Дистанционная защита ВЛ 110 кв - ELSTROIKOMPLEKT.RU

Дистанционная защита ВЛ 110 кв

Принцип работы дистанционной защиты в электрических сетях 110 кВ

Дистанционная защита (ДЗ) в электрических сетях класса напряжения 110 кВ выполняет функцию резервной защиты высоковольтных линий, она резервирует дифференциально-фазную защиту линии, которая применяется в качестве основной защиты в электрических сетях 110 кВ. ДЗ выполняет защиту ВЛ от междуфазных коротких замыканий. Рассмотрим принцип работы и устройства, которые осуществляют работу дистанционной защиты в электрических сетях 110 кВ.

Принцип работы дистанционной защиты основан на вычислении расстояния, дистанции до места повреждения. Для вычисления расстояния до места повреждения высоковольтной линии электропередач устройства, выполняющие функции дистанционной защиты, используют значения тока нагрузки и напряжения защищаемой линии. То есть для работы данной защиты используются цепи трансформаторов тока (ТТ) и трансформаторов напряжения (ТН) 110 кВ.

Устройства дистанционной защиты подстраиваются под конкретную линию электропередач, участок энергосистемы таким образом, чтобы обеспечить их ступенчатую защиту.

Например, дистанционная защита одной из линий электропередач имеет три ступени защиты. Первая ступень охватывает практически всю линию, со стороны подстанции, на которой установлена защита, вторая ступень охватывает оставшийся участок линии до смежной подстанции и небольшой участок электрической сети, отходящий от смежной подстанции, третья ступень защищает более дальние участки. В данном случае вторая и третья ступени дистанционной защиты резервируют защиту, расположенную на смежной или более дальней подстанции. Для примера рассмотрим следующую ситуацию.

Воздушная линия 110 кВ соединяет две смежные подстанции А и Б, на обеих подстанциях установлены комплекты дистанционной защиты. При наличии повреждения в начале линии со стороны подстанции А, сработает комплект защиты, установленный на данной подстанции, при этом защита на подстанции Б будет резервировать защиту на подстанции А. В данной случае для защиты А повреждение будет находиться в пределах работы первой ступени, для защиты Б в пределах второй ступени.

Исходя из того, что что чем выше ступень, тем выше время срабатывания защиты, следует, что комплект А сработает быстрее, чем комплект защиты Б. При этом в случае отказа комплекта защиты А через время, заданное на срабатывание второй ступени защиты, сработает комплект Б.

В зависимости от протяженности линии и конфигурации участка энергосистемы для надежной защиты линии подбирается нужное количество ступеней и соответствующая им зона действия.

Как и упоминалось выше, на каждую из ступеней защиты устанавливается свое время срабатывания. В данном случае, чем дальше от подстанции будет повреждение, тем выше уставка времени срабатывания защиты. Таким образом, обеспечивается селективность работы защит на смежных подстанциях.

Существует такое понятие, как ускорение защиты. Если выключатель линии отключился действием дистанционной защиты, то, как правило, одна из ее ступеней ускоряется (сокращается время ее срабатывания) в случае ручного или автоматического повторного включения выключателя.

Дистанционная защита, по принципу работы, выполняет контроль значений сопротивления линии в реальном времени. То есть определение расстояния до места повреждения осуществляется косвенным способом – каждое значение сопротивления линии соответствует значению дистанции до места повреждения.

Таким образом, в случае возникновения междуфазного короткого замыкания на линии электропередач, ДЗ сравнивает значения сопротивления, которые фиксирует в данный момент времени измерительный орган защиты с заданными диапазонами сопротивлений (зонами действия) для каждой из ступеней.

Если по той или иной причине на устройства ДЗ не будет приходить напряжение с ТН-110 кВ, то при достижении определенного значения тока нагрузка защита сработает ложно, обесточив линию электропередач фактически при отсутствии каких-либо повреждений. Для предотвращения подобных ситуаций в устройствах ДЗ предусмотрена функция контроля наличия цепей напряжения, в случае отсутствия которых защита автоматически блокируется.

Также дистанционная защита блокируется в случае возникновения качаний в энергосистеме. Качания возникают при нарушении синхронной работы генератора на том или ином участке энергосистемы. Данное явление сопровождается увеличением тока и снижением напряжения в электрической сети. Для устройств релейной защиты, в том числе ДЗ, качания в энергосистеме воспринимаются как короткое замыкание. Данные явления различаются по скорости изменения электрических величин.

При коротком замыкании изменение тока и напряжения происходит мгновенно, а при возникновении качаний – с небольшой задержкой. На основании этой особенности дистанционная защита имеет функцию блокировки, которая осуществляет блокировку защиты в случае возникновения качаний в энергосистеме.

При возрастании тока и падения напряжения на защищаемой линии блокировка разрешает работу ДЗ на время, достаточное для срабатывания одной из ступеней защиты. Если электрические величины (ток линии, напряжение, сопротивление линии) в течение этого времени не достигли границ заданных уставок защиты, блокировочный орган блокирует защиту. То есть блокировка ДЗ дает сработать защите в случае возникновения реального повреждения, но блокирует защиту в случае возникновения качаний в энергосистеме.

