Проектирование токовых защит нулевой последовательности параллельных и одиночной ЛЭП — КиберПедия 

Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...

Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...

Проектирование токовых защит нулевой последовательности параллельных и одиночной ЛЭП

2021-12-07 36
Проектирование токовых защит нулевой последовательности параллельных и одиночной ЛЭП 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

     2.4.1. На линиях 110-330 кВ, имеющих питание с двух и более сторон, устанавливается в качестве защиты от замыканий на землю четырехступенчатая защита нулевой последовательности. Первая, вторая и третья ступени образуют в совокупности основную защиту линии и предназначены для действия при замыкании на землю в пределах защищаемой линии. Последняя ступень предназначена для осуществления дальнего резервирования.

     При проектировании ТЗНП параллельных линий необходимо учитывать следующие особенности сети:

1) номинальное напряжение сети UHОМ = 110 кВ;

2) сеть имеет параллельные линии Л1 и Л2 с двусторонним питанием;

3) параллельные линии имеют ответвление, трансформаторы которого работают с незаземленной нейтралью;

4) параллельные линии Л1 и Л2 связаны взаимоиндукцией;

5) на подстанции «Б» с заземленной нейтралью работает только один трансформатор Т6;

7) автоматика распределительных устройств 110кВ электростанции “А” и подстанции “Б” включает в себя УРОВ со временем действия tУРОВ=0.3 с;

8) со стороны электростанции “А” с заземленной нейтралью работают автотрансформатор и трансформатор блока Т1;

9) КЗ на шинах 110 кВ электростанции “А” и подстанции “Б”, в автотрансформаторе электростанции “А” отключаются быстродействующими защитами данных элементов со временем действия tБЫСТР=0.1 с;

10) выдержка времени резервной защиты автотрансформатора от замыканий на землю равна 2,9 с;

11) выдержка времени резервной защиты от замыканий на землю в системе С2 равна 2,5 с.

 

     Поясняющая схема для расчета ТЗНП приведена на рис.2.5.

 

     Расчет параметров срабатывания выполнен для защит 1 и 3, установленных на линии Л1. Уставки защит 2 и 4, установленных на линии Л2, идентичны.

     2.4.2. Выбор уставок производится на основе анализа расчетных условий, приведенных в табл. 2.18.

 

 


Рис.2.5 Поясняющая схема для расчета ТЗНП

 

Таблица 2.18

Обоснование выбора уставок ТЗНП

 

Параметр срабатывания Задаваемая функция Расчетные условия (РУ) Расчетные выражения (РВ) Примечание

I0СЗI

Несрабатывание при внешних КЗ на землю.

1 Отстройка от внешнего КЗ на землю на шинах противоположной подстанции

  (2.49)

      

 

2 Отстройка от внешнего КЗ на землю на смежной параллельной защищаемой ЛЭП вблизи места установки защиты при каскадном её отключении

Несрабатывание в режимах без КЗ, учитывая кратковременные неполнофазные режимы

3Отстройка от кратковременного неполнофазного режима при неодновременном включении фаз выключателя защищаемой линии

(2.50)

 

4Отстройка от кратковременного неполнофазного режима при неодновременном включении фаз выключателя в условиях включения нагруженных трансформаторов с заземлённой нейтралью через данную ЛЭП и самозапуске электродвигателей

 

 

Продолжение таблицы 2.18

 

Параметр срабатывания Задаваемая функция Расчетные условия (РУ)

Расчетные выражения

(РВ)

Примечание
I0СЗI Несрабатывание в режимах без КЗ, учитывая кратковременные неполнофазные режимы 5Отстройка от кратковременного неполнофазного режима, сопровождающегося броском тока намагничивания при включении ненагруженных трансформаторов, с заземлённой нейтралью через данную ЛЭП

(2.51)

 

 
tСЗII Несрабатывание при внешних КЗ на землю в зонах действия быстродействующих защит смежных элементов 6 Отстройка от времени срабатывания быстродействующих защит смежных элементов, с учетом действия УРОВ. (2.52)

I0СЗII

Несрабатывание при внешних КЗ на землю за пределами зон действия

быстродействующих защит смежных элементов, с которыми производится согласование по времени.

