фазе 330°.
Для компенсации углового сдвига вторичные обмотки ТТ
собираются в «треугольник», при этом линейный ток,
поступающий в реле, оказывается в 3 раз больше
фазного тока в ТТ. Компенсация фазового сдвига и
коэффициента схемы для сторон ВН и СН в МУРЗ
выполняется программно, то есть в терминале
цифровым способом собирается «треугольник» по
выражениям (при этом учитывается коэффициент 1/ 3 )
(4):
I˙ А стор =
I˙ a стор − I˙ в стор
√3I баз.стор
I˙В стор =
I˙ в стор− I˙ с стор
√3 I баз.стор
I˙ С стор=
I˙с стор− I˙ а стор
√3I баз.стор
где I а стор , I в стор , I c стор –
измеряемые токи
соответствующей стороны;
IА стор , IВ стор , IС стор – расчетные токи в ОЕ.
Тема: РЗ подстанций
Л1-2-3.5(17)

8.

§4. Особенности формирования
дифференциального и тормозного токов
ДифЗТ содержит чувствительный орган с токозависмой
характеристикой и дифференциальную ТО. ДифЗТ
срабатывает при всех видах КЗ в зоне действия защиты.
В реле формируются дифференциальный и тормозной
токи по следующему принципу (5):
из токов сторон Т выбирается наибольший и ему
присваивается название I1 :
'
I 1= max {I˙1 , İ 2 , İ 3 , I˙ 4}
из суммы оставшихся токов сторон получается ток I2 :
I '2= I˙1+ I˙2+ İ 3+ I˙4 − I '1
Дифференциальный ток в защите (рис. 2) (6):
I диф=| I˙'1+ I˙'2|=| I˙1+ İ 2+ I˙3+ İ 4|
Тормозной ток зависит от угла между токами I1 и I2 и
определяется по выражениям (7):
√
'
'
если 90°< α < 270° :
˙
I
=
|
İ
|
⋅
|
I
|⋅
cos
(
180°−
α
)
т
1
2
если – 90° < α < 90° или I2 = 0: Iт = 0,
где α – угол между векторами I1 и I2 .
Тема: РЗ подстанций
Л1-2-3.6(17)

9.

Рис. 2. Расположение векторов I1 и I2
в различных режимах КЗ:
а) внешнее КЗ ( =180°); б) КЗ в зоне ( = 0)
Тема: РЗ подстанций
Л1-2-3.7(17)

10.

Чувствительный орган (ЧО) ДифЗТ имеет токозависимую характеристику (рис. 3, 4), при этом ток срабатывания ДифЗТ определяется по выражению (8):
если Iт > Iт0 :
I ср.ДТЗ= I д0+kт (I т− I т0)
если Iт ≤ Iт0:
I ср.ДТЗ= I д0
где Iср.ДТЗ – ток срабатывания ЧО Диф
Iд0 – уставка начального тока срабатывания,
Iт – тормозной ток;
Iт0 – уставка начального тока торможения,
определяет длину горизонтального участка тормозной
характерис-тики;
kт – уставка по коэффициенту торможения.
При тормозном токе Iт ≥ Iт.бл (ток торможения
блокировки) характеристика срабатывания изменяется:
если I1 ≥ Iт.бл и I2 ≥ Iт.бл – защита блокируется;
если I1 < Iт.бл или I2 < Iт.бл, наклон характеристики
определяется коэффициентом торможения (рис. 3).
Тема: РЗ подстанций
Л1-2-3.8(17)

11.

Рис. 3. Характеристика срабатывания ДифЗТ
с торможением:
Тема: РЗ подстанций
Л1-2-3.9(17)

12.

Рис. 4. Характеристика срабатывания ДифЗТ с
торможением в различных режимах КЗ:
а) КЗ в зоне действия;
б) витковое КЗ в зоне действия при токе нагрузки;
в) внешнее КЗ
а)
б)
Тема: РЗ подстанций
в)
Л1-2-3.10(17)

13.

ДифТО
срабатывает
при
больших
токах
повреждения в зоне действия защиты с минимальным
временем. ДифТО по уставке отстраивается от броска
тока намагничивания.
§5. Алгоритм расчета ДифЗТ
для трехобмоточного Т(АТ)
1. Начальный ток срабатывания ЧО ДифЗТ при
отсутствии торможения (9):
I д0 расч= kотс I нб.расч
где kотс=1,1…1,3 – коэффициент отстройки,
учитывает погрешность реле, ошибки расчетов, запас.
Ток небаланса – это сумма трех составляющих:
'
''
'''
I нб. расч= I нб +I нб+I нб
где составляющая небаланса, обусловленная
'
погрешностями ТТ:
I нб= k пер kодн εI К max
где kпер=1,5…2,5 – коэффициент, учитывающий
переходный процесс;
kодн – коэффициент однотипности высоковольтных
ТТ, для защит трансформаторов kодн=1;
Тема: РЗ подстанций
Л1-2-3.11(17)

14.

– полная погрешность ТТ;
IКmax – сквозной ток КЗ (при внешнем КЗ).
составляющая небаланса, обусловленная регулированием напряжения:
''
I нб. расч= ΔU рег I К max
где Uрег – относительное значение половины
суммарного диапазона регулирования напряжения
устройством РПН.
составляющая небаланса обусловленная погрешностями выравнивания, погрешностью преобразования АЦП и т. д.:
'' '
I нб= Δf выр I К max
где fвыр – относительная погрешность выравнивания.
Задается фирмой-изготовителем. Для терминалов
фирмы «ЭКРА» fвыр =0,02 (2%).
Общая формула для определения тока срабатывания
ДифЗТ по условию отстройки от тока небаланса (10):
I c. з.= kотс ( kпер k одн ε+ ΔU рег + Δf выр ) I К max
Тема: РЗ подстанций
Л1-2-3.12(17)

15.

Начальный ток срабатывания ЧО IД0 выбирается из
следующих соображений:
При небольших повреждениях напряжение на шинах
не будет сильно снижаться и ток нагрузки не изменится;
ток нагрузки будет являться сквозным током.
Переход с горизонтального участка тормозной
характеристики
на
наклонный
происходит
при
тормозном (сквозном) токе IТ0 1.
ТТ, при токе близком к номинальному, не должны
насыщаться, поэтому их погрешность можно принять
равной =0,05 (5%).
Начальный ток срабатывания по (10) в ОЕ
при IКmax =1; kотс=1,3; kодн=1; kпер=2; =0,05
I д0 расч= I с .з.0= 1,3(0,1+ ΔU рег +Δf выр )
(11)
Выбор уставок: IД0=(0,2…1,0)Iбаз.стор с шагом 0,01.
Типовое значение уставки IД0 = 0,2..
2. Ток начала торможения принимается Iт0=1,0, за
исключением пускорезервных Т, на которых возможно
несинхронное АВР на стороне НН, тогда Iт0=0,6.
Тема: РЗ подстанций
Л1-2-3.13(17)

16.

3. Ток торможения блокировки определяется по
условию отстройки от максимально возможного
сквозного тока нагрузки с учетом перегрузки Т(АТ) при
действии АВР секционного выключателя или АПВ
питающей линии (12):
I ном.нагр kсх. ТАстор
I т.бл= kотс kпред .нагр
K I стор I баз.стор
где kотс=1,1 – коэффициент отстройки; kсх. ТА стор=1
Iном.нагр=1 – номинальный ток нагрузки;
КIстор
–
коэффициент
трансформации
ТТ
соответствующей стороны Т(АТ), ошиновки НН Т(АТ);
Iбаз.стор – базисный ток для этой стороны;
kпред.нагр=1,5…2
–
коэффициент,
определяющий
предельную нагрузочную способность Т в зависимости
от его мощности:
kпред.нагр=1,5 – для Т большой мощности;
kпред.нагр=1,8 – для Т средней мощности;
kпред.нагр=2,0 – для Т распределительных сетей.
Базисный вторичный ток
I ном.стор
соответствующей стороны Т:
I баз.стор = k сх.ТАстор
Выбор уставок: IТ.бл=1,2…3,0 с шагом 0,01.
Тема: РЗ подстанций
K I стор
Л1-2-3.14(17)

17.

4. Коэффициент торможения. С его помощью
обеспечивается несрабатывание защиты в диапазоне
значений от Iт0 до максимального тока КЗ.
Если по защищаемому Т протекает сквозной ток
равный максимальному току внешнего КЗ IКmax, то
дифференциальный ток, равный току небаланса,
определяется по (13):
I д= ( kпер⋅ kодн⋅ ε+ ΔU рег +Δf выр ) I К max
где – полная погрешность ТТ в режиме КЗ:
=0,1 для ТТ класса 10Р ;
= 0,05 для ТТ класса 5Р.
Максимальное значение
I К max стор K АТстор
сквозного тока в ОЕ равно I
=
К
max
току внешнего металлического
K I стор I баз.стор
КЗ, приведенному к базисному
току стороны внешнего КЗ (НН) (14):
При принятом способе формирования тормозного
тока согласно (7), тормозной ток равен (15):
I т= I К max ( I К max − I д )⋅ сos(180∘− α)
где – угол между векторами IКmax и (Iкmax-Iд), при
внешнем КЗ он близок к 180°, в расчетах можно принять
180°- = 10°÷20°.
√
Тема: РЗ подстанций
Л1-2-3.15(17)

18.

Тогда коэффициент торможения определяется по (16):
I д− I д0
k т≥ kотс
I т− I т0
где kотс=1,1 .
Выбор уставок: kт=0,2…0,7 с шагом 0,01.
5. Уровень блокировки по второй гармонике по
опыту эксплуатации принимается If 2 / If 1=0,15 (15%).
6. Ток срабатывания ДифТО выбирается по двум
условиям:
отстраивается от броска тока намагничивания
силового Т при включении под напряжение. Обычно
принимается в ОЕ (17):
I ТО≥ 6,5
отстраивается от максимального первичного тока
небаланса при переходном режиме внешнего КЗ (18):
I ТО= k отс (k пер k одн ε+ ΔU рег +Δf выр ) I К max
где IКmax определяется по (14); kотс=1,5; kпер=3.
Выбирается большее значение по условиям (17) и (18).
Выбор уставок: IТО=6,0…12,0 с шагом 0,01.
Коэффициент возврата ДифЗТ(АТ): kв 0,6.
Тема: РЗ подстанций
Л1-2-3.16(17)

19.

7. Чувствительность защиты:
k ч=
I
( 2)
К min
kсх
kт⋅ I баз.стор⋅ K I стор
≥ 1,5
где I (2)Кmin – наименьшее значение ТКЗ в зоне
действия защиты в минимальном режиме работы
системы, приводимое к базисному току;
kсх – коэффициент схемы;
k т – коэффициент торможение, ОЕ;
КIстор – коэффициент трансформации ТТ соответствующей стороны Т(АТ);
Iбаз.стор – базисный ток для этой стороны.
Тема: РЗ подстанций
Л1-2-3.17(17)

20.

Лекция 4-5: Защиты сборных шин
ЭС и ПС ШЭ 2607061
Шкаф может применяться для РУ 110…220 кВ (c
числом присоединений n 18):
с двойной системой шин,
двойной системой шин с обходной,
двойной секционированной системой с обходной.
Присоединения (рис.5) Q1 (ШСВ), Q3 (СВ1) и Q4
(СВ2) выполнены с жесткой фиксацией. Для присоединений Q5 (ОВ), Q17 и Q18 можно менять фиксацию с
одной системы шин на другую с помощью переключателя, установленного на дверях шкафа. Фиксация
остальных присоединений Q6…Q16 задается программой и может меняться с помощью дисплея и
клавиатуры.
Дифференциальная защита шин (ДЗШ) имеет 18
входов для подключения к 18 трехфазным группам ТТ,
причем коэффициенты трансформации у отдельных
присоединений могут быть различными. В защите
предусмотрена функция выравнивания различных
коэффициентов
трансформации
ТТ.
Точность
выравнивания ± 3%.
Тема: РЗ подстанций
Л4-5.1(10)

21.

Рис. 5. Схема РУ с двумя системами сборных
шин и с обходной системой шин (СШ)
Тема: РЗ подстанций
Л4-5.2(10)

22.

Защита действует при всех видах КЗ и выполняется
пофазной. В шкафу устанавливаются три терминала
БЭ2704 061, каждый из которых обеспечивает защиту
одной фазы сборных шин (рис.6).
Защита
содержит
пусковой
орган
(ПО),
действующий при КЗ на I и II СШ, и избирательные
органы первой (ИО1) и второй (ИО2) СШ, которые
определяют поврежденную СШ.
Отключение поврежденной СШ выполняется, если
срабатывает ПО и ИО поврежденной СШ.
ПО через промежуточные ТТ включен на токи всех
присоединений обеих СШ, за исключением ШСВ.
ИО первой (ИО1 и второй (ИО2) СШ включаются на
токи присоединений, зафиксированных на I или II СШ.
Фиксация присоединений осуществляется по уставкам
(программно) с помощью узла конфигурирования
фиксации присоединений. Для действия на отключение
в режиме опробования, в том числе и при неуспешном
АПВ шин, в защите используется чувствительный
токовый орган (ЧТО), который имеет более высокую
чувствительность, чем ПО.
Тема: РЗ подстанций
Л4-5.3(10)

23.

Это вызвано тем, что в режиме опробования на
неустранившееся КЗ будет включаться только одно
присоединение и ТКЗ может быть значительно меньше,
чем при нормальной схеме РУ.
Реле тока ДЗШ состоят из следующих узлов (рис.6):
формирователя
дифференциального
и
тормозного сигналов;
быстродействующего органа БО;
медленнодействующего органа МО;
дифференциально-фазного органа ДФО.
В защите формируется дифференциальный ток с
учетом принятых положительных направлений токов к
шинам как модуль геометрической суммы всех токов,
поступающих на вход реле:
I д=| I˙1+ İ 2+...+ I˙ n|.
n
Тормозной ток рассчитывается
как полусумма модулей всех токов,I т= 0,5∑ | I˙ n|.
1
поступающих на вход реле ДЗШ:
ЧТО состоит из реле тока (ЧТО РТ) и блокирующего
реле ЧТО РБ, включенных по логической схеме «И»,
(элемент 27, рис.6).
Тема: РЗ подстанций
Л4-5.4(10)

24.

Рис. 6. Упрощенная функциональная схема
дифференциальной защиты сборных шин
Тема: РЗ подстанций
Л4-5.5(10)

25.

