Релейная защита и автоматика параллельных ЛЭП с двусторонним питанием

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

ПО ТЕМЕ:

«Релейная защита и автоматика параллельных ЛЭП с двусторонним питанием»

электрический сеть автоматика защита

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

1.1 Исходные данные для расчета токов КЗ

1.2 Выбор сечения и марки проводов ЛЭП

1.3 Основные положения методики расчета токов КЗ в целях релейной защиты. Схемы замещения электрической сети прямой и нулевой последовательностей. Расчетные выражения для определения параметров элементов схем замещения, расчет параметров элементов схем замещения

1.4 Расчет токов КЗ на ЭВМ: краткое описание программ для расчета токов КЗ, расчетная схема замещения, результаты расчетов

2. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛЭП С ДВУХСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ

2.1 Анализ особенностей ЛЭП. Требования ПУЭ к выполнению основных и резервных защит ЛЭП. Выбор вариантов выполнения основной и резервной защит, устанавливаемых на параллельных ЛЭП с ответвлениями, одиночной ЛЭП и трансформаторах ответвительной подстанции. Обоснование проектного варианта. Технические данные основной и резервной защит ЛЭП, используемые при проектировании

2.2 Проектирование токовых ненаправленных отсечек (ТО) параллельных ЛЭП

2.3 Проектирование дистанционных защит параллельных и одиночной ЛЭП

2.4 Проектирование токовых защит нулевой последовательности параллельных и одиночной ЛЭП

3. АВТОМАТИКА ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛЭП С ДВУСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ

3.1 Выбор устройств автоматики, устанавливаемых на параллельных ЛЭП с ответвлениями, одиночной ЛЭП и трансформаторах ответвительной подстанции

3.2 Расчет допустимости НАПВ для параллельных ЛЭП. Выбор типа АПВ. Расчет параметров срабатывания пусковых и контрольных органов АПВ

3.3 Выбор типа фиксирующих приборов для определения места повреждения на параллельных ЛЭП

3.4 Автоматика ликвидации асинхронного режима (АЛАР) на параллельных ЛЭП. Выбор типа АЛАР, краткое описание принципа действия

3.5 АВР на трансформаторах ответвительной подстанции

3.6 АРЧ. Краткое описание

3.7 АРКТ на трансформаторах ответвительной подстанции. Краткое описание

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ЗАДАНИЕ

лектрический сеть автоматика защита

1. Релейная защита электроэнергетических систем

2. Автоматика электроэнергетических систем

Курсовые проекты выполняются в форме комплексного проекта по теме “Релейная защита и автоматика параллельных ЛЭП с двусторонним питанием”, состоящего из двух основных частей: «Релейная защита параллельных линий с двусторонним питанием» и «Автоматика параллельных линий с двусторонним питанием». В расчетно-пояснительной записке результаты выполнения комплексного курсового проекта оформляются в 3-х разделах и приложениях (материалы первого раздела и приложений являются общими для обеих основных частей проекта).

Содержание расчетно-пояснительной записки:

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

1.1. Исходные данные для расчета токов КЗ: исходная схема электрической сети, технические данные заданного и выбранного электрооборудования электростанции и подстанций, расчетные режимы.

1.2. Выбор сечения и марки проводов ЛЭП. Определение удельных параметров линий электропередачи для заданных типов опор и расположения проводов и тросов.

1.3. Основные положения методики расчета токов КЗ в целях релейной защиты. Схемы замещения электрической сети прямой и нулевой последовательности (исходная и расчетная). Расчетные выражения для определения параметров элементов схем замещения, расчет параметров элементов схем замещения.

1.4. Расчет токов КЗ на ЭВМ: краткое описание программы для расчета токов КЗ, расчетная схема замещения, результаты расчетов.

2. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛЭП С ДВУСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ

2.1. Анализ особенностей ЛЭП. Требования ПУЭ к выполнению основных и резервных защит ЛЭП. Выбор вариантов выполнения основной и резервных защит, устанавливаемых на параллельных ЛЭП с ответвлениями, одиночной ЛЭП и трансформаторахответвительной подстанции. Обоснование проектного (принятого) варианта. Технические данные основной и резервной защит ЛЭП, используемые при проектировании.

2.2. Проектирование ненаправленных токовых отсечек (ТО) параллельных ЛЭП. Расчет параметров срабатывания ТО. Оценка чувствительности ТО.

2.3. Проектирование дистанционных защит (ДЗ) параллельных и одиночной ЛЭП1). Расчет и выбор уставок срабатывания первых, вторых и третьих ступеней ДЗ. Оценка чувствительности вторых и третьих ступеней ДЗ параллельных ЛЭП. Расчет вторичных уставок ступеней ДЗ параллельных ЛЭП. Оценка чувствительности ступеней ДЗ параллельных ЛЭП по току точной работы. Обоснование необходимости применения и расчет блокировки ДЗ при качаниях.

2.4. Проектирование токовых защит нулевой последовательности (ТЗНП) параллельных и одиночной ЛЭП1). Расчет и выбор параметров срабатывания первых, вторых, третьих и четвертых ступеней ТЗНП. Оценка чувствительности вторых, третьих и четвертых ступеней ТЗНП параллельных ЛЭП. Расчет вторичныхуставок ТЗНП параллельных ЛЭП.

3. АВТОМАТИКА ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛЭП С ДВУСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ

3.1. Выбор устройств автоматики, устанавливаемых на параллельных ЛЭП с ответвлениями, одиночной ЛЭП и трансформаторахответвительной подстанции.

3.2. Расчет допустимости НАПВ для параллельных ЛЭП. Выбор типа АПВ. Расчет параметров срабатывания пусковых и контрольных органов АПВ.

3.3. Выбор типа фиксирующих приборов для определения места повреждения на параллельных ЛЭП. Краткое описание принципа действия и алгоритма определения места повреждения. Выбор уставок срабатывания фиксирующих приборов.

3.4. Автоматика ликвидации асинхронного режима (АЛАР) на параллельных ЛЭП. Выбор типа АЛАР, краткое описание принципа действия.

3.5. АВР на трансформаторах ответвительной подстанции. Расчет параметров срабатывания пусковых органов АВР.

3.6. АЧР. Принципиальная схема и краткое описание.

3.7. АРКТ на трансформаторах ответвительной подстанции. Краткое описание.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК)

Приложения (протоколы расчета токов КЗ на ЭВМ, примеры расчета токов КЗ «вручную», выбор трансформаторов тока и напряжения для релейной защиты параллельных ЛЭП и другие вспомогательные материалы).

Графическая часть курсовых проектов

Лист 1. Принципиальная схема релейной защиты параллельных ЛЭП (на листе ватмана формата А1_ 594х840 мм).

Лист 2. Карта селективности проектируемого участка электрической сети 110 или 220 кВ (на листе миллиметровки формата А2_ 594х420 мм).

Лист 3. Принципиальная схема управления выключателя2) и АПВ параллельных ЛЭП. Структурные или принципиальные схемы устройств автоматики: АВР, АЛАР, АЧР, АРКТ3) (на листе ватмана формата А1_ 594х840 мм).

Примечания:

1. Проектирование защиты одиночной линии выполняется в объеме, необходимом для выбора параметров срабатывания защит параллельных ЛЭП.

2. Тип выключателя, устанавливаемого на ЛЭП, задается руководителем.

3. Содержание листа 3 в части устройств автоматики задается руководителем

Приложения к заданию:

1. Схема участка электрической сети (рис. 1).

2. Расчетные режимы систем С1 и С2:

I _ системы С1 и С2 в максимальном режиме;

II _ система С1 в максимальном режиме, система С2 в минимальном режиме.

