Расчёт уставок защит и проверка чувствительности

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 18Следующая ⇒

Выбор типа защит.

Согласно ПУЭ [1] для данного элемента защиты предъявляются следующие требования:

3.2.98. Для линий в сетях 20 и 35 кВ с изолированной нейтралью должны быть предусмотрены устройства релейной зашиты от многофазных замыканий и от однофазных замыканий на землю.

3.2.99. Защиту от многофазных замыканий следует предусматривать в двухфазном двухрелейном исполнении и включать в одни и те же фазы по всей сети данного напряжения для обеспечения отключения в большинстве случаев двойных замыканий на землю только одного места повреждения. В целях повышения чувствительности к повреждениям за трансформаторами с соединением обмоток звезда-треугольник допускается выполнение трехрелейной защиты.

Защиту от однофазных замыканий на землю следует выполнять, как правило, с действием на сигнал. Для осуществления защиты допускается использовать устройство контроля изоляции.

3.2.100. При выборе типа основной защиты следует учитывать требования обеспечения устойчивости работы энергосистемы и надежной работы потребителя аналогично тому, как это учитывается для защиты линий напряжением 110 кВ (см. 3.2.108).

3.2.101. На одиночных линиях с односторонним питанием от многофазных замыканий должны быть установлены преимущественно ступенчатые защиты тока или ступенчатые защиты тока и напряжения, а если такие защиты не удовлетворяют требованиям чувствительности или быстроты отключения повреждения (см. 3.2.108), например на головных участках, - дистанционная ступенчатая защита преимущественно с пуском по току. В последнем случае в качестве дополнительной защиты рекомендуется использовать токовую отсечку без выдержки времени.

Для линий, состоящих из нескольких последовательных участков, в целях упрощения допускается использование неселективных ступенчатых защит тока и напряжения в сочетании с устройствами поочередного АПВ.

В качестве основной защиты применим ступенчатую дистанционную защиту, а в качестве резервной - ступенчатые токовые защиты. Данные защиты являются защитами с относительной селективностью

Выбор устройства защиты.

На сегодняшний день существует множество хорошо зарекомендовавших себя фирм, предлагающих защиту линий высокого напряжения, как микропроцессорную, так и электромеханическую. Рассмотрим часть из них:

· Устройство микропроцессорной дистанционной защиты «Сириус-ДЗ-35»

Устройство микропроцессорной защиты «Сириус-ДЗ-35» предназначено для выполнения функций защиты воздушных или кабельных линий класса напряжения 35 кВ в сети с изолированной или компенсированной нейтралью, а также управления, автоматики и сигнализации высоковольтного выключателя с трехфазным управлением. Устройство предназначено для установки на панелях и в шкафах в релейных залах и пультах управления электростанций и подстанций 6-35 кВ.

Основные функции шкафа

Ø Двухступенчатая дистанционная защита (ДЗ-1 и ДЗ-2) от междуфазных коротких замыканий и двойных замыканий на землю с независимой выдержкой времени

Ø Третья ступень дистанционной защиты (ДЗ-3) от междуфазных коротких замыканий с независимой выдержкой времени. 

Ø Токовая отсечка (ТО), основанная на контроле тока двух фаз. Может использоваться как ненаправленная, и как направленная, для чего используется ОНМ, применяемый в ПО ступеней ДЗ

Ø Максимальная токовая защита (МТЗ) на основе контроля токов трех фаз с независимой выдержкой времени и возможностью использования как ненаправленной, так и направленной в линию, или направленной во внешнюю сеть. 

Ø Неселективная мгновенная отсечка по току нулевой последовательности, используемая в случаях, когда решено по условиям электробезопасности отключать обе поврежденные линии в 100% двойных замыканий на землю.

Ø Защита от обрыва фазы (ЗОФ) или перекоса нагрузки по току обратной последовательности с независимой выдержкой времени с действием на сигнал или на отключение.

Ø Сигнализация замыканий на землю на основе контроля напряжения 3U0, которое измеряется с помощью аналогового входа, либо рассчитывается на основе фазных напряжений.

· Комплектное устройство защиты и автоматики присоединений 6-35 кВ SPAC810 (ABB – Автоматизация)

Комплектное устройство защиты и автоматики SPAC 810 предназначено для выполнения функций релейной защиты, автоматики, местного/дистанционного управления, измерения, сигнализации, регистрации, осциллографирования, диагностики выключателей, а также необходимых блокировок присоединений 6-35 кВ: воздушных, кабельных линий, трансформаторов собственных нужд, секционных и вводных выключателей, трансформаторов напряжения и двигателей, батарей статических конденсаторов.

