Выбор тока срабатывания токовой отсечки в линии с двусторонним питанием

При такой схеме защиты устанавливаются с обеих сторон защищаемой линии (защиты А1 и А2 на рис. 2.3, а). Кривые 1 и 2 (рис. 2.3, б) показывают изменение максимальных токов КЗ, соответственно от источников А и Б при перемещении КЗ вдоль защищаемой линии. Токи срабатывания отсечек должны быть выбраны таким образом, чтобы при внешних КЗ (точки К_а и К_Б) защиты не действовали.

Рис. 2.3.

При повреждении в точке К_Б по защищаемой линии и через места установки защит от источника А проходит максимальный ток . При этом защиты А1, А2 обеих сторон линии не должны срабатывать, т. е. .

При повреждении в точке К_А по защищаемой линии и через места установки защит от источника Б проходит максимальный ток . При этом защиты также недолжны действовать,т. е. .

Из двух значений выбирается больший ток срабатывания, что является первым условием его выбора. В данном случае (рис. 2.3, б)

. (2.2)

В эксплуатации возможны случаи качаний генераторов источника А относительно генераторов источника Б и выхода их из синхронизма, при этом по линии АБ могут проходить большие уравнительные токи. Отсечки в этом случае не должны действовать, поэтому

(2.3)

Уравнение (2.3) – это второе условие выбора тока срабатывания отсечек на линиях с двусторонним питанием. Максимальный уравнительный ток возникает, когда векторы эквивалентных ЭДС Е_а и Е_Б соответственно источников А и Б смещены на угол .

Окончательно ток срабатывания принимают равным большему из значений, полученных по формулам (2.2) и (2.3).

На линиях с двусторонним питанием отсечки устанавливают с обеих сторон линии, причем у этих отсечек одинаковый ток срабатывания.

1.3. Вторая ступень токовой защиты от межфазных КЗ – токовая отсечка с выдержкой времени.

Основной недостаток токовой отсечки без выдержки времени состоит в том, что она защищает только часть линии. Участок в конце линии за пределами зоны остается незащищенным.

На рис. 2.4 показана схема сети с двумя последовательно соединенными участками АБ и БВ, для защиты которых установлены токовые отсечки без выдержки времени и с токами срабатывания и , выбираемыми в соответствии с (2.1). Отсечки имеют защищаемые зоны соответственно и , которые охватывают только часть линий. Участки и в конце линий остаются незащищенными.

В связи с этим возникает необходимость иметь вторую ступень токовой защиты. Вместе с первой ступенью она должна обеспечить защиту всей линии и шины приемной подстанции.

Рис. 2.4

Выбор параметров второй ступени рассмотрим на примере защиты линии АВ (рис. 2.4). Так как вторая ступень является относительно селективной, то в ее действие необходимо ввести выдержку времени. Для исключения излишних срабатываний защиты при КЗ в зоне токовой отсечки линии БВ выдержка времени должна быть больше времени срабатывания этой отсечки на некоторое время , называемое ступенью селективности, т. е. должно выполняться условие . Ступень селективности учитывает время отключения выключателя Q2, погрешности во время действия защиты и защиты , учитывается также некоторое время запаса . С учетом всего этого . В расчетах принимают с, поэтому выдержка времени второй ступени обычно не превышает 0,5 с.

При этом для сохранения селективности в случае повреждения за пределами зоны (участок ) отсечки линии БВ достаточно, чтобы ток срабатывания второй ступени был больше максимального тока КЗ, проходящего по линии АБ при повреждении в конце защищаемой зоны отсечки линии БВ. Этот ток, как следует из рис. 2.4, равен току срабатывания токовой отсечки линии БВ. Поэтому селективность обеспечивается, если принять

(2.4)

где .

При таком выборе тока срабатывания и выдержки времени в зону действия второй ступени защиты линии АБ входит участок и шины приемной подстанции. Кроме того, она обеспечивает дальнее резервирование в случае отказа отсечки при КЗ на линии БВ вблизи шин подстанции Б и ближнее резервирование в случае отказа первой ступени защиты линии АБ.

Если выдержка времени второй ступени оказывается приемлемой, то первая ступень может отсутствовать. В общем случае от шин подстанции Б отходят несколько линии и, кроме того, к шинам могут быть подключены понижающие трансформаторы. При этом вторая ступень защиты на подстанции А должна быть отстроена по времени от отсечек всех отходящих линий и от быстродействующих защит трансформаторов, а ее ток срабатывания должен быть выбран по наибольшему из токов КЗ, которые проходят по линии АБ при повреждении в конце защищаемых зон отсечек отходящих линий и при КЗ на шинах низшего напряжения трансформаторов.

Чувствительность второй ступени проверяется по минимальному току повреждения при металлическом КЗ в конце защищаемой линии. При этом коэффициент чувствительности должен быть .

Токовая отсечка с выдержкой времени при соответствующем выборе ее параметров сохраняет селективность и на линиях с двусторонним питанием.

1.4. Третья ступень токовой защиты от междуфазных КЗ – максимальная токовая защита (МТЗ).

Выбор выдержки времени. МТЗ может выполняться с независимой и с ограниченно зависимой характеристиками времени срабатывания. И в том, и в другом случае селективность защиты можно обеспечить, если время срабатывания защиты A1 (рис. 2. 5), которая расположена у источника питания, при КЗ в точке К₂ на смежном участке в зоне действия защиты А2 (линия БВ) больше максимальной выдержки времени защиты А2 на ступень селективности с.

Рис. 2.5.

Выбор выдержки времени МТЗ с независимой характеристикой.

Выдержки времени у МТЗ выбирают по ступенчатому принципу: начинают выбор с наиболее удаленного от источника питания элемента и по мере приближения к источнику питания увеличивают выдержку времени таким образом, что защита последующего участка имеет выдержку времени на ступень селективности больше, чем максимальная выдержка времени защиты предыдущего участка (рис. 2.6):

, , .

Рис. 2.6.

Выбор выдержки времени МТЗ с ограниченно зависимой характеристикой.

Для выполнения таких защит используют реле тока РТ–80.

Рис. 2.7. Характеристики индукционного реле РТ–80

t _с.р = f (k), где k – отношение тока в реле I _р к току срабатывания реле I _с.р.

Для характеристики реле справедливо следующее соотношение

А / Б = В / Г,

(2.5)

t _y – выдержка времени, которую необходимо установить на реле

t _x – время срабатывания реле

Из (2.5) при заданном t _у можно найти t _x

(2.6)

Также можно определить уставку, если известно время срабатывания t _x

(2.7)

Так как время срабатывания реле зависит от тока => согласование выдержек времени МТЗ с ограниченно зависимой характеристикой должно быть произведено для определения тока.

На рис. 2.8 показано изменение тока повреждения при перемещении точки КЗ от подстанции А к В (кривая 3) и построены характеристики 1, 2 защит А1 и А2 соответственно.

Рис. 2.8.

Из рис. 2.8 очевидно, что наибольший ток КЗ, а следовательно, и наибольший ток в реле защиты А1 и А2 при повреждении в зоне действия защиты А2 проходят при КЗ вблизи места установки защиты А2 (точка К₂), т. е. у шин подстанции Б. При удалении точки КЗ в направлении подстанции В ток повреждения уменьшается, а время срабатывания защит A1 и А2 увеличивается. Для двух реле одного типа с разными уставками времени разность выдержек времени при изменении тока не остается постоянной; она тем больше, чем меньше ток в реле. Поэтому необходимо, чтобы ус­ловие селективности выполнялось для тока КЗ в точке К ₂.

Дата добавления: 2014-01-07