При выборе расчетных режимов необходимо учитывать также возможные отключения ЛЭП, блока генератор-трансформатор и автотрансформатора связи на электростанции (указанные режимы нумеруются арабскими цифрами после номера режима работы систем).

3. Исходные данные (приведены в табл. 1 и 2).

Таблица 1

Мощность КЗ систем C1 и C2	Номинальная мощность генераторов G1 и G2	Номинальная мощность трансформаторов Т1_ Т7
S1к макс	S2к макс	P1ном	P2ном	S1ном	S2ном	S3ном	S4(5)ном	S6(7)ном
МВА	МВА	МВт	МВт	МВА	МВА	МВА	МВА	МВА
3900	1600	100	100	125	125	2*63	10	40

Таблица 2

Перетоки мощности по ЛЭП Л1, Л2	Длина линий (ответвления)
S1-2длит	S3длит	S (+)1-2макс	S (-)1-2макс	LЛ1(2)	LЛ3	l1	L2
МВА	МВА	МВА	МВА	км	км	км	км
62	30	124	13	38	35	22	3,8

Таблица 3

Тип опор ЛЭП	Время срабатывания резеврных защит С2 и Т3
Л1-2	Л3	Tc.з. С2	T0c.з. С2	Tc.з. Т3	T0c.з. Т3
		с	с	с	с
Рис. 5	Рис. 6	5,3	3,7	4,1	2,7

Сопротивление нулевой последовательности систем С1 и С2 Х0С принять равным 3*Х1С.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ДЗ - дистанционная защита;

МТЗ - максимальная токовая защита;

РНМ - реле направления мощности;

АВР - автоматический ввод резерва;

АПВ - автоматическое повторное включение;

АР - асинхронный режим;

ВН - высшее напряжение;

НН - низшее напряжение;

СН - среднее напряжение;

ВЧ - высокочастотная защита;

АПНУ - автоматическое предотвращение нарушений устойчивости;

АЧР - автоматическая частотная разгрузка;

ДФЗ - дифференциально-фазная защита;

КЗ - короткое замыкание;

ЛЭП - линия электропередачи;

АРКТ - автоматическое регулирование коэффициента трансформации;

НАПВ - несинхронное автоматическое повторное включение;

РЗ - релейная защита;

РПН - регулирование (коэффициента трансформации) под нагрузкой;

ТО - токовая отсечка;

ТЗНП - токовая защита нулевой последовательности;

УРПВ - устройство регулирования под нагрузкой;

УРОВ - устройство резервирования отказа выключателя;

ФИП - фиксирующий прибор;

ЭВМ - электронно-вычислительная машина;

ЧАПВ - частотное автоматическое повторное включение;

АЛАР - автоматика ликвидации асинхронного режима;

АПВОС - автоматическое повторное включение с ожиданием синхронизма;

ТТР - ток точной работы

ВВЕДЕНИЕ

Данная работа состоит из двух взаимосвязанных частей, представляющих собой соответственно курсовые проекты по дисциплинам «Релейная защита ЭЭС» и «Автоматика ЭЭС». Взаимосвязь двух курсовых проектов определяется общим предметом проектирования (защищаемым объектом) - параллельными линиями электропередачи (ЛЭП) с двусторонним питанием, что позволяет комплексно решать задачи разработки системы автоматического управления защищаемым объектом.

В первой части комплексного курсового проекта объектом проектирования является релейная защита параллельных ЛЭП 110 кВ с двусторонним питанием и ответвлениями, и в соответствии с заданием на проектирование решаются следующие задачи:

расчеты токов аварийных режимов для обоснования проектного варианта выполнения основной и резервной защит, выбора параметров срабатывания и оценки эффективности функционирования (чувствительности) резервных защит при внутренних коротких замыканиях (КЗ);

обоснование принципов выполнения, выбор проектного варианта выполнения и аппаратного исполнения основной и резервных защит ЛЭП с двусторонним питанием;

расчеты параметров срабатывания и оценка чувствительности резервных защит линий;

разработка принципиальных схем резервных защит ЛЭП.

В соответствии с заданием на проектирование расчеты релейной защиты выполнены в следующем объеме:

выбор основных и резервных защит, устанавливаемых на параллельных ЛЭП, одиночной ЛЭП и трансформаторах ответвительной подстанции;

проектирование токовых отсечек, дистанционных защит и токовых защит нулевой последовательности параллельных линий.

Для расчетов токов КЗ в проекте определены точные удельные параметры ЛЭП прямой и нулевой последовательности для заданных типов опор и выбранного сечения и типа проводов линий. Расчеты токов КЗ выполнены с применением ЭВМ.

Основная и резервная защиты ЛЭП в соответствии с заданием на проектирование выполнены с применением микропроцессорных защит фирмы «ЭКРА».

Во второй части комплексного проекта объектом проектирования является автоматика указанных выше параллельных ЛЭП и в соответствии с заданием на проектирование решаются следующие задачи:

выбор устройств автоматики на линиях электропередачи;

выбор устройств автоматики на трансформаторах ответвительной подстанции;

выбор вариантов устройств автоматического повторного включения;

расчет уставок устройства автоматического повторного включения с улавливанием синхронизма;

выбор типа фиксирующих приборов для определения места повреждения на параллельных линиях;

рассмотрение принципа действия автоматики ликвидации асинхронного режима;

краткое описание АВР на трансформаторах ответвительной подстанции;

краткое описание АЧР;

краткое описание АРКТ.

Расчетно-пояснительная записка к комплексному курсовому проекту, как уже отмечалось выше, состоит из двух частей.

Первая часть проекта включает:

расчеты токов короткого замыкания;

обоснование проектного варианта выполнения основной и резервной защит ЛЭП 110 кВ;

расчеты параметров срабатывания и оценка чувствительности резервных защит ЛЭП.

Вторая часть проекта состоит из раздела - выбор устройств автоматики.

Расчетно-пояснительная записка содержит также общий библиографический список и 8 приложений.

Графическая часть проекта включает следующие чертежи, выполненные на листах формата А1:

принципиальную схему релейной защиты параллельных ЛЭП;

карту селективности проектируемого участка электрической сети 110 кВ;

принципиальную схему управления выключателем и схему устройства АЛАР.

1. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

1.1 Исходные данные для расчета токов КЗ

Исходная схема электрической сети представлена на рис. 1.1.

Питание рассматриваемых параллельных линий осуществляется с одной стороны от электростанции «А», на которой имеются два блока «генератор-трансформатор» и автотрансформатор связи, через который осуществляется питание от системы С1, с другой стороны от подстанции «Б» через линию Л3 от системы С2. На параллельных ЛЭП Л1 и Л2 есть ответвления к трансформаторной подстанции «В». На подстанции «Б» установлены трехобмоточные трансформаторы, осуществляющие питание шин 38,5 кВ и 10,5 кВ.

На электростанции «А» установлены генераторы мощностью 100 МВт. По [3] (табл. 2.1) выбираем генераторы типа ТВФ-120-2УЗ. В качестве трансформатора Т1 устанавливаем двухобмоточный трансформатор типа ТДЦ-125000/110 и Т2 тоже - ТДЦ-125000/110 ([2], табл. 5.13). Автотрансформаторы связи Т3 по [2] (табл. 5.18) выбираем типа АТДЦТН-63000/220/110 в количестве двух. Выбираем двухобмоточные трансформаторы ответвительной подстанции «В» Т4 и Т5 типа ТДН 10000/110 ([2], табл. 5.13). На подстанции «Б» выбираем [2] (табл. 5.14) трехобмоточные трансформаторы типа ТДТН-40000/110. На электростанции и подстанциях установлены выключатели элегазовые колонковые 3AP1 FG Siemens 145 кВ.