Какие устройства выполняют функцию дистанционной защиты в электрических сетях

Примерно до начала 2000-х годов функцию всех устройств релейной защиты и автоматики, в том числе и функцию дистанционной защиты, выполняли устройства, построенные на реле электромеханического принципа действия.

Одним из наиболее распространенных блоков, построенных на электромеханических реле, является устройства дистанционной защиты ЭПЗ-1636, ЭШЗ 1636, ПЗ 4М/1 и др.

На смену вышеприведенным устройствам пришли многофункциональные микропроцессорные терминалы защит, которые выполняют функцию нескольких защит линии 110 кВ, в том числе и дистанционную защиту линии.

Что касается конкретно дистанционной защиты, то использование микропроцессорных устройств для ее реализации значительно повышает точность ее работы. Также существенным преимуществом является наличие на микропроцессорных терминалах защит функции определения места повреждения (ОМП) – вывод на дисплей расстояния до места повреждения линии, которое фиксирует дистанционная защита. Расстояние указывается с точностью до десятых километра, что позволяет значительно упростить поиск повреждения на линии ремонтными бригадами.

В случае использования комплектов дистанционной защиты старого образца процесс поиска повреждения на линии значительно усложняется, так как на защитах электромеханического типа нет возможности фиксации точного расстояния до места повреждения.

В качестве альтернативы для возможности определения точного расстояния до места повреждения на подстанциях устанавливаются регистраторы аварийных процессов (ПАРМА, РЕКОН, Бреслер и др.), которые фиксируют события на каждом отдельном участке электрической сети.

Если возникнет повреждение на одной из линий электропередач, то регистратор аварийных процессов выдаст информацию о характере повреждения и удаленности его от подстанции с указанием точного расстояния.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Объявления

Если вы интересуетесь релейной защитой и реле, то подписывайтесь на мой канал

дистанционная защита ВЛ 110кВ. (Страница 1 из 10)

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений с 1 по 20 из 184

1 Тема от Альбертович 2012-11-07 16:48:54

  • Альбертович
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-01-21
  • Сообщений: 123
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Тема: дистанционная защита ВЛ 110кВ.

Добрый вечер!
ВЛ 110кВ с двухсторонним питанием, длиной 60км.
три отпайки: трансформаторы 10МВА, 110/10кВ.
Дистанционная защита имеет всего три ступени.
Вопрос: Правильно ли отстраивать третьи ступени дистанционных защит ВЛ 110кВ от к.з. на стороне 10кВ отпаечных ПС?? или достаточно их отстроить от тока нагрузки?
С уважением.

2 Ответ от tca 2012-11-07 17:34:42

  • tca
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Откуда: Тамбов
  • Зарегистрирован: 2011-01-07
  • Сообщений: 454
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: дистанционная защита ВЛ 110кВ.

Отстроить от нагрузки ВЛ и согласовать по времени с резервными защитами стороны 110 кВ трансформаторов на «отпаечных» ПС . Смотрите РУ по РЗ. Вып. 7.

3 Ответ от Fiksius 2012-11-08 08:07:26

  • Fiksius
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-01-12
  • Сообщений: 738
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: дистанционная защита ВЛ 110кВ.

Правильно ли отстраивать третьи ступени дистанционных защит ВЛ 110кВ от к.з. на стороне 10кВ отпаечных ПС?? или достаточно их отстроить от тока нагрузки?

Вообще то третьи ступени ДЗ ВЛ 110 кВ как раз должны чувствовать КЗ на стороне НН отпаечных ПС, с учетом переходного сопротивления и схемы соединения обмоток тр-ра. Иначе как вы КЗ на выводах тр-ра отключите, если выключатель ВН откажет?

4 Ответ от Альбертович 2012-11-08 09:26:17

  • Альбертович
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-01-21
  • Сообщений: 123
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: дистанционная защита ВЛ 110кВ.

Иначе как вы КЗ на выводах тр-ра отключите, если выключатель ВН откажет?

Вот в этом и дело!
Было к.з. на 10кВ отпаечной ПС, их защиты на ПС отказали, (кстати выключателя на ВН нет- короткозамыкатель).
ВЛ 110кВ, при длительной посадке напряжения отключил от руки дежурный персонал.
Третья ступень, по уставке, никак это к.з. не чувствовало.
Я тоже утверждал——должна чувствовать!
Хорошо силовик не повредился.
Руководящие указания 7 скачал из интера. Спасибо за поддержку.

5 Ответ от CLON 2012-11-08 09:34:20

  • CLON
  • Модератор
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-01-11
  • Сообщений: 699
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: дистанционная защита ВЛ 110кВ.

Для схемы с короткозамыкателем ДЗ должна чувствовать КЗ за ТР.
Вопрос в другом возможно ли обеспечить (выставить) уставку в
Хтр=10.5/100*115*115/10 = 138.86 Ом, а так как питание двух сторонне, то при одинаковой мощности сторон, у ставка должна быть под 333 Ома (худший случай).
Вы уверены, что возможно выставить такую уставку на ДЗ терминале?
Если одна сторона гораздо мощнее другой, то тогда с одной стороны уставка будет около 200-220 Ом, а с другой примерно 174 Ома (с учетом каскадного действия защит).