ЧТО РТ задает уставку по току срабатывания, а
ЧТО РБ обеспечивает отстройку от небаланса,
возникающего от бросков тока намагничивания при
включении Т.
При обрывах и других неисправностях во вторичных цепях ТТ увеличивается ток небаланса в дифференциальных реле. Для выявления неисправностей
предусмотрены реле контроля, которые включаются в
цепи реле ПО, ИО1 и ИО2, (на схеме не показаны). При
его
срабатывании
обеспечивается
сигнализация
«неисправность цепей тока» и блокировка РЗ, для
чего сигнал подается на запрещающий вход элемента
«И» (элемент 10).
§1. Особенности МУРЗ сборных шин
МУРЗ не предъявляют жестких требований по равенству коэффициентов трансформации высоковольтных ТТ у всех присоединений. ТТ могут выбираться по
номинальным токам присоединений. Выбранные
коэффициенты трансформации ТТ указываются в карте
заказа шкафа ДЗШ. Точность выравнивания не более ±
3 % от базисного тока.
Тема: РЗ подстанций
Л4-5.6(10)

26.

ДЗШ выполнена с торможением от полусуммы
модулей токов в тормозной цепи реле: (0,5 I ).
∑ ¿т
Тормозная характеристика защиты (рис. 7) состоит
из двух участков – горизонтального и наклонного.
Начальный горизонтальный участок задается током
срабатывания Iд0 .
Рис. 7. Тормозная характеристика ДЗШ
Тема: РЗ подстанций
Л4-5.7(10)

27.

§2. Алгоритм расчета микропроцессорной ДЗШ
1. Начальный ток срабатывания ДЗШ Iд0 выбирается
по условию отстройки от тока нагрузки самого мощного
присоединения (отстройка от обрыва токовых
цепей):
Iд0 = 1,2 Iбаз ,
(5.1)
где Iбаз – номинальный ток самого мощного присоединения (присоединения с наибольшим коэффициентом
трансформации ТТ).
Начальный ток срабатывания избирательных
органов ИО1 и ИО2 выбирается:
Iд0(ИО1) = Iд0(ИО2) = 0,4 Iбаз
(5.2)
Выбор уставок: IД0=(0,4…1,2) в долях от базисного тока.
2. Длина горизонтального участка, при котором торможение отсутствует, задается уставкой начального
тока торможения Iт0: Iт0 ≤ kотс Iскв.max /Iбаз , (5.3)
где kотс =1,1…1,5; Iскв.max – максимальный сквозной ток
нагрузки
(наиболее
мощного
присоединения),
протекающий через шины.
Выбор уставок: IТ0=(1,0…2,0) в долях от базисного тока.
Тема: РЗ подстанций
Л4-5.8(10)

28.

3. Коэффициент торможения (наклон характеристики
второго участка) выбирается по условию отстройки от
тока небаланса при максимальном внешнем ТКЗ (5.4):
k т=
k отс⋅ I ¿нб.расч − I ¿д0
(0,5 ∑ I ¿т)− I ¿т0
I Квн max
где ток небаланса равен I ¿нб . расч= (k апер⋅ ε+kвыр ) I
баз
полусумма тормозных токов: 0,5 ∑ I
I Квн . max
¿ т=
I баз
где kотс = 1,5 – коэффициент отстройки;
kапер=2 – коэффициент, учитывающий переходный
процесс;
ε = 0,1 – допустимая погрешность ТТ;
kвыр=0,03 – погрешность выравнивания вторичных токов;
Iк.вн.max – максимальное значение тока внешнего КЗ (К(3)).
α определяет угол наклона тормозной характеристики:
α = arctg kт .
Выбор уставок: kТ=0,2…1,2.
Тема: РЗ подстанций
Л4-5.9(10)

29.

4. Уставка чувствительного токового органа
(ЧТО) выбирается по условию обеспечения требуемой
чувствительности в режиме опробования:
I с.рЧТО=
I К min( присоед.)
(5.5)
kч. треб⋅ I баз
где
Iк.min(присоед.) – минимальный ток КЗ от
присоедине-ния, которым производится опробование
СШ;
kч.треб
=
1,5
–
требуемый
коэффициент
чувствительности.
Выбор уставок: IЧТ0=(0,2…1,0) Iбаз.
5. Реле контроля исправности цепей переменного
тока отстраивается от тока небаланса максимального
нагрузочного режима. Ток срабатывания реле от
I скв.max
обрыва цепей тока (5.6):
I с. р.обр.≥ kотс⋅ (εн. р. +kвыр)
I баз
где kотс = 1,2 – коэффициент отстройки;
εн.р. = 0,03 – погрешности ТТ в нормальном режиме.
Выбор уставок: Iс.р. обр=(0,04…0,2) Iбаз.
Тема: РЗ подстанций
Л4-5.10(10)

30.

§3. Выбор уставок УРОВ
Функция УРОВ выключателя шиносоединительного,
совмещенного с секционным (ШСВ), СВ секций шин
шкафа защиты реализует принцип индивидуального
устройства,
причем
схема
УРОВ
выполнена
универсальной и возможна реализация
как схемы УРОВ с дублированным пуском,
так и схемы с автоматической проверкой исправности
выключателя.
Для УРОВ выбирают уставки:
1.по выдержке времени действия на отключение
смежных выключателей;
2.по току срабатывания реле тока.
В соответствии с индивидуальным принципом исполнения каждый УРОВ имеет выдержку времени, необходимую для фиксации отказа выключателя. Это позволяет отказаться от излишних запасов по выдержке времени, которые предусматриваются в централизованных
УРОВ. Кроме того, необходимо иметь в виду, что шкаф
МУРЗ обеспечивает высокую точность отсчета времени.
Тема: РЗ подстанций
Л6.1(7)

31.

В связи с вышеизложенным выдержка времени УРОВ
выбирается из диапазона 0,2…0,3 с, что улучшает
условия сохранения устойчивости ЭЭС.
Реле тока УРОВ предназначено для возврата схемы
УРОВ в исходное положение при отсутствии отказа
выключателя и для определения отказавшего выключателя или КЗ в зоне между выключателем и ТТ с целью
выбора
направления
действия
устройства.
Ток
срабатывания реле тока УРОВ должен выбираться по
возможности минимальным.
Рекомендованное значение тока срабатывания:
Iс.р. УРОВ=(0,05…0,1) Iбаз.
§4. Неполная ДЗШ шин
генераторного напряжения 6…20 кВ
На ЭС ЭЭС для защиты СШ генераторного напряжения
применяется неполная ДЗШ, которая выполняется
двухфазной, включенной на сумму токов питающих
присоединений. Защита состоит из двух ступеней:
ДифТО и ДифМТЗ.
Тема: РЗ подстанций
Л6.2(7)

32.

Ток срабатывания I ступени, А, выбирается больше
максимального тока внешнего КЗ:
3)
I I ≥ k отс⋅ I (КЗ.
где kотс = 1,2…1,3.
ВН .max
с. з.
Ток срабатывания II ступени, А, отстраивается от
максимального тока нагрузки с учетом самозапуска ЭД:
где kсз = 1,2…3,0 – коэффициент,
k отс⋅ k сз
I II ≥
I нагр. max учитывающий увеличение тока
с. з.
kв
при самозапуске ЭД.
Чувствительность I ступени защиты:
( 2)
где I(2)К.min − ток, протекающий через
I К min
k ч=
≥ 1,5 защиту в режиме К(2) на секции шин
I
I сз
в минимальном режиме ЭЭС, А.
Чувствительность II ступени защиты, о. е.,
k ч=
I
( 2)
К min
II
≥ 1, 25
I сз
где
К.min − ток, протекающий через защиту в
режиме
двухфазного
КЗ
в
конце
отходящего
присоединения в минимальном режиме системы, А.
I(2)
Тема: РЗ подстанций
Л6.3(7)

33.