Технические данные электрооборудования станций и подстанций приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1 Технические данные электрооборудования станций и подстанций

Обозначение	Тип	Наименование параметра	Значение параметра	Размерность
Генератор G1	ТВФ-120-2УЗ	Рном	100	МВт
			0,8	о.е.
		x''d	0,192	о.е.
Генератор G2	ТВФ-120-2УЗ	Рном	100	МВт
			0,8	о.е.
		x''d	0,192	о.е.
Трансформатор Т1	ТДЦ 125000/110	Sном	125	МВА
		Uвн	121	кВ
		Uнн	10,5	кВ
		Uк	10,5	%
		?Рк	400	кВт
Трансформатор Т2	ТДЦ 125000/110	Sном	125	МВА
		Uвн	121	кВ
		Uнн	10,5	кВ
		Uк	10,5	%
		?Рк	400	кВт
Обозначение	Тип	Наименование параметра	Значение параметра	Размерность
Автотрансформатор Т3	2*АТДЦТН 63000/220/110	Sном	63	МВА
		Uвн	230	кВ
		Ucн	121	кВ
		Uнн	11	кВ
		Uкв-с	11	%
		Uкв-н	35,7	%
		Uкс-н	21,9	%
		?Ркв-с	215	кВт
Трансформаторы Т4, Т5	ТДН 10000/110	Sном	10	МВА
		Uвн	115	кВ
		Uнн	11	кВ
		Uк	10,5	%
		?Рк	60	кВт
Трансформаторы Т6, Т7	ТДТН 40000/110	Sном	40	МВА
		Uвн	115	кВ
		Ucн	38,5	кВ
		Uнн	10,5	кВ
		Uкв-с	10,5	%
		Uкв-н	17	%
		Uкс-н	6	%
		?Рк	200	кВт



Выбор трансформаторов тока для линий производится по условиям длительного режима. Расчетным режимом является режим с отключением одной из параллельных линий. Продолжительный расчетный ток, протекающий по ЛЭП, определяется по выражению:

где _ длительный рабочий переток мощности в месте установки защиты.

Коэффициент трансформации ТТ определяется по формуле:

где и - номинальные первичный и вторичный токи.

Для установки на линиях Л1 и Л2 выбираем ТТ типа ТФЗМ 110-Б-I У1. Продолжительный расчетный ток, протекающий по линии Л1(Л2) по формуле :

Выбор ТТ на линиях Л1 и Л2 сведён в табл. 1.2.

Таблица 1.2 Выбор трансформаторов тока в цепи линий Л1 (Л2)

Расчетные данные	Каталожные данные ТФЗМ 110-Б-I У1	Условия выбора или проверки
Uсети, кВ	110	Uном, кВ	110	Uсети ? Uном
	325,416		400	Iпрод.расч ? Iном

По формуле коэффициент трансформации ТТ:

Для установки на линии Л3 выбираем ТТ типа ТФЗМ 110-Б-I У1. По формуле продолжительный расчетный ток, протекающий по линии Л3:

Выбор ТТ на линии Л3 сведён в табл. 1.3.

Таблица 1.3 Выбор трансформаторов тока в цепи линий Л3

Расчетные данные	Каталожные данные ТФЗМ 110-Б-I У1	Условия выбора или проверки
Uсети, кВ	110	Uном, кВ	110	Uсети ? Uном
	157,459		200	Iпрод.расч ? Iном

Коэффициент трансформации ТТ по выражению :

В связи с тем, что линии являются транзитными, и для установки приборов АИИСКУЭ, выбираем четырехобмоточные измерительные ТН типа НАМИ-110У1, которые позволяют подключать приборы коммерческого учёта электроэнергии. Коэффициент трансформации ТН определяется по выражению:

где и - номинальные первичное и вторичное напряжения.

Выбор измерительных ТН сведён в табл. 1.4.

Таблица 1.4 Выбор трансформаторов напряжения в цепи линий

Расчетные данные	Каталожные данные НАМИ-110У1	Условия выбора
Uсети, кВ	110	Uном, кВ		Uсети ? Uном

По формуле коэффициент трансформации ТН:

Обозначение расчетных режимов приведено в табл. 1.5.

Таблица 1.5. Обозначение расчетных режимов

Обозначение режима	Описание режима
I	системы С1 и С2 в максимальном режиме
1	отключена линия Л1
2	отключена линия Л2
3	отключена линия Л3
4	отключен автотрансформатор Т3
5	отключен блок генератор - трансформатор G2 - Т2
6	отключен выключатель Q21
7	отключен трансформатор Т7
1А(2А)	отключение линии Л1 со стороны электростанции «А» (подстанции «Б»)
2А(2Б)	отключение линии Л2 со стороны электростанции «А» (подстанции «Б»)
3Г	отключена линия Л3 со стороны подстанции «Г»
10(20)	отключена и заземлена линия Л1 (Л2)

1.2 Выбор сечения и марки проводов ЛЭП

Выбор сечения проводов ЛЭП напряжением 110 кВ производится по нормированным значениям экономической плотности тока.

Суммарное сечение проводов фазы ЛЭП составляет:

где - максимальный длительный ток нормального режима, А;

- нормированная плотность тока, А/мм2.

Ток по выражению:

для одноцепной ЛЭП:



для двухцепной ЛЭП:

где- переток мощности по ЛЭП в длительном режиме, МВА.

Сечения, полученные по формуле , округляются до ближайших стандартных значений.

Выбранные сечения проводов должны быть проверены по нагреву в послеаварийном режиме работы по выражению:

,

где- допустимые длительные токи для неизолированных проводов марок АС, - ток в послеаварийном режиме.

При выборе сечений проводов также следует учитывать, что минимально допустимое по условиям короны сечение для ВЛ 110 кВ являются равно 70 мм2.

Для двухцепной ЛЭП Л1-Л2 максимальный длительный ток нормального режима по выражению равен:

Тогда сечение провода фазы:

Выбираем провод марки АС-185/29. Допустимый длительный ток для провода данного сечения равен 510 (А) ([2], табл. 3.15). При отключении одной из параллельных ЛЭП ток в оставшейся в работе линии составит

.

Тогда

,

т.е. выполняется условие , и выбранное сечение проходит по нагреву.

Тип и сечение проводов линий ответвления выбираем такими же, как и для двухцепной линии.

Для одноцепной ЛЭП Л3 максимальный длительный ток нормального режима по выражению равен:

Тогда сечение провода фазы:

Выбираем провод марки АС-185/29. Допустимый длительный ток для провода данного сечения равен 510 (А) ([2], табл. 3.15).

Тогда

,

т.е. выполняется условие , и выбранное сечение проходит по нагреву.

Удельные параметры ЛЭП для заданных типов опор и расположения проводов и тросов определяются по методике, изложенной в [5]. Расчет приведен в приложении 1. Результаты расчета сведены в табл. 1.6.

