СТО 56947007-29.120.70.031-2009
Дата
введения 2009-06-04
Цели и принципы
стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным
законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом
регулировании", объекты стандартизации и общие положения при
разработке и применении стандартов организаций Российской Федерации
- ГОСТ Р 1.4-2004
"Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций.
Общие положения", общие требования к построению, изложению,
оформлению, содержанию и обозначению межгосударственных стандартов,
правил и рекомендаций по межгосударственной стандартизации и
изменений к ним - ГОСТ 1.5-2001,
правила построения, изложения, оформления и обозначения
национальных стандартов Российской Федерации, общие требования к их
содержанию, а также правила оформления и изложения изменений к
национальным стандартам Российской Федерации - ГОСТ Р 1.5-2004*.
________________
*
На территории Российской Федерации документ не действует. Действует
ГОСТ Р 1.5-2012. - Примечание
изготовителя базы данных.
Сведения о стандарте
организации
РАЗРАБОТАН: ОАО "НТЦ
электроэнергетики"
ВНЕСЕН: Службой
организации систем оперативно-диспетчерского управления, Дирекцией
технического регулирования и экологии ОАО "ФСК ЕЭС"
УТВЕРЖДЕН: распоряжением
ОАО "ФСК ЕЭС" от 04.06.2009 N 216р
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ: с
04.06.2009
ВВЕДЕН впервые
Введение
В
целом алгоритм микропроцессорной дифференциальнофазной защиты
производства GE Multilin сходен с алгоритмом российских ДФЗ, но
есть отличия в пусковых органах, в органе манипуляции, в органе
сравнения фаз и в логике. В отличие от российских защит, терминал
L60 имеет большие возможности для регулировки уставок и создания
дополнительных логических схем. Поэтому выбор уставок представляет
определенную трудность для расчетчика. Несмотря на то что
разработчик выполнил локализацию программы для связи с терминалом
(Enervista), устанавливаемой на персональном компьютере, названия
уставок не соответствуют принятой в России терминологии. В
настоящих методических указаниях (далее - МУ L60) этот недостаток
устранен, и наряду с уставкой на английском языке дается понятный
специалисту по релейной защите ее перевод на русский язык (см.
таблицу 8). По сравнению с версией 5.42 в новую версию 5.5
добавлены:
1. Пусковые органы по
току прямой и обратной последовательности, работающие на
компенсированном токе, введены в функцию ДФЗ.
2. Все токовые пусковые
органы работают на суммарном токе линии, но ток через каждый
выключатель измеряется отдельно для правильного формирования
импульсов.
3. Внесена уставка STOP
TX для останова передатчика при срабатывании защит или при
включении линии на ХХ.
4. Внесена уставка на
задержку срабатывания органа сравнения фаз.
5. Внесена уставка в
функцию ДФЗ на достижение продолжительности пуска ВЧ (600 мс) при
возврате чувствительных пусковых органов (FDL).
7*. Внесена в функцию ДФЗ
уставка и логика подхвата грубых пусковых органов (FDH) от
дистанционных органов.
________________
*
Нумерация соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы
данных.
8. Внесено в функцию ДФЗ
обеспечение посылки сплошного (неманипулированного) сигнала при
токе манипуляции <0,02 относительных единиц и сработанном
состоянии чувствительных пусковых органов (FDL).
1
Системные уставки
1.1 Присвоение
трансформаторам тока (ТТ) и напряжения (ТН) номеров источников
аналоговых величин, которые будут использоваться в алгоритме
защиты
При наличии двух
выключателей на присоединении (и соответственно двух ТТ) каждому ТТ
(PHASE CT) присваивается номер источника (например, как показано в
меню задания уставок в таблице 1, ТТ 1 (ряд входных зажимов F1)
присвоен N источника SOURCE 1, ТТ 2 (ряд входных зажимов М1)
присвоен N источника SOURCE 3, сумме токов двух ТТ присваивается
номер отдельного источника SOURCE 4). Аналогично - для ТН: фазному
ТН присвоен номер SOURCE 4, ТН для формирования U0 присвоен номер
SOURCE 3.
