Исходные данные.
Рисунок – Исходная схема
| № | Сопротивление системы слева, Ом | Сопротивление системы справа, Ом | Участок | Тип | |||
| длина, км | наим. | Опор | Провода | Троса | |||
| 8+j70 | 10+j90 | ВЛ-1 | ПБ 500-1 | 3*АС-240/32 | АС-70/72 | ||
| 2+j9 | 1+j10 | ВЛ-2 | П 220-1 | АС-240/32 | - |
Lкор=30 м.
Расчет параметров ЛЭП
1. Удельные параметры ЛЭП прямой последовательности.
Будем считать, что линия симметрична и полностью транспонирована. Тогда можно принять, что 
. Параметры 
зависит от типа провода и типа опор. Составляющая активного сопротивления 
вычисляется по формуле 
,
где 
- температура окружающей среды;
- сопротивление провода при 
.
Удельное индуктивное сопротивление провода 
определяется типом опор и вычисляется по формуле: 
,
где dср - среднее геометрическое расстояние между проводами;
rср - средний геометрический радиус провода одной фазы для линий с расщепленным проводом. 
. 
, 
где rэ - эквивалентный радиус провода; аср - среднее геометрическое расстояние между проводами одной фазы; n – число проводов в фазе, rп - истинный радиус провода.
Примем, что температура окружающей среды 
.
Для ПБ 500-1 
Для П 220-1 
Провод АС-240/32 на опоре П 220-1:
dп = 21,6 мм;
Провод АС-240/32 на опоре ПБ 500-1:
dп = 21,6 мм;
Для линии 220 кВ рассчитаем реактивную емкостную проводимость В10:
где 
– радиус провода.
2. Удельные параметры ЛЭП нулевой последовательности.
В земле протекает только утроенный ток нулевой последовательности, и поэтому активное удельное сопротивление нулевой последовательности: 
.
Индуктивное сопротивление проводов нулевой последовательности: 
,
где Dз - эквивалентная глубина возврата тока через землю, 935 м.
Для провод АС 240/32 на опоре П 220-1:
Определим для данной линии удельную емкостную проводимость 
нулевой последовательности. зависит от высоты подвеса провода относительно земли, рассчитываемой как среднее расстояние проводов фаз до их зеркальных отражений относительно поверхности земли:
,
где Sгир – длина гирлянды изоляторов.
Средний геометрический радиус системы трех проводов линии 
Для провода АС 240/32 на опоре ПБ 500-1:
Учет троса при расчете параметров нулевой последовательности (для линии 500 кВ).
Активное сопротивление контура «трос – земля»: 
.
Индуктивное сопротивление троса: 
,
rэ – эквивалентный радиус троса: 
,
rт – истинный радиус троса
Сопротивление взаимной связи между контурами провода линии и контуром троса с учетом присутствия земли в обоих контурах определяется по выражению 
,
где 
– среднее геометрическое расстояние между проводами и тросами,
для случая 500 кВ – 2 траса: 
.
Если внести сопротивление троса 
в контур линии с учетом их взаимного сопротивления 
, то получим искомое сопротивление нулевой последовательности линии с учетом заземленных тросов: 
,
где 
- собственное сопротивление провода нулевой последовательности.
Для троса АС-70/72: 
Среднее геометрическое расстояние между проводами и тросами:
Сопротивление взаимной связи между контурами провода линии и контуром троса 
Искомое сопротивление нулевой последовательности линии 500 кВ с учетом заземленных тросов: 
Учет параллельных линий.
Параллельные линии, равно как и трос, оказывают влияние только на величины нулевой последовательности.
Сопротивление взаимосвязи между проводом одной цепи и тремя проводами другой цепи определяется по выражению 
где
– среднее геометрическое расстояние между I и II рассматриваемыми цепями.
Для упрощения расчетов можно принять = Lкор – ширина коридора между параллельными линиями. Для учета троса параллельной линии 
= Lкор+0,5 м.
Тогда сопротивление нулевой последовательности линии 220 кВ с учетом параллельной линии:
Удельные сопротивления защищаемой линии
| участок | Сопротивление последовательности | Удельная емкостная проводимость | Длина, км | Сопротивление последовательности | |||
| Z 1 , Ом/км | Z 0, Ом/км | В1, *10-5 См/км | В0, *10-5 См/км | Z 1 , Ом | Z 0, Ом | ||
| ВЛ-220 кВ | 0,1206+j0,44 | 0,165+j0,907 | 0,26 | 0,146 | 24,12+j88 | 33 +j181,4 |
Расчет токов КЗ
Рисунок – Схема замещения
Результат расчета токов КЗ приведен в следующей таблице:
| Вид и место КЗ | Максимальный режим | Минимальный режим | ||
| п/с А | п/с В | п/с А | п/с В | |
| К(3) в конце линии в начале линии | 1,32 кА 14,5 кА | 1,31 кА 13,21 кА | 1,2 кА 13,13 кА | 1,2 кА 12,06 кА |
| К(2) в конце линии в начале линии | 1,17 кА 12,56 кА | 1,14 кА 11,44 кА | 1,07 кА 11,37 кА | 1,05 кА 10,45 кА |
| К(1) в конце линии в начале линии | 1,02 кА 17,3 кА | 1,02 кА 13,23 кА | 0,93 кА 15,77 кА | 0,93 кА 12,08 кА |
| К(1,1) в конце линии в начале линии | 1,2 кА 16,2 кА | 1,2 кА 15,2 кА | 1,09 кА 14,8 кА | 1,09 кА 13,9 кА |
Максимальный режим работы защищаемой линии определен 1,05Uном,
а минимальный - 0,95Uном.
Нагрузочный максимальный ток линии примем равным длительно допустимому току защищаемой линии (605 А).
Примем коэффициенты трансформации ТТ и ТН соответственно равными 1000/5 и 220000/100.
Выбор релейной защиты.
Защиту линии выполняем на базе ДФЗ-201 и ШДЭ 2802.
В качестве основной:
-дифференциально-фазной высокочастотной защиты (ДФЗ). Эта защита является быстродействующей, которая реагирует на все виды повреждений.
Резервирование основной защиты осуществляется:
-трехступенчатой дистанционной защитой (ДЗ). Выполняет функцию защиты от междуфазных коротких замыкания на рассматриваемой линии.
-четырехступенчатой токовой защитой нулевой последовательности (ТЗНП). Работает при замыканиях на землю на защищаемой ЛЭП.
-токовую отсечку. Необходима для резервирования ДЗ при “близких” коротких замыканиях.
Расчет основной защиты ДФЗ