Выбор уставок дифференциально-фазной высокочастотной защиты

Уставки на пусковых реле. Выбор уставок ведется на основе следующих общих положений:

1. Для обеспечения селективности при внешних к. з. (см.§ 12-6 ), пусковые реле, управляющие цепью отключения, должны иметь более грубую уставку, чем (пусковые) реле, управляющие пуском в. ч. постов на противоположном конце линии. Чувстви­тельность пусковых реле в цепи отключения принимается с обеих сторон линии одинаковой, аналогично выбираются равными уставки на реле, пускающих в. ч. пост.

2. Во избежание действия защиты в режимах нагрузки пус­ковые реле, реагирующие на нее (РТ1, РТ2 и ПЗ) (рис. 12-20), отстраиваются от нагрузки с учетом к_воз.

3. Пусковые реле, включенные через фильтры симметричных составляющих (реле ПР1 и ПР2), отстраиваются от токов неба­ланса при внешних трехфазных к. з.

Ток срабатывания РТ1 (пускающего в. ч. пост) I_{c. 3 РТ1} отстраивается от нагрузки и определяется по выражению

где 1_Н. _макс принимается равным максимальной нагрузке в нормальном режиме; при этом допускается, что в аварийных режимах реле РТ1 может сработать, поскольку это не может вызвать ложного действия защиты.

Ток срабатывания реле РО (РП4). От величины этого тока зависит величина угла блокировки β,что видно из рис. 12-26. Угол β, а следовательно, и ток срабатывания РО, должны быть такими, чтобы защита не действовала при внешних к. з. и надежно работала при повреждении в зоне, при имеющих место искажениях фаз., При внешних к. з. в результате фазовых погрешностей сдвиг фаз ψ между токами _т и _п отличается от 180° на угол β. Это искажение фаз вызывается:

1) угловыми погрешностями трансформаторов тока Δφ_т._т;

2) появлением сдвига фаз первичных токов по концам защищаемой линии Δφ_с вследствие наложения на ток сквозного к. з. емкостных токов линии, эта погрешность учитывается только на длинных линиях 330 кВ и выше (см. § 14-1, б);

3) угловыми погрешностями органа манипуляции комплектов защит Δφ_м;

конечной скоростью распространения токов в. ч. с одного конца линии на другой. Время прохождения в. ч. сигнала с одного конца линии на другой Δt = с, где l — длина линии, км; v — скорость распространения электромагнитных волн (в. ч. сигнала), приближенно принимается равной скорости света 3·10⁵ км/с.

За время Δt фаза первичного тока, например на конце т, изме­няется на Δφ градусов. Продолжительность одного периода пер­вичного тока (с частотой f = 50 Гц) Т = 1/50 = 0,02 с. С учетом

Подставив в это выражение зна­чение Δt, получим, что за время передачи импульса в. ч. на рас­стояние l фаза первичного тока изменится на Δφ = 18 • 10² =0,06· l град. На линии с l = 100 км фаза первичного тока искажается на угол Δφ = 6°. С учетом сказанного полная фазо­вая погрешность, или отклонение угла сдвига фаз ψ от 180°, при внешних к. з. равна сумме пере­численных выше погрешностей: β=Δφ_Т.Т.+Δφ_с+Δφ_м+0,06l (12-8)  

этого

Расчет и опыт эксплуатации показывает, что суммарное зна­чение погрешностей достигает 40—55° в зависимости от длины и напряжения линии. С учетом необходимого запаса угол блоки­ровки β принимается равным 45—66°. Соответствующий этому предельно допустимый сдвиг фаз между токами _m и _n угол ψ== 180° — β. Такое отличие сдвига фаз ψ от 180° приводит к на­рушению непрерывности в. ч. сигнала, как показано на рис. 12-27, и появлению тока I_Ро в реле РО (реле ПР4 в ДФЗ-2), под действием этого тока защита может сработать неправильно. Для исключения неправильной работы защиты при внешних к. з. необходимо выполнить условие

где I _{ро макc}— максимальный ток в реле РО, а ψ — максималь­ный допустимый угол сдвига фаз между _т и _п при внеш­них к. з. Задавшись значением β, ток срабатывания, удовлетворяющий (12-8а), находим графически по кривой I_Р0 = f(ψ) (рис. 12-26). Найденное значение 1_с.рРо и соответствующее ему значение β должны обеспечивать надежную работу при к. з. в зоне, для чего необходимо, чтобы сдвиг фаз между _m и I_n угол ψ≤ 180 — β. В защите ДФЗ-2 предусмотрено три уставки срабатывания на реле ПР4, которым соответствуют три значения (уставки) угла блокировки β: ±45; ±52 и ±60°. Поэтому практически выбор I_{РОс. р} сводится к выбо­ру β с учетом расчетных зна­чений угловых погрешностей.

Коэффициент к фильтра ма­нипуляции в выражении _М = к' ( _1А + к _2А) определяет величину и фазу напряжения на выходе комбинированного фильтра манипуляции. Коэф­фициент k должен быть таким, чтобы при несимметричных к. з. слагаемое kI₂ существенно пре­восходило I₁. При выполнении этого условия напряжения на выходе фильтра будут определяться током I₂, фазы которых при повреждении в зоне совпадают на обоих концах линии (§ 11-1). Исходя из этого условием для выбора к является неравенство кI₂≥ k_запI₁; коэффициент запаса k_зап принимается равным 1,5. Отсюда

Анализ показывает, что отношение I₁/I₂ имеет наибольшее значение при двухфазных к. з. на землю на противоположном конце линии. Наиболее неблагоприятным (при схеме питания фильтра, показанной на рис. 12-24) является замыкание на землю фаз В и С. В этом случае токи прямой и обратной последователь­ностей фазы А, через которые выражается U_ф, сдвинуты на 180º (рис. 12-28).

По расчетному значению I₁/I₂ согласно (12-9) находят мини­мальную величину коэффициента k. Рекомендуются значения k порядка 6—8. По, условию селективности при внешних замыка­ниях коэффициенты k должны приниматься одинаковыми на обоих концах линии.

Дата добавления: 2014-12-23