Fałszowanie pomiaru podimpedancyjnych członów rozruchowych zabezpieczeń odległościowych

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ S e ria : ELEKTRYKA z . 31

_______ 1971 Nr k o l . 299

A. TRYBUS

Zakład E nergetyczny G liw ice

FAŁSZOWANIE POMIARU POHIMPEDANCYJNYCH CZŁONÓW ROZRUCHOWYCH ZABEZPIECZEŃ ODLEGŁOŚCIOWYCH

1 . Wstęp

N ie k tó re p rz e k a ź n ik i o d le g ło śc io w e , n p . F-isy BBC ty p u L3 lu b podob- n e , rozw iązane s ą p rz y zasto so w an iu podim pedancyjnyeh c z ło n a ch r o z r u ­ chowych. Człony t e p rz y łą c z o n e s ą zwykle w t e n sp o só b , że n a i c h uzwo­

j e n i a napięciow e podawane j e s t n a p ię c ie międzyprzewodowe p rz y zwar­

c ia c h międzyfazowych bez u d z ia łu z ie m i, n a to m ia st n a p ię c ie fazowe p rz y zw arciach dwu i jednofazow ych z z ie m ią .

Ze względu n a p o trz e b ę rezerw ow ania n astaw ia n e s ą zwykle na ta k ą w a rto ś ć , aby swoim za się g iem obejmowały n ie ty lk o zw arcia w ystęp u jące n a danej l i n i i , a l e rów nież n a w sz y stk ic h odcinkach s to p n i a d ru g ieg o t j . na w sz y stk ic h o d e jś c ia c h lin io w y ch s t a c j i n a s tę p n e j.

P ie rw o tn ą w a rto ść im p e d a n c ji rozruchow ej członów podim pedancyjnych z a b e z p ie c z e n ia o dległościow ego w s t a c j i A, s p e ł n i a j ą c ą warunek r e z e r ­ wowania p rz y zw arciu dwufazowym na końcu l i n i i odchodzącej ze s t a c j i B?

w u k ła d z ie ja k n a r y s . 1 d o b ie ra s i ę [ ł j według wzoru:

2r * t b<ZA B ł k f • ZBC>®V r > <1 >

p ie rw o tn a w a rto ść nastaw ieniow a członów rozruchowych w spółczynnik b ez p ie cze ń stw a u w z g lę d n ia ją c y r o z r z u t war­

t o ś c i rozruchow ej p rz e k a ź n ik a

im pedancja l i n i i d l a składow ej k o le jn o ś c i zgodnej g d z ie :

Zr

ZAB1 ^BC “

366 A. Trybus

z< ,(Zf)

I

w

— w =

A

© Ł

pozostata sieć B

R y s. 1 , Schemat układu s i e c i d la zw arcia dwufazowego na końcu l i n i i BC p r z y otw artym w yłączniku w s t a c j i Cj 1 ^ , 1 ^ , , I g , p rą d y zw arcia dwu­

fazowego p ły n ą c e w l i n i a c h AB i BC o ra z p o z o s ta łe j s i e c i p r z y łą ­ c z o n e j do s t a c j i B} Z^, - im pedancje l i n i i AB, BC d la sk ła d o ­

wej k o le jn o ś c i zgodnej

^AB* ^BC “ Pr ^dy zw arcia dwufazowego p ły n ą c e w l i n i i AB i BC p rz y zw arciu n a końcu l i n i i BC

k . = ■=— - w spółczynnik fa łs z o w a n ia ,J BC -‘-AB

Wzór t e n j e s t s łu s z n y p rz y z a ło ż e n iu rów ności kątów zw arcia obydwu l i n i i o raz im p ed an c ji z a s tę p c z e j p o z o s ta łe j s i e c i z a s i l a j ą c e j p r z y łą ­ c z o n e j do szy n s t a c j i B, N ależy poza tym za zn aczy ć, że im pedancja mie­

rz o n a p rz e z cz ło n y rozruchow e p rz e k a ź n ik a p rz y zw arciu dwufazowym j e s t rów na inrpedanc.ji p ę t l i zw arciow ej i j e s t dwa r a z y w ięk sza od w a rto ś c i n astaw ie n io w ej o b lic z o n e j ze wzoru ( 1 ) ,

W spółczynnik fa łsz o w a n ia przyjm uje w a rto ść k^ > 1 j e ż e l i p rą d zwar­

c i a p o z o s ta łe j s i e c i p rz y łą c z o n e j do sz y n s t a c j i B I ¡1 0 n ato m iast k _ = 1 d la 1 = 0 co w y stęp u je wówczas gdy s t a c j a B ma c h a ra k te r

X b

o d b io rc z y i j e s t pow iązana z s i e c i ą je d y n ie dwoma l i n ia m i . Współczyn­

n ik kj, można rów nież o k r e ś li ć ze sto su n k u prądów zw arcia tró jfa z o w e ­ go lu b prądów składow ej k o le jn o ś c i zgodnej p ły n ący c h w l i n i a c h BC i AB.

