Расчет уставок поперечной направленной дифференциальной защиты. Зона каскадного действия. Оценка и область применения.
Поперечная дифференциальная токовая направленная защита параллельных линий предназначена для избирательного отключения поврежденной линии при КЗ на ней. Органом, выявляющим наличие повреждения в зоне параллельных линий, является реле тока, включенное на разность вторичных токов трансформаторов тока, по первичным обмоткам которых проходят фазные токи параллельных линий (рисунок 1).
Избирательное отключение одной из двух параллельных линий (поврежденной) выполняется при помощи реле направления мощности.
Ip=I1/KIном-I2/KIном=I`1-I`2 (1)
Реле действует, если этот ток больше или равен току срабатывания реле Iсp.
Ток срабатывания выбирается из двух условий:
1) из условия отстройки от тока небаланса при внешнем КЗ (точка К1). Учитывая, что погрешность трансформаторов тока не превышает 10%
Iнбmax=0,1kоднkпер·0,5IК1/ KIном (2)
где IК1 – максимальное значение первичного тока КЗ; kодн – коэффициент однотипности трансформаторов тока,kпер – коэффициент характеризующий увеличение тока небаланса трансформаторов в переходном режиме.
Ic,р=kотсIнбmax (3)
Коэффициент отстройки kотс=1,3
2) Из условия отстройки от максимального тока нагрузки, проходящего по одной из параллельных линий, когда вторая линия отключена с противоположного конца(например, при необходимости осмотра выключателя):
Ic,р=kотсIнагрmax/kв KIном, (4)
где kотс – коэффициент отстройки, равный 1,2-1,3; kв – коэффициент возврата, равный 0,8-0,85; Iнагрmax – суммарный ток нагрузки по двум параллельным линиям.
Если выполнение защиты с учетом (4) приводит к недопустимому загрублению, применяется блокировка при помощи реле напряжения, а установка срабатывания токового реле защиты выбирается только по (3).
Поперечная дифференциальная токовая направленная защита обладает мертвой зоной и зоной каскадного действия. Под мертвой зоной понимается участок линии около шин питающей подстанции при трехфазном КЗ, на котором защита не действует из-за отказа в работе органа направления мощности.
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 приемной подстанции. Зона каскадного действия существует при всех видах КЗ вследствие того, что разность токов питающего участка мала (меньше тока срабатывания токового пускового органа) и недостаточна для обеспечения срабатывания защиты.
К поперечной дифференциальной токовой направленной защите оперативный ток должен подаваться, только если включены обе параллельные линии; в противном случае после отключения поврежденной линии с питающего конца из-за изменения направления разности токов в обмотках реле направление мощности может произойти отключение неповрежденной линии выводить поперечную дифференциальную токовую направленную защиту из действия (снимать с нее оперативный ток) на противоположном конце линии.
Необходимая блокировка оперативной цепи достигается при помощи вспомогательных контактов выключателей или контактов реле положения выключателей, фиксирующих их включенное состояние.
Наличие блокировки не исключает возможности отключения одной из параллельных линий при внешнем КЗ, если в этот промежуток времени был отключен выключатель другой параллельной линии. Для уменьшения вероятности таких отключений дежурный персонал обязан при отключении выключателя с одной из сторон параллельной линии выводить поперечную дифференциальную токовую направленную защиту из действия (снимать с нее оперативный ток) на противоположном конце линии.
Назначение и требования, предъявляемые к устройствам АЧР.
Автоматическая частотная разгрузка (АЧР) является одним из основных технических средств повышения надежности работы энергосистемы. В аварийных ситуациях, которые могут быть вызваны отключением мощных генераторов или транзитных линий эл. передач, может возникнуть дефицит мощности в эн. системе. Если вращающего резерва достаточно для покрытия дефицита, то удается удержать частоту в заданных пределах. Если резерва недостаточно, то возникает дефицит мощности – это приведет к отклонению частоты, что может провести к системной аварии, это объясняется тем, что снижение частоты влияет на производительность механизмов СН имеющих эл. привод, т.к. вращающий момент двигателя пропорционален кубу частоты. Если снижение до 45Гц, то начинается лавина частоты, кроме этого длительная работа крупных паровых турбин на низкой частоте невозможна из-за возможности повреждения лопаток. Для ликвидации аварийного снижения частоты в эн. системе осущ. с помощью специальной автоматики АЧР.
Требования:1. АЧР должно ликвидировать аварию независимо от места повреждения и характера;2. Не должно допускать снижение до 45Гц даже кратковременно, до 47Гц не более 20сек, 48.5Гц-60сек, 49-2мин.
По назначению АЧР подразделяются на три основные категории: 1. с возможно малым временем действия, имеющая различные уставки по частоте, предназначена для предотвращения значительного снижения частоты. Диапазон уставок очередей АЧР-I по частоте 48,5-46,5 Гц. Очереди распределяются в этом диапазоне приблизительно равномерно, минимальная ступень между очередями 0,1 Гц. Уставка по времени АЧР-I определяется условием предотвращения неправильного действия во время переходных режимов в цепях напряжения при перерывах энергоснабжения. Для индукционных реле частоты время выбирается 0,25-0,3 с, а для полупроводниковых (например, РЧ-I или подобных) 0,1-0,15 с; 2. с общей уставкой по частоте 48,5 Гц и уставками по времени на разных комплектах от 5 до 40 с, а при наличии в энергосистеме гидроэлектростанций с учетом времени, требующегося для пуска гидрогенераторов и их максимальной загрузки во время аварии, - до 90 с. Суммарная мощность потребителей присоединенных к устройствам АЧР-II, не менее 0,4 РАЧР-I; 3. дополнительная, действующая по возможности избирательно и предназначенная для увеличения разгрузки при возникновении значительного дефицита мощности (45% и более), вызванного отделением района от основных источников питания.