Защита ЭД
Согласно ПУЭ на ЭД напряжением выше 1 000 В
должны устанавливаться следующие устройства РЗ:
● междуфазных КЗ;
● перегрузки;
● КЗ на землю;
● от понижения напряжения.
§1. Защита от междуфазных КЗ
В качестве защиты от междуфазных КЗ применяется
ТО мгновенного действия. Ток срабатывания ТО, А,
отстраивается от броска пускового тока ЭД:
где kотс = 1,0…2,0.
I
ТО≥ kотс⋅ I пуск
с.
з.
пусковой ток, А:
I
= ( 4...7)⋅ I ном
пуск
номинальный ток двигателя,
А:
I ном=
где Рном, кВт.
Коэффициент чувствительности РЗ:
Рном
√3⋅ U ном cosϕ
k ч=
I
( 2)
I
Тема: РЗ подстанций
К min
ТО
сз
Л6.4(7)
≥2

34.

Если ТО не удовлетворяет требованиям чувствительности, то применяют дифференциальную токовую
защиту (ДифТЗ): I
= (1,5...2,0)⋅ I
с. з.
Д
ном
§2. Защита от перегрузки
Для защиты от перегрузки применяется МТЗ с
действием на сигнал. Ток срабатывания МТЗ, А:
kотс
I МТЗ≥
⋅ I ном
с. з.
kв
где kотс = 1,1…1,3; kв = 0,95…0,98;
Выдержка времени МТЗ, работающей по зависимой
ВТХ:
t с. з.= t пуск +Δt
где tпуск = 8…16 с; t = 0,4…0,6 с
§3. Защита от ОЗЗ
Защита от ОЗЗ выполняется с контролем:
● напряжения НП 3U0;
● тока НП 3I0;
● напряжения 3U0 и тока 3I0 НП (ненаправленная
РЗ);
● напряжения 3U0 и тока 3I0 и направления
мощности НП Р0 (направленная РЗ).
Тема: РЗ подстанций
Л6.5(7)

35.

Все варианты РЗ от ОЗЗ имеют одноступенчатую
независимую характеристику с одной или двумя
выдержками времени. Направление мощности НП
определяется при превышении напряжением 3U0 5 В
и током 3I0 величины, равной минимальной уставке
заданного диапазона. РЗ от ОЗЗ выполняется со
срабатыванием на сигнализацию и отключение или
только на сигнализацию.
Ток срабатывания защиты, А: I с. з.ОЗЗ≥ kотс⋅ kбр⋅ I С эд
где kотс = 1,2 …1,3 – коэффициент отстройки;
kбр=3…4 – коэффициент, учитывающий бросок
ёмкостного тока при ОЗЗ;
I СΣ − I С .эд
IС.эд – ёмкостный ток ЭД, А.
k ч=
≥ 1,25
ОЗЗ
Коэффициент чувствительности РЗ:
сз
I
где суммарный ёмкостный
I = I +I
ток ЭД и питающих КЛ: СΣ С.эд С. КЛ
ёмкостный ток кабелей:
где l – длина КЛ, км;
I С.КЛ= I С0⋅ l⋅ n n – количество КЛ;
IС.0 – удельный ёмкостный ток КЛ, А/км.
Тема: РЗ подстанций
Л6.6(7)

36.

§4. Защита минимального напряжения
Защита устанавливается:
на ЭД, которые необходимо отключать при понижении
напряжения
для
обеспечения
самозапуска
ответственных двигателей,
на ЭД, самозапуск которых при восстановлении
напряжения
недопустим
по
особенностям
технологического процесса.
РЗ минимального напряжения выполняется двухступенчатой с контролем двух линейных напряжений и
напряжения ОП U2.
Напряжение срабатывания РЗ, В:
● прямой последовательности:
U 1с. з. = (0,6...0,7)⋅ U ном
● обратной последовательности: U 2с.з.= ( 0,05...0,07)⋅ U ном
Выдержка времени на отключение принимается:
● для неответственных ЭД tс.з. = 0,5…1,5 с;
● ответственных ЭД tс.з. = 10…15 с.
Тема: РЗ подстанций
Л6.7(7)

37.

2. МУРЗ ЛЭП ЭЭС
• Дифференциально-фазные защиты ЛЭП
• Направленные ВЧ защиты ЛЭП

38.

Лекция 7-8: Дифференциально-фазная
защита линии электропередачи типа
ШЭ 2607 081
1. Уставка пускового органа, реагирующего на
разность фазных токов с выходом для пуска высокочастотного сигнала, действующего на блокировку,
IW.бл.уст выбирается исходя от отстройки от максимального тока нагрузки Iнагр, приведенного к вторичной
стороне защиты (7.1):
I W.бл. уст≥ √3kотс⋅ I нагр2
где kотс = 1,3 – коэффициент отстройки;
Iнагр2 – вторичный ток ТТ, соответствующий нагрузке
защищаемой ЛЭП, А:
I нагр1
I нагр2= k сх.ТА
KI
Выбор уставок: Iw. бл. уст=(0,2…4,0) Iбаз,где Iбаз= Iном
ЛЭП
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л7-8.1(10)

39.

2. Уставка пускового органа, реагирующего на
разность токов для пуска на отключение I W от.уст
выбирается исходя из отстройки от IW.бл.уст того конца
линии, с которым согласуется данный комплект защиты
с учетом коэффициента ответвления:
I W от. уст≥ √3kотс⋅kотв⋅ I W.бл. уст
где kотс = 1,3;
kотв – коэффициент ответвления (7.3):
(7.2)
I W бл. уст+I Σ нагр. отв
k отв=
I W бл. уст
kотв=1 – если ответвлений нет на ЛЭП;
IW.бл. уст – уставка блокирующего токового органа с
пуском по векторной разности фазных токов по (7.1);
I .нагр. отв – суммарный ток нагрузки ответвлений.
Выбор уставок: Iw. от. уст=(0,4…8,0) Iбаз
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л7-8.2(10)

40.

3. Уставка пускового органа, реагирующего на ток
ОП с выходом для пуска высокочастотного сигнала,
действующего на блокировку I2 бл.уст, выбирается
исходя из отстройки от вторичного тока небаланса,
определяемого погрешностью ТА, частотными небалансами ФТОП и погрешностями их настройки, а также
небалансами нагрузочного режима сети (7.4):
I 2нб. рас
I 2 бл. уст≥ kотс
kв
где kотс=1,3; kв=0,95..0,98;
I2 нб. расч – расчетный ток небаланса ОП (7.5):
I 2 нб . расч=
I нагр
√( )
2
ε
+Δ ф 2+(k f Δf выр )2+k22несим
3
√3
– ток нагрузки, А;
где Iнагр
ε = 0,03 – погрешность ТТ в нормальном режиме.
k f = 0,23 – коэффициент частотной зависимости фильтра
токов обратной последовательности KAZ2;
fвыр =0,02 (2%) – относительная погрешность выравнивания;
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л7-8.3(10)

41.

