ИЭ / 9 сем (станции+реле) / Экзамен / РЗ 9
.6.pdfА неравенство (7.109) определяет область нагрузочного режима в плоскости ZН граничной линей которой является окружность. И эта область находится вне окружности с параметрами Z0, R0.
181
Окружность номер 2 появляется из ограничения, связанного с q2. И область вне окружностей 1 и 2 обеспечивает ограничение между q1 и q2.
Окружности 3, 4, 5 связаны с ограничением по углу при различных его значениях. И опять же наша режимная область должна находиться ВНЕ все этих окружностей. И получается в итоге штрихованная область.
2) Режимы качаний и асинхронного хода
ЭДС генераторов имеют неодинаковые частоты w1 и w2, которые могут отличаться от синхронной частоты w0. То есть:
Широко применяемая методика анализа поведения ДЗ при качаниях состоит в том, что для возможности графического представления в плоскости сопротивлений ЭДС е1 и е2 принимаются равными по частоте (w1 = w2 = w0), а расхождение частот, реально имеющее место, учитывается изменяющимся во времени сдвигом фаз Δφ(t) между ЭДС генераторов, то есть получается следующее векторное представление:
Для схемы на рисунке 7.27 имеем:
Где все сопротивления представлены для синхронной частоты.
Получаем тогда следующее уравнение траектории ZР(t) в плоскости сопротивлений при q = const и меняющемся Δφ(t):
В итоге получаем движение по окружности, имеющие следующие координаты центра и радиус:
182
При этом возможность срабатывания ДЗ определяется нахождением участков траектории ZР(t) внутри характеристики срабатывания, а точки Za и Zb пересечения траектории с характеристикой срабатывания определяют углы расхождения эквивалентных ЭДС θa, θb, соответствующие срабатыванию и возврату дистанционного органа
(ДО).
Однако в таком подходе есть допущение, что мы представляем всё формально с синхронной частотой, в том числе и все частотно-зависимые цепи, параметры которых зависят от частоты сигналов.
Из прошлого семестра ниже вставлены годографы при качаниях и выпадении генератора из синхронизма.
183
Здесь q = EC/EГ
а) Годографы сопротивлений при потере возбуждения генератором: кривая 3 – из недовозбуждённого состояния, кривая 4 – из номинального режима, кривая 5 – из перевозбуждённого состояния. Как видно, все из них представляют собой перекрученные 2 раза спирали, в которых изначально превалирующим фактором было снижение ЭДС генератора, поэтому годограф близок к дуге - годографу при уменьшении q и постоянном δ. А после, так как ЭДС установилось, превалирующим фактором стало увеличение δ, поэтому график близок к годографу при q<1 и изменении δ. Заметим, что из перевозбуждённого состояния генератор входит в АР гораздо дольше (в 7-9 раз), чем из недовозбуждённого.
б) Годограф при качаниях без выпадения генератора из синхронизма – кривая 6. Здесь видим, что график представляет собой дугу с уменьшающимся радиусом. Уменьшение радиуса говорит об увеличении угла δ. Максимальное значение угла δ (конец площадки ускорения, начало площадки торможения) достигается в момент 0,9 с, после чего радиус растёт, причём по другой траектории, с большим радиусом годографа.
в) Кривая 7 – годограф при выпадении генератора из синхронизма, АХ без потери возбуждения. Реактивное сопротивление при этом становится отрицательным, потому что сопротивление генератора отрицательным (направление мощности от генератора в систему принято за положительное), годограф представляет собой окружность с примерно постоянным радиусом. Это связано с тем, что ЭДС генератора не меняется, так как не изменилось возбуждение.
184
Задачей РЗ является различить АХ без потери возбуждения, АР с потерей возбуждения и качания между собой и в первом случае выдать сигнал на отключение выключателя, во втором – предупреждение, в третьем – не реагировать. Описание характеристик следует привязать к годографу 1 (на годографе 2 угол поворота CD другой), при этом учитывая что сопротивление генератора отрицательно (то есть, картинка переворачивается, снизу q<1, сверху q>1).
Заметим, что при качаниях годограф близок к дуге окружности с определённым радиусом (при этом эта дуга не заходит за кривую δ=90°), а при АР годограф представляет собой спираль. Исходя из этого, чтобы отличить качания от АР, характеристика первой ступени РЗ (на сигнал) должна быть в виде окружности с определённым радиусом.
