2.2 Электронная защита УЭЗФМ
В середине 80-х годов была разработана аппаратура усовершенствованной защиты на интегральных микросхемах АЗФИ и ее аналог на дискретных полупроводниковых элементах УЭЗФМ. Она содержит три ступени дистанционной защиты ДЗ1, ДЗ2, ДЗ3 и блокировку по току
Ступень ДЗ1 снабжена переключателем, с помощью которого угловая характеристика в виде сектора может быть переведена в круговую с блокировкой по току. Первая ступень ДЗ1 – это дистанционная защита, работающая в двух режимах:
1.токовая блокировка;
2.направленная защита.
Первая ступень работает без выдержки времени. Уставка реле сопротивления регулируется с помощью сопротивления R1. Уставка токовой блокировки 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.
Диаграмма 1-ой ступени
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 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.
Диаграмма токовой блокировки
Вторая ступень(ДЗ2) - 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 реле времени 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 реле времени 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, который поступает в модуль отключения.
Диаграмма второй ступени
Третья ступень защиты работает до шин смежной подстанции с выдержкой времени 0,5 сек. и является основной ступенью электронной защиты. Принцип работы аналогичен работе второй ступени.
Диаграмма 3-ей ступени
Общая диаграмма 3-х ступеней УЭЗФМ
3. Расчет уставок релейных защит фидера контактной сети тяговой подстанции ЭЧЭ-58 Заудинск
Тип контактной подвески: ПБСМ-95+МФ-100+Р65;
Длина межподстанционной зоны(МПЗ): L=46 км;
Трансформатор: ТДТНЖ-40000/110/27,5/10
Мощность короткого замыкания: Sкз min=700 МВА; Sкз max=1000 МВА;
Защищаемый фидер – ФKC1 МПЗ: Заудинск-Заиграево.
Номинальный ток фидера Iн max:
ФКС1,2 - 800 А,
ФКС3 - 450 А,
ФКС4,5 - 500 А,
ФКС6,7-600А,
3.2 Расчет параметров тяговой подстанции
Расчет сопротивления силового трансформатора
,
Расчётные значения напряжения к.з. обмоток трансформатора определим, используя выражения:
UKB=0,5(10,4+18,3-6,45)=11,12 %,
UKс=0,5(10,4+6,45-18,3)=-0,72 %,
ХТ= Ом.
Расчет сопротивления системы внешнего электроснабжения приведенное к напряжению 27,5 кВ
где SКЗ – мощность короткого замыкания подстанции.
XS min= Ом
XS mах= Ом
Расчет сопротивления подстанции
где: n – число силовых трансформаторов находящихся в работе.
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 реле сопротивления регулируется с помощью сопротивления R1. Уставка токовой блокировки 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 Uраб мин=23 кВ – минимальное рабочее напряжение,
Кз=1,2 – коэффициент запаса,
Iн мах – максимальный ток нагрузки ,
Сопротивление срабатывания защит.
, (1)
где ZКЗ 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.
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.
Ток уставки токовой блокировки
где Inmax – ток подпитки через защищаемый фидер от смежной подстанции при к. з. на шинах защищаемой подстанции,
А
Рисунок 2-Характеристика срабатываня токовой блокировки
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 реле времени 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 реле времени 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, который поступает в модуль отключения. Расчет сопротивления срабатывания второй ступени защиты
Iнмах – максимальный ток нагрузки фидера.
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
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.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16