Читайте также  Проверка переходного сопротивления контактных соединений

6 Ответ от Conspirator 2012-11-08 09:36:41

  • Conspirator
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-01-13
  • Сообщений: 2,123
  • Репутация : [ 6 | 0 ]

Re: дистанционная защита ВЛ 110кВ.

Одно время, когда массово горели трансформаторы, была идея выпускать терминалы дальнего резервирования, так как обычные терминалы ДЗ не позволяли иметь необходимую уставку,чувствующую КЗ за маломощным трансформатором. Вроде даже какая-то фирма из Чебоксар выпускала (может Бреслер?)

7 Ответ от leon_lts 2012-11-08 09:45:17

  • leon_lts
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-01-11
  • Сообщений: 402
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: дистанционная защита ВЛ 110кВ.

Может ближнего ? С независимым источником ? А так у нас ставится дополнительная БРЭ 2801 на линии. Вообще то защитить транс — скорее головная боль собственника, особенно если он потребительский.

8 Ответ от Neo 2012-12-30 22:54:39

  • Neo
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-11-24
  • Сообщений: 8
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: дистанционная защита ВЛ 110кВ.

Одно время, когда массово горели трансформаторы, была идея выпускать терминалы дальнего резервирования, так как обычные терминалы ДЗ не позволяли иметь необходимую уставку,чувствующую КЗ за маломощным трансформатором. Вроде даже какая-то фирма из Чебоксар выпускала (может Бреслер?)

И выпускает ООО НПП Бреслер (не путать с ИЦ Бреслер).

9 Ответ от Neo 2012-12-30 22:58:00

  • Neo
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-11-24
  • Сообщений: 8
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: дистанционная защита ВЛ 110кВ.

Вы уверены, что возможно выставить такую уставку на ДЗ терминале?

Сначала пересчитайте во вторичные величины и скорее всего получится.

10 Ответ от Сергей89 2012-12-31 15:22:10

  • Сергей89
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2012-11-11
  • Сообщений: 737
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: дистанционная защита ВЛ 110кВ.

Если защита микропроцессорная, то, как правило, уставку можно выставить большую. Но могут быть проблемы с отстройкой от нагрузки. А если это ещё и не цифровая ДЗ, то вполне вероятно, что уставка третьей ступени нечувствительна потому, что выбрана по условию отстройки от нагрузки.
Ближнее резервирование защит на отпаечной подстанции, конечно, должно быть, в том числе и максимально полное разделение защит по всем вторичным цепям. А лучше ещё и выключатель ВН поставить, и организовать телеотключение линии от защит трансформатора. Или, хотя бы, завести действие защит трансформатора на отключение отделителя. Отделитель КЗ на стороне НН может и не отключит, но зарезервирует отказ короткозамыкателя, создав при своём отключении условия для возникновения КЗ на стороне ВН.
Можно посчитать, получатся ли чувствительными защиты с функциями дальнего резервирования. Проще всего Бреслер посмотреть.
Всё зависит от местных условий

11 Ответ от Александр Иванович 2013-03-29 11:15:32

  • Александр Иванович
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2013-03-29
  • Сообщений: 4
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: дистанционная защита ВЛ 110кВ.

Здравствуйте, Коллеги. К линии 110 кВ подключен потребитель, имеющий ПС-110/6 кВ и собственный генератор Uн= 6 кВ, как резервный источник питания. Основной режим — параллельная работа системы и генератора. Со стороны источника установлены направленная ВЧ-защита и терминал фирмы SIEMENS 7SA522 (дистанционная защита и направленная ТЗНП). Со стороны потребителя установлены такие же защиты. Направленная ВЧ-защита выведена в ремонт. При любом коротком замыкании на линии 110 кВ со стороны источника сработают ДЗ или ТЗНП, у потребителя при КЗ на землю отработает направленная ТЗНП. Вопрос. При 3-х фазном симметричном КЗ на линии можно ли настроить ДЗ на вышеуказанном реле у потребителя, если со стороны генератора ток КЗ на шинах 110 кВ ПС равен 76 Ампер?

Дистанционные защиты, принцип действия

Дистанционные защиты (ДЗ) получили свое название за способность определять расстояние (дистанцию), от места установки защит до места повреждения, и в зависимости от расстояния отключать поврежденный участок с заданной выдержкой времени.

В общем виде характеристика срабатывания ДЗ может быть представлена выражением t=f(lp.k), время срабатывания плавно нарастает с увеличением расстояния до места КЗ lp.k.

Органом определяющим расстояние до места КЗ (дистанционным органом) служит реле сопротивления, непосредственно или косвенно реагирующее на сопротивление (активное, реактивное, полное) участка линии до точки КЗ. Сопротивление участка пропорционально длине линии:

Наиболее часто применяют реле полного сопротивления. В схеме ДЗ также участвует орган направления мощности, за положительное направление тока КЗ принято направление от шин в линию.