7 Отстройка от внешнего КЗ на землю в конце зоны действия первой ступени защиты смежной ЛЭП

(2.53)

(2.54)
8 Отстройка от внешнего КЗ на землю на шинах за АТ противоположной подстанции со стороны сети с эффективно заземленной нейтралью, отключаемого ТЗНП АТ с временем большим или равным времени срабатывания данной ступени (2.55)

Продолжение таблицы 2.18

 

Параметр срабатывания Задаваемая функция Расчетные условия (РУ) Расчетные выражения (РВ)   Примечание

I0СЗII

Несрабатывание при внешних КЗ на землю за пределами зон действия быстродействующих защит смежных элементов, с которыми производится согласование по времени. 9 Отстройка от внешнего КЗ на землю в конце зоны действия или за зоной действия первой ступени защиты смежной ЛЭП, параллельной защищаемой при ее каскадном отключении. (2.53), (2.54)   или (2.55)  

Несрабатывание в режимах без КЗ, учитывая кратковременные неполнофазные режимы

10Отстройка от кратковременного неполнофазного режима, сопровождающегося броском тока намагничивания при включении ненагруженных трансформаторов, с заземлённой нейтралью через данную ЛЭП     (2.56)  
11Отстройка от кратковременного неполнофазного режима при неодновременном включении фаз выключателя защищаемой линии       (2.57)  

 

 

Продолжение таблицы 2.18

 

 

Параметр

срабатывания

Задаваемая функция

Расчетные условия (РУ) Расчетные выражения (РВ)   Примечание
 

I0СЗII

Несрабатывание в режимах без КЗ, учитывая кратковременные неполнофазные режимы

12Отстройка от кратковременного неполнофазного режима при неодновременном включении фаз выключателя при включения нагруженных трансформаторов с заземлённой нейтралью через данную ЛЭП и самозапуске электродвигателей

(2.57)

 

tСЗIII

Несрабатывание при внешних КЗ в зоне действия второй ступени защиты смежной ЛЭП

13 Отстройка от времени срабатывания второй ступени ТЗНП смежной ЛЭП.

(2.58)

Несрабатывание при внешних КЗ в зоне действия первой ступени ТЗНП АТ

14 Отстройка от времени срабатывания первой ступени Т3НП автотрансформатора

(2.59)

I0СЗIII

Несрабатывание при внешних КЗ на землю за пределами зон действия вторых ступеней защит смежных ЛЭП и первых ступеней ТЗНП автотрансформаторов, с которыми производится согласование по времени

15 Отстройка от внешнего КЗ в конце зоны действия второй ступени защиты смежной ЛЭП

(2.60)

(2.61)
                 

 

 

Продолжение таблицы 2.18

 

Параметр срабатывания Задаваемая функция Расчетные условия (РУ) Расчетные выражения (РВ)   Примечание

I0СЗIII

Несрабатывание при внешних КЗ на землю за пределами зон действия вторых ступеней защит смежных ЛЭП и первых ступеней ТЗНП автотрансформаторов, с которыми производится согласование по времени

16 Отстройка от внешнего КЗ в конце зоны действия первой ступени Т3НП автотрансформатора            или (2.61)   (2.62)

17 Отстройка от внешнего КЗ на землю в конце зоны действия или за зоной действия второй ступени защиты смежной ЛЭП, параллельной защищаемой при ее каскадном отключении.

(2.60) или (2.61)  
(2.63)
Несрабатывание в режимах без КЗ на землю, учитывая погрешности фильтра нулевой последовательности и кратковременные неполнофазные режимы 18 Отстройка от тока небаланса при внешних трёхфазных КЗ за трансформаторами и на стороне низшего напряжения автотрансформаторов, а также за трансформаторами, присоединёнными к ответвлениям защищаемой линии, отключаемых защитами трансформаторов с временем, большим или равным времени срабатывания третьей ступени (2.64)

 

Продолжение таблицы 2.18

 

Параметр срабатывания Задаваемая функция Расчетные условия (РУ) Расчетные выражения (РВ)   Примечание

I0СЗIII

Несрабатывание в режимах без КЗ на землю, учитывая погрешности фильтра нулевой последовательности и кратковременные неполнофазные режимы

19 Отстройка от тока небаланса при внешних трёхфазных КЗ на шинах подстанции, к которым подключена защищаемая ЛЭП

(2.64)

 

20 Устойчивый возврат в исходное состояние после отключения внешнего КЗ в режиме качаний или асинхронного хода

(2.65)

21Отстройка от кратковременного неполнофазного режима, сопровождающегося броском тока намагничивания при включении ненагруженных трансформаторов, с заземлённой нейтралью через данную ЛЭП

(2.66)

 

 
22Отстройка от кратковременного неполнофазного режима при неодновременном включении фаз выключателя защищаемой линии

(2.67)

 

 

 

 

Продолжение таблицы 2.18

 

Параметр срабатывания Задаваемая функция Расчетные условия (РУ)