P rz y zw arciu trójfazow ym im pedancja Z^ m ierzona p rz e z p rz e k a ź n ik w s t a c j i A w y n iesie!

a n astaw ieniow a w a rto ść im p e d a n c ji rozrucho w ej:

c z y li

ZSC) C 2 / f ) (4>

J a k wynika z porów nania wzorów ( 1 ) i (4 ) wymagana w arto ść impedan- c j i rozruchow ej d la z w a rc ia dwufazowego s p e ł n i a rów nież warunek r e z e r ­ wowania d la zw arcia tró jfa z o w e g o .

2 . Im pedancja rozruchow a d l a z w a rc ia jednofazowego

W s i e c i a c h n apow ietrznych najw yższych n a p ię ć w iększość w y stęp u ją­

cych zwarć t o zw arcia jednofazow e. Wraz z rozbudową ty c h s i e c i w z ra sta rów nież w a rto ść prądów zwarć jednofazow ych i t o w s to p n iu n ie je d n o k ro t­

n ie większym n iż p rą d y zwarć w ielofazow ych bez u d z ia łu z ie m i. Zależy t o m iędzy innym i od mocy i i l o ś c i p rz y łą czo n y c h do s i e c i tra n s fo rm a to ­ rów z uziemionym punktem gwiazdowym. N ie n a le ż y w ięc wykluczyć m ożli­

w ości i s t n i e n i a ta k ic h warunków w k tó ry c h fa łsz o w a n ie pom iaru podimpe- dancyjnych członów rozruchow ych p rz y zw arciach jednofazowych b ę d z ie w iększe n iż p rz y zw arciach dwufazowych. Warunki t a k i e mogą n p . w ystą­

p ić w u k ła d z ie ze s t a c j ą o d b io rc z ą pow iązaną z s i e c i ą ty lk o dwoma l i ­ niam i jednofazowymi do k tó r e j sz y n p rz y łą c z o n y j e s t tr a n s f o rm a to r z uziemionym punktem gwiazdowym. Tak w ięc warunek rezerw ow ania d l a zwarć jednofazowych może n ie być s p e łn io n y o i l e n a s ta w ie n ie in p e d a n c ji ro z ­ ruchowej z o s ta n ie dobrane według wzoru ( 1 ) .

Na r y s . 2 p rz ed staw io n o w u p ro sz c z o n e j fo im ie dovrolny u k ła d s i e c i z uziemionym punktem zerowym p rz y zw arciu n a końcu jednofazow ej l i n i i BC odchodzącej ze s t a c j i B w yłączonej w s t a c j i C. D la ta k ie g o uk ładu fa łsz o w a n ie pom iaru podim pedancyjnych członów rozruchowych p rz e k a ź n ik a za in stalo w an eg o w s t a c j i A na l i n i i AB, p rz y zw arciu jednofazowym, można o k r e ś li ć w sposób n a s tę p u ją c y :

Fałszowanie pomiaru podimpedancyjnych członów rozruchowych...____ 367

(3 )

368 A, Tiybus

z<

G - G D ^

3*i

poiestato sieć

R y s, 2 , Schemat uk ład u s i e c i d l a zw arcia jednofazowego z ziem ią na koń-, cu l i n i i BC p rz y otwartym w yłączniku w s t a c j i C

I_.n , I , , , . I™ - prąd y zw arcia jednofazowego p ły n ą c e w l i n i i AB, BC oraz

¿50 AB o

p o z o s ta łe j s i e c i p rz y łą c z o n e j do s t a c j i B

O znaczenia:

I OAB* I 1AB* I 2AB

- składow e k o le jn o ś c i zerow ej zgodnej i p rzeciw n ej

OBU 1 BU ¿BU

p rą d u zw arcia l i n i i AB lu b BC ZOAB* Z1AB* Z2ABł

Zn ł Z . Z . _ _ - im pedancja l i n i i AB lu b BC d l a składowych ko-

UBU I BU ¿BU

l e j n o ś c i ze ro w ej, zgodnej i przeciw n ej

^BC - z w arcia l i n i i AB lu b BC, Z a ło ż e n ia :

