4.1.2. Принципиальная схема трехступенчатой токовой защиты
На рис. 4.4 изображена схема трехступенчатой токовой защиты с пуском по напряжению. Реле КА1 - КА3 настроены на уставку МТО, КА4– КА6 на уставку ТОВ, КА7– КА9 на уставку МТЗ. Реле KL2 срабатывает при снижении хотя бы одного из междуфазных напряжений ниже уставки реле KV1 – KV3 и замыкает цепь контактов токовых реле КА7 – КА9, разрешая срабатывание МТЗ.
Схема простой МТЗ (без пуска по напряжению) отличается от схемы на рис. 4.4 отсутствием измерительных цепей переменного напряжения, реле KV1 – KV3 и реле KL2.
Реле KL1 при срабатывании подает команду на отключение выключателя Q.
Рис. 4.4. Принципиальная схема трехступенчатой токовой защиты с
пуском по напряжению
4.2. Защиты линий электропередачи в кольцевой сети
В кольцевой сети 110-220 кВ с одним источником питания или в сети с несколькими источниками питания в соответствии с ПУЭ для защиты от междуфазных КЗ на каждой линии электропередачи должна быть установлена дистанционная защита.
В курсовом проекте рекомендуется установка на каждом конце линии 110-220 кВ с двухсторонним питанием комплекта дистанционной защиты из трех ступеней (I, II и III).
В курсовом проекте в кольцевой сети с одним источником питания не требуется установка I и II ступеней на приемных концах линий, непосредственно примыкающих к источнику (защиты 2 и 4 на рис.4.6а).
4.2.1. Расчет параметров I ступени дистанционной защиты
I ступень действует без выдержки времени.
Условием выбора первичного сопротивления
срабатывания
является несрабатывание при КЗ за
пределами защищаемой линии
Расчетное выражение для определения :
,
Ом,
где
- сопротивление защищаемой линии, Ом;
- удельное сопротивление линии, Ом/км;
- длина защищаемой линии, км;
-
коэффициент отстройки.
Проверка I ступени по чувствительности не требуется.
4.2.2. Расчет параметров II ступени дистанционной защиты
II ступень дистанционной
защиты действует с выдержкой времени
,
равной сумме времени действия устройства
резервирования при отказе выключателя
(УРОВ)
и ступени селективности
.
В курсовом проекте приближенно можно
принять
.
Сопротивление срабатывания II ступени выбирается, исходя из условия несрабатывания в зоне действия быстродействующих защит смежных элементов (I ступеней дистанционных защит или МТО линий, дифференциальных защит трансформаторов). Например, по схеме рис. 4.5 необходима отстройка II ступени дистанционной защиты линии W1 от КЗ в зоне действия I ступени дистанционной защиты линии W3, МТО линии W2 и дифференциальной защиты трансформатора Т1.
Рис. 4.5. Условия отстройки II ступени дистанционной защиты
линии W1
Расчетные выражения для выбора сопротивления срабатывания II ступени дистанционной защиты линии W1 на примере схемы рис. 4.5.
Для отстройки от I ступени дистанционной защиты линии W3
,
где - коэффициент отстройки;
- сопротивление срабатывания первой
ступени дистанционной защиты линии W3,
определяется по выражению ;
-
коэффициент токораспределения, равен
отношению тока
в месте установки рассматриваемой
защиты линии W1 к току
в зоне действия согласуемой защиты
линии W3 при трехфазном или двухфазном
КЗ в конце этой зоны (точка К3); необходим
для учета того фактора, что из-за
дополнительной подпитки места КЗ от
источника G2 падение напряжения на
участке от начала смежной линии W3 до
места повреждения определяется током
,
отличающимся от тока
.
В частном случае, когда в рассматриваемой
схеме имеется только один источник
питания G1,
,
так как
.
Для отстройки от дифференциальной защиты трансформатора Т1
,
где
- сопротивление трансформатора Т1;
коэффициент токораспределения при
трехфазном или двухфазном КЗ за
трансформатором (в точке К1); ток
протекает на питающей стороне
трансформатора.
Для отстройки от МТО линии W2
,
где
- расчетное сопротивление участка линии
W2, защищенного МТО, определяется, исходя
из длины зоны действия МТО, которая
может быть найдена графически (см. рис.
4.3);
- коэффициент токораспределения при
двухфазном КЗ в конце зоны действия
МТО (в точке К2).
Окончательно в качестве
выбирается минимальное значение,
полученное по выражениям - . При этом
следует учесть, что по каждому из
выражений - должны быть получены
минимаьно возможные сопротивления.
Поэтому из всех реально возможных
режимов работы сети за расчетный
принимается тот, при котором коэффициенты
токораспределения будут максимальны.
Чувствительность II ступени дистанционной защиты определяется по выражению
,
где
- сопротивление защищаемой линии.
Сопротивления срабатывания реле I и II ступеней защит (уставки реле сопротивления) определяются по выражению
,
где
,
- коэффициенты трансформации измерительных
трансформаторов тока и напряжения
соответственно.
определяется в соответствии с рекомендациями п. 4.1.1.