При АХ годограф близок к окружности определённого радиуса, поэтому чтобы отличить АХ от качаний, нужно отличить окружность от дуги. Самый простой способ это сделать – отследить, пересекает ли годограф линию δ=90°. Для этого применяют эллиптическую характеристику, которая строится вокруг годографа при δ=90° и изменении q, при этом внутри эллипса находится точка q=∞ (т. к. при Eг = 0 q=∞, к этой точке сходятся спиралевидные годографы при АР). 2 ступень срабатывает, если годограф сопротивления пересекает характеристику в 2 точках («входит» внутрь эллипса и «выходит» из него) и не срабатывает, если годограф сопротивления пересекает характеристику в 1 точке (только «входит»).
Окружность 1 и эллипс 2 на координатных плоскостях выше – характеристики срабатывания защит на сигнал и на отключение.
185
19. Особенности расчета дистанционных защит одиночных линий 110-330 кВ;
[Л2 6.1-6.5, 6.15 ;Л4 5.а ].
Все приложения ссылки чек Руководящие указания по РЗ 7 выпуск.
1. Первичные сопротивления срабатывания первой |
и второй |
ступеней |
с.з |
с.з |
|
дистанционной защиты одиночной линии с двусторонним (рис. 1, а—г) и
односторонним (рис. 1,д) питанием определяются для случаев металлических коротких замыканий по выражениям, приведенным в табл. 1. При составлении выражений табл. 1 под первой ступенью защиты имелась в виду ступень без выдержки времени, а под второй — ступень с выдержкой времени, равной ступени селективности ∆t. Выражения табл. 1 действительны как при использовании защиты в качестве основной, так и в качестве резервной.
Рисунок 1 – Примеры схем участков сети с одиночными линиями
Zл−1 и Zл−2 – сопротивления линий; Zтр – минимальное эквивалентное сопротивление параллельно работающих трансформаторов на п/ст Б.
186
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетное выражение |
|
|
|
|
|
Условие обеспечения |
|||||||
|
|
Исходная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
требуемой |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
№ |
Ступень |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чувствительности второй |
|||||
|
|
схема |
Расчетное условие |
|
|
|
|
|
|
|
|
При принятых значениях |
|||||||||||
п/п |
защиты |
|
|
В общем виде |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ступени защиты |
|||||||||
|
|
рис.35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
коэффициентов (примечание 2) |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
≥ 1,25 Z |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с.з1 |
|
л−1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отстройка от коротких |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
замыканий на шинах |
|
|
|
|
Zл−1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
а, б, в, г |
подстанции, примыкающей к |
|
|
≤ |
|
(1) |
|
|
≤ 0,85Z |
|
|
(6) |
|
|
|
|
- |
||||
|
|
|
л−1 |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
с.з1 |
|
|
1 + + |
|
|
|
с.з1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
I |
противоположному концу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
линии |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отстройка от коротких |
|
|
|
Zл−1 + Zтр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Zтр |
|
|||
2 |
|
д |
замыканий на шинах низшего |
|
|
≤ |
(2) |
|
|
≤ 0,85(Z |
|
+ Z |
)(7) |
|
|
≥ 0,47 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
с.з1 |
|
|
|
1 + + |
|
с.з1 |
|
л−1 |
|
|
тр |
|
Zл−1 |
|
|||||
|
|
|
(среднего) напряжения п/ст. Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
а |
|
|
|
|
1 − |
|
|
|
|
≤ 0,85Z |
л−1 |
+ |
0,66 Z |
|
(8) |
Zл−2 ≥ 0,6 |
т |
|
|||
|
|
Согласование с первой |
|
Zл−1 + |
|
с.з1 |
|
|
|
т |
л−2 |
|
Zл−1 |
|
|
|||||||
|
|
|
т |
с.з3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
4 |
г |
ступенью защиты 3 |
≤ |
|
|
(3) |
|
|
≤ 0,85Z |
|
+ 0,78 |
|
(9) |
|
≥ 0,51 |
|
||||||
с.з1 |
|
1 + + |
|
|
|
|
с.з3 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с.з1 |
|
л−1 |
|
т |
с.з3 |
|
Zл−1 |
|
т |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Отстройка от коротких |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