1 ^{° -} _<p ⁼ _<p

AB BC

2 " Z1AB 31 Z2AB 0raZ Z1BC = Z2BC 3° " I 1AB = I 2AB 0ra,Z I 1BC = I 2BC

B io rąc pod uwagę powyższe o z n a c z e n ia i z a ło ż e n ia otrzymujemy n a s tę ­ p u ją c e w yrażenia na n a p ię c ia po szczególnych składowych fa z y z w a rte j wy­

s tę p u ją c e w m iejscu z a in s ta lo w a n ia p rz e k a ź n ik a :

U1 = I 1BC Z1BC + I 1AB Z1AB = I 1AB ^Z1AB + k1 Z1BC^ (5 )

Fałszowanie pomiaru podimpedancyjnych członów rozruchowych..._____ 369

U2 = I 2BC Z2BC + I 2AB Z2AB = I 1AB ^Z1AB + ^1 Z1BC^ ^ g d z ie

^ = J 2BC = ilBC (7)

2AB 1AB

TT t z + I z = 1 ZOAB + k0 ZOBC (Q)

U0 OBC OBC + OAB OAB OBC kQ W

g d z ie

^ = (9 )

OBC

Ponieważ p r z y ję to zw arcie jednofazow e n a końcu l i n i i BC p rz y o tw a r­

tym w yłączniku w s t a c j i C:

I OBC “ I 1BC p o d sta w ia ją c dodatkowo ze wzoru ( 7 ) :

I 1BC " *1 I 1AB wzór ( 8 ) p rzy jm u je p c e ta ć j

^ . ^ O A B . t ^ g . W (11)

u0 X1AB kQ

H a p ięcie fazow e, m ierzone p r z e z podim pedancyjny c z ło n rozruchowy p rz ek aź n ik a , będące sumą p o szczegó lnych składowych b ę d z ie równe:

u . i , + U 2 ^{♦ <j} 0 - a 1Aji ( ! , „ * ! < , z1B0) *

k1 ^Z0AB + k0 Z0BC ^

37°___________________________________________ A. Trybus

+ I1AB kQ

t 2 k 0 ( Z 1 A B + * l W + * 1 ( Z 0 A B + k 0 W

“ 1 AB k„

P rą d z a ś zw artej fa z y uderzony p rz e z c z ło n rozruchowy p rz e k a ź n ik a b ę d z ie równy:

I AB = I 1A3 + T2AB + I OAB = 2 I1AB + I OAB = I 1AB ^2 + I 1 AB^

uv /zg lęd n iając zale żn o ść (7 ) (9 ) i (1 0 ) otrzymujemy:

I 0AB ^1_

X1AB = k0

a w yrażenie (1 3 ) p rz y jm ie o s ta te c z n ie p o s ta ć :

T ki + 2ko

AB 1 AB kQ (1 4 )

W artość im pedancji m ierzo n ej p rz e z p rz e k a ź n ik o k re ś lo n a na p o d sta ­ w ie z a le ż n o ś c i (1 2 ) i (1 4 ) wynosi:

. U 2k0 (Z1AB + k1 W + ^ ^Z0AB + k0 W

zp = i i ; = ■ (15)

Fałszowanie pomiaru, podimpedancyjnych członów rozruchowych.. 371

po wprowadzeniu dodatkowej z a le ż n o ś c i:

ZOAB _ ZOBC -

Z1AB AB °PaZ Z1BC = BC

o ra z po dokonaniu odpowiednich p r z e k s z ta łc e ń otrzymujemy:

CA B * 2 r r < CA B * 2 >

Zp = krt Z1AB + k1 kQ Z1BC

Wprowadzając o s ta te c z n ie n a s tę p u ją c e o z n a cze n ia :

k0 I OBC I 1AB I 1AB f * n \

k = t tV - = - T t tT = tT ( 1 7 )

1 OAB 1BC OAB

CAB+ 2 k (1 8 )

AB " 2(1 + 2k)

k(CBC + 2) kBC = 2(1 + 2k)

z a le ż n o ść (1 6 ) p rzyjm uje p o s ta ć :

Zp - »A B ZAB * » , kBC ZBC <20>

a nastaw ieniow a w a rto ść im p ed an c ji rozrucho w ej:

Zr ^ "b ( “AB + >S V V ^ (_{2 1})

372 A. Trybus

J e s t t o o gólna z a le ż n o ść o k r e ś la ją c a w a rto ść im p ed an cji rozruchow ej członów podim pedancyjnych zab ezp iec zeń odległo ścio w ych p rz y m e ta lic z ­

n y c h zw arciach , d la dowolnego u k ład u s i e c i z uziemionym b ezpośrednio punktem zerowym.

