Розрахунок уставок спрацювання за реактивним опором
I –а ступінь
Перша ступінь вибирається з умови забезпечення селективності роботи захисту (неспрацювання під час к.з. на суміжній лінії Л2) і захищає порядку 85% довжини лінії Л1. Час її спрацювання складає 0,02 – 0.04 с. Значення первинного реактивного опору першої ступені визначається з виразу:
(3.1)
де – реактивна складова опору лінії Л1.
I –а ступінь після АПВ
Перша ступінь з дією після АПВ призначена для захисту лінії, коли дія АПВ є неуспішною і пошкодження слід вимикати повторно, але з меншою витримкою часу – з часом дії першої ступені. З цією метою розширюється зона дії першої ступені. Вона охоплює порядку 120% її довжини. Значення первинного опору спрацювання цієї ступені визначається з виразу:
(3.2)
II –а ступінь
Умовою вибору опору спрацювання II-ї ступені є умова узгодження з роботою I-ї ступені дистанційного захисту суміжного елемента (лінії Л2) – зона дії II-ї ступені не повинна виходити за межі другої лінії, а з врахуванням забезпечення селективності роботи (щоб вона не спрацьовувала під час к.з. в кінці лінії Л2) ‑ за межі роботи I-ї ступені захисту суміжного елемента (лінії Л2). Тому вона повинна охоплювати повністю лінію Л1 та порядку 80% довжини суміжної лінії – лінії Л2:
(3.3)
де – реактивна складова опору лінії Л2.
Час спрацювання другої ступені вибирається на ступінь селективності більшим часу спрацювання першої ступені захисту суміжного елементу – лінії Л2:
(3.4)
де – ступінь селективності.
Ступінь селективності повинна враховувати час спрацювання вимикача Q2 суміжного елемента (лінії Л2), часу повернення вихідних кіл захисту суміжного елемента з врахуванням розкиду їхніх часових характеристик.
Час спрацювання другої ступені становить порядку 0,3 – 0,4 сек.
III –а ступінь
Третя ступінь дистанційного захисту виконує функцію ближнього резервування – резервує роботу першої та другої ступеней. Крім того, вона може виконувати функцію дальнього резервування – резервувати роботу захистів суміжного елемента – лінії Л2. Тому вона повинна повністю охоплювати як лінію Л1, так і лінію Л2. Для забезпечення надійності дальнього резервування уставка спрацювання третьої ступені вибирається з умови охоплення ділянки третьої лінії Л3 – порядку 80% довжини лінії Л3. Виходячи з цих умов уставка спрацювання третьої ступені визначається з виразу:
(3.5)
Час спрацювання третьої ступені дистанційного захисту вибирається на ступінь селективності більшим часу спрацювання третьої ступені захисту суміжної лінії – лінії Л2:
(3.6)
Пускова зона призначена для виявлення пошкодження в мережі та запуску алгоритму дистанційного захисту. Опір спрацювання пускової зони в спрямуванні потужності від шин в лінію визначається як подвоєне значення уставки спрацювання третьої ступені:
(3.7)
Опір спрацювання пускової зони в напрямку потужності від лінії до шин визначається як половина від значення уставки спрацювання пускової зони в прямому спрямуванні:
(3.8)
Розрахунок уставок спрацювання за активним опором
Для визначення уставок спрацювання дистанційного захисту за активним опором під час однофазного к.з. приймається максимальне значення напруги електричної дуги 12 кВ, мінімальний струм в місці пошкодження приймається 1000 А. Для таких прийнятих параметрів первинне значення опору дуги складає
(3.9)
В імпедансній площині зона дії обмежується по осі абсцис уставками, які відповідають активному опору (рис. 3.1). Ці уставки для кожної зони спрацювання визначаються наступним чином.
Перша ступінь вибирається, як і перша ступінь за реактивною складовою, з умови забезпечення селективності роботи захисту (неспрацювання під час к.з. на суміжній лінії Л2) і захищати порядку 85% довжини лінії Л1, але на відміну від реактивної складової, вона повинна враховувати опір дуги:
(3.10)
де – активний опір лінії, яка захищається; – опір дуги. У формулі (3.10) враховується тільки половина опору дуги, тому що він додається до повного опору шлейфа і тому входить в повний опір кожної фази лише наполовину.
Другою умовою вибору уставки спрацювання першої ступені є відлагодження від хибного спрацювання під час максимального навантаження лінії:
(3.11)
де: – номінальна напруга лінії; – максимальний струм в лінії, який визначається максимальним навантаженням:
(3.12)
де: – максимальна потужність, яка передається по лінії.
Коефіцієнт 0,9 в формулі (3.11) визначає мінімальну напругу лінії.
З двох умов (3.10) та (3.11) вибирається менше значення.
Умовою вибору опору спрацювання II-ї ступені аналогічно як і для II ступені за реактивною складовою є умова узгодження з роботою I-ї ступені дистанційного захисту суміжного елемента (лінії Л2) – зона дії II-ї ступені не повинна виходити за межі другої лінії, а з врахуванням забезпечення селективності – за межі роботи I-ї ступені захисту суміжного елемента (лінії Л2). Тому вона повинна охоплювати повністю лінію Л1 та порядку 80% довжини суміжної лінії – лінії Л2 з врахуванням опору дуги:
(3.13)
де – активна складова опору лінії Л2.
Другою умовою вибору уставки спрацювання другої ступені є відлагодження від хибного спрацювання під час максимального навантаження лінії, згідно (3.11).
З двох умов (3.11) та (3.13) вибирається менше значення.
Уставка спрацювання третьої ступені за активною складовою аналогічно як і за реактивною складовою з врахуванням опору дуги визначається з виразу:
(3.14)
Другою умовою вибору уставки спрацювання третьої ступені за активною складовою опору є відлагодження від хибного спрацювання під час максимального навантаження лінії, згідно (3.11).
З двох умов (3.11) та (3.14) вибирається менше значення.
4. ЦИФРОВІ ЗАХИСТИ ТРАНСФОРМАТОРІВ
4.1 Загальна характеристика цифрових захистів трансформатора
Сучасні цифрові захисти трансформаторів виконують у вигляді багатофункціональних комплексів. Тобто один пристрій може виконувати функції диференційного захисту, захисту від надструмів зовнішніх к.з., захисту від перевантажень, захисту від коротких замикань на землю, виконувати функції вимірювання, реєстрації параметрів аварійних режимів, деякі функції автоматики, керування тощо. До того ж основні характеристики цифрових захистів та автоматики мають суттєво кращі показники, ніж захисти, реалізовані з використанням електромеханічних чи напівпровідникових елементів.
Для прикладу розглянемо цифровий пристрій фірми ALSTOM R3IPM, призначений для захисту триобмоткового трансформатора (автотрансформатора).
Схема під’єднання цього пристрою до вторинних кіл трансформаторів струму триобмоткового трансформатора наведена на рис. 4.1. На рисунку використано умовні та позиційні позначення, прийняті згідно класифікації ANSI з РЗА (повна класифікація кодів ANSI наведена в додатку).
Пристрій виконує наступні функції:
· трифазний диференційний захист трансформатора;
· двоступеневий трифазний захист від перевантажень;
· трифазний максимальний струмовий захист від надструмів зовнішніх к.з.;
· захист від замикань на землю;
· резервування відмови вимикача;
· вимірювання фазних струмів з усіх сторін трансформатора;
· вимірювання та запам’ятовування координат режиму та параметрів спрацювання захистів під час аварій у мережі: струмів замикання на землю, максимальних значень струмів к.з., значень струмів у струмових колах диференційного захисту;
· діагностування резерву вимикачів – вимірювання та запам’ятовування рівня зношення полюсів вимикача ();
· реєстрування струмів к.з.;
· реєстрування логічних сигналів захистів, в тому числі реєстрування спрацювання окремих ступенів захисту;
· реєстрування логічних сигналів від зовнішніх пристроїв;
· керування зовнішніми пристроями;
· пересилання інформації на вищі рівні керування через комп'ютерну мережу.
Для зв’язку із зовнішніми пристроями захист має 7 входів (на рис. 8.39 “вхід1” ¸ “вхід7”), функції п’яти з яких призначають довільно. Це може бути керування даного пристрою іншими пристроями, блокування його роботи, перемикання груп уставок захистів тощо.
Пристрій має 12 вихідних реле (на рис. 4.1 Х1 ¸ Х12), функції 11 із яких задають довільно. Це може бути дія на вихідні кола вимикання вимикачів, дія в кола сигналізації, дія на інші вихідні пристрої тощо. Одне вихідне реле (Х12) використовують для діагностування справності пристрою.
На лицевій панелі пристрою розміщено 13 світлодіодів, функції 6 із них задають довільно, з допомогою решти контролюють параметри пристрою, наприклад, наявність напруги живлення, увімкнений стан пристрою, несправність тощо.
Для керування пристроєм на лицевій панелі розміщена клавіатура, а для контролю за параметрами спрацювання пристрою (уставками, константами тощо) на передній панелі розміщено дисплей на рідких кристалах.
Керування пристроєм, його налагодження можна здійснювати від персонального комп'ютера, який під’єднують до послідовного порту на лицевій панелі пристрою, або через інтерфейс локальної мережі.
Схема під’єднання та розрахунок параметрів спрацювання цифрового пристрою має ряд особливостей.
Вторинні обмотки трансформаторів струму зі всіх сторін силового трансформатора з’єднують у зірку, незважаючи на схеми з’єднання обмоток силового трансформатора. Це дає можливість розвантажити ті трансформатори струму, які для організації традиційного диференційного захисту з’єднувались в трикутник. Корегування фазового зсуву, викликаного різними групами з’єднання обмоток трансформатора, а також відлагодження диференційного захисту від хибної роботи під час зовнішніх однофазних к.з. реалізують на цифровому рівні алгоритмічно. Для цього у вихідній інформації задають характер з’єднань обмоток силового трансформатора, групи з’єднань. У пристрої передбачена можливість задавати полярність трансформаторів струму. Вимірювання струмів від трансформаторів струму може здійснюватись без зміни знаку, або знак може інвертуватись. Тобто на цифровому рівні можна здійснювати зміну полярності трансформатора струму, не змінюючи фізично його під’єднання у вторинних колах трансформаторів струму.
Страницы: 1, 2, 3, 4