II |
замыканий на шинах п/ст. В при |
|
|
|
1 0,5Z |
|
|
|
|
|
|
0,43 |
|
|
|
Zл−2 |
|
|
|
||
5 |
двух |
|
Z |
+ |
|
|
≤ 0,85Z |
|
|
Z |
(10) |
≥ 0,93 |
Добавлено примечание ([МЧ4]): ? |
|||||||||
б, в |
|
л−1 |
т |
л−2 |
|
+ |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
≤ |
|
|
|
(4) |
с.з1 |
|
л−1 |
|
|
|
л−2 |
|
|
Z |
|
т |
|
||
|
|
|
с.з1 |
|
1 + + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
линиях на участке |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
л−1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п/ст. Б — п/ст, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отстройка от коротких |
|
|
Z |
+ |
Zтр |
|
|
|
|
Zтр |
|
Zтр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
6 |
а, б, в, г |
|
|
л−1 |
|
т.тр |
|
|
≤ 0,85(Z |
+ |
|
|
)(11) |
|
≥ 0,47 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
замыканий на шинах низшего |
|
≤ |
|
|
|
(5) |
с.з1 |
л−1 |
|
|
т.тр |
|
Z |
|
т.тр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
с.з1 |
|
1 + + |
|
|
|
|
|
|
л−1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
187
(среднего)
напряжения п/ст. Б
|
|
ступеней применительно к защите |
Примечания: 1. Выражения даны для определения сопротивлений срабатывания первой с.з1 |
и второй с.з1 |
|
1 одиночных линий по схемам рис. 35. |
|
|
2.Выражения (6)-(11) и соотношения, обеспечивающие требуемую чувствительность второй ступени, составлены для принимаемых в расчетах значений коэффициентов: = 0,1; = 0,05; = 0,1
3.расчетные выражения п. 5 даны для случая равенства сопротивлений параллельных линий одного участка.
188
В качестве сопротивления срабатывания для второй ступени принимается наименьшее из сопротивлений, полученных по -приведенным расчетным условиям.
2. В выражениях для выбора сопротивления срабатывания (табл. 1)
коэффициенты , и учитывают (см. рис. 2):
Рисунок 2 – Погрешности дистанционной защиты
Примечание: значение коэффициентов , и даны в примечаниях к таблице
1.
а) коэффициент — погрешность, вызванную неточностью расчета первичных электрических величин (влияет как в сторону увеличения, так и уменьшения защищаемой зоны), и необходимый запас, принимается равным = 0,1;
б) коэффициенты и — погрешности трансформаторов тока и трансформаторов напряжения и релейной аппаратуры ( — в сторону уменьшения, a
— в сторону увеличения защищаемой зоны).
Погрешности трансформаторов тока действуют в сторону уменьшения защищаемой зоны, а трансформаторов напряжения и реле (из-за разброса характеристики)— в сторону увеличения или уменьшения защищаемой зоны. Из приведенного следует, что коэффициент должен быть принят больше коэффициента
.
Значения коэффициентов в табл. 1 принимаются: =0,1 и =0,05. Эти значения не учитывают погрешностей индукционных реле при токах, меньших тока точной работы (в сторону уменьшения защищаемой зоны).
189
Указанные в табл. 1 ориентировочные значения коэффициентов и могут
быть уточнены при наладке защиты.
3.Сопротивление срабатывания первой ступени дистанционной защиты тупиковых линий в целях повышения чувствительности целесообразно выбирать из условия отстройки от короткого замыкания на шинах низшего (среднего) напряжения подстанции, примыкающей к противоположному (по отношению к месту установки рассматриваемой защиты) концу линии (табл. 1, п. 2).
4.В выражениях (3)— (5) и (8)— (11) табл. 1 для выбора сопротивления срабатывания второй ступени дистанционной защиты коэффициентом т , равным отношению первичного тока в защите к току в рассматриваемом участке (рис. 3),
учитывается токораспределение;
Расчетным явится значение коэффициента т в таком реально возможном режиме работы, которому соответствует наименьшее значение сопротивления в месте установки рассматриваемой защиты. Токи короткого замыкания для определения расчетного значения коэффициента т могут рассчитываться для t=0.
5. В схемах, аналогичных приведенным на рис. 35,б и в, должно учитываться условие отстройки от коротких замыканий на шинах п/ст. В (табл. 1, п. 5), поскольку даже при наличии специальной защиты шин необходимо считаться с возможностью ее вывода или отказа.
190