hB; kiC

R ys, 3 . Z ależność współczynników k ^ i k ^ od w spółczynnika

ko ^EAB

Fałszowanie pomiaru podimpedancyjnych członów rozruchowych... 373

Na r y s . 3 przed staw io n o za le ż n o ść w spółczynnika i kgC od war­

t o ś c i w spółczynnika k d la l i n i i jednotorow ych o ra z d la l i n i i AB dwu­

to ro w e j p r z y z a ło ż e n iu że d la l i n i i jedn otorow ej CAB = CBC = 3 ,5 zaś d l a dwutorowej = 5,5«

J a k w ynika z z a le ż n o ś c i (1 8 ) i (1 9 ) d l a l i n i i AB i BC je d n o to ro ­ wych p rz y w spółczynniku k » 1 w a rto ść obydwu współczynników wynosi kAB = ^BC “ ° '^ 2 i w°wczas z z a le ż n o ś c i (2 1 ) otrzymujemy:

Zr ^ 0 ,9 2 ^ ( Z ^ + k, ZBC) ( 2 / f ) (2 2 )

Z porów nania warunku (1 ) i (2 2 ) wynika że warunek (2 2 ) j e s t ła g o d n ie j­

s i AB

s z y . N ależy zaznaczyć że w a rto ść w spółczynnika k = =--- 1 w y stęp u je OAB

gdy s to s u n k i im pedancji d la składow ej zerowej i zgodnej g a ł ę z i AB o ra z p o z o s ta łe j s i e c i p rz y łą c z o n e j do s t a c j i B s ą równe t j , gdy w p rz y ­ b l iż e n i u :

to)

1 AB 1S

g d z ie :

X0S* X1S ” z a s tę p c z a r e a k ta n c ja d la składow ej k o le jn o ś c i zerowej i zgodnej p o z o s ta łe j s i e c i p rz y łą c z o n e j do szyn s t a c j i B, Wymagana d l a s p e ł n i e n i a warunku rezerw ow ania im pedancja rozruchow a d la zw arcia jednofazcw/ego może być w iększa od w a rto ś c i o k re ś lo n e j d l a z w arcia dwufazowego w n a stę p u ją c y c h przypadkach:

- gdy k < 1 d la p rz e k a ź n ik a za instalow anego na l i n i i jedno lu b dwutorowej j e ż e l i Z ^ 3>

- gdy k > 1 t j , j e ż e l i k 0 > k^ (w spółczynnik fa łs z o w a n ia d l a składow ej zerowej w iększy od w spółczynnika fa łsz o w a n ia d la s k ł a ­ dowej zgodnej) j e ż e l i rów nocześnie z ^ .

374 A. Trybus

3 . W nioski

1° - J a k wynika z przeprow adzonej a n a liz y fa łsz o w a n ie pom iaru podim pe- dancyjnych członów rozruchowych za b ezp iec zeń odległościow ych p rz y zw arciach jednofazowych może być w iększe n iż p rz y zw arciach dwu­

fazowych,

2° - D la u s t a l e n i a praw idłow ej w a rto ś c i n a sta w ie ń ty c h członów im pe- d an cję rozruchową o b lic z o n ą d la zw arcia dwufazowego n a le ż y d o d at­

kowo spraw dzić i ew en tu aln ie skorygować zgodnie z z a le ż n o ś c ią (21).

3° - Sprawdzanie w a rto ś c i im p ed an cji rozruchow ej d la zw arcia jed no fazo­

wego można dokonać w o p a rc iu o rozpływ składow ej zerowej prąd u zw arcia z ziem ią p rz y zw arciu n a końcu rezerwowanej l i n i i o ra z po­

dobny rozpływ prądów zw arcia tró jfa z o w e g o , Z rozpływu d la s k ła d o ­ wej zerow ej można o b lic z y ć w spółczynnik kQ a z rozpływ u dla zwar­

c i a tró jfaz o w eg o w spółczynnik k , . Po wyznaczeniu w a rto ś c i w sp ół- czy nnika k jak o sto su n k u — zn a le źć z wykresu n a r y s , 3 lu b zkf)

*1

z a le ż n o ś c i (1 8 ) i (1 9 ) w a rto ść współczynników kAB i kgC i z za­

le ż n o ś c i (2 1 ) o b lic z y ć w a rto ść rozruchową Z^.