Таблица
1
|
|
| |
Параметр
|
Источник
1
|
Источник
3
|
Источник
4
|
PARAMETER
|
SOURCE
1
|
SOURCE
3
|
SOURCE
4
|
Source 1
Name
|
CT1
|
CT2
|
Sum CT
|
Phase
CT
|
F1
|
M1
|
F1+M1
|
Ground
CT
|
None
|
None
|
None
|
Phase
VT
|
None
|
None
|
M5
|
Aux VT
|
None
|
M5
|
None
|
1.2 Выбор вида обмена
данными между комплектами защиты
В
Российской Федерации для дифференциальнофазных защит используется
однополупериодная схема сравнения фаз с блокирующими сигналами,
выбирается соответствующая уставка: 2TLBLSPC2FC. Другие схемы в РФ
не используются.
2
Уставки пусковых и измерительных органов
Расчет уставок и
измерительных органов произведен в первичных величинах. В терминале
эти уставки задаются в относительных единицах по отношению к
номинальным величинам тока (фазного) и напряжения (линейного). Для
расчета уставок используются виды КЗ, указанные в таблице 2.
Таблица
2
|
| |
Тип защиты
(шкаф)
|
Вид КЗ
|
Место
КЗ
|
Дифференциальнофазная защита L60
|
Однофазное КЗ
(К )
|
Начало и конец
линии
|
|
Двухфазное КЗ
на землю (К )
|
|
|
Трехфазное КЗ
(К )
|
|
2.1 Источник сигнала
для дифференциальнофазного элемента 87PC (87PC Signal Source) -
см. таблицу 3.
Таблица
3
|
| |
Ток к защите
подводится:
|
Значение
уставки
|
Примечание
|
от одного
источника
|
- "One Source
Current (Ток от Одного Источника)"
|
Либо в случае
одного выключателя и, соответственно, одного ТТ, либо в случае двух
выключателей, токи от ТТ которых просуммированы вне реле
|
от двух
источников
|
"Two Sources
Current (Ток от Двух Источников)".
|
В полуторных
схемах или схемах многоугольников
|
2.2 Выбор выходной
величины органа манипуляции (87PC Mixed Signal)
Выбирается сигнал
, т.к. ток нулевой последовательности в
Российской Федерации не используется для манипуляции передатчиком
ДФЗ.
2.3 Выбор
коэффициента
выходной величины органа манипуляции
(87PC Mixed Signal K)
________________
В скобках даны английские названия уставок
защиты.
Коэффициент
комбинированного фильтра токов
определяется исходя из расчета необходимой
чувствительности при несимметричных КЗ в минимальном, с точки
зрения токов КЗ, режиме работы линии с обеспечением
предпочтительного сравнения по
с учетом тока нагрузки. Рассматриваются КЗ
по концам линии.
Следует учитывать, что
при малых значениях этого коэффициента возрастает влияние тока
небаланса ТТ при внешних симметричных КЗ на правильность измерения
фазы первичного тока.
2.3.1 Если расчет токов
КЗ в АРМ производился с учетом тока нагрузки, то для каждого
полукомплекта коэффициент
рассчитывается по формуле (1):
,
(1)
где:
- ток прямой последовательности при
двухфазном КЗ на землю;
- ток обратной последовательности при
двухфазном КЗ на землю;
- ток прямой последовательности при
однофазном КЗ;
- ток обратной последовательности при
однофазном КЗ.
________________
Если расчет токов КЗ производится в
программе АРМ, то можно задав несколько подрежимов работы сети,
выбрать тот режим и то место КЗ, при котором отношение токов
минимально.
2.3.2 Если расчет в АРМ
производился без учета тока нагрузки, то для каждого полукомплекта
коэффициент
рассчитывается по формуле (2):
, (2)
где:
- ток прямой последовательности двухфазного
КЗ на землю;
- ток обратной последовательности
двухфазного КЗ на землю.
Если коэффициент
при расчете по п.2.3.2 получился меньше
0,1, то необходимо сделать расчет с учетом токов нагрузки.
Окончательно уставка
выбирается наименьшей из рассчитанных для
каждого комплекта защиты.
2.4 Выбор уставки
токового органа с пуском по прямой последовательности 
Для обоих полукомплектов
уставки п.2.4.1 и п.2.4.2 выбираются одинаковыми, т.к. в формулы
для расчета входит один и тот же наибольший из
по концам линии.
2.4.1 Выбор уставки
токового органа с пуском по прямой последовательности
, действующего на блокировку.
Уставка
выбирается исходя из обеспечения пуска
передатчика при внешних симметричных КЗ с большим током. Если при
внешнем трехфазном КЗ от большого тока сработает
, (от небаланса) на одном конце, а на другом
конце линии
не сработает, то на обоих концах будет
надежный пуск блокировки по прямой последовательности от
.
Уставка
отстраивается от максимального рабочего
тока
. Если при выборе уставок других пусковых
органов, они не пройдут по чувствительности, то необходимо при
выборе уставок всех пусковых органов заменить
на
и произвести все расчеты заново.
, (3)
где:
- коэффициент отстройки принимается равным
1,3;
- максимальный рабочий ток (наибольшее
действующее значение переменного тока, который может протекать по
оборудованию, не вызывая его повреждения), выбирается наибольший из
двух концов линии;
- ток нагрузки (прогнозируемый ток нагрузки
линии. Этот ток меньше тока
).
Для версии 5.42:
Выдержка времени возврата
пускового органа
равна 10 мс.
Для версии 5.5:
Выдержка времени возврата
пускового органа
не выбирается.
2.4.2 Выбор уставки
токового органа с пуском по прямой последовательности
, действующего на отключение.
Уставка
выбирается исходя из отстройки от
.
, (4)
где:
- коэффициент отстройки принимается равным
1,3;
- коэффициент ответвления (выбор см.
ниже)
- уставка блокирующего токового органа с
пуском по току прямой последовательности.
Требований к значению
коэффициента чувствительности нет - он может быть рассчитан для
оценки зоны защиты линии.
Для версии 5.42:
Выдержка времени возврата
отключающего органа
равна 25 мс - выбирается из соображений
надежности срабатывания.
Для версии 5.5:
Выдержка времени возврата
отключающего органа
не выбирается.
А) Расчет
коэффициента ответвления
на линиях с ответвлениями без источников
питания.
Так как для линий с
ответвлениями в терминале будут использоваться направленные органы
, не дающие ей срабатывать при направлении
мощности к шинам, то при расчете коэффициента ответвления
необходимо учитывать только случай, представленный на рисунке 1
[1]. В качестве расчетного для определения
рассматривается режим удаленного
трехфазного КЗ в одной из питающих систем (в точке "к", рисунок 1).
В этом случае, из-за незначительного падения напряжения на
подстанциях ответвления, ток нагрузки ответвлений практически не
изменится. Пусть через место установки одного из полукомплектов на
конце II протекает ток, равный
, а на другом -
. Тогда
определяется по выражению (5):
, (5)
где:
- максимальный ток нагрузки в
рассматриваемом режиме КЗ, в первом приближении может быть принят
равным сумме максимальных рабочих токов концов без питания в
нагрузочном режиме.
Рисунок 1 - Схема линии с ответвлениями для определения k(отв)

Рисунок 1 - Схема линии с ответвлениями для определения 
Во всех остальных случаях
коэффициент ответвления принимается равным
1.
Б) Расчет
коэффициента ответвления
на многоконцевых линиях, с питанием более,
чем с двух сторон.
Возможен случай, когда
при внешнем КЗ по отношению к рассматриваемой линии в одном из
комплектов ток будет больше, чем токи в остальных комплектах. Тогда
наихудшим, с точки зрения селективности, является режим сети, когда
остальные токи приблизительно равны
, то есть находятся на грани срабатывания. В
этом случае может запуститься только передатчик комплекта с
наибольшим током. И если ток КЗ окажется достаточным для
срабатывания
, то произойдет излишнее срабатывание
защиты. Поэтому с помощью коэффициента ответвления
необходимо загрубить уставку
.
, (6)
где:
- ток прямой последовательности, в том
полукомплекте, где он максимальный.
- максимальный из токов прямой
последовательности в режиме с наиболее близкими токами на остальных
концах линии.
Для общего случая ВЛ,
имеющей несколько концов с питанием, предельное расчетное значение
, где
- число питающих концов линии.
2.5 Выбор уставки
токового органа с пуском по току обратной последовательности

Для обоих полукомплектов
уставки п.2.5.1 и п.2.5.2 выбираются предварительно, до определения
коэффициента чувствительности. После определения коэффициента
чувствительности уставки могут быть скорректированы (подробнее см.
п.2.5.3). Орган
выводится из действия при тяговой
нагрузке.
2.5.1 Выбор уставки
токового органа с пуском по току обратной последовательности
, действующего на блокировку.
Уставка
выбирается исходя из отстройки от тока
небаланса, определяемого погрешностями ТТ, частотными небалансами
фильтров обратной последовательности и погрешностями их настройки,
а также небалансами нагрузочного режима сети.
, (7)
где:
- расчетный ток небаланса обратной
последовательности рассчитывается по выражению (8);
- коэффициент отстройки принимается равным
1,5;
- коэффициент возврата принимается равным
0,95.
должен быть отстроен от небаланса при
внешнем трехфазном КЗ с таким током, когда
находится на грани срабатывания, поэтому в
формулу для расчета тока небаланса подставляется ток
.
, (8)
где:
- уставка блокирующего токового органа с
пуском по току прямой последовательности;
- полная погрешность ТТ принимается равной
0,03; [3]
- коэффициент частотной зависимости ФТОП по
данным разработчика принимается равным
0,23; [4]
- относительная погрешность отклонения
частоты принимается равным
0,03;
- относительная погрешность настройки
фильтра с учётом погрешности принимается равным
0,005;
- коэффициент несимметрии тока обратной
последовательности принимается равным
0,02. [5]
Для версии 5.42:
Выдержка времени возврата
пускового органа
равна 10 мс.
Для версии 5.5:
Выдержка времени возврата
пускового органа
не выбирается.
2.5.2 Выбор уставки
токового органа с пуском по току обратной последовательности
, действующего на отключение.
Уставка
выбирается исходя из отстройки от
.
, (9)
где:
- уставка блокирующего токового органа с
пуском по
;
- коэффициент отстройки принимается равным
2.
- коэффициент ответвления (выбор см.
ниже)
Отстройка от составляющей
обратной последовательности емкостного тока линии, обусловленной
кратковременной несимметрией при включении линии под напряжение
(производится, если в устройстве не введена уставка по компенсации
емкостного тока - Charge Current Compensation).
, (10)
где:
- коэффициент отстройки, учитывающий
необходимый запас на увеличение емкостного тока в переходном
режиме, принимается равным
2,0;
- коэффициент ответвления;
- емкостной ток обратной последовательности
на 1 км линии определяется по таблице 4;
- длина линии.
Таблица
4
Удельный емкостной ток
при включении линии 220-330 кВ
под напряжение
________________
На ВЛ 500 кВ и выше емкостной ток линии
компенсируется в терминале, поэтому от него не отстраиваются.
|
| |
Число фаз,
включаемых под напряжение
|
Удельные
емкостные токи обратной последовательности, А/км
|
|
для линий 220
кВ
|
для линий 330
кВ
|
Одна
|
0,1
|
0,22
|
Две
|
0,13
|
0,26
|
Окончательно уставка
выбирается наибольшей из
, выбранном исходя из отстройки от
составляющей обратной последовательности емкостного тока линии (см.
формулу 10) и
, выбранном исходя из отстройки от
блокирующего пускового органа
(см. формулу 9).
Для версии 5.42:
Выдержка времени возврата
отключающего органа
равна 25 мс.
Для версии 5.5:
Выдержка времени возврата
отключающего органа
не выбирается.
А) Расчет
коэффициента ответвления
на линиях с ответвлениями без источников
питания.
Так как рассматриваемая
защита имеет направленные органы
, не дающие ей срабатывать при направлении
мощности к шинам, то необходимо учитывать коэффициент ответвления
только для случая представленного на рис.1. [1] В качестве
расчетного для определения
рассматривается режим удаленного
трехфазного КЗ в одной из питающих систем (в точке к, рис.1). Пусть
через место установки одного из полукомплектов на конце II
протекает ток, равный
, а на другом -
. Тогда
определяется по следующему выражению:
, (11)
где:
- максимальный ток обратной
последовательности, обусловленный несимметрией нагрузки в
рассматриваемом режиме КЗ, в первом приближении может быть принят
равным 2% от суммы максимальных рабочих токов концов без питания в
нагрузочном режиме.
Во всех остальных случаях
коэффициент ответвления принимается равным
1.
Б) Расчет
коэффициента ответвления
на многоконцевых линиях.
Возможен случай, когда
при внешнем КЗ по отношению к рассматриваемой линии в одном из
комплектов ток будет больше, чем токи в остальных комплектах. Тогда
наихудшим, с точки зрения селективности, является режим сети, когда
остальные токи приблизительно равны
, то есть находятся на грани срабатывания. В
этом случае может запуститься только передатчик с наибольшим током.
И если ток КЗ окажется достаточным для срабатывания
, то произойдет излишнее срабатывание
защиты. Поэтому с помощью коэффициента ответвления
необходимо загрубить уставку
.
В
общем случае коэффициент ответвления определяется для каждого
полукомплекта - рассматривается как отношение тока обратной
последовательности в этом полукомплекте к току обратной
последовательности в другом полукомплекте, с которым производится
согласование.
, (12)
где:
- ток обратной последовательности, в том
полукомплекте, где он максимальный.
- максимальный из токов обратной
последовательности в режиме с наиболее близкими токами на остальных
концах линии (берется максимальный ток, т.к. необходимо, чтобы в
режиме внешнего КЗ запустились оба передатчика, тогда срабатывание
отключающего органа не приведет к излишней работе защиты).
2.5.3 Определение
коэффициента чувствительности токового отключающего органа
.
Рассчитывается
коэффициент чувствительности для каждого полукомплекта.
Если предусмотрена
компенсация в терминале емкостных токов, то коэффициент
чувствительности равен:
,
(13)
где:
- минимальный ток КЗ обратной
последовательности;
- уставка отключающего токового органа с
пуском по
;
- емкостной ток обратной
последовательности, рассчитывается по формуле:
, (14)
где:
- напряжение обратной последовательности в
месте установки защиты в том режиме, по которому определяется
;
- удельное емкостное сопротивление линии
(емкостное сопротивление половины длины линии
;
- длина линии.
________________
В зависимости от вида КЗ угол между
векторами
и
не более 40°, в формуле 13 угол принят
равным 0°.
Если не предусмотрена
компенсация в терминале емкостных токов, то коэффициент
чувствительности равен:
, (15)
где:
- минимальный ток КЗ обратной
последовательности в минимальном режиме работы системы со стороны
места установки защиты;
- уставка отключающего токового органа с
пуском по
.
Если
с обеих сторон, то загрубляем уставку до
для полукомплекта с наименьшим
коэффициентом чувствительности (если загрубить уставку с наибольшим
, то на другом конце ВЛ орган не пройдет по
чувствительности).
Таким образом, получается
новая уставка
, одинаковая для двух концов линии. По ней
уточняется
.
2.6 Выбор уставки
органа с пуском по напряжению обратной последовательности

Для обоих полукомплектов
уставки п.2.6.1 и п.2.6.2 выбираются предварительно (до определения
коэффициента чувствительности). После определения коэффициента
чувствительности уставки подлежат корректировке (подробнее см.
п.2.6.3).
2.6.1 Выбор уставки
блокирующего органа с пуском по напряжению обратной
последовательности
.
Уставка
выбирается исходя из отстройки от
напряжения небаланса обратной последовательности, вызванного
погрешностью ТН и частотными небалансами ФНОП и несимметрией
нагрузочного режима с учетом коэффициента надежности.
, (16)
где:
- коэффициент отстройки принимается равным
1,5;
- коэффициент возврата принимается равным
0,9;
- расчетное напряжение небаланса обратной
последовательности рассчитывается по выражению (18).
(17)
где:
- полная погрешность ТН принимается равной
0,03;
- коэффициент частотной зависимости ФНОП по
данным разработчика принимается равным
0,23;
- относительная погрешность отклонения
частоты и выше принимается равным
0,03;
- относительная погрешность настройки
фильтра с учётом погрешности принимается равным
0,005;