Таблица 1.6. Удельные параметры ЛЭП

Обозначение ЛЭП	Марка и сечение проводов	Число цепей	Активное сопротив- ление, Ом/км	Индуктивное сопротив-ление одной цепи, Ом/км	Длина,км
Линии Л1, Л2,	АС-185/29	2	0,159			0,427	1,089	0,658	38	69,58
Ответвления	АС-185/29	2	0,159			0,427	1,089	0,658	3,8	69,58
Линия Л3	АС-185/29	1	0,159			0,416	1,116	-	35	69,08

1.3 Основные положения методики расчета токов КЗ в целях релейной защиты. Схемы замещения электрической сети прямой и нулевой последовательностей. Расчетные выражения для определения параметров элементов схем замещения, расчет параметров элементов схем замещения

Расчеты токов короткого замыкания (КЗ) в целях релейной защиты выполнены с применением метода симметричных составляющих. Для расчетов токов КЗ по методу симметричных составляющих составляются схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей. В данном курсовом проекте при определении параметров элементов схем замещения принимаются следующие основные допущения:

1) не учитываются углы сдвига между фазами ЭДС источников электроэнергии;

2) не учитываются емкостные сопротивления ЛЭП;

3) не учитываются активные сопротивления элементов;

4) сопротивления прямой и обратной последовательности для всех элементов электрической сети принимаются одинаковыми;

5) КЗ считаются металлическими;

6) не учитывается нагрузка в схеме прямой последовательности;

7) расчет ведется для начального момента времени возникновения КЗ;

8) сопротивления ЛЭП принимаются сосредоточенными;

9) не учитываются изменения сопротивления трансформаторов с РПН при регулировании коэффициента трансформации.

С учетом п.п. 4 конфигурация и сопротивления элементов схем прямой и обратной последовательностей одинаковы, поэтому составление отдельной схемы обратной последовательности не требуется.

Расчетная схема электрической сети приведена на рис. 1.2.

Рис. 1.2 Расчетная схема электрической сети

Расчетные выражения для определения параметров элементов схемы замещения прямой последовательности приведены в табл. 1.7.

Таблица 1.7 Расчетные выражения для определения параметров элементов схемы замещения прямой последовательности

Элемент	Расчетное выражение	№ РВ	Размерность
Генератор			о.е.
			кВ
			Ом
Система			кВ
			Ом
Двухобмоточный трансформатор			Ом
Трехобмоточный трансформатор и автотрансформатор			Ом
			Ом
			Ом
ЛЭП			Ом

Расчет параметров элементов схемы замещения прямой последовательности сведен в табл. 1.8. При расчете принимаем базисное напряжение равным 115 кВ. Схема замещения прямой последовательности приведена на рис. 1.3.

Таблица 1.8 Расчет параметров элементов схемы замещения прямой последовательности

Обозна-чение	Расчетное выражение	Расчет	Результат	Размерность
С1, С2			66,395	кВ
			3,391	Ом
Обозна-чение	Расчетное выражение	Расчет	Результат	Размер-ность
			8,266	Ом
G1			1,115	о.е.
			74,031	кВ
			34,3	Ом
G2			1,115	о.е.
			74,031	кВ
			34,3	Ом
Т3,T3'			26,028	Ом
			0	Ом
			48,91	Ом
Т1			11,104	Ом
Т2			11,104	Ом

Рис. 1.3 Схема замещения прямой последовательности

Расчетные выражения для определения параметров элементов схемы замещения нулевой последовательности приведены в табл. 1.9.

Таблица 1.9 Расчетные выражения для определения параметров элементов схемы замещения нулевой последовательности

Элемент	Расчетное выражение	№ РВ	Размерность
Система			Ом
ЛЭП			Ом
			Ом
			Ом
			Ом

Расчет параметров элементов схемы замещения нулевой последовательности сведен в табл. 1.10. Схема замещения нулевой последовательности приведена на рис. 1.4.

Таблица 1.10 Расчет параметров элементов схемы замещения прямой последовательности

Обозна-чение	Расчетное выражение	Расчет	Результат	Размер-ность
С1, С2			10,173	Ом
			24,798	Ом
Л1, Л2			8,778	Ом
			23,958	Ом
			5,28	Ом
			14,476	Ом
			7,174	Ом
			17,424	Ом
			3,84	Ом
			10,528	Ом
Отпайка			1,516	Ом
			4,138	Ом
			0,912	Ом
			2,5	Ом
Л3			13,825	Ом
			39,06	Ом

Рис. 1.4 Схема замещения нулевой последовательности

1.4 Расчет токов КЗ на ЭВМ: краткое описание программ для расчета токов КЗ, расчетная схема замещения, результаты расчетов

Расчеты токов КЗ, необходимых для выбора уставок и оценки чувствительности резервных защит линий, выполнены на ЭВМ с применением программы «TKZ-200».

Программа позволяет определять:

значение тока в месте короткого замыкания;

значение тока в отдельных элементах схемы, включая выключатели;

значение напряжения в узлах системы;

эквивалентную ЭДС и эквивалентное сопротивление прямой и нулевой последовательности для места КЗ.

Программа позволяет производить расчеты:

в действительных величинах;

в величинах, приведенных к одной ступени напряжения.

Рассчитываемые параметры могут быть представлены:

в виде модулей фазных токов и напряжений при 3-фазных КЗ, модулей токов поврежденных фаз при 2-фазных КЗ и модулей токов 3I0 и напряжений 3U0 при КЗ на землю;

модулей симметричных составляющих прямой, обратной и нулевой последовательностей.

Основные допущения, используемые при расчете:

не учитываются углы сдвига между ЭДС;

не учитываются емкостные проводимости линий электропередачи;

не учитываются активные сопротивления элементов;

не учитывается нагрузка в схеме замещения прямой последовательности;

сопротивления элементов сети прямой и обратной последовательности приняты одинаковыми;

короткие замыкания считаются металлическими;

сопротивления линий электропередачи принимаются сосредоточенными;

расчет ведется для начального момента времени возникновения КЗ.

Расчетная схема электрической сети 110 кВ, приведенная к машинному виду, дана на рис. 1.5.

Рис. 1.5 Схема для расчета токов короткого замыкания на ЭВМ по программе TKZ-200

При расчетах токов КЗ учитывались режимы, связанные с отключениями элементов электрической сети. Расчетные режимы, учитываемые при проектировании защит ЛЭП Л1 и Л2, приведены в табл. 1.5.

Параметры элементов и топология расчетной схемы электрической сети, определенные на ЭВМ, приведены в прил. 2. Протокол расчёта параметров элементов схем замещения прямой и нулевой последовательности с помощью программы «ТКZ - 200» дан в прил. 3.

Значения токов КЗ, необходимых для выбора уставок и оценки чувствительности ненаправленных токовых отсечек, дистанционных защит от междуфазных КЗ и токовых защит нулевой последовательности от КЗ на землю, приведены соответственно в подразделах 2.1, 2.2 и 2.3 настоящего курсового проекта.

Пример расчета токов КЗ «вручную» для ТО приведен в приложении 4.

2. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛЭП С ДВУХСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ

2.1 Анализ особенностей ЛЭП. Требования ПУЭ к выполнению основных и резервных защит ЛЭП. Выбор вариантов выполнения основной и резервной защит, устанавливаемых на параллельных ЛЭП с ответвлениями, одиночной ЛЭП и трансформаторах ответвительной подстанции. Обоснование проектного варианта. Технические данные основной и резервной защит ЛЭП, используемые при проектировании

При проектировании релейной защиты и автоматики линий Л1 и Л2 учитываются следующие особенности:

1) электрическая сеть 110 кВ работает с эффективно заземленной нейтралью;

2) питание электрической сети двустороннее;

3) питание со стороны потребителей на подстанции “Б” и подстанции “В” отсутствует;

4) блочный трансформатор Т1 и автотрансформаторы на ЭС «А» работают с постоянно заземленной нейтралью; на ПС «Б» заземлена нейтраль одного из двух трансформаторов Т6, Т7;

5) подстанция “В” запитывается ответвлением от параллельных линий Л1 и Л2 по линии длиной 3,8 км. На подстанции установлены два двухобмоточных трансформатора Т4 и Т5 мощностью 16 МВА, работающие с изолированной нейтралью.