Основные функции шкафа

Ø Трёхфазная максимальная токовая защита (ненаправленная/направленная МТЗ)  

Ø Защита от замыканий на землю (ненаправленная/направленная ТЗНП)

Ø Защита от несимметрии нагрузки / небаланса ∆I

Ø УРОВ

Ø Защита от перегрузки двигателя («псевдотепловая модель»)

Ø Защита пусковых режимов двигателя

Ø Защита минимального напряжения (однофазное и трёхфазное исполнение)

Ø Защита максимального напряжения (трёхфазная)

Ø Защита по напряжению нулевой (обратной) последовательности

Ø Регулирование напряжения трансформатора РПН

Ø АЧР

Ø Дифференциальная защита трансформатора

Ø Продольная дифференциальная защита линии (ДЗЛ)

Ø Дистанционная защита

Ø Защита от потери питания на вводах секции с контролем понижения частоты

Ø АПВ

Ø АВР

Ø Логическая защита шин

· Шкаф защиты линии, автоматики и управления линейным выключателем 6-35 кВ типа ШЭ2607 (ООО НПП «ЭКРА»)

Обеспечение защиты первичного оборудования распределительного устройства питающей или транзитной подстанции в виде присоединения воздушной или кабельной линии, подключенного по схемам блоков типа 3Н, 4Н, 5Н, 5АН, 6Н, одиночной или двойной секционированной системы сборных шин типа 9Н, от анормальных, аварийных и послеаварийных режимов работы сети, автоматического восстановления нормального режима работы линии, автоматического и ручного управления коммутационным аппаратом с контролем его положения.

Основные функции шкафа;

Ø максимальная токовую защиту (МТЗ)

Ø защита от однофазных замыканий на землю (ЗОЗЗ)

Ø защита от дуговых замыканий (ЗДЗ

Ø защита резервирования при отказе выключателя (УРОВ)

Ø защита от несимметричного режима (ЗНР)

Ø защита минимального напряжения (ЗМН)

Ø автоматика повторного включения линии (АПВ)

Ø управление выключателя.

МТЗ содержит три направленные ступени с пуском по напряжению с независимой времятоковой характеристикой – для I и II ступени, как зависимой так и независимой – для III ступени. ЗОЗЗ содержит две направленные ступени с независимой (I ступень) и зависимой (II ступень) времятоковой характеристикой. ЗНР содержит компаратор токов прямой и обратной последовательностей. АПВ содержит автоматику двукратного повторного включения линии. УРОВ содержит автоматику резервирования при отказе выключателя линии. Субъекты управления выключателем содержат автоматику, действующую на отключение или включение выключателя и осуществляющую контроль цепей управления.
      Предусмотрено отключение и включение (при наличии второй защиты присоединения) выключателя от защит, АСУТП (ТМ), ключа управления даже при отсутствии питания терминала или при неисправности терминала.

· ООО «ИЦ «Бреслер» устройство резервной защиты линии «Бреслер ШЛ 2606.14»

Назначение:

Устройства защиты и автоматики типа «Бреслер ШЛ 2606» предназначены для защиты воздушных двухконцевых или многоконцевых линий электропередачи: основных защит с использованием ВЧ-каналов связи (Бреслер ШЛ 2606.13) и комплект резервных защит (Бреслер ШЛ 2606.14).

Функции шкафа Бреслер ШЛ 2606.14:

Ø Дистанционная защита (ДЗ) от междуфазных и земляных замыканий.

Ø Токовая направленная защита нулевой последовательности (ТНЗНП).

Ø Алгоритмы ускорения ДЗ и ТНЗНП и телеотключения по каналам связи с защитой на противоположном конце линии.

Ø Токовая отсечка.

Ø Ненаправленная МТЗ.

Ø Индивидуальное УРОВ присоединения.

Ø Защита от непереключения фаз (ЗНФ) и неполнофазного режима (ЗНФР).

ВЫВОД:

Все представленные защиты удовлетворяют требованиям ПУЭ, но каждая обладает индивидуальными особенностями. В работе рассматривается шкаф резервной защиты линий «Бреслер ШЛ 2606.14», так как он содержит весь необходимый набор функций для осуществления резервной защиты линий напряжением 35 кВ и дополнительно реализует функцию МТЗ, а так же лишен недостатков электромеханических защит по большому времени действия и отсутствию самодиагностики. Защиты (ДЗ и ТНЗНП) выполнены с большим числом ступеней, что позволяет добиться необходимой чувствительности и зоны охвата. Старшие ступени защит выполняют дополнительные задачи, связанные с логикой работы устройства.

