ИЭ / 9 сем (станции+реле) / Литература / Шнеерсон

2.4.5. ЦИО направления мощности симметричных

составляющих

Использование симметричных составляющих обратной и ну­ левой последовательностей в ЦИО направления мощности поз­ воляет, как и в ЦИО с одной электрической величиной, во мно­ гих случаях повысить чувствительность и селективность по срав­ нению с ЦИО, реагирующми на полные токи и напряжения. Ука­ занное вызвано прежде всего существенно большими возмож­ ностями отстройки от различных нагрузочных режимов ввиду того, что в этих режимах симметричные составляющие доста­

ной и нулевой последовательностей для фиксации направления к месту К3 поясняет рис. 2.21.

При измерении симметричных составляющих .Ll2к (Lloк) обрат­ ной и нулевой последовательностей в месте установки РЗ источ­ ник этих составляющих располагается в месте К3 (К1 - при К3

Рис. 2.21. К определению составляющих обратной и нулевой последовательностей при несимметричных КЗ

71

в зоне действия защиты S1; К2 - при I<З вне зоны действия за­ щиты S1 (рис. 2.21,а,б). Векторная диаграмма рис. 2.21,в пока­ зывает, что при КЗ в зоне действия защиты S1 составляющие [2,

lo подтекают к шинам. При этом угол <р1 между I.l.2 и I2 для об­ ратной последовательности и между Llo и lo для нулевой после­

довательности находится в третьем квадранте, а при I<З К на соседней линии токи li ([о') в защите протекают от шин к2ли­

нии (угол <р2 находится в первом квадранте). Таким образом, для правильной фиксации направления I<З на основе измерения угла между симметричными составляющими тока и напряже­ ния обратной (нулевой) последовательностей характеристика ЦИО направления мощности, в отличие от ЦИО, реагирующего на фазные величины (см. рис. 2.17), должна иметь область сра­ батывания, охватывающуютреmй квадрант плоскости кажу­ щихся сопротивлений Z.2 = I.l.2/l2 или Zo = Llollo (рис. 2.21,z).

Структура ЦИО направления мощности обратной (нулевой) последовательности приведена на рис. 2.22. Здесь: Ei, Еи - ци­

фровые измерители векторов токов и напряжений; I2(I0), Il.2(1k) - блоки вычисления векторов токов и напряжений об­ ратной (нулевой) последовательностей на основе соотношений типа (2.25,б); А - алгоритм оценки соотношений мощности об­ ратной (нулевой) последовательносm на основе соотношений (2.32), (2.33) или (2.35 а). При этом в указанных выражениях

вместо фазных величин должны использоваться соответствую­ щие составляющие обратной (нулевой) последовательности.

i8(nT)

ic(nТ)

Рис. 2.22. Структура ЦИО направления мощности обратной (нулевой) последовательности

72

2.5Цифровые дистанционные органы

2.5.1.Входные величины и характеристики срабатывания дистанционных органов

дистанционные органы (ДО) являются основой измеритель­ ной части дистанционных защит (ДЗ). Свое название «дистан­

ционная» данный вид защиты получил вследствие того, что кон­ тролируемый параметр ЭС - комплексное сопротивление z = ИЛ во многих случаях пропорционально расстоянию (дис­

пропорционально сопротивлению прямой последовательности Ziк участка линии между местом КЗ АВ и местом установки за­

щиты, т.е.

пропорционально расстоянию между местом установки защиты и местом КЗ для случая однофазного КЗ

Таким образом, если построить ДО, фиксирующий нахожде­ ние вектора Z.p в определенной области комплексной плоскости Z. (внутри характеристики срабатывания ХС), то указанное будет

73

Рис. 2.23. К оцеНJ(е зон действия дистанционного органа: а - харакrеристики ДО (1) и защищаемой линии (2); 6 - участки линий, защищаемые ДО

соответствовать фиксацииудаленности места К3 от места установ­

ЮI защиты.

В качестве упрощенного примера на рис. 2.23,а приведены круговая характеристика ДО (1) и характеристика защищаемой линии (2).

ТочЮI Zy1, Zy2 пересечения ХС с характеристикой линии, со­

ответствуют отрезкам линии в обоих направлениях протяжен­ ностью Z1 и Z2, защищаемым ДО.

При междуфазных металлических повреждениях на защи­ щаемой линии одно из сопротивлений ZмJ, Zвс, Zсл (при двух­

фазных КЗ) или все три сопротивления (при трехфазном КЗ) пропорциональны расстоянию между местом повреждения и местом установки ДЗ. При металлических однофазных и двух­ фазных замыканиях на землю на защищаемой линии сопро­ тивления о, Zво, Z.co (в зависимости от вида повреждения)

также пропорциональны расстоянию до места повреждения (см. гл. 7). В дальнейшем напряжения и комбинации напря­

жений, участвующие в формировании сопротивления на вхо­ де ДЗ, входящие в числители выражений типа (2.36) для вы­

числения Zp, будем обозначать как Il.p (напряжения, подводи­ мые к реле), а токи или комбинации токов, входящие в зна­ менатели выражения (2.36) - как lp (токи, подводимые к ре­ ле). В табл. 2.2 приведены значения Il.p и lp, соответствующие

74

таблица 2.2. 8еJJичивы, испот.зуемые при построении пофазиых ДО

им входные сопротивления и виды повреждения, при кото­ рых сопротивления пропорциональны удаленности поврежде­

нияС.учетом табл. 2.2 фиксация сопротивления позволит с минимальными погрешностями определить удаленность по­ вреждения при межфазных К3 АБС, АВ, АВО и т.д. Полноцен­ ную защиту, реагирующую на все виды повреждений, можно выполнить, фиксируя все шесть входных сопротивлений в со­ ответствии с табл. 2.2 с помощью ДО. При этом возможны вы­ полнения ДО, фиксирующих правильно лишь какое-то одно входное сопротивление, например при КЗ между фазами

и В. В этом случае к дОлв подводятся только Ilp =I.lмJ и Ip =l,.,.в. Отметим, что и при других видах КЗ, например ВС, на входе

ДОлв будут определенные значения Ц, и Ip, но входное сопро­ тивление уже не будет соответствовать расстоянию до ме­

ста повреждения. Подробнее области замера ДО при различных видах повреждений рассмотрены в гл. 7. Органы, к которым подводится одно сочетание Ilp, lp из табл. 2.2 называются

пофазными. Пофазные органы могут быть предназначены для действия при однофазных и междуфазных КЗ, что определяет­

ся подводимыми к ним величинами. Существуют и трехфазные ДО, действующие правильно при нескольких видах поврежде­

ний. К таким ДО подводятся несколько величин Ilp, lp, исполь­ зующихся для фиксации входных сопротивлений при различных

видах КЗ. На рис. 2.24 в качестве примера показаны некоторые характеристики срабатывания ДО, используемые в цифровых дистанционных защитах.

75

2.s.з. Цифровые ДО на основе сравнения абсолютных значений электрических величин

Сравнить две синусоидальные электрические величины по аб­ солютному значению - означает выявить, выполняется или не выполняется условие

(2.37)

где Е1 и Е2 - амIUiитудные или пропорциональные им значе­

ния синусоидальных величин.

Выражение (2.37) определяет алгоритм сравнения абсолют­ ных значений двух величин. В коМIUiексной IUiоскости w = Е.2/Е.1, характеризующей соотношения между векторными величинами

g1, Е.2, условие срабатывания (2.37) имеет вид ll!ll $ l, что с уче­

том приложения П2 соответствует области, ограниченной ок­ ружностью единичного радиуса центром в начале координат (см. рис. П2.1). Нахождение точки w внутри этой окружности

означает, что независимо от угла между векторами Е.1 и Е.2 <р = arg 2/E.1) условие (2.37) выполняется. Приняв сравниваемые ве­

личины

При оставлении в (2.39) только знака равенства, что соответ­ ствует не области, а граничной линии в IUiоскости Z, это выра­ жение совпадает с (П2.2). Отсюда с учетом приложения П2 сле­

77

Рис. 2.25. Структура ДО на основе сравнения абсолютных значений двух электрических величин:

АС - алгоритм сравнения

окружности Zo и радиус Ro (рис. 2.26, характеристика опре­

деляется соотношениями:

При k = 1 выражению (2.40) соответствует прямая, распола­

гающаяся в плоскости z. таким образом, что особые точки g_ и Ь. являются симметричными относительно нее (рис 2.26, характе­ ристика 2). При характеристике срабатывания в виде окружно­

78

Учитывая, что

(2.41)

При этом из (2.40) имеем Z.O =а; R0 = k2/k3• Для направлен­ ного ДО с характеристикой приведенной на рис. 2.24,б, име­

ем при этом k2 = k4. В другом частном случае ДО полного со­

противления (Хе в виде окружности с центром в начале коор­ динат) имеем Z.O = = g =О =О), и сравниваемые величины принимают вид

79

динат, в зависимости от требуемых зон действия одну из точек « и Ь. можно располагать в начале координат. При g_= О из (2.43)

имеем Ь. = 2Zy, где Zy - вектор, соответствующий расстоянию от начала координат до прямой (рис. 2.26).

Таким образом, сравнение по фазе двух величин f = k. I.l.p + + k2 lp и f2 = kзI.l.p + /цlр эквивалентно с учетом приложения Пl

отображению с помощью дробно-линейного преобразования (Пl.2) области срабатывания схемы сравнения в плоскости на плоскость z. (см. рис. Пl.1,а).

Области срабатывания в плоскости Z , которые можно полу-

80