Расчетные выражения

(РВ)

Примечание
I0СЗIII Несрабатывание в режимах без КЗ на землю, учитывая погрешности фильтра нулевой последовательности и кратковременные неполнофазные режимы 23Отстройка от кратковременного неполнофазного режима при неодновременном включении фаз выключателя в условиях включения нагруженных трансформаторов с заземлённой нейтралью через данную ЛЭП и самозапуске электродвигателей

(2.67)

 

tСЗIV

Несрабатывания при внешних КЗ на землю в зонах действия резервных защит смежных элементов

24 Отстройка от времени срабатывания последней ступеней защит смежных элементов (2.68)

25 Отстройка от времени срабатывания последней ступени ТЗНП автотрансформатора (2.69)
26 Отстройка от времени срабатывания резервных защит от междуфазных КЗ трансформаторов и автотрансформаторов данного и противоположного концов линий, а также трансформаторов, присоединённых к ответвлениям защишаемой линии (2.70)

 

Продолжение таблицы 2.18

 

Параметр срабатывания Задаваемая функция Расчетные условия (РУ) Расчетные выражения (РВ)   Примечание

I0СЗIV

Несрабатывания в режимах без КЗ, учитывая погрешности фильтра нулевой последовательности

27 Отстройка от тока небаланса при внешних трёхфазных КЗ за трансформаторами и на стороне низшего напряжения автотрансформаторов, а также за трансформаторами, присоединёнными к ответвлениям защищаемой линии, отключаемых защитами трансформаторов с временем, большим или равным времени срабатывания четвёртой ступени       (2.71)

 

 

28 Устойчивый возврат в исходное состояние после отключения внешнего КЗ в нагрузочном режиме (2.72)
Срабатывание при внутренних КЗ на землю в зонах дальнего резервирования 29 Обеспечение требуемой чувствительности при каскадном отключении КЗ на землю в конце зоны резервирования (2.73)

     Расчет токов КЗ произведен на ЭВМ, протокол расчета приведен в приложении 9. Коэффициенты токораспределения и значения токов КЗ, необходимые для определения уставок и оценки чувствительности, приведены в табл. 2.19.  

Таблица 2.19

 

Токи КЗ и коэффициенты токораспределения, необходимые при расчете параметров срабатывания и оценке чувствительности ТЗНП

 

  № защиты Место и вид КЗ по рис. 2.5 Режим по табл. 1.2 № узла КЗ по рис. 2.5 Обозначение тока в схеме на рис. 2.5 Значение тока, кА Значение коэффициента токораспределения

1(2)

К 1(1) I-20 21 2.092 -
К 6(1) I-2А 12 1.806 -
К 4(1) I 31 1.958 -

К 4(1)

I-20

31

1.142

0.56

2.025
К 4(1) I-4 31 1.885 -
К 11(3) I-2 4 0.567 -
К 2(3) I-1Б 28 0.627 -
К1 2(3) I-2 38 0.841 -
К 5(3) I-2 41 1.248 -
- I - 1.717  
К 4(1) I-4 31 0.372 -
К 1(1) I-4 21 0.639 -
К 3(1) I-4-1Б 19 2.249 -
К 6(1) I-4-2А 12 1.484 -

 

 

Продолжение таблицы 2.19

 

  № защиты Место и вид КЗ по рис. 2.5 Режим по табл. 1.2 № узла КЗ по рис. 2.5 Обозначение тока в схеме на рис. 2.5 Значение тока, кА Значение коэффициента токораспределения

3(4)

 

К 9(1) I-20 6 1.083 -
К 8(1) I-2Б 20 0,529 -
К 10(1) I-20 1 0.602 -
К 11(3) I-2 4 0.567 -
К 2(3) I-1А 28 0.626 -
К1 2(3) I-2 38 0.841 -
К 5(3) I-2 41 1.248 -
- I - 1.717  
К 10(1) I 1 0.228 -
К 9(1) I-3 6 0.252 -
К 7(1) I-3-1А 11 1.745 -
К 10(1) I-3 1 0.168 -
К 8(1) I-3-2Б 20 1,008 -

 

                Протокол расчета токов КЗ, необходимых для построения кривых токов нулевой по­следовательности в параллельных линиях при каскадном отключении КЗ на одной из них, приведен в прил. 10. Результаты расчётов сведены в табл. 2.20, 2.21. Кривые токов нулевой последовательности изображены на рис. 2.6.

 

 

Таблица 2.20

 

Расчёт токов нулевой последовательности через защиты №1 и №4 в режиме каскадного отключения линии Л2 со стороны электростанции «А» и отключения линии 3

 

LКЗ, км   0(уз. 20) 6,5(уз. 18) 13(уз. 16) 22,5(уз. 14) 32(уз. 12)
3 I0З1, кА 0,982 1.059 1.134 1.243 1.355
3 I0З4, кА 2.357 2.165 2.016 1.857 1.746
kТ 0.42 0.49 0.56 0.67 0.78

         

Таблица 2.21

 

Расчёт токов нулевой последовательности через защиты №3 и №2 в режиме каскадного отключения линии Л2 со стороны подстанции «Б» и отключения автотрансформатора

 

LКЗ, км   0(уз. 12) 9.5(уз. 14) 19(уз. 16) 25.5(уз. 18) 32(уз. 20)
3 I0З3, кА 0,253 0,289 0,318 0,338 0,356
3 I0З2, кА 1,097 0,847 0,705 0,641 0,592
kТ 0.23 0.34 0.45 0.53 0.6

        

      Выбор тока срабатывания второй и третьей ступеней производится в зависимости от характера изменения кривых тока в рассматриваемой линии при каскадном отключении замыканий на землю на параллельной линии.

 

Рис. 2.6. Кривые токов КЗ через защиты в режиме каскадного отключения для расчета тока срабатывания вторых и третьих ступеней ТЗНП: а - для защиты

№ 1 и 2; б - для защиты № 3и 4.

 

     Расчёт параметров срабатывания ТЗНП приведён в табл. 2.22.


Таблица 2.22

Расчёт параметров срабатывания ТЗНП

 

№ защиты Параметр срабатывания РУ по табл. 2.18 Режим; место и вид КЗ по табл. 2.19 РВ по табл. 2.18  или по табл. 2.19 Расчёт Принятое значение,кА

1(2)

I0СЗI

1 I-20 К 1(1) (2.49) 2.092

2,72

2 I-2А К 6(1) (2.49) 1.806
tСЗII 6   (2.52)   0.7
I0СЗ5I 1 I К 4(1) (2.49) 1.958 2.55

I0СЗII

7 I-20 К 4(1) (2.53) 0.56

1.57

9 I-3-2A К 6(1) (2.53) 0.78
tСЗIII 13   (2.58)   1
I0СЗ5II 29 I-4 К 4(1) (2.73) 1.885 1.26

I0СЗIII

15 I-20 К 4(1) (2.60) 0.56

1.12

17 I-3-2A К 6(1) (2.60) 0.78

18

I-2 К 11(3)

(2.64)

0.18
I-1Б К 2(3) 0.665
I-2 К 5(3) 1.186
20 - (2.65) 1.717
tСЗIV 24   (2.68)   3.6

 

 

Продолжение таблицы 2.22

 

№ защиты Параметр срабатывания РУ по табл. 2.18 Режим; место и вид КЗ по табл. 2.19 РВ по табл. 2.18  или по табл. 2.19 Расчёт Принятое значение,кА

1(2)

IСЗIV

27 I-2 К 11(3) (2.71) 0.18

0.043

28 - (2.72) 0.616

3(4)

I0СЗI

1 I-20 К 9(11) (2.49) 1.083

1.41

2 I-2Б К 8(1) (2.49) 0,529
tСЗII 6   (2.52)   0.7

I0СЗII

8 I-20 К 10(1) (2.55) 0.7931

1.305

9 I-4-2Б К 8(1) (2.55) 1.044
tСЗIII 14   (2.59)   1

IСЗIII

17 I-4-2Б К 8(1) (2.60) 0.48

0.89

18

I-2 К 11(3)

(2.64)

0.18
I-1A К 2(3) 0.64
I-2 К 5(3) 1.186
20 - (2.65) 1.717
tСЗIV 25   (2.69)   3.9

 

 

Продолжение таблицы 2.22

 

№ защиты Параметр срабатывания РУ по табл. 2.18 Режим; место и вид КЗ по табл. 2.19 РВ по табл. 2.18  или по табл. 2.19 Расчёт Принятое значение,кА
3(4) IСЗIV 28 - (2.72) 0.616 0.043

 

 


    2.4.3 Оценка чувствительности четырёхступенчатой направленной ТЗНП в общем случае сводится к проверке чувствительности второй, третьей и четвёртой ступеней защиты при внутренних КЗ на землю в расчётном режиме.

 

     Чувствительность отдельных ступеней ТЗНП оценивается с помощью коэффициента чувствительности при однофазном КЗ в расчетной точке:

 

; (2.74)

где - минимальное значение утроенного тока нулевой по последовательности, проте­кающего в месте установки защиты при однофазном КЗ в расчетном режиме;

 - ток срабатывания соответствующей ступени.

     Чувствительность вторых и третьих ступеней ТЗНП параллельных линий оценивается при КЗ в конце защищаемой линии. При этом согласно требованиям [1], коэффициент чувст­вительности должен быть не менее 1.5. При наличии устойчиво действующей резервной сту­пени защиты линии и отдельной защиты шин на противоположном конце линии допускается обеспечивать коэффициент чувствительности не менее 1.5 в режиме каскадного отключения КЗ в конце линии. Чувствительность четвертых ступеней ТЗНП оценивается при однофазных КЗ в конце защищаемой линии и в конце зон дальнего резервирования. Согласно требованиям [1], в пер­вом случае коэффициент чувствительности должен быть не менее 1,5, во втором случае — не менее 1.2.

         

     Значения токов нулевой последовательности, необходимых для проверки чувствительности ТЗНП, установленных на параллельных ЛЭП, приведены в табл. 2.19. Чувствительность отдельных ступеней ТЗНП оценивается в табл. 2.23.

 

Таблица 2.23

Проверка чувствительности ТЗНП

 

№ защиты № ступени Режим, место, вид КЗ Ток через защиту Расчёт Примечание

1 (2)

II

I-4 К1(1) 0.8666 КЧ < 1.5
I-4-1Б К3(1) 2.173 КЧ < 1.5

III

I-4 К1(1) 0.8666 КЧ < 1.5
I-4-1Б К3(1) 2.173 КЧ > 1.5

 

Продолжение таблицы 2.23

 

№ защиты № ступени Режим, место, вид КЗ Ток через защиту Расчёт Примечание

1 (2)

IV

I-4 К1(1) 0.8666 КЧ > 1.5
I-4 К4(1) 0.459

КЧ > 1.2

I-4-2А К6(1) 1.307

2 (4)

II

I-3 К9(1) 0.2975 КЧ < 1.5
I-3-1А К7(1) 1.775 КЧ < 1.5

III

I-3 К9(1) 0.2975 КЧ < 1.5
I-3-1А К7(1) 1.775 КЧ > 1.5

IV

I-3 К9(1) 0.2975 КЧ > 1.5
I-3 К10(1) 0.2533

КЧ > 1.2

I-3-2Б К8(1) 0.7146

 

      Не обладают требуемой чувствительностью вторые ступени защит 1 и 3 и третьи ступени этих защит при КЗ в конце защищаемой линии. Согласно [1] достаточно обеспечить чувствительность третьей ступени защиты при КЗ на параллельной линии при каскадном её отключении.

        

      Для повышения надежности срабатывания ТЗНП целесообразно выполнять от­дельные ступени ненаправленными. Возможность выполнения отдельных ступеней защиты ненаправленными проверяется в каждом отдельном случае индивидуально. Если защиту можно выполнить ненаправленной, то она выполняется без реле направления мощности (РНМ). Обусловлено это тем, что при удаленных от места установки защиты металлических, однофазных КЗ, когда напряжение на зажимах защиты снижается практически до нуля, ор­ган направления мощности может не сработать, запрещая тем самым действие защиты.

         

     Согласно [6], возможность выполнения отдельных ступеней ненаправленными может быть выявлена на основании сравнения выдержек времени и токов срабатывания защит, ус­тановленных на противоположных концах рассматриваемой линии.

         

     Проверка возможности выполнения отдельных ступеней ТЗНП параллельных линий ненаправленными приведены в табл. 2.24.

 

Таблица 2.24

 

Проверка возможности выполнения отдельных ступеней токовых защит нулевой последовательности ЛЭП ненаправленными

 

 

 

 

Сту-пень

Уставка защит по времени, с

Уставка защит по току, кА

Сравнение

параметров срабатывания

Вывод о направленности

1, 2 3, 4 1, 2 3, 4
I 0.1 0.1 3.14 1.46 I ступень защиты 1, 2 –ненаправленная   I ступень защиты 3, 4 -направленная
II 0.7 0.7 1.68 1.305 II ступень защиты 1,2 –ненаправленная   II ступень защиты 3, 4 -направленная
III 1 1 1.12 0.89 III ступень защиты 1, 2 –ненаправленная   III ступень защиты 3, 4 -направленная
IV 3.6 3.9 0.043 0.043 IV ступень защиты 1, 2 –направленная   IV ступень защиты 3, 4 -ненаправленная

 

 


Поделиться с друзьями:

История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.136 с.