6) трансформаторы Т4 и Т5, а также трансформаторы Т6 и Т7 со стороны НН работают раздельно;

7) трансформаторы Т6 и Т7 со стороны СН работают на общие шины.

Для линий в сетях 110-500 кВ с эффективно заземленной нейтралью должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от многофазных замыканий и от замыканий на землю. Для линий напряжением 110-220 кВ вопрос о типе основной защиты, в том числе о необходимости применения защиты, действующей без замедления при КЗ в любой точке защищаемого участка, должен решаться в первую очередь с учетом требования сохранения устойчивости работы энергосистемы. При этом, если по расчетам устойчивости работы энергосистемы не предъявляются другие, более жесткие требования, может быть принято, что указанное требование удовлетворяется, если при трехфазных КЗ остаточное напряжение на шинах электростанций и подстанций не ниже [4].

Протокол расчета остаточных напряжений приведен в прил. 5.

Значения остаточных напряжений сведены в табл. 2.1.

Рис. 2.1 Поясняющая схема к расчету остаточных напряжений электрической сети 110 кВ

Таблица 2.1 Остаточные напряжения электрической сети 110 кВ

Место и вид КЗ	Режим	UОСТ, кВ	Примечание
	I-2А	На подстанции «Б»	36,49	< 38,1 кВ
	I-2Б	На электростанции «А»	44,8	>38,1 кВ

Помимо этого рассматриваемые параллельные ЛЭП являются ответственной частью электрической сети, т.к. имеют двухсторонние питание и являются единственной связью ЭС «А» с системой С2 и с нагрузкой ПС «В» и «Б». В связи с этим требуется установка основной защиты, действующей без выдержки времени при КЗ в любой точке защищаемого объекта.

На одиночной линии Л3, согласно [4], имеющей питание с двух сторон, от многофазных замыканий должна быть применена дистанционная защита (преимущественно трехступенчатая), используемая в качестве основной. В качестве дополнительной защиты рекомендуется использовать токовую отсечку без выдержки времени. В отдельных случаях допускается использовать токовую отсечку для действия при ошибочном включении на трехфазную закоротку в месте установки защиты, когда токовая отсечка, выполненная для действия в других режимах, не удовлетворяет требованию чувствительности. От замыканий на землю должна быть предусмотрена, как правило, ступенчатая токовая направленная или ненаправленная защита нулевой последовательности.

На параллельных линиях Л1-Л2, имеющих питание с двух сторон могут быть использованы те же защиты, что и на соответствующих одиночных линиях.

В качестве основной защиты требуется установить защиту, которая при всех коротких замыканиях в любой точке защищаемой линии работает без выдержки времени. Такие функции может выполнить защита абсолютной селективности.

В качестве основной быстродействующей защиты могут быть приняты следующие типы защит:

продольная дифференциальная токовая защита, устанавливаемая по концам защищаемых линий;

дифференциально-фазная защита ЛЭП;

защиты с использованием высокочастотной блокировки дистанционной защиты и токовой защиты нулевой последовательности.

Согласно [4], резервная защита объекта должна реализовываться отдельным терминалом, независимым по токовым цепям и цепям напряжения.

В соответствии с вышеприведенными требованиями, для параллельных линий Л1 и Л2 в качестве основной от всех видов КЗ используется продольная дифференциальная токовая защита ШЭ2607 091, которая обеспечивает охват всего защищаемого объекта, обладает высоким быстродействием и чувствительностью.

Недостатком высокочастотной дифференциально-фазной (вариант 2) и направленной защиты с ВЧ-блокировкой (вариант 3) является наличие пусковых и измерительных органов, реагирующих на напряжение, что может привести к необходимости вывода защиты из работы или отказу защиты при неисправностях в цепях ТН. Вариант с применением продольной дифференциальной токовой защиты указанного недостатка не имеет.

Продольная дифференциальная токовая защита может быть применена на линиях, оборудованных оптоволоконными каналами связи ограниченной длины (до 90 км). Учитывая наличие на параллельных ЛЭП оптоволоконного канала связи и длину защищаемых линий (38 км), в качестве проектного варианта выполнения основной защиты параллельных ЛЭП 1 и 2 принят вариант - продольная дифференциальная токовая защита.

На одиночной ЛЭП 3 также применяется продольная дифференциальная токовая защита.

В качестве резервной используется шкаф ШЭ2607 016. От междуфазных КЗ используется трехступенчатая дистанционная защита, а от КЗ на землю - четырехступенчатая токовая защита нулевой последовательности. В качестве дополнительной защиты для устранения “мертвой зоны” дистанционной защиты, применяется токовая отсечка.

В соответствии с [4] на трансформаторах предусматриваются устройства релейной защиты от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы:

многофазных замыканий на землю в обмотке и на выводах;

однофазных замыканий в обмотках и на выводах;

витковых замыканиях в обмотках;

токов в обмотках, обусловленных внешними КЗ;

токов в обмотках, обусловленных перегрузкой;

понижения уровня масла.

На трансформаторах подстанции «Б» устанавливаются следующие защиты:

1. Основные защиты:

от многофазных КЗ в обмотках и на выводах _ продольная дифференциальная токовая. Защита может срабатывать только при КЗ в зоне, ограниченной местами установки трансформаторов тока, и выполняется без выдержки времени, действует на отключение выключателя 35 кВ и 10 кВ;

от всех видов повреждений внутри кожуха трансформатора, сопровождающихся выделением газа, и от понижения уровня масла _ газовая защита (РГП-50). Газовая защита действует на сигнал при слабом газообразовании или понижения уровня масла и на отключение выключателя 35 кВ и 10 кВ, при интенсивном газообразовании и дальнейшем понижении уровня масла;

2. Резервные защиты:

максимальные токовые защиты (МТЗ), устанавливаемые на всех трех сторонах трансформаторов (ВН, СН и НН). МТЗ на сторонах СН и НН предназначены для действия при КЗ на шинах соответствующих напряжений и в качестве резервных _ при КЗ на отходящих от этих шин присоединениях в случае отказа их защит. МТЗ на стороне ВН осуществляет функцию ближнего резервирования по отношению к основной защите трансформатора и функцию дальнего резервирования по отношению к защитам, устанавливаемым на сторонах СН и НН, в случае их отказа срабатывания;

МТЗ от перегрузок с действием на сигнал, устанавливаемые на сторонах ВН трансформаторов.

Для трансформаторов ответвления согласно [4] предусматриваются следующие виды защит:

продольная дифференциальная токовая защита от повреждений на выводах и от внутренних КЗ;

газовая защита от повреждений внутри бака трансформатора и отсека РПН, сопровождающихся выделением газа, и от понижения уровня масла. Газовая защита должна действовать на сигнал при слабом газообразовании и понижении уровня масла и на отключение при интенсивном газообразовании и дальнейшем понижении уровня масла;

МТЗ с комбинированным пуском по напряжению от внешнего многофазного КЗ;

МТЗ от токов, обусловленных перегрузкой, с действием на сигнал.

Для автотрансформатора связи согласно [4] предусматриваются следующие защиты:

продольная дифференциальная токовая защита от повреждений на выводах и от внутренних КЗ;

газовая защита от повреждений внутри бака трансформатора и отсека РПН, сопровождающихся выделением газа, и от понижения уровня масла. Газовая защита должна действовать на сигнал при слабом газообразовании и понижении уровня масла и на отключение при интенсивном газообразовании и дальнейшем понижении уровня масла;

двухступенчатая ДЗ от многофазных КЗ;

МТЗ с комбинированным пуском по напряжению от многофазных КЗ на стороне НН;

ТЗНП от замыканий на землю на сторонах ВН и СН;

защита от неполнофазного режима;

МТЗ от токов, обусловленных перегрузкой, с действием на сигнал.