4 . LITERATURA

[ 1 ] Skoozyński Z ., Nowacki P . J . : Zwarcia w wysokonapięciowych u k ładach e le k tro e n e rg e ty c z n y c h (PWT, W~wa 1 9 5 4 ),

[2] Pawłowski A ,: Dobór n a sta w ie ń zabezp ieczeń przekaźnikow ych i u r z ą ­ dzeń autom atyki w e le k tro w n ia c h i s i e c i a c h (P rz e g lą d E le k tro te c h ­ n ic z n y z d n ia 21,06,1958 r , z e sz y t 5 / 6 ) ,

S e r i a : ELEKTRYKA z . 31 Nr k o l . 299 ZESZYTY NAUKOWE POLE TECHNIKI ŚLĄSKIEJ _____________________________ 1971

A . TPUByC

ynpaB JieH H e 3aeKTpnHŁCKHx G e re ii rjiMBMpe

ŁCKA&ŁHl.Ł kSuiŁPŁKKA ¿¡JŁiłlL.i<łAiIfcHG —ŁiiVłlliOlAHGMŁK nyGKOJLK 0 P rA H 03 UkCTAHldAOHHiK SAiĄLT

IIPK 0flH0$A3HKX KOPOT KŁiX SALdUKAHiutf

C o a e p a c a H i i e

yeTaBKH MHJI1HBHflyaJIbHbiX nyCKOBUX OpraHOB ,2,110 T aHUKOHHhDC 3aąHT, ymiThiBaa Heo6xo;n,HMocTb p e 3epBHpoBaHHHs BbióHpaioTca t b k h u p a c w e T o u , ^jtoCh 3amnTa p e a r w p o B a a a He t o j ib k o Ha k o - poTKHe 3aMHKaHMH, nponcxo,n,aiUHe Ha aaHHoii anKiui, ho TaKace Ha B c e x aMHwaję, oTxo,nainnx c nocaeflyjoineii noflCTaHpHH.liaa 3 - T oro nepBHHHoe 3HaHeHwe nycKOBoro HMneaaHca ancTaHUHOHHoii 3amHTH Ha noflCTaHUHH "A ” HCnoaHaBmee y c a o B i i e p e 3 e p B H p o B a - hhh npw flByx$a3HOM K .3. b c h c t b m b coesHHeHUii KaK Ha p n c . 1 BH 6npaeTca c o r a a c H o BHpaateHMio (1

).

ii B03ayuiHHX c e r a x b h c o k o t o HanpaaceHM a, b k o t o p h x o 6 ł i k - hobeiiHO iipH M enaioTca BHineyKa3aHHbie sainuT H , fioabuiHHCTBO npo- HCXOflamHX K0P0TKHX 3aMHKaHMH 3T0 0flH0(pa3HH6 K . 3 . 3 CBH3M

C 3THM BO 3HMKaeT Heo C5XO,HHMOCT b lip o aH aail 3HpOBaHHa C yaeT JIH a a a o n p e a e a e H H o ii c e T e B o ii cxeMH wcKaaceHue MMne,naHca j a a oa,Hotpa3HHX k .3o fiojibnie nem « a a ;n,3yxipa3HHX K . 3 . y c a o B n a i a - sw e cymecTB.yBT b c u c T e U e o npMeMHoii i i o jc ta H U i i e i i t CBH3aiiHoii c ceT b B flByMa oanouenubiM H aMHHaMH, k niHHaM KOTopow n o a c o e -, SHHeH TpaHc4>opMaTop c 3a3eM aeH H oii nyaeBOM to w k o m . I. TaK , ycaoBH H pe3epB H poB aH w a .naa oaHoqpa3Hbix K .3. He/(5yayT n c n o a H e - h h npw B H óope yeTaBKH H u n e ^ a H c a n y c x a p e a e c o r a a c i i o B bipa- KeHHK) {.1 ) .

376 A. TpH6yc

J I o x H o e H 3 M e p e H w e H M n e a a H c a ^ H C T a H M H O H H o r o p e j i e , c m o h t h- p O B a H H O r O B n O f lC T a H U H M " A " 0 f l H 0 ( p a 3 H H X H . 3 . B C HCT 6 U 6 K a K H a p u c . 2 o n p e a e a a e T c a B b i p a x e H n e M <.21 ) » 3 a B H C H M 0 C T H

( 7 ) ( 9 ) < 1 7 ) < 1 8 ) h < 1 9 ) o n p e a e a a m T k oBÇKp H X ü i e H T H ; k j , kA 3 , n p H H H T H B B H p a X e H H H < 2 1 ) .