Также во внимание следует принять тот немаловажный факт, что у данного производителя более развернутые РЭ и РРУ, которые исп-ся в данной работе.

Расчет токов КЗ

В данной работе расчет токов производился на основе программы CSC – Student edition. Система CSC позволяет:

- рассчитывать установившиеся режимы любых однофазных схем;

- рассчитывать установившиеся режимы любых трехфазных схем (М.С.С.), а также моделировать КЗ (типа K1, K2, K3, K11) в любых узлах схемы;

- учет взаимоиндукции между элементами;

- рассчитывать переходные режимы любых схем;

Рис.1 - Схема замещения исследуемой сети

В данной работе файл исходных данных для расчетов выглядит следующим образом:

csc K3 % вид КЗ (К3, К2, К1, К11)                            

F1 5 0.00000001 % точка КЗ и величина переходного сопротивления              

V1 k1 0 (21.36,0) % модуль фазного напряжение источника и его фаза соответственно

Z1 k1 1 0.456j 0.456j 0.456j %сопр-е ист-ка по 1, 2 и 0 посл-тям соотв-но

Z2 1 2 5.75j 5.75j 5.75j

Z3 2 3 1.99+j3.79 1.99+j3.79 1.99+j3.79

Z4 3 4 16.29j 16.29j 16.29j

Z5 4 0 322.12+519.54j 322.12+519.54j 322.12+519.54j

Z6 3 5 3.98+j7.58 3.98+j7.58 3.98+j7.58

Z7 5 6 3.98+j7.58 3.98+j7.58 3.98+j7.58

Z8 6 0 142.6+190.14j 142.6+190.14j 142.6+190.14j

Отчет по проделанному расчету представляется в след. виде:

 в конце защищаемой линии при максимальном режиме работы системы (т.5)

A(A) Z3      (1.1579,-71.2746) % ток в фазе А, протекающий через эл-т Z3 (1-ый участок защищаемой ЛЭП, т.е. место установки защиты). Первое число обозначает модуль тока, второе соответственно его фазу.

A(B) Z3      (1.1579,168.725)

A(C) Z3      (1.1579,48.7254)

U(A) 2       (20.8606,-0.465572) % напряжение в фазе А, в точке (место установки защиты)

U(B) 2       (20.8606,-120.466)

U(C) 2       (20.8606,119.534)

A(A) Z6      (1.14229,-71.3193) % ток в фазе А, протекающий через эл-т Z6 (2-ой участок защищаемой ЛЭП)

A(B) Z6      (1.14229,168.681)

A(C) Z6      (1.14229,48.6807)

 на низшем напряжении подстанции на ответвлении (ПС1) при максимальном режиме работы системы (т.4)

 в конце смежной линии (ПС3) при максимальном режиме работы системы (т.6)

 за НГ2 при максимальном режиме работы системы (т.7 – для расчета )

 в конце зоны охвата первой ступени ДЗ защищаемой линии (81,6%) при максимальном режиме работы системы

 в конце зоны охвата второй ступени ДЗ защищаемой линии (50%) при максимальном режиме работы системы

 в конце зоны охвата первой ступени ДЗ защищаемой линии (81,6%) при минимальном режиме работы системы

 в конце зоны охвата второй ступени ДЗ защищаемой линии (50%) при минимальном режиме работы системы

 в конце зоны охвата третьей ступени ДЗ защищаемой линии (конец смежной линии) при минимальном режиме работы системы

 в конце зоны охвата первой ступени ДЗ защищаемой линии (81,6%) при максимальном режиме работы системы

 в конце зоны охвата второй ступени ДЗ защищаемой линии (50%) при максимальном режиме работы системы

 в конце зоны охвата третьей ступени ДЗ защищаемой линии (конец смежной линии) при максимальном режиме работы системы

 в конце защищаемой линии при минимальном режиме работы системы

 в конце защищаемой линии при максимальном режиме работы системы

Особенности данной схемы и их отражение в расчетах:

Ø Защищаемая линия имеет одностороннее питание, поэтому все ОНМ во всех видах защитах не принимается во внимание, а также в этом случае не имеет смысла блокировка защит при качаниях, поэтому она также не рассматривается

Ø В нашей схеме токи НП при земляных замыканиях могут возникать только между шинами ВН тр-ра Т1 и системой. Это обусловлено режимом заземления нейтрали Т1 и системы. Поэтому все расчеты связанные с использованием тока НП также не принимаются во внимание.

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология