Учет влияния параметров двухцепных ЛЭП при симметричных коротких замыканиях при коррекции уставок релейной защиты

1. УЧЕТ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВУХЦЕПНЫХ ЛЭП ПРИ СИММЕТРИЧНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЯХ ПРИ КОРРЕКЦИИ УСТАВОК РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

Р.У. Галеева, ст.преп.,
А.В.Назаров, студ.
ФГБОУ ВО «КГЭУ» , Казань

2. АКТУАЛЬНОСТЬ

В практике сегодняшних дней для обеспечения надежности
электроснабжения питание потребителей достаточно часто резервируется
по двум идентичным линиям, которые из соображения экономической
целесообразности выполняются на одной несущей опоре. В нормальном
режиме работы линий переток мощности распределяется по обеим цепям
равномерно и может считаться приблизительно одинаковым. Такие
двухцепные линии в основном встречаются в сетях 35, 110 и 220кВ,
значительно реже они используются при напряжении 330кВ.
При уменьшенных расстояниях между осями параллельных ВЛ
становится заметным влияние цепей друг на друга через взаимную
индуктивность и емкость. Это влияние необходимо учитывать при выборе
уставок релейной защиты, при расчете управляющего воздействия
противоаварийной автоматики, а также при оперативном ведении,
управлении и коррекции текущих режимов энергосистем.

3. ИССЛЕДУЕМАЯ МОДЕЛЬ

В качестве исходных данных для расчета выбран участок сети
между ПС 500кВ «Киндери» и ПС 220кВ «Центральная»,
соединенные двухцепной ВЛ 220кВ со следующими
характеристиками:
1) Линия двухцепная на одностоечных опорах типа П220-2;
2) Длина линии: L=25,843км;
3) Марка проводов: АС-300/39;
4) Вид опор: анкерные, анкерно-угловые, промежуточные;
5) Расщепление фаз: нет;
6) Транспозиция проводов: нет;
7) Наличие грозозащитных троса: 2 троса;
8) Марка грозозащитных троса: С-70;
9) Частота заземления грозозащитных троса: по концам ЛЭП –
глухое заземление, по линии – через разрядные рога.

4.

АС-300/39:
Ro=0,0958 (Ом/км)
Rпр= RoхL=2,47 (Ом)
rпр=12 (мм) – радиус
провода;
rэк=rпрх0,95=11,4 (мм) –
эквивалентный радиус
Расстояние между проводами
различных фаз (м)
d(м)
A
B
C
a
b
c
A
8,04
14,02
7,00
12,42
15,98
B
8,04
6,86
12,42
12,80
12,43
C
14,02
6,86
15,98
12,43
8,40
a
7,00
12,42
15,98
8,04
14,02
b
12,42
12,80
12,43
8,04
6,86
c
15,98
12,43
8,40
14,02
6,86

5.

К(3)

6. МЕТОДИКА РАСЧЁТА

Расчет периодического тока трехфазного КЗ
проводился по трем вариантам:
- по методу симметричных составляющих
(однолинейной схеме ЛЭП без учета
взаимоиндукции);
- по методу симметричных составляющих
(однолинейной схеме ЛЭП с учетом
взаимоиндукции);
- по методу фазных координат.

7. Вариант 1:

8. Вариант 2:

9. Вариант 3:

Двухцепную ЛЭП можно представить в виде матрицы собственных
и взаимных сопротивлений:
Zij
A
B
C
a
b
c
A
ZAA
ZAB
ZAC
ZAa
ZAb
ZAc
B
ZBA
ZBB
ZBC
ZBa
ZBb
ZBc
C
ZCA
ZCB
ZCC
ZCa
ZCb
ZCc
a
ZaA
ZaB
ZaC
Zaa
Zab
Zac
b
ZbA
ZbB
ZbC
Zba
Zbb
Zbc
c
ZcA
ZcB
ZcC
Zca
Zcb
Zcc

10.

По главной диагонали матрицы располагаются
собственные сопротивления фаз:
R3 – удельное сопротивление земли;
D3 – глубина залегания фиктивного обратного провода при
f=50Гц.
Недиагональные элементы составляют взаимные
сопротивления между фазами:

11.

Имеем 6 исходных уравнений падения напряжения на
фазах линии для трехфазного металлического КЗ:

12.

Принимаем допущение что параметры линий цепи I и II
равны, так же соответственно равны напряжения на
шинах ПС Киндери одноименных фаз:
Тогда токи одноименных фаз также будут
соответственно равны:

13.

А исходная система уравнений упроститься:

14. РЕЗУЛЬТАТЫ:

Периодические составляющие начального тока
трехфазного КЗ
I(3)ф.по(кА)
Метод
расчета
Фазные
токи
L=25,8км
L=100км
1
I A= I B= I C
11,4
2,94
2
I A= I B= I C
11,15
2,88
I A=
10,01
2,58
I B=
11,94
3,08
IC=
10,85
2,8
3

15. Вектора начального тока трехфазного КЗ

16.

Зависимость периодической составляющей начального тока
симметричного трехфазного КЗ от длины линии
IA(1)= IB(1)= IC(1)
IA(2)= IB(2)= IC(2)
IA(3)
IB(3)
IC(3)
14
12
10
8
6
4
2
L(км)
0
0
20
40
60
80
100
120