Модернизация релейной защиты на тяговой подстанции Улан-Удэ на базе микропроцессорной техники (стр. 5 из 19)

X_Smin=

Ом

X_Smах=

Ом

Расчет сопротивления подстанции

,

где: n – число силовых трансформаторов находящихся в работе.

Ом

Ом

3.3 Расчет уставок срабатывания 3-х ступенчатой УЭЗФМ

Значения этих уставок срабатывания принимаются и для настройки ЦЗА-ФКС-27,5.Расчёт уставок первой ступени электронной защиты.

Первая ступень – это дистанционная защита, работающая в двух режимах:

1)токовая блокировка;

2) направленная защита.

Первая ступень работает без выдержки времени. Уставка релесопротивления регулируется с помощью сопротивления R1. Уставка токовойблокировки с помощью патенциометра R2. Работа токовой блокировки. Если сопротивление к. с. опускается ниже сопротивления уставки первой ступени, то на выходе 7 модуля У1 появляется сигнал логической единицы, который поступает на вход 5 схемы "и-не" модуля У1. Если ток в системе превышает ток уставки реле тока токовой блокировки, то на выходе 25 модуля У1 появляется также сигнал логической единицы, который поступает на вход 20 схемы "и-не" модуля У1, и на входе 2 появляется сигнал логического нуля, который поступает на отключающие устройство и блок индикации.

Направленная защита. Тумблер ТБНЗ переводится в режим направленной защиты и на вход 20 схемы "и-не" модуля У1, вместо сигнала токовой блокировки поступает сигнал от модуля ИФМ1. на выходе модуля ИФМ1 сигнал логической единицы появляется в том случаи когда угол между током и напряжением будет в пределах от 0 до 120°. Принцип блокировки аналогичен.Сопротивление срабатывания защит

,

где U_{раб мин}=23 кВ – минимальное рабочее напряжение,

К_з=1,2 – коэффициент запаса,

I_{н мах} – максимальный ток нагрузки ,

Сопротивление срабатывания защит.

, (1)

где Z_{КЗ мin} – сопротивление на защищаемом фидере при к. з. на шинах поста секционирования и отключенном смежном пути;

,

где: Z₀₁ – погонное сопротивление контактной сети, для подвески,ПБСМ-95 + МФ-100 + Р-65, Z₀₁=0,47 Ом;L – расстояние от подстанции до поста секционирования, L=21 км.

Ом

Ом

По формуле (1) получим уставку первой ступени ДЗ1

Ом.

Рисунок 1-Характеристика срабатывания 1-ой ступени (ДЗ)

Расчет тока уставки токовой блокировки

Правила требуют рассчитывать ток блокировки при отключенном смежном фидере ТП, на практике применяется расчет тока подпитки при нормальной схеме питания к. с., т.к. ток через защищаемый фидер будет меньше, следовательно уставка токовой блокировки тоже будет меньше и первая ступень будет надежно работать, т. к. зона блокировки увеличится. Это допустимо потому что, вероятность вероятность отключенного смежного фидера и к. з. на шинах подстанции и отходящих линиях невелика, или отходящих линий вообще может не быть.

При возникновении к. з. на отходящих линиях возможно ложное срабатывание защиты ФКС, если в этот момент отключен смежный ФКС.

Ток уставки токовой блокировки

,

где I_nmax – ток подпитки через защищаемый фидер от смежной подстанции при к. з. на шинах защищаемой подстанции,

А

Рисунок 2-Характеристика срабатываня токовой блокировки

Расчет уставки срабатывания второй ступени электроннойзащиты

Вторая ступень также является дистанционной направленной защитой с углом действия от 0 до 120°.Уставка ДНЗ 2 регулируется с помощью патенциометра R3. Если сопротивление к. с. меньше сопротивления срабатывание второй ступени, то на выходе 7 модуля У3 появляется сигнал логической единицы, который поступает на вход 26 схемы "и-не" модуля У1. На вход 12 схемы "и-не" поступает сигнал с модуля ИФМ 1. На входе 15 появляется сигнал логического нуля, который поступает на вход 11 схемы "не" модуля У2 и на вход 7 релевремени модуля У5. На выходе 14 схемы "не" модуля У2 появляется сигнал логической единицы, который поступает на вход 12 схемы "и-не" модуля У3. На вход 26 схемы "и-не" по истечении выдержки времени 0,5 сек. с релевремени поступает также логическая единица. На выходе 15 схемы "и-не" модуля У3 появляется сигнал логического нуля, который поступает в модуль индикации, при этом загорается светодиод второй ступени. С выхода реле времени сигнал логической единицы поступает также на схему " и-не" модуля У5 и на выходе 2 этой схемы появляется сигнал логического нуля, которыйпоступает в модуль отключения.Расчет сопротивления срабатывания второй ступени защиты

,

Iнмах – максимальный ток нагрузки фидера.

Ом

Рисунок 3-Характеристика срабатывания 2-ой ступени (ДЗ-2)

Расчет уставки третьей ступени электронной защиты ДЗ3

Третья ступень защиты работает до шин смежной подстанции с выдержкой времени 0,5 сек. и является основной ступенью электронной защиты. Характеристика срабатывания третьей ступени представляет собой сектор в диапазоне углов от 50⁰ до 120⁰ . Принцип работы аналогичен работе второй ступени.

,

где Кч=1,5 – коэффициент чувствительности;Zкзмах – максимальное сопротивление на защищаемом фидере при к. з. на шинах смежной подстанции.

Расчет сопротивления срабатывания третьей ступени электронной защиты

Ом.

Рисунок 4-Характеристика срабатываня третьей ступени (ДЗ-3)

Рисунок 5-Общая характеристика срабатывания 3-х ступенчатой электронной дистанционной защиты

3.4 Расчёт уставки четвертой ступени дистанционной зашиты ДЗ-R

Для зашиты контактной сети от повреждений на разземлённых опорах при К.З. через большое переходное сопротивление Rпер (сопротивления дуги, опор, заземляющих цепей и т.д.) могут использоваться реле сопротивления ДЗ-R (четвёртая ступень) с угловой характеристикой срабатывания УХС.

Параметры УХС реле ( ступени защиты) ДЗ-R определяются исходя из того, что фазовый угол

при максимальной нагрузке нормального режима (при минимальном значении сопротивления нагрузки ) имеет значение от до .

Угол принимают равным от

до градусов, угол принимают равным от до .

Зависимость между значениями и определяется особенностями конфигурации области нагрузки Н на комплексной плоскости сопротивленийи может быть представлена примерными соотношениями.

При наибольшем значении

=142 имеем а =6

Уставка срабатывания по оси активных сопротивлений R выбирается как наименьшая из вычисленных по условиям

,

.

Где –

наименьшее напряжение в нормальном режиме, В

- максимальное значение уранительного тока в диапазоне углов от - 15 до +15 А;Кз - коэффициент запаса.

Значение до тяговых подстанций принимают равным 25000 В, коэффициент запаса принимают равным от 1,15 до 1,25. Ступень защиты ДЗ-R необходимо устанавливать на высоковольтных выключателях фидеров контактной сети. Время срабатывания ДЗ-R принимают от 1 до 1,5(с).