Δф=0,005 – относительная погрешность настройки
ФТОП KAZ2 с учётом погрешности датчиков тока;
k2 несим=0,02 – коэффициент несимметрии тока ОП.
Выбор уставок: I2 бл. уст=(0,05…0,5) Iбаз.
4. Уставка пускового органа, реагирующего на ток
ОП для пуска на отключение I2 от.уст выбирается исходя
из критериев:
● отстройки от I2 бл.уст того конца линии, с которым согласовывается данный комплект, с учетом коэффициента
ответвления (7.6):
I
≥ k ⋅k ⋅I
2 от.
уст отс (см.
отвп.22.бл.
уст
где kотв – коэффициент
ответвления
и (7.3));
I2 бл.уст – уставка блокирующего токового органа с пуском
по току ОП I2 (см.(8.4)); kотс=1,5…2,0.
При kотс=2,0, ток уставки будет автоматически отстроен
от тока небаланса ОП, возникающего в режиме
внешнего К(3) при токе, обеспечивающем срабатывание
Iл.бл с обоих концов защищаемой линии.
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л7-8.4(10)

42.

● отстройки от составляющей ОП ёмкостного тока
линии, обусловленной кратковременной несимметрией
при включении линии под напряжение (7.7):
I 2 от. ёмк . уст≥ kотс⋅ kотв⋅ I 2.ёмк⋅ l
где kотс=2,0 – коэффициент отстройки, учитывающий
необходимый запас увеличения ёмкостного тока в
переходном режиме;
I2 ёмк – удельный ёмкостный ток ОП, А/км, (табл. 7.1);
l – длина линии, км.
Таблица 7.1.
За значение уставки
полученных значений.
принимается
большее
Выбор уставок: I2 от. уст=(0,1…1,0) Iбаз.
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л7-8.5(10)
из

43.

5. Коэффициент чувствительности токового
отключающего органа:
k ч=
I
( 2)
2 К min
I 2 от. уст
≥2
(7.8)
где I (2) 2 К min – ток ОП, протекающий через
полукомплект защиты при К(2) в конце защищаемой ЛЭП
в минимальном режиме ЭЭС.
6. Уставка измерительного органа направления
мощности НП M0 по току выбирается исходя из
отстройки от тока небаланса НП, определяемого
погрешностью ТА в максимальном рабочем режиме, и от
тока небаланса НП, вызванного несимметрией в
первичной сети (7.9):
k отс
3 I 0 МО уст≥
⋅ (I 0 нб . ТА +3 I 0 нб. несим )
kв
I 0 нб. ТА ≥ kодн⋅ ε⋅ I нагр
где kотс = 2,0; ε = 0,03…0,1 – погрешность ТТ;
kодн=1 – коэффициент однотипности;
Iнагр – ток нагрузки в максимальном режиме
3I0 нб.несим. = 0,2 Iнагр. – ток небаланса НП, вызванный
несимметрией первичной сети.
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л7-8.6(10)

44.

7. Коэффициент чувствительности
направления мощности НП по току:
органа
( 1)
I К min
k ч=
≥2
3 I 0 М0. уст
(7.10)
8. Уставка измерительного органа направления
мощности НП M0 по напряжению выбирается исходя
из отстройки от напряжения небаланса (7.11):
k отс
3U 0 М0 уст≥
⋅ kнб⋅ U ном
kв
где kотс = 2,0; kнб=0,009;
Uном– номинальное напряжение ЛЭП.
9. Коэффициент чувствительности органа
направления мощности НП по напряжению:
(7.12)
3U 0 К min
k ч=
≥2
3U 0 М0.уст
– остаточное
напряжение НП при К(1) в
где 3U0 К min
конце защищаемой ЛЭП.
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л7-8.7(10)

45.

10. Уставка ПО, реагирующего на абсолютное
приращение тока ОП с выходом для пуска
высокочастотного сигнала:
(7.13)
ΔI 2 бл. уст≥ kотс I 2бл. уст
где kотс = 0,7;
I2 бл.уст – уставка блокирующего токового органа с
пуском по току ОП, определяемая по формуле (7.3).
Выбор уставок: I2 бл. уст=(0,04…1,5) Iбаз.
11. Уставка ПО, реагирующего на абсолютное
приращение тока ОП с выходом для пуска на отключение выбирается исходя из условия отстройки от
уставки блокирующего токового органа с пуском по
приращению I2 бл. уст :
ΔI 2 от. уст≥ kотс ΔI 2бл. уст (7.14)
где kотс = 0,7;
I2 бл.уст – уставка блокирующего токового органа с
пуском по приращению тока ОП.
Выбор уставок: I2 от. уст=(0,4…8,0) Iбаз.
Коэффициент чувствительности не проверяется.
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л7-8.8(10)

46.

12. Уставка ПО, реагирующего на абсолютное
приращение тока ПП с выходом для пуска
высокочастотного сигнала:
(7.15)
ΔI 1 бл. уст≥ kотс ΔI 2бл. уст
где kотс = 4; I2 бл.уст – по формуле (7.13).
Выбор уставок: I1 бл. уст=(0,08…3,0) Iбаз.
13. Уставка ПО, реагирующего на абсолютное
приращение тока ПП с выходом для пуска на отключение по данным разработчика необходимо выбирать в
4 раза больше, чем одноименную уставку по току ОП:
(7.16)
ΔI 1 от. уст≥ kотс ΔI 2от. уст
где kотс = 4; I2 от.уст – по формуле (7.14).
Выбор уставок: I1 от. уст=(0,12…5,0) Iбаз.
Коэффициент чувствительности не проверяется.
ПО I2 бл, I2 от, I1 бл, I1 от введены на тот случай,
когда быстродействие ПО I2 бл, I2 от окажется
недостаточным для работы при К(3), начинающихся
как несимметричные на протяжении 5…6 с.
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л7-8.9(10)

47.

14.
Орган
манипуляции
высокочастотным
передатчиком. Пуск ВЧ сигнала осуществляется при
отрицательной полярности выходного сигнала комбинированного фильтра и запрещается, когда положительное
напряжение этого сигнала выше порога манипуляции.
Уставка по коэффициенту
(1)
комбинированного фильтра токов (7.17):
I 1К
k ф= 1,5
где I (1)
1К
– ток ПП К(1); I (1)
(1)
2 К– ток ОП К .
I
( 1)
2К
Если расчет ТКЗ производился с учетом токов
нагрузки, то для каждого полукомплекта рассчитывается
коэффициент комбинированного фильтра по величине
тока К(1) (7.18):
k = 1,5
I
( 1,1)
1К
+ I нагр
где I (1,1) 1 К – ток ПП фК(1,1); I (1,1)I2( К1,1)
– 2К
ток ОП К(1,1).
Iнагр – ток нагрузки максимального режима, А.
Выбор уставок: kф =0,04…0,1.
Средняя погрешность kф не должна превышать
±7,5 % от уставки.
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л7-8.10(10)

48.