3H pasceH ne < 2 1 ) o n p e a e a a e T 3H ay eH n e H M neaaH ca nyCKOBHX noAKMneflaHCHHX s j i s m ë h t o b ahctaHpMOHHHX 3 a ą n T npw H e n o cp e# - CTBeHHHX 0flH0$a3HHX KOpOTKHX 3aMHKaHHHX B CeTeBOll CMC T e —

Me KaK Ha p u c . 2 .

H a p H C „ 3 n p e f l C T a B J i e H a 3 a B H C M M 0 C T b K0 3 ( p ( | m m i e H T 0 B k . , , h

K^ A-O

T a K a c e M3 c p a B H e H n a B U p a x e H H Ü < 1 ) h ( 2 1 ) b h a h o, h t o H e o ö x o - AHMhM A J i a H c n o J i H e H H H y c a o B n w p e 3 e p B n p o B a H n a n y c K O B O M m m- n e a a H C b j i h o A H o $ a 3 H o r o k. 3 . M o x e T 6l i t b ö o j i b i n e 3 H a y e H M a a a a A B y x $ a 3 H o r o k„ 3 . b c a e a y c i M H X c a y n a a x :

- K o r s a K < I T 0 e 0 e c a n Kq < K j < K 0 3 § > $ H U H e H T H C K a x e H n a a a a H y a e B o ä c o c T a B a a ß m e w T O K a H e ß o a b m e K o s y t p H M i a e H T a h o K a a ce H H H a - n a n p a M o ü c o c T a B a a i a i u e ü ) A J i a p e a e , y c T a H O B a e H - H o r o H a aH HH H OflHo n a n f l B y x i ^ e i i H O H , e c a w o A H O B p e M e n H o

^ ^ w * K < I H M e e T M e c T o T o r a a , K o r a a O T H o i e a i i e H M n e a a H c a H y a e B o i i k n p a M o ü c o c T a B a a j a m n x b e T B H A 3 e c T b He M eH b E ie o T H o m e H H a b t h x H M n e a a H C O B A J i a o c T a a b H o ü c e T n ? n p » - c o e a w H e H H O M K n o a c T a H U H M " 3 " T . e „ K o r a a

«o a

o t 3 H a H e H H H k o s y q j H p H e H T a k = — rjisi o a H o u e n H b D c j i h -

KI

X

X

- K o r a a K > 1 T . e . e c a n Kq > i t ^ < K 0 3(¿>(pHUMeHT H C K a x e H w a a a a H y a e B O Ü c o c T a B a H H i n e k ö o a b w e K 0 3 < p $ H m i e H T a H C K a x e H n a a a a n p a M o i i c o o T a B a a i o i n e H ) e c a n o a n o B p e M e H H O Z Z ^ .

k c x a g e H n e n 3i*epeHMfl MHHHMajibHo-HMne,n,aHCHHX 377,

SH aqeH w e nyC K O B oro HMne,naHca £ Jia o,n,Ho<pa3Horo K . 3 . mok-

ho o n p efle jiH T b o c h o b n b u h c b Ha p acn pe,nejieH H H HyjieBOM c o c T a -

B J I H B m e i i T O K a K O p O T K O T O 3 a U H K a H H H C 3 e M J i e H n p H K . 3 . B K O H -

i\e p e3 ep B n p o B aH H o ii j i h h h h , a Tanace Ha c x o ^ h o m p a c n p e ,n e j i e - H H H T O K O B Tp exii>a3H0 TO K . 3 . H 3 paCnpefleJI eHHJi flJIH HyjieBOM CO- CTaBJiHxmeM HyacHo b b ih h c jih tb 3 H a q e H n e Kq , a c p a c n p e jie jie H H a

f l j i a T p e x $ a 3 H o r o k . 3 . - 3 H a y e H H e K ^ .

rio c jie onpe^ejieH M H 3 H a y e H H a ko3<p<phum@hta K k b k 3 a B H - C H M O C T H H e o 6 X 0 A M M O H a H T H H3 flKarpaMMH H a P M C . 3 JIH60

*1

M3 BbipaaceHHH ( 1 8 ) H ( 1 9 ) 3HaHeHKH K0 3<iX*>HUHeHT0B H Ka c , a TaKjce H3 BKpaace-HUH (2 1 ) b b w h c jih tb 3HaweHHe n y c x o B o r o hm- n e j a H c a Zr.

OIMOAHHE PUCyilKOB

P h c . 1 . C x e M a c e T e B O M c h c t c m h « jih f l B y x $ a 3 H o r o k . 3 . b k o h -

y e jih h h h B G npH o t k p h t o m B H K j i r r e a T e a e Ha n o flC T aH - Uhh C;

^AB’ ^BG* - t o k h flB y x $ a 3 H o ro K . 3 . npoTeKaiantHe

n o JIHHHHM A3 H BG M B O C T a J I B H o M C e T H I i p H C O e f l H H e H - H O « K n O f l C T a H U H H Bj

Za b. 2flC “ 3HaweHMH HM neflancoB jihhhh AB m BG c o - CTaBJiHBiueM npHMOM n o c jie n o B a T e jib h o c t h

P h c . 2 . CxeM a ceTeBOH CHCTeMBi fljia o,nHo<i>a3H o ro k .3. c 3eM - a e a Ha KoHi^e jih h h h BG npH o tk p b ito m BBiKJicyaTejie Ha noflCTaHUHH G;

^ A B * ^ B G * * S “ T 0 K H K o p o T x o r o 3 a M U K a H H a n p o T e K a c -

mne no jih h h h AB, BG h b ocTaaBHOH ceTH n p H C o e jH - HeHHOM K nOflCTaHUHH B .

Ph c. 3 . S a B H C H U o c T B k os ^ x p n u H e H T o b h K3 ( , o t K oaiix jpH U H eH -

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ S e r i a : ELEKTRYKA z . 31

1971 Nr k o l. 299

A. TRYBUS

S u b re g io n a l Power E stab lish m e n t G liw ice

FALSE MEASUREMENTS OP IMPEDANCE STARTING ELEMENTS OP DISTANCE PROTECTION

S u. m m a r y

C o n sid e rin g th e n e c e s s i ty o f back up o p e r a tio n , th e s e t t i n g s o f un­

derim pedance s t a r t i n g elem ents o f d is ta n c e p r o t e c t io n s a re o f v a lu e s a llo w in g th e p r o t e c t i o n re a c h t o cover1 no t o n ly f a u l t s on l i n e co n cer­

n ed b u t a ls o f a u l t s on a l l l i n e s o u tg o in g from th e next s t a t i o n . Thus, t h e o r i g i n a l v a lu e o f s t a r t i n g impedance o f d is ta n c e p r o te c tio n i n s t a ­ t i o n "A" s a t i s f y i n g th e c o n d itio n o f back up o p e r a tio n d u rin g d oub le­

ph ase f a u l t i n system as g iv e n i n P ig . 1 (R ys. 1 ) i s a d ju s te d a c c o r­

d in g t o r e l a t i o n ( 1 ) .

I n e x t r a h ig h v o lta g e overhead l i n e s , where p r o te c tio n s b ein g d i s ­ c u sse d a r e commonly u s e d , th e m a jo r ity o f f a u l t s a re s in g le -p h a s e ones.

So i t i s n e c e ssa ry t o a n a ly s e , w hether i n g iv e n netw ork system th e im­

pedance f a l s e measurements i n c a se o f s in g le - p h a s e f a u l t a re more s i ­ g n i f i c a n t th a n i n ca se o f d o u b le-p h a se f a u l t s . I t s u r e ly ta k e s p la c e i n sy stem , i n which r e c e iv in g s t a t i o n i s co nn ected t o netw ork by me­

a n s o f o n ly two s in g le l i n e s , th e b u sb ars o f t h e s t a t i o n b ein g connec­

t e d t o th e tra n s fo rm e r o f e a rth e d s t a r p o i n t . Thus, th e c o n d itio n o f b a c k up o p e r a tio n i n c a se o f s in g le -p h a s e f a u l t s can be s a t i s f i e d i f t h e ad ju stm en t o f s t a r t i n g impedance i s done a c c o rd in g to r e l a t i o n (1 ).

The impedance f a l s e measurement o f d is ta n c e r e l a y b ein g i n s t a l l e d i n s t a t i o n "A", d u rin g s in g le -p h a s e f a u l t i n system as shown i n P ig . 2 ( r y s . 2 ) , i s g iv en by r e l a t i o n (21 ) . The c o e f f i c i e n t s k ^ , k ^ , k ^

False measûrements of impedance starting elements... 379

a p p e a rin g i n r e l a t i o n (2 1 ) a r e d eterm in ed by r e l a t i o n s (7), (9)» (17)*

( 1 8 ) and ( 1 9 ) .

R e l a t i o n (21 ) d eterm in e s v a lu e o f s t a r t i n g impedance o f u n derim pe- dance elem ents o f d is ta n c e p r o te c tio n s i n c a se o f s in g le - p h a s e m e ta l­

l i c f a u l t s i n system as shown i n F ig . 2 ( r y s . 2 ) .