Описание и основные технические данные панели основной продольно-дифференцильной токовой защиты линии типа ШЭ2607 091.

Шкаф типа ШЭ2607 091 является полукомплектом дифференциальной токовой продольной защиты линии (ДЗЛ) с использованием цифровых каналов связи (КС), Предназначен для использования в качестве основной защиты линий электропередачи напряжением 110-220 кВ.

Применяется в качестве дифференциальной защиты линии с использованием цифровых каналов связи.

Полукомплект включает в себя систему дистанционного приёма и передачи команд. Дополнительно, с целью резервирования ДЗЛ при потере цифровых КС полукомплект содержит трехступенчатую дистанционную защиту (ДЗ) от междуфазных и одну ступень от однофазных КЗ на землю, четырехступенчатую токовую направленную защиту нулевой последовательности (ТНЗНП) с дополнительными возможностями ускорения действия этих защит от оперативных переключателей и сигналов ВЧТО, а также токовую отсечку (ТО), УРОВ и автоматику разгрузки при перегрузке по току (АРПТ).

Продольная ДЗЛ состоит из двух полукомплектов, установленных на разных концах защищаемой ВЛ и соединенных цифровыми каналами связи. В терминалах, установленных на разных концах ВЛ осуществляется синхронизация моментов взятия цифровых отсчетов аналоговых сигналов (прежде всего фазных токов) и синхронизация цифровой обработки сигналов. В результате терминалы разных полукомплектов, при наличии каналов связи, представляют собой одно устройство с единой системой векторов сигналов. Точность синхронизации положения векторов в устройствах на разных концах линии определяется разностью времени передачи данных по каналу связи в прямом и обратном направлениях.

Определение времени задержки передачи данных по каналу связи в процессе работы осуществляется автоматически. Предусмотрен вариант выполнения терминала с двумя комплектами трёхфазных цепей тока, предназначенными для использования в полуторной первичной схеме подстанции. При наличии на линии ответвления с трансформаторами используется дополнительный комплект измерительных органов, состоящих из трёх реле междуфазного сопротивления и реле направления мощности нулевой последовательности, отстроенного от броска токов намагничивания трансформаторов. В устройстве реализована система передачи и приёма команд между полукомплектами. Четыре из них использованы для ускорения дистанционной и токовой защиты, для передачи сигналов УРОВ и телеотключения. Дополнительная передача и приём 16 команд позволяет использовать их для обмена сигналами между любыми внешними устройствами, например, для телеуправления выключателями или для обмена внутренними для терминала логическими сигналами, общими для полукомплектов защиты.

Для протяжённых воздушных и кабельных линий со значительным емкостным током предусмотрено выравнивание токов по концам линии при внешних повреждениях (компенсация ёмкостного тока), что позволяет не учитывать зарядный ток линии при расчёте уставок по току срабатывания.

Комплект ступенчатых защит предусмотрен для обеспечения функции защиты линии при неисправностях в канале связи. Ступенчатые защиты имеют возможность ускорения соответствующих ступеней путём передачи и приёма команд по своему цифровому каналу связи или от внешней аппаратуры передачи команд противоаварийной автоматики. В этом случае, действуя на отключение параллельно с ДЗЛ, дистанционная и токовая защиты могут использоваться как вторая основная защита на альтернативном принципе действия с общим каналом или с резервными каналами связи.

Для двухтерминального применения каналы могут дублироваться по разным трассам прокладки оптического кабеля или на каналах разного типа. Это повышает надёжность передачи команд.

Таблица 2.2 Основные технические данные шкафа ШЭ2607 091

Номинальный переменный ток IНОМ , А	1 или 5
Номинальное междуфазное напряжение переменного тока Uном, В	100
Номинальное напряжение оперативного постоянного или выпрямленного тока Uпит, В	220 или 110
Номинальная частота fном, Гц	50

Описание и основные технические данные панели резервных защит шкафа ШЭ2607 016:

Шкаф типа ШЭ2607 016 предназначен для защиты линии 110-220 кВ и управления выключателем как с трехфазным, так и пофазным приводом. Шкаф содержит трехступенчатую дистанционную защиту (ДЗ), четырехступенчатую токовую направленную защиту нулевой последовательности (ТНЗНП), токовую отсечку (ТО), автоматику разгрузки при перегрузке по току (АРПТ), а также автоматику управления выключателем (АУВ) и устройство резервирования отказов выключателя (УРОВ).

Автоматика управления выключателем формирует сигналы на включение и отключение выключателя по командам, приходящим от защит и устройств, телемеханики или ключа дистанционного управления.

Аппаратно указанные выше функции реализованы на базе микропроцессорного терминала БЭ2704 016.

Таблица 2.3 Основные технические данные панели резервных защит шкафа ШЭ2607 16

Номинальный переменный ток IНОМ , А	1 или 5
Номинальное междуфазное напряжение переменного тока Uном, В	100
Номинальное напряжение оперативного постоянного или выпрямленного тока Uпит, В	220 или 110
Номинальная частота fном, Гц	50

2.2 Проектирование токовых ненаправленных отсечек (ТО) параллельных ЛЭП

Ненаправленная ТО предназначена как дополнительная защита для работы в «мертвой зоне» ДЗ.

Поясняющая схема с указанием точек КЗ, необходимых для расчёта ненаправленных ТО показана на рис. 2.2, где , , и - это первичные токи, протекающие через места установки защит 1, 3, 5 и 6 соответственно; точки K7, K8, K11 и K12 соответствуют КЗ в местах установки защит (для оценки чувствительности).

Рис.2.2 Поясняющая схема для расчета ненаправленных ТО ЛЭП

Методика расчета ненаправленной ТО приведена в табл. 2.4.

Таблица 2.4 Обоснование выбора уставок ненаправленной ТО

Параметр срабатывания	Задаваемая функция	Расчетное условие (РУ)	Расчетные выражения (РВ)	Примечание
IСЗ	Несрабатывание при внешних КЗ	1. Отстройка от максимального тока через защиту при КЗ на шинах противоположной подстанции.
		2. Отстройка от максимального тока через защиту при КЗ на шинах подстанции, где установлена защита.
		3. Отстройка от максимального тока через защиту, при КЗ на шинах НН трансформатора ответвительной подстанции.
	Несрабатывание в режимах без КЗ	4. Отстройка от максимального тока качаний.

Токи, необходимые для проектирования ТО, приведены в табл. 2.5.

Таблица 2.5 Токи КЗ и качаний для проектирования ТО

Обозначение тока на рис. 2.2	Обозначение режима в табл. 1.5	Вид и место КЗ на рис. 2.2	Узел на рис. 1.5	Обозначение тока по протоколу	Значение тока, кА	Прим.
	I-2		25		2,717	Для IСЗ1-4
	I-2		6		1,689	Для IСЗ1-4
	I-1Б		22		0,4449	Для IСЗ1(2)
	I-1А		22		0,43	Для IСЗ3(4)
	I		40		2,175	Для IСЗ1-4
	I		25		2,891	Для IСЗ5-6
	I-1Б		11		8,908	Для КЧ1(2)
	I-1А		23		5,608	Для КЧ3(4)
	I		38		3,948	Для КЧ5
	I		39		8,032	Для КЧ6
	I-2	-	-		2,798	Для IСЗ1-4
	I	-	-		3,356	Для IСЗ5-6
	I		11		8,285	Для КЧ1(2)
	I		23		4,865	Для КЧ3(4)

Расчет уставок токовых отсечек защит 1(2) и 3(4) параллельных линий Л1 и Л2, а также защиты 5 линии Л3 приведен в табл. 2.6.