Лекция 9-10-11-12-13: Направленная
высокочастотная защита линии
электропередачи типа ШЭ 2607 031
1. Уставка пускового органа, реагирующего на ток
ОП для пуска блокирующего высокочастотного
сигнала I2 бл.уст выбирается исходя из отстройки от тока
небаланса,
определяемого
погрешностями
ТА,
частотными небалансами ФТОП и погрешностями их
настройки, а также небалансами нагрузочного режима
сети (9.1):
k ⋅I
k
I 2 бл.уст=
отс
2 нб. расч
сх.
kв
KI
где kотс = 1,3 – коэффициент отстройки;
I2 нб.расч – расчетный ток небаланса ОП нагрузочного режима, приведенный ко вторичной стороне ТТ (9.2) (7.5):
I 2 нб . расч= I нагр
√( )
ε 2
2
2
+Δ 2 +( k f Δf ) +k2несим
ф
3
где Iнагр – ток нагрузки, А;
ε = 0,03 – погрешность ТТ в нормальном режиме;
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л 9-13.1(25)

49.

k f = 0,23 – коэффициент частотной зависимости ФТОП
KAZ2 ;
f =0,04 (4%) – относительная погрешность отклонения
частоты (цветом показаны изменения по сравнению с
ДФЗ ЛЭП);
Δф=0,005 – относительная погрешность настройки
ФТОП KAZ2 с учётом погрешности датчиков тока;
k2 несим=0,02 – коэффициент не симметрии тока ОП.
Выбор уставок:
I2 бл. уст=(0,25…0,5) Iбаз
где Iбаз= Iном ЛЭП
2. Уставка ПО, реагирующего на ток ОП для пуска на
отключение I2 от.уст выбирается из критериев:
● отстройки от I2 бл.уст с учетом коэффициента
ответвления (9.3) (7.6):
I
≥ k ⋅k ⋅I
2 от. уст (см.
отс(7.3));
отв 2.бл. уст
где kотв – коэффициент ответвления
I 2 бл. уст+ I Σ нагр. отв
I Σ нагр . отв
k отв=
= 1+
I 2 бл. уст
I 2 бл. уст
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л 9-13.2(25)

50.

kотв=1 – на ЛЭП без ответвлений;
kотс=2,0.
Если
при
рассмотрении согласования
данного
полукомплекта окажется, что невозможен режим сети с
максимальным током, то в этом случае коэффициент
ответвления может быть принят kотв=1.
● отстройки от составляющей ОП ёмкостного тока
линии, обусловленной кратковременной несимметрией
при включении линии под напряжение (9.4)=(7.7):
I 2 от. ёмк . уст≥ kотс⋅ kотв⋅ I 2.ёмк⋅ l
где kотс=2,0 – коэффициент отстройки, учитывающий
необходимый запас увеличения ёмкостного тока в
переходном режиме;
I2 ёмк – удельный ёмкостный ток ОП, А/км, (табл. 7.1);
l – длина линии, км.
За значение уставки принимается большее из
полученных значений.
Выбор уставок: I2 от. уст=(0,05…1,0) Iбаз.
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л 9-13.3(25)

51.

3. Коэффициент чувствительности токового
отключающего органа рассчитывается для каждого
полукомплекта защиты. Для двухконцевых ЛЭП, ЛЭП с
( 2)
ответвлениями без питания:
I 2 К min
k ч=
≥ 2 (9.5)
I 2 от. уст
где I (2) 2 К min – ток ОП, протекающий через полукомплект
защиты при К(2) в конце защищаемой ЛЭП в
минимальном режиме ЭЭС.
4. Уставка пускового органа, реагирующего на
напряжение
ОП
с
выходом
для
пуска
высокочастотного
сигнала,
действующего
на
блокировку U2 бл.уст, выбирается исходя из отстройки от
вторичного напряжения небаланса, определяемого
погрешностью ТV, частотными небалансами ФНОП KVZ2
и погрешностями их настройки, а также несимметрией
нагрузочного режима сети с учетом коэффициента
надежности (9.6):
U 2нб. рас
U 2 бл. уст≥ kотс
kв K U
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
где kотс=1,5; kв=0,95..0,98;
Л 9-13.4(25)

52.

U2 нб. расч – расчетный напряжение небаланса ОП (9.7):
U 2 нб. расч=
U ном
√( )
2
ε1
+ Δ 2+(k f Δf )2+k22несим
ф
3
√
3
где ε = 0,03 – погрешность ТН в нормальном режиме;
1
k f = 0,23 – коэффициент частотной зависимости ФНОП
KVZ2;
f =0,03 (3%) – относительная погрешность отклонения
частоты (цветом показаны изменения по сравнению с
ФТОП KAZ2);
Δф=0,005 – относительная погрешность настройки
ФНОП KVZ2 с учётом погрешности датчиков
напряжения;
k2 несим=0,02 – коэффициент не симметрии тока ОП.
Выбор уставок: U2 нб. уст=(1,0…2,5) В.
5. Уставка ПО, реагирующего на напряжение ОП для
пуска на отключение U2 от.уст выбирается исходя из
отстройки от уставки блокирующего органа по
напряжению ОП (9.8):
где kотс=1,5.
U 2 от. уст≥ kотс⋅ U 2.бл. уст
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л 9-13.5(25)

53.

Выбор уставок: U2 от. уст=(1,5…5,0) В.
6. Коэффициент чувствительности для каждого
( n)
полукомплекта защиты:
U 2 К min
(9.9)
k =
ч
U 2 от.уст
где U
2 К min – остаточное напряжение ОП в месте
установки РЗ при К(1) , К(2) и К(1,1) в конце защищаемой
ЛЭП, В.
7. Уставка ПО, реагирующего на абсолютное
приращение тока ОП для пуска блокирующего
высокочастотного сигнала обеспечивает отстройку от
тока небаланса ОП при максимальном токе качаний
(9.10):
где kотс = 0,7.
2 бл. уст отс 2.бл. уст
(n)
ΔI
≥k ⋅I
8. Уставка ПО, реагирующего на абсолютное
приращение тока ОП, действующего на отключение
выбирается
исходя
из
отстройки
от
уставки
блокирующего токового органа с пуском по приращению
Δ I2 бл.уст (9.11):
где kотс = 2,0.
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
ΔI 2 от. уст≥ kотс⋅ ΔI 2.бл. уст
Л 9-13.6(25)

54.

9. Уставка ПО, реагирующего на абсолютное приращение тока ПП для пуска блокирующего высокочастотного сигнала обеспечивает отстройку от тока
небаланса ПП при максимальном токе качаний и всех
небалансов максимального рабочего режима, связанных
с погрешностями ТТ и ФТОП (9.12):
ΔI 1 бл. уст≥ kотс⋅ I 2.бл. уст
где kотс = 4,0.
10. Уставка ПО, реагирующего на абсолютное приращение тока ПП, действующего на отключение (9.13):
ΔI 1 от. уст≥ kотс⋅ ΔI 2.от. уст
где kотс = 4,0.
11. Уставка ПО, реагирующего на ток ОП с торможением от модуля первой гармоники тока ПП, введена в
защиту для повышения её чувствительности по
напряжению при питании защищаемой ВЛ от мощной
узловой ПС. Пусковой орган необходим для запуска
блокировки при качаниях.
т
т
I
−
I
2
2пуск
Коэффициент торможения (9.14):
k т=
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
I кач.max − I ном
Л 9-13.7(25)

55.