P i g . 3 ( r y s . 3 ) shows how c o e f f i c i e n t s k ^ and k ^ depend on coef>

f i c i e n t k = •— v a lu e i n c a se o f s in g l e l i n e s and i n ca se o f dou-

*1 X

b l e l i n e AB, assum ing t h a t f o r s in g l e l i n e ~ = 3 ,5 and

X '

f o r doub le l i n e = — = 5»5.

As i t r e s u l t s from diagram o f k ^ and k ^ c o e f f i c i e n t s v a lu e s and from com parison o f r e l a t i o n s ( 1 ) and ( 2 1 ) , t h e s t a r t i n g impedances r e q u ir e d f o r s a t i s f y i n g back up o p e r a tio n c o n d itio n s i n ca se o f s i n ­

g le -p h a s e f a u l t can be g r e a t e r th a n v a lu e d eterm in e d f o r d o u b le-p h ase f a u l t i n fo llo w in g c a s e s :

- when k < 1 , i . e . when kQ ^ kj ( f a l s e c o e f f i c i e n t f o r zero-sequen­

ce component c u r r e n t i s no g r e a t e r t h a t f a l s e c o e f f i c i e n t f o r p o s i - tiv e -s e q u e n c e component c u r r e n t ) . f o r r e l a y b e in g i n s t a l l e d on s i n g l e o r double l i n e i f s im u lta n e o u s ly t h e c a s e o f k < 1 ta k e s p la c e when im pedances r a t i o f o r ze ro -seq u e n ce and p o s i t i v e - s e - quence components o f bran ch AB i s no s m a lle r th a n c o rre sp o n d in g im­

pedances r a t i o f o r r e s t o f netw ork b ein g c o n n e cted t o s t a t i o n B , i . e .

X . _ X

oAB -> os

when — s? —— .

1AB Z1s

- when k > 1 , i . e . when kQ> k^ ( f a l s e c o e f f i c i e n t f o r zero -seq u e n ­ ce component i s g r e a t e r th a n f a l s e c o e f f i c i e n t f o r p o s itiv e -s e q u e n c e component ) i f s im u lta n e o u s ly Z _ _ ^ Z .,,.

150 A±5

S t a r t i n g impedance v a lu e f o r s in g le - p h a s e f a u l t can be determ ined on th e base o f d i s t r i b u t i o n o f ze ro -seq u e n ce component o f e a r t h - f a n l t c u r r e n t i n c a se o f f a u l t a t t h e end o f l i n e b ein g backed up and s im i­

l a r d i s t r i b u t i o n o f 3 -p h a se f a u l t c u r r e n t s . Prom d i s t r i b u t i o n f o r ze­

ro -se q u e n c e component th e v a lu e o f kQ i s t o be c a lc u la te d and from

3eo A. Trybi

d i s t r i b u t i o n o f 3-p h ase f a u l t - k. v a l u e . A f te r d e te rm in in g th e v a l o f k c o e f f i c i e n t b e in g d e fin e d as r—- r a t i o , t h e c o e f f i c i e n t s k and v a lu e s sh o u ld be found from diagram i n P ig . 3 ( r y s . 3) from r e l a t i o n s (1 8 ) and ( 1 9 ) . S ta r t i n g impedance v a lu e sho uld c a lc u l a t e d ac c o rd in g t o r e l a t i o n (21 ) .

FIGURES DESCRIPTIONS

P i g . 1 . Schem atic diagram o f netw ork sy stem i n case o f double - phas f a u l t a t th e end o f l i n e BCj c i r c u i t b r a k e r i n s t a t i o n C i open} 1 ^ , I BC, Ig - do uble-p h ase f a u l t c u r r e n ts i n l i n e s AI BC and i n r e s t o f netw ork b ein g co n n ected t o s t a t i o n B|

Z ^ - impedances o f l i n e s AB, BC f o r p o s itiv e -s e q u e n c e con po n en ts

P i g . 2 . Schem atic diagram o f netw ork system i n c a se o f s in g le -p h a s e a r t h - f a u l t a t t h e end o f l i n e BC} c i r c u i t b ra k e r i n s t a t i c C i s open} I AB, I AC, I g - s in g l e p h ase f a u l t c u r r e n ts i n l i nes AB, BC and i n r e s t d f netw ork b e in g connected t o s t a t i o n B

k I-i at

P ig . 3 . C o e ff ic ie n ts k ^ and kgC as f u n c tio n s o f k = ^ j----

1 oAI

c o e f f i c i e n t

t