Призначення спрощеного дистанційного захисту

Дистанційний захист ліній електропересилання з залежною витримкою часу

Методичні вказівки

 

для самостійної підготовки та інструкція до лабораторної роботи № 11

з дисципліни"Релейний захист електроенергетичних систем, ч.2",

для студентів спеціальності 7(8).05070106 "Системи управління виробництвом і розподілом електроенергії" всіх форм навчання

 

 

Затверджено

на засіданні кафедри

електричних систем та мереж

Протокол № 7 від 25 лютого 2015 р.

 

Зареєстровано № _____

від "___"_________ 2015 р.

 

 

Львів 2015

 

Дистанційний захист ліній електропересилання з залежною витримкою часу: методичні вказівки для самостійної підготовки та інструкція до лабораторної роботи № 11 з дисципліни "Релейний захист електроенергетичних систем, ч.2" для студентів спеціальності 7(8).05070106 "Системи управління виробництвом і розподілом електроенергії" всіх форм навчання / Уклад. Кідиба В.П., Баран П.М. – Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2011, с.14.

Укладачі  Баран П.М., канд. техн. наук., доц,

Кідиба В.П., канд. техн. наук., доц.,

Дурняк Б.І., асистент

 

Відповідальний за випуск  Лисяк Г.М., канд. техн. наук., доц.

 

 

Рецензент    Варецький Ю.О., д-р. техн. наук., проф.

 

 

 

Мета роботи: Ознайомитися з призначенням, принципом роботи пристрою дистанційного захисту ліній електропересилання 10 кВ типу КРЗА-С. Розрахувати уставки захисту, налагодити пристрій КРЗА-С та випробувати його на фізичній моделі.

 

 

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ ПІДГОТОВКИ

 

Призначення спрощеного дистанційного захисту

 

Для мереж 3-35 кВ в разі незабезпечення необхідної чутливості та швидкодії струмовими захистами, використовують спрощені дистанційні захисти. Одним з таких захистів, виконаних з використанням електронних схем, є пристрій КРЗА-С. В цьому пристрої реалізовано дистанційний захист з лінійно залежною від опору к.з. витримкою часу (рис. 1.1). Витримка часу спрацювання t _с.з  захисту КРЗА-С для значення опору на затискачах реле z= 0,9 z _с.р регулюється в межах від 1,2с до 5с.

 

 

Рис. 1.1. Характеристика дистанційного захисту
з комбінованою характеристикою витримки часу

Відношення часу спрацювання захисту () до опору спрацювання захисту () називають коефіцієнтом нахилу характеристики (рис. 1.1)

 

.

(1.1)

 

В разі виникнення близьких до місця встановлення захисту коротких замикань, вимкнення пошкодження здійснюється з невеликою та незалежною витримкою часу , як це зображено на діаграмі рис. 1.1.

Вибір опору спрацювання захисту лінії з одностороннім живленням (А 1) проводять за двома умовами:

· за умовою відлагодження від мінімального опору під час самозапуску двигунів навантаження (Н1 чи Н2на рис. 2.2)

 

,

(1.2)

 

де ‑ мінімальна робоча напруга (лінійна) під час самозапуску двигунів (приймають );  ‑ коефіцієнт самозапуску (); ‑ коефіцієнт відведення (); ‑ коефіцієнт повернення (для реле мінімального опору );  ‑ максимальний робочий струм лінії, визначається за заданими значеннями струмів навантажень з таблиці 2.

 

· за умовою узгодження з однотипним захистом суміжної ділянки (А 2)

 

,

(1.3)

 

де  ‑ опір лінії, яка захищається;  ‑ опір спрацювання дистанційного захисту суміжної лінії.

З двох значень, отриманих за формулами (1.2) та (1.3), вибирають менше.

Опір спрацювання реле визначають з врахуванням коефіцієнтів трансформації трансформаторів струму та напруги ТА та ТV

 

(1.4)

 

де ,  ‑ коефіцієнти трансформації трансформаторів струму та напруги, до яких приєднаний пристрій захисту КРЗА-С.

Вибір уставки часу спрацювання дистанційного захисту та коефіцієнта  нахилу характеристики здійснюють виходячи з умови забезпечення селективності двох суміжних захистів (А 1 та А 2). Для цього:

· визначають коефіцієнт  нахилу характеристики захисту А 1

 

,

(1.5)

 

де  ‑ час спрацювання відсічки (незалежна характеристика) захисту А 2; - ступінь селективності витримок часу (  с).

Якщо значення , тобто характеристики розходяться в зоні Л2, то вибір  на цьому закінчують. Тоді уставка часу спрацювання захисту А 1тоді

 

,

(1.6)

 

Якщо  характеристики А 1 та А 2 сходяться в зоні Л2, то уставку часу захисту А 1 визначають з умови забезпечення селективності в разі пошкодження в кінці зони дії захисту А 1

 

.

(1.7)

 

1.2. Структурна схема та принцип роботи дистанційного захисту КРЗА-С

 

Пристрій дистанційного захисту КРЗА-С виконано з використанням електронних схем порівняння абсолютних значень напруг, пропорційних до струму та до напруги лінії під час аварії. Структурна схема пристрою зображена на рис. 1.2. Пристрій складається з наступних структурних елементів:

1 ‑ вимірний орган струму лінії;

2 – вимірний орган напруги лінії;

3 ‑ R-C ланка формування витримки часу спрацювання захисту;

4 ‑ пусковий реагуючий орган миттєвої дії;

5 ‑ вихідний реагуючий орган;

6 ‑ блок живлення електромагніта вимикання вимикача;

7 ‑ орган оперативного опробовування захисту;

8 ‑ блок живлення кіл захисту;

9 ‑ лампа контролю справності кіл живлення електромагніта вимикання вимикача.

 

 

Рис. 1.2. Структурна схема дистанційного захисту КРЗА-С

На вхід вимірного органу струму лінії 1 подається струми фаз А та С від трансформаторів струму, встановлених в цих фазах, на виході вимірного органу формується сигнал, пропорційний струму лінії. На вимірний орган напруги лінії 2 подаються напруги лінії від трансформатора напруги, на виході вимірного органу формується сигнал, пропорційний напрузі лінії. Сигнали з вимірних органів струму 1 та напруги 2 подаються на пусковий реагуючий орган миттєвої дії 4 та вихідний реагуючий орган 5. Тобто до схеми порівняння приєднані два реагуючі органи: 4 ‑ пусковий реагуючий орган миттєвої дії та 5 ‑ вихідний реагуючий орган.

В пусковому органі 4 здійснюється порівняння вимірюваного опору, який визначається як співвідношення напруги на шинах до струму в лінії, з уставкою. У випадку, коли це значення є меншим уставки, спрацьовує вихідне реле KL 1 (на рис. 1.2 не показане), яке дешунтує конденсатор інтегруючої R-C ланки 3. Інтегруюча ланка 3 задає витримку часу роботи захисту. Інтегруюча ланка після появи на її вході сигналу від інтегруючої ланки подає сигнал на вимкнення вимикача через блок живлення електромагніта вимикання вимикача 6. Живлення напівпровідникових елементів захисту здійснюється від боку живлення 8, який в свою чергу живиться від струмових кіл захисту.

Після виникнення короткого замикання на лінії електропересилання в зоні дії захисту спрацьовує пусковий орган миттєвої дії 4 і дешунтує контактами проміжного реле KL 1 конденсатор інтегруючої R-C ланки 3. Вихідний реагуючий орган 5 спрацьовує з витримкою часу, котра формується пропорційною до опору на виході захисту як відношення залишкової напруги на шинах підстанції до струму короткого замикання в лінії. Контакти реле вихідного органу приєднують блок живлення 6 до котушки вимикання вимикача, від чого останній вимикається.

Оперативне опробування захисту здійснюють після перемикання ключа SA 1 в положення " Опробування ". Після натискання кнопки SB 1 від’єднують напругу від фази "B" чим імітують зниження лінійної напруги U _BC, а в колах трансформаторів струму ТА 1, ТА 2 протікатиме струм, що імітує коротке замикання на лінії. Вимірні органи напруги та струму подають на пусковий та вихідний органи сигнали, від яких спрацьовує реле KL 2 (блок 5) і контактами KL 2.1 (блок 7) під’єднує до напруги сигнальну лампочку HL 1. Після опробування ключ SA 1 необхідно обов’язково перевести в режим " Робота ".