Выдержка времени выбирается так, чтобы защиты, работающие в одном направлении, имели время срабатывания на Δt больше защит предыдущего участка.

На рисунке 1 представлена ступенчатая характеристика зависимости времени срабатывания ДЗ от расстояния lpk. Существуют также ДЗ с плавно нарастающими и комбинированными характеристиками, однако, в виду сложности они применяются крайне редко.

Как правило, ДЗ выполняются с тремя зонами действия (рис. 1). Первая зона охватывает 75–85% длины линии, время срабатывания этой зоны минимально и находится в пределах 0,02–0,15 сек.

Для сравнения красной штрих-пунктирной линией обозначена уставка по времени срабатывания максимальной токовой защиты. Из графика можно сделать вывод, что ДЗ более быстрая защита при повреждениях на Л-1.

Вторая зона ДЗ охватывает оставшийся участок линии Л-1 и шины питаемой подстанции. Вторая зона имеет выдержку времени на ступень больше, защит установленных на шинах второй ПС.

Третья зона является резервной для защит Л-2. Время срабатывания отстраивается от защит Л-2. Зона определяется расчетным путем для каждого случая индивидуально.

Описание схемы ДЗ. ДЗ относятся к сложным (многорелейным) защитам. На рисунке 2 представлена простейшая схема для одной фазы.

Пусковой орган ПО реагирует на возмущения в сети. Выполняется в виде токовых реле или реле сопротивления. К зажимам ПО подведено рабочее напряжение и рабочий ток защищаемой линии.

Дистанционный орган ДО определяет расстояние до места повреждения. Представляет собой реле минимального сопротивления. Срабатывание происходит при условии:

Zp=Up/Ip Zcp – зона срабатывания защиты.

Иногда Zp называют фиктивным сопротивлением, так как при нагрузках и качаниях отношение Up/Ip характеризует режим работы сети, а не физическое сопротивление линии.

Орган направления мощности ОМ позволяет защите работать при направлении тока КЗ от шин в линию. Применяется в тех случаях, когда дистанционный и пусковой орган не обладают направленностью.

Орган выдержки времени В обеспечивает задержку времени срабатывания ДЗ. Выполняется на обычных реле времени.

Органы блокировки БН и БК предотвращают работу ДЗ при ситуациях, когда защита может сработать излишне.

Случай первый: обрыв во вторичных цепях напряжения. При этом Zp=0. В этом случае ДЗ может ложно посчитать, что наступил режим КЗ, когда напряжение на поврежденной фазе стремится к нулю. Блокировка по потере цепей напряжения БН, предотвращает подачу импульса в схему защиты.

Случай второй: качания в сети сопровождаются волнообразным изменением параметров. Напряжение снижается, а ток увеличивается. При этом сопротивление линии попадает в зону срабатывания защиты:

Работа схемы. При КЗ в сети срабатывают пусковой орган ПО и орган направления мощности ОМ. Если направление тока КЗ положительно, ПО и ОМ замыкают свои контакты подают плюс на дистанционные органы ДО1 и ДО2, а также на реле времени 3 зоны.

Если КЗ произошло в 1 зоне, ДО1 замыкает свой контакт, подает импульс на отключение без выдержки времени. Если КЗ произошло во второй зоне, ДО1 не работает, так как сопротивление больше сопротивления уставки реле. В этом случае ДО2 замыкает свой контакт и подает импульс на реле времени 2 зоны.

Если же КЗ произошло за пределами 1 и 2 зоны, органы ДО1 и ДО2 не работают, а срабатывает ранее запущенное реле времени третьей зоны.

Характеристика срабатывания реле сопротивления. Современные ДЗ выполняются на реле и на базе МПУ реагирующих не только на значение абсолютного сопротивления zk, но и на угол φр=arctg (x/r).

Это сделано, для того, чтобы отличать режимы КЗ от режимов больших нагрузок, когда приближается к значению Zср. При токах КЗ φр≈80º, а при токах нагрузки φр≈15º-30º.

Для удобства вектор сопротивления линии строят в комплексной плоскости. 1,2 и 4 квадранты характеризуют различное соотношение активных и реактивных сопротивлений защищаемого участка линии.

В 3 квадранте характеристики питающей линии, то есть расположенной «за спиной» защиты. Синяя заштрихованная комплексная область показывает зону срабатывания реле сопротивления.

На рис. 3 показана характеристика направленного реле сопротивления. Об этом можно судить по тому, что характеристика не пересекает третьего квадранта, в противном случае это была бы ненаправленная защита.

Угол φм.ч. характеризует угол максимально чувствительности реле, при котором Zс.р.=Zс.р. макс. В нормальном режиме работы сети, вектор полного сопротивления линии, выходит далеко за пределы зоны срабатывания защиты.

При КЗ напряжение на поврежденной фазе снижается, ток увеличивается. Полное сопротивление участка ВЛ также уменьшается и попадает в зону срабатывания реле.

Выбор уставок ДЗ.