Таблица 2.6 Расчет параметров срабатывания ненаправленной ТО

Номер защиты	Пара-метр сраба-тывания	Расчетное условие	Режим, вид, место КЗ	Расчетное выражение	Расчет	Прин. значение
1 (2)	IСЗ1(2)	1	I-2,			3,532 кА
		2	I-2,
		3	I-1Б,
		4	I-2
3 (4)	IСЗ3(4)	2	I-2,			3,532 кА
		1	I-2,
		3	I-1А,
		4	I-2
5	IСЗ5	1	I,			4,027 кА
		2	I,
		4	I
6	IСЗ6	2	I,			4,027 кА
		1	I,
		4	I

Согласно [4] чувствительность защиты определяется в режиме трехфазного КЗ вблизи места установки защиты в самых благоприятных условиях. Если защита окажется не чувствительной, то проверяется ее работа при включении линии под напряжение.

Для токовых отсечек без выдержки времени, устанавливаемых на линиях и выполняющих функции дополнительных защит, обеспечению чувствительности защиты соответствует выполнение условия:

Оценка чувствительности ненаправленных ТО приведена в табл. 2.7.

Таблица 2.7 Оценка чувствительности ненаправленной ТО

Номер защиты	Режим, вид, место КЗ	Определение коэффициента чувствительности	КЧ.МИН.ДОП
1 (2)	I-1Б		1,25
	I
3 (4)	I-1А		1,25 1,25
	I
5	I		1,25
6	I		1,25

Таким образом, из приведенных в табл. 2.7 данных, можно видеть, что ненаправленные ТО параллельных ЛЭП защит 1(2), 3(4) и 6 обеспечивают требуемую чувствительность, а ненаправленная ТО одноцепной ЛЭП защиты 5 не эффективна при внутренних КЗ. Для обеспечения срабатывания защиты 5 при внутренних КЗ уставку ТО необходимо выбрать из условия обеспечения требуемой чувствительности при КЗ на шинах подстанции, где установлена защита по выражению:

.

При этом ТО защиты 5 выведена из работы в нормальном режиме и вводится только при включении линии под напряжение.

По выражению определяем:

.

Расчет вторичных уставок ТО проведен с учетом того, что коэффициент схемы Ксх=1 (отношение значения тока в реле к значению тока во вторичной обмотке соответствующего ТТ), и сведен в табл. 2.8.

Таблица 2.8 Расчёт вторичных уставок (токов срабатывания реле) ненаправленных ТО ЛЭП

Номер защиты	, кА			Принятое значение
1 (2)	3,532	80		44,15 А
3 (4)	3,532	80		44,15 А
5	4,935	40		123,38 А
6	4,027	40		100,68 А

2.3 Проектирование дистанционных защит параллельных и одиночной ЛЭП

Трехступенчатая ДЗ в данном курсовом проекте применяется в качестве резервной к продольной дифференциальной токовой защите на параллельных линиях 110 кВ. Расчет параметров срабатывания выполнен для защит 1 и 3, установленных на линии Л1. Уставки защит 2 и 4, установленных на линии Л2, идентичны.

При проектировании учтены следующие особенности сети 110 кВ:

сеть имеет параллельные линии Л1 и Л2 с ответвлениями и смежную с ними одиночную линию Л3;

трансформаторы на ответвлениях работают раздельно;

питание со стороны ответвлений отсутствует;

на линиях установлены выключатели типа ЗAP1 FG Siemens 145 кВ.

На смежных с параллельными линиями элементах, имеются следующие устройства релейной защиты и автоматики:

в распределительных устройствах 110 кВ электростанции “А” и подстанции “Б” имеется УРОВ со временем действия tУРОВ = 0,3 с;

КЗ на шинах 110 кВ отключаются быстродействующими защитами со временем действия tсз.быст = 0,1 с;

Время срабатывания резервных защит Т4(5): t = 1,9 с;

Время срабатывания резервных защит Т6(7): t = 2,9 с;

Выдержка времени защиты автотрансформатора от междуфазных КЗ, направленной в сторону системы С1, равна t =4,7 с;

Выдержка времени ДЗ в системе С2, направленной в сторону системы С2, равна t =4,2 с.

Шкаф ШЭ2607 содержит три ступени ДЗ, для которых задается направленность, и одну дополнительную ненаправленную ступень. Характеристики срабатывания РС первой и второй направленных ступеней ДЗ, а также дополнительной ненаправленной ступени в комплексной плоскости сопротивлений представлены на рис.2.3.

Рис. 2.3 Характеристики РС I и II ступеней ДЗ шкафа ШЭ2607

Характеристика РС I и II направленных ступеней представляет собой четырехугольник. Данная характеристика ограничена сверху уставкой РС по реактивному сопротивлению , слева характеристика ограничена углом для обеспечения надежности и быстроты срабатывания с учетом различных влияющих факторов. Наклон характеристики влево позволяет избежать возможных погрешностей РС в статистических и динамических режимах. Ограничение справа определяется и выбирается на определенном расстоянии от характеристики короткозамкнутой линии с целью охвата внутренних КЗ через переходное сопротивление. Переходное сопротивление дуги нелинейно и с приближением КЗ к источнику питания уменьшается, поэтому правая сторона характеристики имеет наклон , учитывающий уменьшение возможного значения сопротивления дуги при близких КЗ. Для первой ступени угол определяется характеристическим углом линии, для второй ступени принимается усредненное значение характеристических углов сопротивлений при КЗ на смежных элементах. В данном курсовом проекте для второй ступени также принимается равным углу линии. Нижняя сторона характеристики находится в IV квадранте комплексной плоскости Z. Наклон характеристики выбирается таким образом, чтобы обеспечить надежное срабатывание при близких повреждениях в начале линии через переходное сопротивление, когда вектор сопротивления располагается вблизи активной оси. Для первой ступени у характеристики есть небольшой наклон верхней стороны, определяемый углом , который обеспечивает повышение отстроенности при внешних дуговых замыканиях в конце линии.

Характеристика РС дополнительной ненаправленной ступени имеет форму параллелограмма, смещенного в третий квадрант на величину не более 0,1, а ее уставки по R, X и совпадают с аналогичными для РС направленной II ступени.

Характеристика РС III направленной ступени (рис. 2.4) представляет собой параллелограмм, расположенный в I и II квадрантах и усеченный внизу двумя границами, которые определяются углами наклона к оси активного сопротивления и .

Рис. 2.4 Характеристика РС III ступени ДЗ шкафа ШЭ2607

Данные углы наклона характеристики выбираются таким образом, чтобы обеспечить надежную отстройку от большинства нагрузочных режимов. Расположение вектора нагрузки на комплексной плоскости определяется соотношением активной и реактивной мощностей нагрузочного режима. На передающем конце линии сопротивление нагрузочного режима лежит в первом квадранте комплексной плоскости, на приемном во втором или третьем квадрантах. Выбором уставок и обеспечивается повышенная чувствительность к металлическим и через переходное сопротивление КЗ в зонах дальнего резервирования.

Поясняющая схема для расчета ДЗ представлена на рис. 2.5.

Рис. 2.5 Поясняющая схема для расчета ДЗ

Выбор уставок производится для защит 1 и 2, установленных на линии Л1. Уставки защит 3 и 4 идентичны уставкам защит 1 и 2 соответственно. Выбор уставок производится на основе анализа расчетных условий, приведенных в табл. 2.9.

Таблица 2.9 Обоснование выбора уставок ДЗ линий

Параметр срабатывания	Задаваемая функция	Расчетное условие	Расчетное выражение
Первая ступень
	Несрабатывание при внешних КЗ	1. Отстройка от металлического КЗ на шинах подстанции, примыкающей к дальнему концу линии	,	(2.5)
		2. Отстройка от металлического КЗ на шинах смежного напряжения подстанции на ответвлении	,	(2.6) (2.7)
	Срабатывание при внутренних КЗ	3.Обеспечение требуемой чувствительности к КЗ через переходное сопротивление в конце зоны действия ступени	, , ,	(2.8) (2.9)
	Несрабатывание в режимах без КЗ	4.Отстройка от минимально возможного сопротивления нагрузки		(2.10)
		5.Рекомендуемое значение		(2.11)
	Срабатывание при внутренних КЗ	6. Обеспечение максимальной чувствительности при металлических КЗ на защищаемой линии
	Несрабатывание при внешних КЗ	7. Обеспечение несрабатывания при КЗ через переходное сопротивление на шинах противоположной подстанции	15°
	Срабатывание при внутренних КЗ и несрабатывание при внешних КЗ «за спиной»	8. Обеспечение срабатывания при КЗ через переходное сопротивление в начале защищаемой линии	15°
	Срабатывание при внутренних КЗ и несрабатывание при внешних КЗ	9. Обеспечение быстрого срабатывания органа сопротивления при внутренних КЗ	115°
Вторая ступень
	Несрабатывание при внешних КЗ в зонах действия быстродействующих защит смежных элементов	10. Согласование с временем срабатывания быстродействующей защиты смежного элемента с учетом УРОВ		(2.12)
	Несрабатывание при внешних КЗ за пределами зон действия быстродействующих защит смежных элементов	11. Отстройка от металлического КЗ в конце зоны действия первой ступени защиты предыдущей линии	, ,	(2.13) (2.14)
		12. Отстройка от металлического КЗ на шинах смежного напряжения трансформатора (автотрансформатора) подстанции, примыкающей к противоположному концу линии	,	(2.15) (2.16)
		13. Отстройка от металлического КЗ на шинах подстанции, примыкающей к дальнему концу предыдущих параллельных линии	,	(2.17) (2.18)
		14. Отстройка от металлического КЗ в конце зоны действия первой ступени защиты, установленной на противоположном конце параллельной линии, при каскадном отключении повреждения на ней	,	(2.19) (2.20)
		15. Отстройка от металлического КЗ на шинах смежного напряжения подстанции на ответвлении	,	(2.21) (2.22)
	Срабатывание при внутренних КЗ	16. Обеспечение требуемой чувствительности к металлическому КЗ в конце защищаемой линии		(2.23)
	Срабатывание при внутренних КЗ	17. Обеспечение требуемой чувствительности к КЗ через переходное сопротивление в конце защищаемой линии	, , ,	(2.24) (2.25)
	Несрабатывание в режимах без КЗ	18. Отстройка от минимально возможного сопротивления нагрузки		(2.26)
		19. Рекомендуемое значение		(2.27)
	Срабатывание при внутренних КЗ	20. Обеспечение максимальной чувствительности при металлических КЗ на защищаемой линии		(2.28)
	Срабатывание при внутренних КЗ и несрабатывание при внешних КЗ «за спиной»	21. Обеспечение срабатывания при КЗ через переходное сопротивление в начале защищаемой линии	-15°
	Срабатывание при внутренних КЗ и несрабатывание при внешних КЗ	22. Обеспечение быстрого срабатывания органа сопротивления при внутренних КЗ

Подобные документы

• Расчет защит ЛЭП и понижающих трансформаторов

  Проект токовых защит от междуфазных коротких замыканий линий с односторонним питанием. Общая характеристика участка защищаемой сети; расчет максимальных рабочих токов; дифференциальных токовых защит. Назначение и расчет понижающих трансформаторов.
  
  курсовая работа [1,9 M], добавлен 18.12.2012
  

• Типы релейных защит от междуфазных коротких замыканий

  Расчет параметров схемы замещения, сопротивлений линий прямой последовательности, сопротивлений автотрансформаторов. Расчет двухцепной линии с двусторонним питанием, кольцевой распределительной сети. Выбор трансформаторов тока. Расчёт уставок реле.
  
  курсовая работа [835,2 K], добавлен 22.07.2014
  

• Сопротивление воздушных линий электропередачи

  Технические данные элементов электрической сети, расчетная схема сети. Составление электрической схемы замещения для прямой последовательности. Расчет сопротивления параллельно работающих трансформаторов. Сопротивление воздушных линий электропередачи.
  
  контрольная работа [467,8 K], добавлен 18.04.2014
  

• Релейная защита линии Л7 со стороны п/ст "Ж"

  Выбор и обоснование устанавливаемых релейных защит линии электроснабжения. Планирование и расчет типичных аварийных режимов. Уставки защит и оценка их чувствительности. Расчет дистанционной защиты, токовой отсечки, защиты нулевой последовательности.
  
  курсовая работа [486,3 K], добавлен 18.01.2015
  

• Релейная защита и автоматика элементов систем электроснабжения

  Расчет параметров схемы замещения системы электроснабжения. Сопротивление и релейная защита кабельных линий. Расчёт токов короткого замыкания. Максимальная токовая и дифференциальная защита трансформатора. Защита замыканий на землю. Ток срабатывания реле.
  
  курсовая работа [894,8 K], добавлен 23.08.2012
  

• Расчет дистанционной защиты от междуфазных коротких замыканий и от коротких замыканий на землю

  Расчет параметров срабатывания дистанционных защит от коротких замыканий. Составление схемы замещения. Расчет уставок токовых отсечек. Выбор трансформаторов тока и проверка чувствительности защит. Проверка остаточного напряжения на шинах подстанций.
  
  курсовая работа [3,4 M], добавлен 04.05.2015
  

• Выбор типов и расчет уставок релейных защит сетевого района

  Релейная защита как контроль за состоянием и режимом работы всех элементов энергосистемы. Выбор типов и расчет реле для линии L1. Расчет максимальной токовой защиты, обеспечение селективности токовых отсечек. Вычисление коэффициента чувствительности.
  
  контрольная работа [174,7 K], добавлен 05.02.2011
  

• Релейная защита и автоматика

  Расчет токов короткого замыкания. Расчет уставок токовых защит линии электропередач, защит трансформаторов и высоковольтных асинхронных электродвигателей. Самозапуск электродвигателей и защита минимального напряжения. Автоматическое включение резерва.
  
  курсовая работа [324,1 K], добавлен 19.11.2013
  

• Релейная защита промышленного предприятия

  Изучение схемы распределительной сети электрической энергии промышленного предприятия и виды его нагрузки. Выбор типов защит всех элементов схемы в соответствии с ПУЭ. Изображение схемы релейной защиты трансформатора и двигателя, расчет сечения провода.
  
  курсовая работа [537,1 K], добавлен 29.10.2010
  

• Релейная защита и автоматика систем электроснабжения

  Расчет параметров схемы замещения (удельных и полных сопротивлений линий, трансформаторов, токов короткого замыкания), определение типов защит (дифференциальная токовая, с минимальной выдержкой времени, газовая) магистральной линии и преобразователей.
  
  курсовая работа [225,0 K], добавлен 05.06.2010
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам