Дистанционная защита параллельных линий

1.Первичное сопротивление срабатывания пер­вой ступени, выполненной без выдержки времени, ди­станционной защиты параллельных линий с двусторон­ним (рис. 14, а–е) и односторонним питанием, кроме тупиковых, определяется, как и для защиты одиночных линий по (1) и (6) табл. 3, как при включении рас­сматриваемой защиты на ток одной линии, так и на сумму токов двух линий, поскольку на рассматривае­мых линиях первая ступень суммарной дистанционной защиты вводится в действие только при отключении одной из параллельных линий.

Таблица. 3. Расчетные выражения для определения сопротивления срабатывания первой и второй ступени ДЗ одиночной линии.

Первичное сопротивление срабатывания пер­вой ступени защиты тупиковых параллельных линий определяется по (1) и (6) табл. 3 – при включении за­щиты на ток одной линии (рис. 14, ж) – и по (7) и (14) табл. 4 при включении защиты на сумму токов двух линий, поскольку в последнем случае первая ступень защиты выполняется с выдержкой времени, равной сту­пени селективности и может быть отстроена от коротких замыканий на шинах низшего (среднего) напряжения приемной подстанции, как обычно отстраи­вается вторая ступень защиты.

Таблица. 4. Расчетные выражения для определения сопротивления срабатывания первой и второй ступени ДЗ параллельных линий.

2. Первичное сопротивление срабатывания второй ступени, выполненной с выдержкой времени, равной ступени селективности, дистанционной защиты параллельных линий с двусторонним и односторонним питанием, определяется для случаев металлических коротких замыканий по выражениям, приведенным в табл. 4.

Выражения табл. 4 действительны как для случая использования защиты в качестве основной или резерв­ной при работе одной или двух линий (при включении защиты на ток одной линии – пп. 1 – 4 табл. 4), так и для случая использования зашиты в качестве резервной при работе двух линий и основной при работе одной линии (при включении защиты на сумму токов двух параллельных линий — пп. 5 – 7 табл. 4).

Выражения для определения значений коэффи­циентов токораспределения входящих в расчетные выражения табл. 4, приведены на рис. 15 применитель­но к схемам рис. 14.

В качестве сопротивления срабатывания для вто­рой ступени принимается наименьшее из сопротивлений, полученных по приведенным в табл. 4 расчетным условиям.

Рис. 14. Примеры схем участков сети с параллельными линиями.

3. При выборе сопротивления срабатывания второй ступени дистанционной защиты, включенной на ток одной линии, необходимо учитывать сле­дующее:

а) Согласование с первой ступенью защиты 5 в схеме по рис. 14, а (табл. 4, п. 1) должно производиться при отключении второй параллельной линии на участке п/ст. А – п/ст. Б.

б) Отстройка от короткого замыкания на шинах п/ст. В в схемах по рис. 1,6 и в (учитывается случай выведения из действия предусмотренной для шин специальной защиты, ее отказ или отсутствие последней) в соответствии с п. 2 табл. 4 должна производиться в режиме, когда на рассматриваемом участке п/ст. А —п/ст. Б работает одна линия, а на предыдущем участке п/ст. Б — п/ст. В — две линии.

Если при учете этого условия вторая ступень рас­сматриваемой дистанционной защиты не удовлетворяет требованию чувствительности к повреждению в конце защищаемого участка (не обеспечивается коэффициент чувствительности в соответствии с разд. А, п. 9), то при наличии специальной защиты шин указанный режим допустимо не учитывать. В этом случае отстройка от короткого замыкания на шинах производится в режи­ме, когда на участках п/ст. А — п/ст. Б и п/ст. Б — п/ст. В работают обе линии.

При этом в схеме по рис. 14,б должно быть произ­ведено также согласование рассматриваемой второй ступени защиты 1 с первой ступенью защиты 5 при каскадном отключении повреждения на линии п/ст. Б— п/ст. В в режиме отключения параллельной линии на участке п/ст. А—п/ст. Б. При согласовании должен быть учтен коэффициент возврата дистанционного орга­на второй ступени защиты 1, поскольку он может срабо­тать до начала каскадного отключения. Согласование производится по (3) и (8) табл. 3, но знаменатель пра­вой части выражений должен быть умножен на коэф­фициент возврата .

Для схемы по рис. 14, в аналогичного согласования в этом случае не требуется, поскольку не следует рас­сматривать режим работы одной линией одновременно на участках п/ст. А — п/ст. Б и п/ст. Б — п/ст. В, а пер­вая ступень защиты 5 вводится в действие только при отключении одной из линий на участке п/ст. Б — п/ст. В. Однако выдержка времени второй ступени зашиты должна быть выбрана с учетом возможности каскад­ного действия поперечной дифференциальной направ­ленной защиты, которая предполагается установленной на параллельных линиях участка п/ст. Б — п/ст. В.

Рис. 15. Примеры определения коэффициента токораспределения для параллельных линий.

в) Отстройка от короткого замыкания на шинах низшего (среднего) напряжения п/ст. Б в схемах по рис. 14,а—в и ж в соответствии с п. 3 табл. 4 должна производиться в режиме, когда на рассматриваемом участке п/ст. А — п/ст. Б работает одна линия. В схемах по рис. 1,б и в, кроме указанного, должен рассматриваться также режим работы одной линии на участке п/ст. Б — п/ст. В; расчетным явится тот режим, которому будет соответствовать больший коэффициент токораспределения .

г) Согласование с первой ступенью защиты 4 в схемах по рис. 14,а - в и ж (п. 4 табл. 4) должно производиться при замыкании на параллельной линии и каскадном ее отключении.

д) В тех случаях, когда вторая ступень дистан­ционной защиты, выбранная в соответствии с пп. «а», «б» и «в», не удовлетворяет требованию чувствитель­ности, целесообразно ее сопротивление срабатывания и выдержку времени выбирать в соответствии с указа­ниями разд. А, п. 11.

4. При выборе сопротивления срабатывания второй ступени дистанционной защиты, включенной на сумму токов параллельных линий (рис. 14,г—е и з), необхо­димо учитывать следующее:

а) Согласование с первой ступенью зашиты 3 в схеме по рис. 14,г (табл. 4, п. 5) должно производится в режиме работы обеих линий на участке п/ст. А —п/ст. Б;

б) Отстройка от короткого замыкания на шинах п/ст. В в схемах по рис. 14, д и е (учитывается случай выведения из действия предусмотренной для шин специальной защиты, ее отказ или отсутствие последней) в соответствии с п. 6 табл. 4 должна производиться в режиме работы обеих линий на участке п/ст. А - п/ст. Б и п/ст. Б - п/ст. В.

в) Отстройка от короткого замыкания на шинах низшего (среднего) напряжения п/ст. Б в схемах по рис. 14,г—е и з должна производиться в режиме, когда на участке п/ст. А — п/ст. Б работают обе линии, а на участке п/ст. Б — п/ст. В в схемах по рис. 14,д и е — одна линия.

г) В тех случаях, когда вторая ступень дистанционной защиты, выбранная по условиям селективности в режиме работы обеих линий на участке п/ст. А - п/ст. Б (табл. 4, пп. 5—7), не удовлетворяет требованию чувствительности к коротким замыканиям в конце защищаемого участка при работе одной линии на участке п/ст. А—п/ст. Б, в схемах должно быть предусмот­рено изменение сопротивления срабатывания в режиме работы одной линии. При этом сопротивление срабатывания второй ступени, на которое переключается защита после отключения параллельной линии, определяется по выражениям пп. 3—6 табл. 3 для расчета защит одиночных линий.

На рис. 16 приведены прямые, ограничивающие область соотношений между или и , при которых защита, выбранная по условиям селектив­ности в режиме работы обеих линий на участке п/ст. А— п/ст. Б, удовлетворяет требованию чувствительности к коротким замыканиям в конце защищаемого участка и при работе одной линии на участке п/ст. А — п/ст. Б.

5. Выдержка времени второй ступени дистанцион­ной защиты, включенной на сумму токов параллельных линий, должна быть отстроена от времени каскадного отключения одной из параллельных линий поперечной дифференциальной направленной защитой, если послед­няя использована в качестве основной защиты этих линий.

Рис. 16. Прямые, ограничивающие область, в которой обеспечивается чувствительность второй ступени суммарной защиты, выбранной по условию селективности в режиме работы двух линий, к коротким замыканиям в конце защищаемого участка в режиме работы одной линии без изменения сопротивления срабатывания.

1 – для случая, когда расчетным при выборе сопротивления срабатывания второй ступени суммарной дистанционной защиты является условие отстройки от короткого замыкания на шинах п/ст. В в схемах рис. 14, д и е ();

2 – для случая, когда расчетным является условие согласования с защитой 3 в схеме по рис. 14, г ();

3 – для случая, когда расчетным является условие отстройки от короткого замыкания на шинах низшего (среднего) напряжения трансформаторов п/ст. Б в схемах по рис. 14, г – е ().

6. Параметры срабатывания пусковых органов, вы­полненных с помощью реле тока, напряжения и сопро­тивления, которые в ряде схем используются также в качестве третьей ступени защиты, определяются как и для случая одиночной ли­нии. При этом для защиты, включенной на ток одной линии, рас­сматривается режим, когда на защищаемом участке п/ст. А — п/ст. Б (рис. 14) работает только одна линия, а для защиты, включенной на сумму токов параллель­ных линий, — режим, когда на защищаемом участке работают обе линии.

7. Во всем остальном (проверка чувствительности второй ступени защиты, проверка чувствительности пу­сковых органов и третьей ступени защиты, согласова­ние второй ступени дистанционной защиты с защитами тока и напряжения, установленными на предыдущих участках, выбор смещения характеристики реле полного сопротивления типа КРС-111, определение вторичного сопротивления срабатывания реле и т. д.) расчет произ­водится так же, как для защиты одиночных линий, с тем только отличием, что для суммарной защиты определение чувствительности необходимо про­изводить по режиму работы одной из параллельных линий рассматриваемого участка.

Блокировка при качаниях

Блокировка при качаниях предназначена для исключения срабатывания дистанционной защиты при возникновении качаний. При коротких замыканиях блокировка вводит в действие защиту на время, достаточное для ее срабатывания, и, если срабатывание защиты не произошло, блокирует ее. Блокировка при качаниях состоит из пускового органа блокировки и логической части.

Принципиальная схема полупроводникового блока пускового органа блокировки при качаниях типа Б101 содержит ФТОП и ФТПП, выполненные с использованием операционных усилителей А блоков Е1 и Е3, соответственно. Входные цепи фильтров обеспечивают необходимые фазовые сдвиги суммируемых токов, пропорциональных проводимым величинам. С помощью резисторов R1 и R2 осуществляется настройка ФТОП. В цепях обратных связей усилителей А блоков Е1 и Е3 включены идентичные частотно-зависимые RC-цепи, обеспечивающие уменьшение высших гармонических составляющих в выходных сигналах. К выходам ФТОП и ФТПП подключены идентичные каналы, выделяющие приращения величин k’I₂ и k’’I₁.

Рис. 17. Блок-схема ПОБ

Ia, Ib, Ic – фазные токи, подводимые к блоку датчиков тока;

kIab, kIbc – напряжения, пропорциональные разности фазных токов, формируемые на соответствующих выводах датчиков тока;

k’I₂, k’’I₁ – напряжения, пропорциональные, соответсвенно, токам обратной и прямой последовательности;

U₀ – опорное напряжение, задающее минимальную уставку по току срабатывания ПОБ;

U₁ – выходной сигнал чувствительного реагирующего органа;

U₂ – выходной сигнал грубого реагирующего органа;

DT – блок датчиков тока;

ФТОП – фильтр тока обратной последовательности, формирующий сигнал, пропорциональный току обратной последовательности(I₂)4

ФТПП – фильтр тока прямой последовательности, формирующий сигнал, пропорциональный току прямой последовательности(I₁);

Е1 и Е2 – идентичные каналы, выделяющие соответственно приращения величин k’I₂ и k’’I₁;

Ф – инвертирующий полосовой фильтр, настроенный на промышленную частоту;

С – суммирующий усилитель;

И – инвертор сигнала;

СОИ – селектор отрицательных импульсов напряжения;

СПИ – селектор положительных импульсов напряжения;

ИЦ – интегрирующая цепь;

РО1, РО2 – соответственно, чувствительный и грубый реагирующие органы;

ИЛИ1, ИЛИ2 – логические схемы «ИЛИ», объединяющие сигналы с выходов каналов величин I₂ и I₁.