Расчет защиты для линии электропередач 500 кВ

Расчетным видом повреждения является однофазное КЗ в конце зоны действия защиты.

;

5.1.2 Расчет уставки  и проверка чувствительности  измерительного органа приращения  вектора тока обратной последовательности  ΔI2

В случае с измерительным органом  по приращению тока обратной последовательности нет необходимости отстраивать уставку от тока небаланса, вызываемого несимметрией нагрузки. Поэтому уставку этого органа принимаем равной уставке I_2уст, рассчитанной в симметричном режиме работы линии (при I_2несим = 0)

,

                                                       (5.4)

где |ΔI_2мин| – минимальное значение приращения вектора тока обратной последовательности в месте установки полукомплекта при расчетном виде КЗ.

Расчетным видом повреждения является однофазное КЗ в конце зоны действия защиты.

5.1.3 Расчет уставки и проверка чувствительности отключающего токового органа при использовании тока нулевой последовательности (I2+I0)

Уставка по нулевой последовательности отстраивается от расчетного тока, учитывающего небаланс в максимальном нагрузочном режиме

, (5.5)

, (5.6)

где k_З = 2.0 – коэффициент запаса, учитывающий отстройку от тока небаланса в нагрузочном режиме;

k_Н = 1.2 – коэффициент надежности;

k_В – коэффициент возврата реле;

I_0нб = k_0нб×I_{раб.макс} – ток небаланса, вызываемый погрешностью трансформатора тока;

k_0нб = 0.007¸0.010 – коэффициент, определяющий ток небаланса по нулевой последовательности;

I_0несим £ 0.01I_{раб.макс} – ток небаланса, вызываемый несимметрией нагрузки.

Уставку принимают равной

                                                   (5.7)

Коэффициент чувствительности k_ч определим при однофазном и двухфазном КЗ на землю:

, (5.8)

где (I₂+I₀)_мин – минимальная арифметическая сумма токов обратной и нулевой последовательностей в месте установки полукомплекта при КЗ в конце зоны действия защиты.

Определим по однофазному КЗ на землю:

5.1.4 Расчет уставки и проверка чувствительности измерительного органа тока прямой последовательности I1

Уставки и ток срабатывания отключающего ИО по току прямой последовательности отстраивают от максимального рабочего тока в месте установки защиты I_{раб.макс}

 

,                                                          (5.9)

                                                  (5.10)

где k_з = 1.4 – коэффициент запаса;

k_Н = 1.1 ¸ 1.2 – коэффициент надежности;

k_В – коэффициент возврата реле;

I_{раб.макс} – максимальный рабочий ток в месте установки полукомплекта.

Чувствительность ИО тока прямой последовательности проверяют по выражению

,                                                     (5.11)

где I_1мин – минимальный ток прямой последовательности в месте установки полукомплекта при трехфазном КЗ в конце зоны действия защиты.

5.1.5 Расчет уставки  и проверка чувствительности измерительного органа приращения вектора тока прямой последовательности ΔI1

Уставка ИО по приращению тока прямой последовательности должна быть отстроена  от тока нагрузки, для того, чтобы  при замыкании в транзит при  максимальной нагрузке не было срабатывания данного отключающего органа. Кроме того, должна обеспечиваться достаточная чувствительность при минимальном токе 3-х фазного КЗ в конце линии.

, (5.12)

где k_з = 1.4 – коэффициент запаса;

k_Н=1.1¸1.2 – коэффициент надежности;

k_В – коэффициент возврата реле;

I_{раб.макс} – максимальный рабочий ток, протекающий в месте установки полукомплекта.

 

 

Коэффициент чувствительности ИО по приращению тока прямой последовательности проверяют из условия:

, (5.13)

где |ΔI_1мин| – модуль минимального приращения вектора тока прямой последовательности при трехфазном КЗ в конце зоны действия защиты.