— Время срабатывания 1 зоны ДЗ не регулируется и определяется собственным временем срабатывания реле. Находится в пределах 0,02–0,15 секунд. Сопротивление срабатывания первой зоны Z1A выбирается по условию:

где ZЛ1 – полное сопротивление линии Л1 (рис. 1); k1 – коэффициент учитывающий погрешности настройки реле и расчетов защит, для реле типа КРС составляет 0,85. Таким образом, первая зона охватывает 85% длины линии.

Читайте также  Как подключить автомат в щитке для чайников?

— Время срабатывания 2 зоны защиты А отстраивается от быстродействующих защит В:

где t2A – время срабатывания 2 зоны защиты А; t1B – время срабатывания быстродействующих защит участка В равно 0,1 сек; Δt – ступень селективности, 0,3–0,5 сек.

Сопротивление срабатывания 2 зоны отстраивается по двум условиям:

1) от самой короткой 1 зоны следующего участка:

Z2A=k2(ZЛ1+k1*ZЛ2);

где k2 – коэффициент, учитывающий погрешности реле 2 зоны, 0,85;

2) отстройка от КЗ за трансформатором:

Z2A=k2(ZЛ1+kт*Zт);

За окончательную уставку 2 зоны принимается меньшее из двух значений. Кроме того, выбранная уставка проверяется по чувствительности:

kч=Z2A/ZЛ1≥1,25;

Для линий с сопротивлением 5-20 Ом, должен быть 1,5-2, так как на линиях с малым сопротивлением, при КЗ через дугу, ДЗ может отказать.

— Уставка срабатывания отстраивается от токов нагрузки, а время срабатывания выбирается по условию селективности.

Дистанционная защита линий, принцип работы, ступени, формула

Для защиты тупиковых кабельных или воздушных линий с односторонним питанием достаточно максимально-токовой защиты или токовой отсечки. Но, если эти линии подключены последовательно друг за другом или соединяют между собой несколько источников питания, невозможно выполнить такие защиты селективными.

Представим, что от шин подстанции №1 отходит линия, питающая другую подстанцию — №2. А с шин этой следующей подстанции уходит еще одна линия.

При использовании МТЗ на подстанции №1 она должна срабатывать при КЗ на первой линии, но давать возможность подействовать защите подстанции №2 при КЗ на следующей.

Но при этом она должна еще и резервировать защиту второй подстанции, для чего должна подействовать и при КЗ на линии 2. Для этого время действия защит нужно установить так, чтобы на первой подстанции выдержка была больше. К тому же придется разделить логику работы МТЗ на две или более ступеней, выставив для первой из них ток срабатывания, равный расчетному току КЗ в конце первой линии.


А теперь предположим, что с противоположной стороны линию №2 питает еще один источник энергии, не зависимый от первого. Теперь задача усложняется: токи короткого замыкания изменяются. К тому же МТЗ линий потребуется выполнить направленными.

Есть еще один вид защит, который может помочь эффективно отключить именно линию с повреждением – дифференциальная защита. Но для ЛЭП большой протяженности ее выполнить очень непросто.

При использовании же МТЗ и токовых отсечек устройства защиты получаются сложными, к тому же – недостаточно эффективными. Выход из ситуации – применение дистанционных защит.

  1. Принцип действия защиты
  2. Уставка первой зоны ДЗ
  3. Вторая зона ДЗ
  4. Третья зона ДЗ
  5. Устройство и работа комплекта дистанционной защиты.
  6. Пусковые органы ДЗ
  7. Дистанционные органы.
  8. Реле направления мощности
  9. Органы блокировок
  10. Применение дистанционной защиты

Принцип действия защиты

Дистанционная защита (ДЗ) – название, говорящее о том, что она реагирует на расстояние до точки короткого замыкания. А если говорить точнее: логика ее работы зависит от места расположения точки замыкания, которое и определяет защита.

Делает она это с помощью устройств, называемых реле сопротивления.

Их задача: косвенным образом измерить сопротивление от места расположения защиты до точки короткого замыкания. А для этого, по закону Ома, ей требуются не только ток, но и напряжение, получаемое от установленного на шинах подстанции трансформатора напряжения.

Реле сопротивления срабатывает при условии:

Здесь Zуст – уставка сопротивления срабатывания реле. Измеряемая величина является фиктивной, так как в некоторых режимах работы (например, при качаниях) ее физический смысл, как сопротивления, теряется.

Уставок срабатывания, а, следовательно, и реле сопротивления у ДЗ, как правило, не менее трех.

Защищаемая область делится на участки, называемые зонами. Время срабатывания для каждой из зон свое. А уставка реле сопротивления равна сопротивлению до точки КЗ в конце соответствующей зоны. Для пояснения вспомним пример с подстанциями и линиями.

Уставка первой зоны ДЗ

Рассчитывается так, чтобы она защищала только свою отходящую линию. Но не до самого конца, а с учетом погрешности измерения сопротивления – 0,7-0,85 ее длины. При срабатывании первой зоны ДЗ линия отключается с минимально возможной выдержкой времени, так как КЗ находится гарантированно на ней.

Вторая зона ДЗ

Резервирует отказ защиты следующей подстанции. Для чего она реагирует на КЗ в конце линии №2. И первая зона ДЗ для выключателя второй линии от подстанции №2 выставлена на сопротивление до той же самой точки КЗ, но уже от шин этой подстанции. Но выдержка времени 2 зоны ДЗ подстанции №1 больше, чем 1 зоны ДЗ подстанции №2.

Этим обеспечивается требуемая селективность: выключатель второй линии от подстанции №2 отключится раньше, чем отработает реле времени защиты на подстанции №1.

Третья зона ДЗ

Необходима для резервирования защиты следующей линии, если она есть в наличии. Дополнительного количества зон не предусматривается.

Интересное видео о настройке дистанционной защиты смотрите ниже:

Устройство и работа комплекта дистанционной защиты.

Тем не менее, на одних реле сопротивления и реле времени такую защиту не выполнить. На практике она включает в себя несколько функциональных блоков.

Пусковые органы ДЗ

Это токовые реле или реле полного сопротивления. Их задача: определить наличие КЗ в защищаемой цепи и запустить работу остальных устройств защиты.

Дистанционные органы.

Набор реле сопротивления для определения зоны срабатывания и дистанции до места КЗ. Устройство, формирующее выдержки времени для зон защиты. Это – обычные реле времени.

Реле направления мощности

На самом деле он применяется редко, так как реле сопротивления конструктивно обладают собственной диаграммой направленности, не позволяющей срабатывать защите при КЗ «за спиной». В итоге исключается срабатывание защиты при замыканиях в направлении, противоположном защищаемой линии.

Органы блокировок

Одно из которых — защита от исчезновения напряжения. При неисправностях цепей ТН ДЗ выводится из действия. Следующая блокировка работает при качаниях в системе. При их возникновении обычно происходит снижение напряжения на шинах и увеличение тока в защищаемых линиях. Эти изменения воспринимаются дистанционными органами защиты как уменьшение сопротивления, из-за чего также не исключена ложная работа защиты.

Применение дистанционной защиты

Дистанционная защита используется в сетях с питанием от двух и более источников.

Это линии связи напряжением 35, 110 кВ и выше, по которым осуществляется транзит электроэнергии.

Особенно эффективна и незаменима ДЗ в кольцевых схемах энергоснабжения, применение которых очень часто для единой энергетической системы страны.

Для всех сетей, где установлена ДЗ, она является основной защитой.

Конструкция ДЗ на электромеханической базе предполагает наличие большого количества элементов: обычных реле, трансформаторов. Для ее размещения выделяется целая панель. Современные же варианты микропроцессорных защит умещаются в одном терминале, соседствуя с другими их видами, а также – возможностью фиксирования срабатываний защит, работы блокировок, запись осциллограмм аварийных процессов. Совмещением нескольких устройств в одном терминале обеспечивается не только компактность, но и удобство в эксплуатации релейной защиты линии.

Ещё одно интересное короткое видео об анализе работы дистанционной защиты:

Защита тупиковых ВЛ напряжением 110—220 кВ

Для линий напряжением 110 кВ и выше должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от многофазных замыканий и от замыканий на землю. Тип основной защиты линии определяют, исходя из требований сохранения устойчивости работы энергосистемы. Считается, что требования по устойчивой работе энергосистемы, как правило, удовлетворяются, если трехфазные КЗ на линиях, сопровождающиеся снижением напряжения на питающих шинах, ниже (0,6. . 0,7) Uном, отключаются без выдержки времени (при условии, что расчеты устойчивости не предъявляют других, более жестких требований). Кроме того, применение быстродействующей защиты может оказаться необходимым, когда повреждения, отключаемые с выдержкой времени, могут привести к нарушению работы ответственных потребителей или к недопустимому нагреву проводников, а также при необходимости осуществления быстродействующего АПВ.

На тупиковых линиях напряжением 110—220 кВ следует устанавливать ступенчатые токовые защиты или ступенчатые защиты тока и напряжения. Если такие защиты не удовлетворяют требованиям чувствительности или быстроты отключения повреждения, предусматривается ступенчатая дистанционная защита. В этом случае в качестве дополнительной защиты рекомендуется использовать мгновенную токовую отсечку.
Для защиты от замыканий на землю предусматривается ступенчатая токовая защита нулевой последовательности (направленная или ненаправленная).

Токовая защита нулевой последовательности

Для защиты линий напряжением 110—220 кВ от КЗ на землю предусматриваются, как правило, ступенчатые токовые защиты нулевой последовательности. Реле тока всех ступеней защиты включаются на сумму трех фаз, что обеспечивает протекание по ним тока нулевой последовательности при однофазных КЗ на землю. Расчет ступенчатой токовой защиты нулевой последовательности сводится к определению тока срабатывания и выдержек времени отдельных ступеней защиты; необходимости использования в защите реле направления мощности; чувствительности защиты.

Рис. 1. Расчетные схемы для определения тока срабатывания защиты
нулевой последовательности тупиковой ВЛ 110—220 кВ по условиям 1 и 2: а — исходная; б — замещения — для определения эквивалентного сопротивления трансформаторов и линий при однофазном включении (одна из целей отключена); я1л1 —индуктивное сопротивление участка линии л1; хт1 и хт2 — индуктивные сопротивления трансформаторов тl и т2 при включении под напряжение одной фазы
На примере типичной для электроснабжения промышленных предприятий схемы (рис, 1, а) (тупиковая линия с односторонним питанием) рассмотрена методика выбора параметров срабатывания защиты линий, для которых длительный режим работы двумя фазами не предусматривается. Защита может быть выполнена одно- или двухступенчатой.

Читайте также  Кабель для ввода в дом воздушный

Учитывая наличие типовых панелей, на линиях, питающих подстанции с заземленной нейтралью, рекомендуется выполнение двухступенчатой защиты с направленной второй ступенью, что дает возможность повысить ее чувствительность и уменьшить время отключения КЗ. Ток срабатывания первой ступени защиты при выполнении ее без выдержки времени выбирают по следующим условиям.
1. Отстройка от броска тока намагничивания трансформаторов, имеющих глухозаземленные нейтрали и включаемых под напряжение при включении линии. Для выключателей с трехфазным приводом это условие при выборе параметров срабатывания защиты не учитывается. Нe учитывается оно также, если первая ступень защиты отстроена по времени от неодновременного включения фаз выключателя. При этом для выключателей с пофазными приводами время срабатывания первой ступени должно быть не менее 0,1—0,2 с (нижний предел — для воздушных выключателей, верхний — для масляных).
Подстанции промышленных предприятии выполняют, как правило, по упрощенным схемам с короткозамыкателями в цепи трансформаторов. При определении чувствительности защиты нулевой последовательности линий, к которой присоединены такие подстанции, следует учитывать уменьшение тока 3/0мин и мощности (3/03 £/„) мин из-за возможного одновременного трехфазного КЗ за трансформатором и однофазного КЗ на землю на высокой стороне трансформатора при включении короткозамыкателя.
Отношение токов нулевой последовательности в защите линии при замыкании на землю одной фазы на выводах высшего напряжения трансформатора с КЗ между тремя фазами на стороне низшего напряжения (режим 1,3) и при замыкании на землю одной фазы (режим 1) может быть определено по табл.

Токовая защита от междуфазных КЗ

Токовые ступенчатые защиты от междуфазных КЗ широко используют на тупиковых линиях 110—220 кВ. В качестве первой ступени, выполняемой, как правило, без выдержки времени, применяют токовую отсечку. Первичный ток срабатывания токовой отсечки, установленной на линии (рис., а) и выполняемой без выдержки времени, определяется следующими условиями:
Отстройка от тока, проходящего в месте установки защиты, при трехфазных КЗ за трансформаторами, питаемыми рассматриваемой линией. Отстройка по этому условию производится по выражению (11), где /£3)макс—наибольший ток в защите при трехфазном КЗ за трансформаторами в максимальном режиме системы и при минимальном сопротивлении трансформаторов с учетом РПН; kH

1,3. 1,4. При наличии ответвительных подстанций с выключателями на стороне ВН токовая отсечка, защищающая линию, для обеспечения селективности должна быть отстроена от максимального тока КЗ на стороне ВН ближайшей подстанции с выключателями.
Отстройка от тока двигателей нагрузки при трехфазном КЗ на шинах подстанции, на которой установлена данная защита (точка К на рис. 37, а). Расчетным при этом является выражение (7.5), где /я,,™ — максимальный ток, посылаемый двигателями нагрузки, питаемой от рассматриваемой линии, при трехфазном КЗ на шинах подстанций, к которым присоединена линия; kH — 1,3. 1,4,
Отстройка от тока самозапуска двигателей нагрузки, питаемой от рассматриваемой линии. Расчетным по этому условию является выражение (7.2).
Отстройка от бросков тока намагничивания трансформаторов, присоединенных к линии, при ее включении. Расчет производят для трех видов включения: одно- и двухфазного (одновременного включения двух фаз, затем с некоторым запаздыванием включения третьей фазы), а также трехфазного (одновременного включения всех трех фаз). Расчетное выражение имеет вид

где хг экв — эквивалентное сопротивление трансформаторов и линии до места установки защиты для расчетного вида включения. Определение лт экв выполняется аналогично выражению (15). При расчете по однофазному включению учитывают только трансформаторы с заземленной нейтралью, которые вводятся в схему замещения сопротивлениями ху, вычисляемыми по расчетным выражениям на с. 143. При расчете по двухфазному включению в схему замещения вводят сопротивлениями хф все трансформаторы, питаемые от рассматриваемой линии, независимо от режима заземления нейтрали. При расчете по трехфазному включению учитывают также все трансформаторы. При этом трансформаторы вводят в схему замещения сопротивлениями, значения которых равны 1,35* для трансформаторов и 1,3 для автотрансформаторов. Значение коэффициента Сб определяется по табл. 3.
3. Значение коэффициента Сб

Общие сведения о защите линий напряжением 110-220 кВ

Тема 8. Защита линий напряжением 110-220 кВ

Лекция 12. Защита линий напряжением 110-220 кВ

Общие сведения о защите линий напряжением 110-220 кВ

Дистанционные защиты.

3. Назначение и принцип действиядистанционных защит.

Характеристики выдержки времени дистанционных защит.

5. Принципы выполнения селективной защиты линий с помощью Дз.Структура защиты линии с использованием дистанционной защиты.

6. Устройство блокировки при качаниях (УБК)

7. Схемы включения дистанционных органов на ток и напряжение. Требования к схемам включения

8. Технические характеристики цифровых защит

9. Ускорение дистанционных защит по ВЧ каналу.

Общие сведения о защите линий напряжением 110-220 кВ

Сети напряжением 110 – 220 кВ работают в режиме с эффективно или глухозаземленной нейтралью. Поэтому любое замыкание на землю в таких сетях является КЗ с током, иногда превышающим ток трехфазного КЗ. Такое КЗ подлежит отключению с минимально возможной выдержкой времени.

Линии высокого напряжения работают с большими токами нагрузки, что требует применения защит со специальными характеристиками. На транзитных линиях, которые могут перегружаться применяются дистанционные защиты, позволяющие эффективно отстроиться от токов нагрузки. На тупиковых линиях во многих случаях можно обойтись токовыми защитами. Токовые и дистанционные защиты выполняются ступенчатыми. Количество ступеней должно быть не менее 3, в ряде случаев бывает необходимо 4 — 5 ступеней.

Согласно ПУЭ, устройства предотвращения перегрузки должны применяться в случаях, если допустимая для оборудования длительность протекания тока перегрузки составляет более 10…20 мин. Защита от перегрузки должна действовать на разгрузку оборудования, разрыв транзита, отключение нагрузки и только в последнюю очередь на отключение перегрузившегося оборудования.

Линии высокого напряжения имеют значительную длину, что усложняет поиск места повреждения. Поэтому, линии должны оснащаться устройствами, определяющими расстояние до места повреждения (ОМП). Согласно директивным материалам СНГ, средствами ОМП должны оснащаться линии длиной 20 км и более. Защиты линий на цифровых реле позволяют одновременно выполнять функцию ОМП.

Задержка в отключении КЗ может привести к нарушению устойчивости параллельной работы электростанций. Вследствие длительной посадки напряжения может остановиться оборудование электростанций и нарушиться технологический процесс производства электроэнергии, могут произойти дополнительные повреждения линии, на которой возникло КЗ. Поэтому, на таких линиях применяются защиты, которые отключают КЗ в любой точке без выдержки времени. К таким защитам относятся дифференциальные защиты, установленные по концам линии и связанные высокочастотным, проводниковым или оптическим каналом связи или обычные защиты, ускоряемые при получении разрешающего или снятии блокирующего сигнала с противоположной стороны.

Все требуемые защиты выполняются на базе одного цифрового устройства. Однако, выход со строя этого одного устройства оставляет оборудование без защиты, что недопустимо. Поэтому защиты линий высокого напряжения целесообразно выполнять из двух комплектов: основного и резервного. Резервный комплект может быть упрощен по сравнению с основным: не иметь АПВ, ОМП, иметь меньшее количество ступеней и т.д. Резервный комплект должен питаться от другого автомата оперативного тока, других комплектов трансформаторов тока и трансформаторов напряжения и действовать на отдельный соленоид отключения выключателя.

Устройства защиты высоковольтных линий должны учитывать возможность отказа выключателя и поэтому должны иметь УРОВ.

Для анализа аварии и работы релейной защиты и автоматики требуется регистрация сигналов при аварийных событиях.

Таким образом, для высоковольтных линий комплекты защиты и автоматики должны выполнять следующие функции:

• Защиту от междуфазных КЗ и коротких замыканий на землю.

• Трехфазное или пофазное АПВ.

• Защиту от перегрузки.

• Определение места повреждения.

• Осциллографирование токов и напряжений при возникновении КЗ, а также регистрацию дискретных сигналов защиты и автоматики.

• Устройства защиты должны резервироваться или дублироваться.

• Для линий, имеющих выключатели с пофазным управлением, необходимо иметь защиту от неполнофазного режима, так как длительный неполнофазный режим в сетях напряжением 110 – 220 кВ не допускается.

Дистанционные защиты (Дз)

Назначение и принцип действия. Дистанционные защиты — это сложные направленные или ненаправленные защиты с относительной селективностью, выполненные с использованием минимальных реле сопротивления.

Дз реагируют на величину сопротивления линии до места КЗ, которое пропорционально расстоянию, т.е. дистанции. Отсюда и происходит название дистанционной защиты. Для работы дистанционной защиты необходимо наличие цепей тока от ТТ присоединения и цепей напряжения от ТН.

Рис. 12.1. Кольцевая сеть с двумя источниками питания. О – максимальная токовая направленная защита; ∆ – дистанционная защита

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: