Пример расчета дистанционной защиты линии

Задача 4

Рассчитать дистанционную защиту 1 от междуфазных КЗ линии W5 (рис.1.)

Данные для расчета

Напряжение линии Uвн=115кв

Линия W5: длина 30км, провод АС-185; KI=

Линия W6: длина 44км, провод АС-185

На подстанции 4 установлен трансформатор Sном=63МВА, Uк=10,5%

Максимальное время действия защит от междуфазных КЗ присоединений п/ст 4 (без линии W6)tс.з.max4=1c

Максимальное время действия защит присоединений п/ст5 tс.з.max5=1,5c

Расчет

1. Определяем сопротивления линий W1 и W2.

Из табл. 4.2 находим для провода АС сечением 185 мм²

R_уд = 0,162 Ом/км; X_уд = 0,413 Ом/км.

Удельное полное сопротивление

Ом/км.

Сопротивления линий

Z_W1 = Z_удl_W1 = 0,444 × 30 = 13,3 Ом;

Z_W2 = Z_удl_W2 = 0,444 × 44 = 19,5 Ом.

2. Первичное сопротивление срабатывания I ступеней дистанционных защит 1 и 3 определяем по (4.1):

0,85 × 13,3 = 11,3 Ом.

0,85 × 19,5 = 16,6 Ом.

3. Первичное сопротивление срабатывания II ступени защиты 1 выбирается для сети данной конфигурации по двум условиям:

- по условию согласования с I ступенью защиты 3 (защиты предыдущей линии) по (4.2):

,

где k_ток = 1, т.к. подпитки на п/ст 5 нет

a = 0,1

= 24,6 Ом;

- по условию отстройки от КЗ на стороне НН автотрансформатора подстанции 5 по (4.3):

= = 30,7 Ом,

где сопротивление автотрансформатора для случая к.з. в точке К2 будет равно:

= 22,04 Ом.

Сопротивление автотрансформатора приведено к напряжению линии.

Из двух полученных значений за расчетное принимаем минимальное.

= 24,6 Ом.

Коэффициент чувствительности II ступени защиты определяется по (4,4):

= = 1,85> 1,25.

Защита удовлетворяет требованиям чувствительности.

3. Сопротивление срабатывания третьей ступени защиты панели ЭПЗ-1636 отстраивается от минимального сопротивления в нагрузочном режиме. Для реле сопротивления в виде окружности, проходящей через координат

Z_с.з^III= ,

где минимальное сопротивление нагрузки

Zнагр.min=

где Uраб.min=0,9Uном;

Ксзп=1,1-1,2 (из задания)

Iраб.max=Iдл.доп=520А (табл. 4.2)

Z_с.з^III=

Угол максимальной чувствительности для реле сопротивления принят равным 65% (ближайший к φл=69º)

Угол φнагрв условиях перегрузки по (4.10) равен

φнагр.расч=

Чувствительность третьей ступени защиты проверяется при КЗ в конце зоны резервирования

К_r^III=

Третья ступень защиты удовлетворяет требования чувствительности.

Сопротивление срабатывания реле сопротивления (уставки) для защиты типа ЭПЗ-1636, рассчитанные по (4ю15) приведены в табл.2

Таблица 2

Ступень ДЗ	I	II	III
Первичное сопротивление срабатывания Zс.з., Ом	11,3	24,6	78,7
Вторичное сопротивление срабатывания (уставка) Zc.p.=	2,04	4.48	14,3

На рис.18 построены рассчитанные характеристики дистанционной защиты панели ЭПЗ-1636

На этом же чертеже показано вторичное значение сопротивления нагрузки

Zнагр.вт= Ом

под углом φнагр.расч=40º

Сопротивление срабатывания третьей ступени микропроцессорных защит типа ШЭ2607.011

Выбирается по условию отстройки от нагрузки по углу. Для этого угол φ2 характеристики (рис.15б) выбирается по выражению

φ2=φнагр.расч+φдоп=40+5=45º

где φнагр.расч=40º (рассчитано выше)

φдоп принимается равным 5º

Угол φ2 задается уставкой (φ2(III) =45º

Тогда сопротивление срабатывания третьей ступени выбирается по условию обеспечения требуемой чувствительности

Z_с.з^III=K_r.треб·Z_защ

Где Кr.треб=1,2

Zзащ=ZW5+ZW6=13,3+19,5=32,8Ом

Zс.з^III=1,2·32,8=39,4 Ом

Сопротивление срабатывания измерительных органов полного сопротивления, рассчитанных по (4.15) приведены в табл.3

Таблица 3

Ступень ДЗ	I	II	III
Первичное сопротивление срабатывания Zс.з, Ом	11,3	24,6	39,4
Вторичное сопротивление срабатывания Zс.р=	2,04	4,48	7,17
Уставка по оси Х Хуст=Zc.p·sinφk=Zc.p.·sin69º,Ом	1,8	3,96	6,34
Уставка по оси R Rуст=0,4Хуст,Ом	0,72	1,58	2,54

На рис.19 построены рассчитанные характеристики микропроцессорной дистанционной защиты ШЭ2607.011.

Углы наклона сторон характеристики приведены в табл.4

Таблица 4

Ступень	I	II	III
Угол φ1=φл	69º	69	69
Угол φ2	-15º	-15º	45º
Угол φ3	115º	115º	120º

4. Выбор выдержки времени.

I ступень дистанционной защиты действует без выдержки времени:

t^I = 0,

при этом собственное время срабатывания защиты не превышает

t_с.з.^I = 0,1c.

II ступень действует с выдержкой времени на ступень селективности Dt большей, чем время действия I ступени. При наличии на подстанции устройства резервирования отказов выключателей (УРОВ) время действия II ступени выбирается по (4.16):

t_с.з.^II = t_УРОВ + Dt = 0,3 + 0,5 = 0,8 с,

где t_УРОВ = 0,3 с; Dt = 0,5 с.

Выдержка времени III ступени выбирается по двум условиям:

- по условию отстройки от времени действия III ступени защиты предыдущей линии

с;

- по условию согласования с защитами отходящих от шин подстанции Б присоединений

с.

Принимаем t_с.з.^III = 2,5c.

7. Определим длины зон действия I и II ступеней защиты для построения временных характеристик.

Для I ступени l₍₁₎^I = 0,85×l_(W1) = 0,85× 30 = 25,5 км.

Для II ступени реальное сопротивление на зажимах защиты по (4.17):

Ом.

Длина второй зоны защиты

км.

Пример построения характеристик времени действия защит приведен на рис. 17.

Упрощенная схема защиты 1 приведена на рис.13.

Дата добавления: 2015-05-08