                                                    (5.14)

Практика показывает, что выбранная  данным способом уставка чаще всего  не удовлетворяет требованиям чувствительности. В этом случае уставку можно выбрать  исходя из условия обеспечения требуемой чувствительности данного органа

. (5.14)

5.1.6 Выбор уставки и  проверка чувствительности измерительного  органа напряжения обратной последовательности U2

На длинных линиях с малыми токами замыкания на землю пуск ВЧ передатчика может осуществляться от ИО, реагирующего на напряжение обратной последовательности.

Уставку реле напряжения обратной последовательности выбирают по условию отстройки от напряжений небаланса и несимметрии системы:

, (5.15)

, (5.16)

где k_З = 2.0 – коэффициент запаса;

k_Н = 1.2 – коэффициент надежности;

k_В – коэффициент возврата реле;

U_2нб ³ 0.01U_ном – напряжение небаланса обратной последовательности, обусловленное погрешностями трансформаторов напряжения и фильтра напряжения обратной последовательности;

U_2несим ³ 0.01U_ном – напряжение обратной последовательности, обусловленное несимметрией в системе.

Напряжение небаланса в системе обычно составляет около 5% от номинального. Поэтому уставку ИО напряжения обратной последовательности выберем из условия:

, (5.17)

где U_ном – номинальное напряжение.

Чувствительность защиты проверяется  из условия:

, (5.18)

где U₂, I₂ – расчетные напряжение и ток обратной последовательности в месте установки полукомплекта при расчетном виде повреждения в конце зоны действия защиты;

 – сопротивление компенсации обратной последовательности.

В качестве расчетного вида повреждения  принимаем однофазное КЗ.

5.1.7 Расчет уставки и проверка чувствительности отключающего реле сопротивления

Уставку отключающего реле сопротивления  выбирают по условию отстройки от минимального сопротивления в месте  установки полукомплекта в максимальном нагрузочном режиме.

, (5.19)

где  – минимальное сопротивление в максимальном нагрузочном режиме;

U_{раб.мин}=(0.8¸0.9)U_ном – минимальное рабочее напряжение защищаемой линии;

U_ном – номинальное напряжение линии;

k_Н = 1.2 – коэффициент надежности;

k_В – коэффициент возврата реле;

j_м.ч – угол максимальной чувствительности реле сопротивления, принимаемый равным углу защищаемой линии ;

R_линии и X_линии – соответственно активное и реактивное сопротивления защищаемой линии;

j_раб – максимальный угол нагрузки, который обычно принимают равным j_раб=(30¸40)°.

Коэффициент чувствительности реле сопротивления k_ч должен удовлетворять условию:

,                                                      (5.20)

 

6. Выводы по расчету

В данной курсовой работе были рассчитаны основные виды коротких замыканий, в начале и в конце защищаемой линии. Были приведены все необходимые расчеты при выборе параметров электрической системы.

В качестве основной  защиты для линии электропередач 500 кВ выбрал дифференциально-фазную защиту линии типа «Бреслер ШЛ 2704.5Х» и для нее рассчитал уставки, проверил чувствительность защиты.

 

7. Список литературы

1. «Справочник по электрическим сетям 35-1150 кВ», Д. Л. Файбисович, И. Г. Карапетян, М.: ОАО Институт «Энергосетьпроект», 2004 – 109 с.
2. «Электропитающие системы и электрические сети», методические указания к курсовому проекту, И. Г. Злобина, Н. А. Кокорев, Г. А. Осипенко, Чебоксары, 2006 – 64 с.
3. «Электрические системы и сети», В. И. Идельчик, М: Энергоатомиздат, 1989 – 592 с.
4. Федосеев А. М., Федосеев М. А. «Релейная защита электроэнергетических систем», учебник для вузов, М.: Энергоатомиздат, 1992 - 528 с.
5. Атабеков Г. И. «Теоретические основы релейной защиты высоковольтных сетей», Москва, Государственное энергетическое издательство, 1957 – 344 стр.
6. Руководящие указания по релейной защите. Выпуск 9. Дифференциально-фазная высокочастотная защита линий 110-330 кВ. – М.: Энергия, 1972.
7. Чернобровов Н. В., Семенов В. А. «Релейная защита энергетических систем», учебное пособие для техникумов, М.: Энергоатомиздат, 1998 – 800 с.

 

Приложение А. Схема защиты.