где Iкач.max – максимальный ток качаний, протекающий в
месте установки защиты, ОЕ;
I т2 – ОП тока торможения, ОЕ (9.15):
Iт
2 ≥ kотс⋅ I нб .кач.= kотс⋅ kнесим⋅ I кач.max
где kотс = 1,5;
I т2.пуск - пусковой ток ОП при торможении, ОЕ,
определяется по характеристике срабатывания (рис. 8).
Выбор уставок: I т2 =(0,025…0,5) Iбаз, где Iбаз= Iном ЛЭП
12. Уставка ПО, реагирующего на ток ОП
с
торможением от модуля 1-й гармоники тока ПП,
действующего на отключение, выбирается из
критериев:
● согласования по чувствительности с блокирующим
реле тока ОП I2 бл.уст полукомплектов, установленных на
рассматриваемом и противоположном концах защищаемой ЛЭП (9.16):
т
I
2.от. уст≥ kотс⋅ I 2.бл. уст
kотс=1,0 – на ЛЭП без ответвлений;
kотс=2,0 – на ЛЭП с ответвлениями;
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л 9-13.8(25)

56.

Рис. 8. Характеристика срабатывания
пускового органа I т2.пуск
I т2 − I т2пуск
k т=
I кач.max − I ном
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л 9-13.9(25)

57.

● согласования с первичным напряжением срабатывания блокирующего реле напряжения, установленного на
рассматриваемом и противоположном концах защищаемой ЛЭП (9.17):
U
⋅K
Iт
2.от. уст≥ kотс⋅
2.бл. уст
Z1S
'
U
+ZW
k ток
где kотс=2,0;
U2 бл.уст – уставка блокирующего реле напряжения ОП
полукомплекта, установленного на противоположном
конце защищаемой ЛЭП, В;
Z1S – сопротивление эквивалентной ЭЭС ПП, примыкающей к месту установки рассматриваемого полукомплекта защиты, Ом;
k ток – коэффициент токораспределения, равный отношению тока ОП, протекающего по рассматриваемому
полукомплекту защиты, к току ОП, протекающему по
ветви эквивалентной ЭЭС при КЗ в расчетной точке − на
противоположном конце защищаемой ЛЭП;
ZW – сопротивление защищаемой ЛЭП, Ом;
KU=1,0 – коэффициент трансформации ТН – так как
расчет уставок производится в первичных величинах.
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л 9-13.10(25)

58.

13. Уставка ПО тока, реагирующего на ток НП для
пуска на отключение I0 уст выбирается по условиям
отстройки:
● от токов, проходящих в нулевом проводе ТТ при
включении линии под напряжение;
● от апериодических трансформированных бросков
намагничивающего тока при включении одной фазы;
● от периодических бросков намагничивающего тока
при включении двух фаз и задержки включения третьей
фазы (9.18):
I– 0сумма
I
∑
уст≥ 0,3⋅
ном . ТиАТ
номинальных
токов Т и АТ,
где Iном. ТиАТ
подключенных к защищаемой ЛЭП в режимах, когда эта
сумма максимальна, А.
14. Уставка измерительного органа сопротивления
имеет выходы Z доп (АВ), Z доп (ВС), включенные на линейные напряжения АВ и ВС и соответствующие разности
фазных токов.
Уставка по активной составляющей Rоткл, Ом, определяется отстройкой от минимального сопротивления
нагрузки защищаемой ЛЭП (9.19):
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л 9-13.11(25)

59.

Х раб.min
Rдоп . уст= Rоткл. уст= Rраб .min−
/k отс
tg ϕ м.ч.
(
)
где Rраб.min и Храб.min – минимальное активное и
реактивное сопротивление в нагрузочном режиме, Ом:
Rраб .min=
0,9U ном
√3 I раб. max cosϕн
X раб. min=
0,9U ном
√3I раб. max sinϕн
(9.20)
(9.21)
где Iраб.max – рабочий максимальный ток, А;
φн – угол между векторами тока и напряжения
максимальной нагрузки, эл. град;
φм.ч – угол максимальной чувствительности реле
сопротивления, эл. град.;
kотс=1,6 – коэффициент надежности.
Проверка чувствительности измерительного органа
производится через определение величины переходного
активного сопротивления при КЗ путем сравнения
замера активного сопротивления при КЗ на шинах ПС
ответвления и активное сопротивление защищаемой
ЛЭП.
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л 9-13.12(25)

60.

Используя наибольшее значение, рассчитываем
активное сопротивление с учетом подпитки с
противоположного конца защищаемой линии, Ом:
( 3)
(
Rчувст= 1,5 max ( Rоткл⋅ l )+ Rдуги( 1+
I 1.II
(3)
I 1. I
)
(9.22)
где Rоткл – максимальная величина сопротивления
при КЗ на шинах ПС, Ом:
Rоткл= cosϕ м.ч.⋅ max
U Аост.отв
(
I (3)
1.отв
)
(9.23)
где UА ост. отв – остаточное напряжение при К(3) на ПС
ответвления, В;
I(3)1.отв – ток ПП, протекающий через РЗ при К(3) на
ПС ответвления, А;
l – длина защищаемой ЛЭП, км;
Rдуги – активное сопротивление дуги в месте КЗ, Ом;
I(3)1.I – ток ПП максимального К(3) со стороны
полукомплекта I;
I(3)1.II – ток ПП максимального К(3) со стороны
полукомплекта II.
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л 9-13.13(25)

61.

Сопротивление Rоткл можно заменить удельным
сопротивлением ПП ЛЭП R 1. уд .
Защита проходит по чувствительности, если
выполняется условие:
Rчувст≤ 0,7⋅ Rоткл. уст
(9.24)
15.
Уставка
измерительного
органа
сопротивления Zоткл по реактивной составляющей
Хоткл определяется следующими критериями:
● отстройкой от КЗ за Т-ми ответвлений (9.25):
Х откл.КЗ. уст= k н⋅ min( Х отс.отв.1 ; Х отс.отв.2 ; ... Хотс .отв.1... N )
где kн=0,85 – коэффициент надежности;
Хотс.отв.1…N – сопротивление в месте установки
защиты при КЗ за Т ответвления Хотс. отв. i , Ом (9.26):
Хотв.i − Т +Х отв.i− Т .отв
Х отс.отв.i = Х отв.i − ПС +
k ток
где Хотв.i - ПС – индуктивное сопротивление участка
защищаемой ЛЭП от i-ответвления до ПС, где
установлена защита, Ом;
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л 9-13.14(25)

62.

Хотв.i - Т – индуктивное сопротивление участка
защищаемой ЛЭП от i-ответвления до Т, Ом;
Хотв.i – Т.отв – индуктивное сопротивление ПП Т, Ом;
kток=1 – коэффициент токораспределения, принимается
равным 1, так как второй конец защищаемой ЛЭП
отключен.
При
определении
минимального
сопротивления
необходимо учитывать возможность параллельной
работы Т-ов на ответвлении:
● отстройкой от броска намагничивающего тока (БНТ),
для случая когда второй конец защищаемой ЛЭП
отключен и все Т на ответвлении работают параллельно
(9.27):
(1)
ХТ .БНТ . уст= Сb⋅( ХТ . экв+ ХGS)− ХGS
где коэффициентCb=1,75 –для ВЛ Uном=110 кВ,
Cb=1,55 – для ВЛ Uном=220 кВ
Х(1)Т.экв – эквивалентное индуктивное сопротивление Т
при однофазном включении;
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л 9-13.15(25)

63.

ХGS – индуктивное сопротивление эквивалентной ЭЭС,
Ом (9.28):
U − ( X ⋅ l ) I ( 3)
XGS=
ном
1 уд
I (К3 )
К
где Х1 уд – удельное индуктивное сопротивление ВЛ ПП,
Ом/км;
l – длина защищаемой ЛЭП, км;
I(3)К – максимальный ток К(3) в максимальном режиме
работы ЭЭС, А.
Для расчета отстройки органа сопротивления от броска
тока
намагничивания
необходимо
использовать
двухфазное включение (КЗ). Но все трансформаторы
учитываются сопротивлениями Х(1)Т.отв, так как ток
двухфазного включения (КЗ) наиболее просто выразить
через значение броска намагничивающего тока при
однофазном включении (КЗ) при заземлении всех
нейтралей.
Для одного ответвления с одним установленным
трансформатором Х(1)Т Ом, определяется (9.29):
X(Т1)= ( X(1)
Т .отв+ X1 уд⋅ l отв− Т )+ X1 уд⋅ l отв.1− ПС1
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л 9-13.16(25)

64.

где Х(1)Т.отв – сопротивление Т ответвления при К(1) (9.30):
2
(U
−
ΔU
)
ном.Т .отв
РПН .Т .отв
X(Т1).отв= X(1)
Т .%
100%⋅ Sном .Т .отв
где Х1 уд – удельное индуктивное сопротивление ВЛ ПП,
Ом/км;
lотв-Т – длина участка ВЛ от ответвления до Т, км;
lотв.1-ПС1 – длина участка ВЛ от первого ответвления до
ПС1, Ом;
А+uкз.Т .отв
Х(1)Т.% – сопротивление Т в % при
( 1)
однофазном включении (КЗ) (9.31): XТ .%=
В
где uкз.Т.отв – напряжение КЗ Т ответвления (табл. 9.1);
A и В – коэффициенты – см. табл. 9.2 и 9.3;
Uном.Т.отв – номинальное напряжение Т ответвления, кВ;
UРПН.Т.отв– диапазон РПН Т ответвления, кВ;
Sном.Т.отв – номинальная мощность Т ответвления, МВ·А.
При наличии нескольких Т на ответвлении, а также при
наличии нескольких ответвлений на защищаемой ЛЭП
расчет Х(1)Т.% значительно усложняется.
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л 9-13.17(25)

65.

Таблица 9.1. Параметры трансформаторов
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л 9-13.18(25)

66.

Таблица 9.2. Коэффициенты А и В для
двухобмоточного трансформатора
Мощность Т,
МВА
А, ОЕ
В, ОЕ
до 60
12,7
1,35
от 60 и более
21,4
1,35
Таблица 9.3. Коэффициенты А и В для
автотрансформатора
Мощность АТ,
МВА
А, ОЕ
В, ОЕ
по 125
25,7
1,3
более 125
35,0
1,28
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л 9-13.19(25)

67.

Схема «сворачивается» (эквивалентируется) относительно места установки защиты и рассчитывается Х(1)Т
аналогично (9.29). Затем окончательно выбирается
уставка Хоткл.уст как наименьшая из рассчитанных (9.32):
Х откл. уст= Х доп. уст= min( Х откл.КЗ. уст; ХТ.БНТ . уст)
Чувствительность защиты поверяется исходя из
критериев:
● обеспечения чувствительности при КЗ на шинах
ПС ответвления (9.33):
U
Х откл. уст>1,5⋅ sinϕ м.ч .⋅ max
(
Аост.отв
3)
I (1.отв
)
где φм.ч – угол максимальной чувствительности реле
сопротивления, эл. град.;
UА ост. отв – остаточное напряжение при К(3) на ПС
ответвления, В;
I(3)1.отв – ток ПП, протекающий через РЗ при К(3) на
ПС ответвления, А;
● надежного охвата защитой всей длины ЛЭП (9.34):
X откл. уст>k⋅ X1 уд⋅ l
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л 9-13.20(25)

68.

для ЛЭП l > 150 км: k=1,5;
для ЛЭП l < 150 км: k=2,0;
где
Х1
–
удельное
индуктивное
уд
сопротивление ВЛ ПП, Ом/км;
l – длина защищаемой ЛЭП, км.
Окончательный выбор уставок Rоткл.уст и Х откл.уст
производится
после
проверки
чувствительности с уче-том сопротивления
дуги в месте КЗ Rдуги. Необходимо рассчитать
максимальные значения сопротивлений чувствительности Rчувст и Х чувст при КЗ в конце
защищаемой ЛЭП
Хчувсти на шинах НН ПС
Rчувст≤ответвлений
0,8 Rоткл. уст(9.35):
+
чувст
откл. уст
(
tgϕ м.ч.
)
Х
≤ 0,8 Х
1. Если РЗ не проходит по чувствительности и
при этом определяющим является индуктивное
сопро-тивление Х откл.уст , то на тех
ответвлениях, при КЗ за которыми защита не
проходит
по
чувстви-тельности,
Тема: МУРЗ ЛЭП
ЭЭС
Л 9-13.21(25)

69.

2. Если защита не проходит по чувствительности и
при этом определяющим является ХТ.БНТ.уст , то на
самом мощном ответвлении устанавливается
отдельный комплект защиты и производится
новый
расчет
ХТ.БНТ.уст без
учета
этого
ответвления.
16. Выбор уставки измерительного органа
сопротивления Z откл, Z доп производится по
углу
максимальной
чувствительности,
действующего на
отключение при К(3) с блокировкой при
качаниях.
X1 уд чувствительности
Угол
максимальной
вычисляется ϕисходя
R>arctg из заданных удельных
1уд (9.36):
параметров защищаемойRЛЭП
где
φR
–
угол
наклона
характеристики
измерительного органа ИО Z откл к оси R.
17. При КЗ на смежной ЛЭП и срабатывании Z откл
с противоположного конца на конце, ближайшем к
месту
должен
надежно Л 9-13.22(25)
сработать
Тема: МУРЗ
ЛЭП ЭЭСКЗ,

70.

Первичное
сопротивление
срабатывания
блокирующего органа сопротивления определяется
исходя из следующих условий:
● расчет уставки Z бл по условию согласования с Z
откл комплекта противоположного конца ЛЭП (9.37):
X бл. уст≥ k отс⋅ ( Xоткл. уст− XW )
где kотс=2,0;
ХW – индуктивное сопротивление ЛЭП, Ом;
● определение уставки Z бл по его активной
составляющей
сопротивления с
отстройкой
от
сопротивления нагрузки (9.38):
Rбл. уст= 1,5⋅ Rоткл.нагр. уст
Диапазоны изменения параметров измерительного
орган сопротивления приведены в табл. 9.4.
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
Л 9-13.23(25)

71.

Таблица 9.4. Диапазоны изменения параметров
измерительного органа сопротивления защиты
ЛЭП ШЭ 2607 031
Условное
обозначение
Z откл
Z бл
Z доп
Диапазон изменения параметра при Iном =5 А
R, Ом
1,0…50,0
Х, Ом
φ1,
эл.град
Тема: МУРЗ ЛЭП ЭЭС
φ3, эл.град
0…89
91…179
-
-
-
-
эл.град
1,0…50,0
45…89
5,0…250,0
φ2,
5,0…250,0
Л 9-13.24(25)