Линии 110 кВ

Рассчитаем комплект ДЗ установленный на питающей линии.

Исходные данные к расчету: UНОМ = 110 кВ, тип и длина провода: АС-70/11 — 1,9 км.

Расстояние между фазами защищаемой линии принимаем: LМФ = 5 м.

Параметры защищаемой линии Сопротивление линии найдем по формуле:

(8.39).

где rЛ — активное сопротивление линии;

хЛ — реактивное сопротивление линии.

(8.40).

где r0 — удельное активное сопротивление линии;

L — длина линии.

(8.41).

где х0 — удельное реактивное сопротивление линии.

Удельные сопротивления ВЛ 110 кВ с проводом АС-70/11 /9/:

Ом;

Ом.

Ом.

Угол сопротивления защищаемой линии:

; (8.42).

.

Максимальный ток нагрузки найдет в пункте 5 и равен 215,2 А. На линиях 110 кВ установлены трансформаторы тока типа ТВ-400/5.

Параметры энергосистемы.

Принимается ЭДС энергосистемы:

(8.43).

где — номинальное напряжение.

кВ.

Активное сопротивление энергосистемы прием равным 0, так как система по заданию является системой бесконечной мощности:

Реактивное сопротивление энергосистемы:

Ом.

Параметры нагрузки защищаемой линии.

Минимальное сопротивление нагрузки при самозапуске электродвигателей:

(8.45).

где — минимальное напряжение в месте установки защиты при самозапуске электродвигателей, в расчетах принимается ;

— коэффициент самозапуска, учитывающий увеличение тока нагрузки при самозапуске электродвигателей, в расчетах принимается 1,5…2.

Ом.

Если неизвестен максимальный угол нагрузки защищаемой линии, то в ориентировочных расчетах можно принимать. Примем .

Угол наклона характеристики РС 1 ступени ДЗ принимается примерно равным углу сопротивления защищаемой линии (цЛ = 47,6є):

ц1(I) = 50є.

Сопротивление срабатывания 1 ступени ДЗ.

Сопротивление срабатывания выбираем по условию отстройки от металлического КЗ на шинах низшего напряжения подстанции.

Сопротивление срабатывания первой зоны выбирается из условия, чтобы дистанционный орган зоны не мог сработать за пределами защищаемой линии.

Первичное сопротивление срабатывания первой ступени /10/:

(9.46).

где — погрешность, вызванная неточностью расчета первичных электрических величин (принимаем);

— погрешности трансформаторов тока, трансформаторов напряжения и релейной аппаратуры в сторону увеличения защищаемой зоны (принимается);

— сопротивление трансформатора в именованных единицах.

Определим сопротивления трансформатора /2/:

сопротивление обмотки высшего напряжения:

; (9.47).

где UK ВС — напряжение короткого замыкания между обмотками ВС, %;

UK ВН — напряжение короткого замыкания между обмотками ВН, %;

UK СН — напряжение короткого замыкания между обмотками СН, %;

SТ — номинальная мощность трансформатора, ВА.

Ом.

сопротивление обмотки среднего напряжения равно нулю.

сопротивление обмотки низшего напряжения:

; (9.48).

Ом.

Ом.

Принимаем Ом.

Уставка 1 ступени ДЗ по реактивному сопротивлению:

(9.49).

Ом.

Максимально допустимое активное сопротивление срабатывания 1 ступени ДЗ по условию отстройки от сопротивления самозапуска:

(9.50).

Ом.

Сопротивление электрической дуги является чисто активным и его величина обратно пропорциональна величине тока КЗ. Следовательно, максимальное сопротивление дуги будет при двухфазном КЗ в конце защищаемой зоны ДЗ:

(9.51).

где — падение напряжения на дуге.

— минимальный ток двухфазного металлического КЗ в конце защищаемой зоны ДЗ.

Падение напряжения на дуге :

(9.52).

где — длина дуги с учетом ее раздувания за время срабатывания защиты. Для 1 ступени ДЗ, действующей без выдержки времени, длина дуги принимается равной:

(9.53).

Падение напряжения на дуге при КЗ в конце 1 ступени ДЗ:

кВ.

Минимальный ток двухфазного металлического КЗ в конце защищаемой зоны 1 ступени ДЗ:

(9.54).

кА.

Сопротивление дуги при двухфазном КЗ в конце защищаемой зоны 1 ступени ДЗ:

Ом.

Минимально допустимое активное сопротивление срабатывания 1 ступени ДЗ по условию обеспечения чувствительности к КЗ через дугу в конце защищаемой зоны :

(9.55).

Ом.

Принимается минимальная уставка Ом.

Ток точной работы РС 1 ступени ДЗ А.

Коэффициент чувствительности РС 1 ступени ДЗ по току точной работы при двухфазном КЗ в конце защищаемой зоны:

(9.56).

.

Наклон нижней и левой части характеристики РС для всех трех ступеней ДЗ и верхней части характеристики РС для 1 ступени ДЗ обычно принимается достаточно произвольно, никаких рекомендаций и методик на этот счет нет:

Вторичное сопротивление срабатывания 1 ступени ДЗ:

; (9.57).

Ом.

; (9.58).

Ом.

; (9.59).

Ом.

Вторая ступень ДЗ.

Второй ступени для данного участка сети нет по руководящим указаниям /10/.

Третья ступень ДЗ.

Отстраиваем по условию от минимального сопротивления самозапуска:

(9.60).

где — коэффициент возврата реле сопротивления, равный 0,95 /10/;

— коэффициент надежности, равный 1,2 /10/;

Ом.

Уставка 3 ступени ДЗ по реактивному сопротивлению (9.49):

Ом.

Максимально допустимое активное сопротивление срабатывания 3 ступени ДЗ по условию отстройки от сопротивления самозапуска:

Ом.

Минимальный ток двухфазного металлического КЗ в конце защищаемой зоны 2 ступени ДЗ (9.54):

кА.

Принимается уставка 3 ступени ДЗ по активному сопротивлению по условию отстройки от сопротивления самозапуска:

Ток точной работы РС 3 ступени ДЗ: А.

Коэффициент чувствительности РС 3 ступени ДЗ по току точной работы при двухфазном КЗ в конце защищаемой зоны (9.56):

.

Вторичное сопротивление срабатывания 3 ступени ДЗ (9.57,.9.58,.9.59):

Ом;

Ом;

Ом.

Рисунок 24. Характеристика ДЗ в комплексной плоскости сопротивлений.