ИЭ / 9 сем (станции+реле) / Экзамен / РЗ 9

влияние тока нагрузки промежуточной подстанции Б на токи в фазах, особенно при несимметричных КЗ (например, K(2)).

I. ЗОНА КАСКАДНОГО ДЕЙСТВИЯ ЗАЩИТ

Под зоной каскадного действия понимается участок линии вблизи шин приемной подстанции, при повреждении на котором защита со стороны питающей подстанции придет в действие только после того, как поврежденная линия будет отключена от шин приемкой подстанции. Зона каскадного действия имеет место при всех видах к.з.

вследствие того, что разность токов питающего конца, проходящих по обмотке реле тока или мощности, мала ( меньше тока срабатывания токового пускового органа) и

недостаточна для обеспечения работы органа направления мощности.

При этом зона каскадного действия защиты, как правило, определяется чувстви-

тельностью токовых реле.

На границе зоны каскадного действия ток в реле равен его току срабатывания.

Для определения зон каскадного действия необходимо знать ток при замыкании между двумя фазами в минимальном режиме в точках, расположенных на границе зон каскадного действия.

Она обычно меньше зоны каскадного действия пускового органа и поэтому на ра-

боту защиты влияния не оказывает.

При коротком замыкании в зоне каскадного действия на линии / на конце, удален-

ном от места короткого замыкания, пусковые органы защиты в действие не приходят,

так как разность токов линий недостаточна для их срабатывания.

131

Чувствительность защит для линий с двусторонним питанием при учёте возмож-

ных аварийных перегрузок (например, при отключении генерирующей мощности в одной из систем, связанных защищаемыми линиями) может быть совершенно недо-

статочной. Приходится также иметь в виду возможность излишних срабатываний при качаниях. Лучше дело обстоит в сетях с одним источником питания, в которых не-

предусмотренные аварийные перегрузки могут и не появляться; в них также не воз-

никает вопроса отстройки от качаний.

Значительно лучшие показатели имеют токовые направленные защиты нулевой по-

следовательности, рассматриваемые ниже. Данные же защиты находят применение преимущественно в кольцевых сетях с одной точкой питания напряжением до 35 кВ в случае, если их выдержки времени оказываются допустимыми.

132

Защиты, обладающие одинаковыми выдержками времени, можно сделать ненаправ-

ленными даже в схеме с 2 источниками питания, если их удастся отстроить от сраба-

тывания от тока к шинам при КЗ за пределами защищаемого объекта с помощью из-

менения уставки.

Например, в схеме ниже защиты 5 и 6 обладают одинаковыми выдержками времени

(по 1,5 с), поэтому соседние защиты обладают меньшими выдержками времени (за-

щита 4 нижестоящая по отношению к 6 – уставка времени ниже на ступень (0,5 с),

защита 7 нижестоящая по отношению к 5, уставка времени ниже на ступень). Значит,

можно сделать их ненаправленными при условии, что от срабатывания за пределами зоны действия они отстроены. На графике под схемой защиту 6 можно сделать нена-

правленной, а защиту 5 – нельзя, так как при КЗ за пределами линии она будет сраба-

тывать одновременно с защитой 6 (так как выдержки времени у них одинаковые, не-

известно, какая из них сработает первой – так быть не должно, должна срабатывать защита 6). Значит, на защиту 5 необходимо устанавливать ОНМ.

Пример выбора уставок направленных МТЗ из учебника.

133

134

13. Токовая защита нулевой последовательности. Основные положения реализации. Преимущества и недостатки. Влияние режима заземления нейтрали в сети . Способ контроля тока нулевой последовательности.

Методические и инструментальные погрешности контроля тока нулевой последовательности.

Токовая защита нулевой последовательности представляет собой систему,

предназначенную для мониторинга и обеспечения защиты электрических сетей от увеличения тока нулевой последовательности, который может возникать в результате различных неисправностей или коротких замыканий. Реализация такой защиты: цепи тока органов включаются на составляющие нулевой последовательности I0 (обычно

3I0), а цепи напряжения (для ОНМ) – на составляющие U0 (3U0) соответственно фазных токов и напряжений.

Преимущества:

- Независимость работы от рабочих токов, в которых составляющие I0

отсутствуют, что дает возможность выполнять последние ступени защит весьма чувствительными;

-Более резкий спад токов I0 вдоль защищаемой линии при K(l) И К(1,1), так как удельные Z0л больше Z1л, что улучшает защитоспособность I и II ступеней защит;

-Уменьшение уровня выдержек времени последних ступеней защит, особенно при разделении сетей смежных напряжений в системе (например, 110 и 35 кВ)

трансформаторами; - Отсутствие мертвых зон у ОНМ, поскольку при близких КЗ, когда полные

напряжения могут быть малыми, U0 имеют наибольшие значения.

Недостатки:

-Пригодность для действия только при K(l) И К(1,1);

-Малая приспособленность для случая работы линий в длительных неполнофазных режимах, характерных наличием составляющих I0 и U0;

-Возможность сильного влияния на них взаимоиндукции, в особенности между параллельными, близко расположенными цепями линий, ухудшающей параметры

защит и усложняющей их выбор,

135

- Необходимость учитывать все заземленные нейтрали автотрансформаторов

(трансформаторов) как источники составляющих нулевых последовательностей (в

большей мере, чем для защит, использующих полные токи и напряжения фаз).

При замыканиях на землю появление токов нулевой последовательности возможно только в сети, где имеются трансформаторы с заземленными нейтралями.

На рисунке 8-2 показаны некоторые характерные случаи распределения токов нулевой последовательности в схемах сети. Направление токов, проходящих к месту КЗ, принято за положительное.

Если заземлена нулевая точка трансформатора только с одной стороны ЛЭП

(рис.8-2, а), то при замыкании на землю на этой линии токи нулевой последовательности проходят только на участке между местом повреждения и заземленной нулевой точкой.

Если же заземлены нулевые точки трансформаторов с двух сторон рассматриваемого участка (рис.8-2, б), то токи нулевой последовательности проходят по нему с обеих сторон от места КЗ.

Если же сети различных напряжений связаны трансформатором с соединением звезда-звезда, с заземленными нулевыми точками обеих обмоток (рис.8-2, в), то замыкание на землю в сети одной звезды вызывает появление токов нулевой последовательности в сети второй звезды. Для устранения этой связи необходимо разземлить нейтраль одной из обмоток трансформатора TВ.

При наличии АТ, связывающего сети двух напряжений (рис.8-2, г), то замыкание на землю в сети одного напряжения вызывает появление токов нулевой последовательности в сети другого напряжения, так же как и в схеме на рис. 8-2, в.

136

Для контроля тока нулевой последовательности можно использовать различные методы: измерение тока с помощью специализированных приборов, использование специализированных датчиков или реле, а также применение алгоритмов и систем автоматизации контроля.

Методические погрешности контроля тока нулевой последовательности могут возникнуть из-за неправильной настройки оборудования или ошибок в методах измерения. Например, неправильная калибровка измерительных устройств,

использование неподходящих методов измерения или недостаточное обучение

операторов по правильной эксплуатации оборудования - все это может привести к

137

необходимости перепроверять и корректировать результаты измерений.

Инструментальные погрешности могут возникать из-за ограниченной точности измерительных устройств или датчиков, а также из-за воздействия внешних факторов.

Например, электромагнитные помехи, изменения в окружающей среде (температура,

влажность и т. д.) или физические повреждения оборудования могут вызвать искажения в результатах измерений тока нулевой последовательности.

Для минимизации методических и инструментальных погрешностей контроля тока нулевой последовательности необходимо правильно калибровать и обслуживать измерительное оборудование, обучать персонал правильным методам эксплуатации и регулярно проводить проверки и техническое обслуживание для поддержания точности и надежности измерений.

138

14. Выбор параметров срабатывания ТЗНП одиночных линий радиальной сети

110-220 кВ с односторонним питанием. [Л2 5.9; Л1 раздел Д]

Токовыми и токовыми направленными нулевой последовательности называются защиты, цепи тока органов которых включаются на составляющие нулевой последовательности I0 (обычно 3I0), а цепи напряжения (для ОНМ) - на

составляющие Uо (3Uо) соответственно фазных токов и напряжений.

Особенности выбора параметров срабатывания I ступеней

(максимальный ток НП при КЗ на высокой стороне) нулевой последовательности при(1) или (1,1) в зависимости от того, когда он больше, в общем случае рассматривается также отстройка от неполнофазного режима с 30н.р, появляющегося весьма кратковременно за счет неодновременности включения фаз выключателя при

АПВ линии и более длительно в цикле ОАПВ (однофазное). Отстройка по первому

сз

дополнительному условию может не требоваться, если придать небольшое замедление выходным органам защиты. В этом случае необходимо учитывать второе дополнительное условие, если в цикле ОАПВ ступень автоматически не выводится из работы. Отстройка сз от токов качаний не требуется, так как они составляющих 0 не имеют. Качания, которые могут иметь место при внешних КЗ на землю, также представляют не расчетный случай, так как токи 0 бывают тем меньше, чем больше угол между векторами ЭДС (аварийное напряжение ав и его составляющие в месте повреждения снижаются).

защищаемой I ступенью защиты предыдущего участка, когда на данном включена одна цепь, а вторая отключена и заземлена с обеих сторон (рис. 5.18, в); в конце зоны,

защищаемой I ступенью защиты, включенной на противоположном конце второй цепи ( рис. 5.18, г), при КЗ на последней и каскадном ее отключении.

Дополнительным условием является необходимость согласования с защитами нулевой последовательности автотрансформаторов в случае установки последних на подстанциях. Необходима также проверка недействия ступени под влиянием токов небаланса.

Особенности выбора параметров срабатывания III ступеней

Для последних ступеней, как и для защит, включаемых на полные напряжения и токи фаз, выдержки времени выбираются по ступенчатому или встречно-

ступенчатому принципу. На рисунках 2 случая применения первого принципа.

На верхнем рисунке показана цепочка одиночных линий с одним источником

питания в виде блока генератор - трансформатор с заземленной нейтралью и трансформаторами с изолированными нейтралями на понижающих подстанциях

(случай возможный для сети 110 кВ, понижающие трансформаторы которой могут по условиям изоляции работать без заземлений нейтралей). Защита 1, включенная на блоке линия - трансформатор, выполняется без выдержки времени ( 1 <0,1 с), так как

140