Коэффициент схемы релейной защиты

Коэффициент схемы релейной защиты – Все об электричестве

Коэффициент схемы релейной защиты

Трансформатор тока — элемент релейной защиты, электромагнитный измерительный преобразователь тока который питает цепи защиты и автоматики током и выполняет роль датчика, который передает информацию к измерительным органам. Этот аппарат преобразовывает ток первичной цепи в стандартные токи 1 или 5 ампер. Нормальный режим работы трансформатора тока — режим короткого замыкания.

Принцип работы трансформатора тока

Погрешности трансформатора тока, их причины

  • Относительная токовая погрешность
  • Угловая погрешность
  • Полная погрешность

Схемы соединения трансформаторов тока

Принцип работы трансформатора тока

Принцип действия

трансформатора тока не отличается от принципа действия обычного силового трансформатора.

Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в измеряемую цепь и независимо от того как включена вторичная обмотка весь ток нагрузки или ток короткого замыкания проходит через эту цепь. Вторичная обмотка замыкается на различные, последовательно включенные, реле и измерительные приборы.

Согласно закону полного тока:

То есть часть тока тратится на создание намагничивающего потока.

Первичный и вторичный ток, который проходит соответственно по виткам первичной и вторичной обмотки вызывают намагничивающие потоки Ф1 и Ф2 .

Эти потоки замыкаются в магнитопроводе, геометрически складываются и образуют, в свою очередь, результирующий магнитный поток Фн, который пронизывает вторичную обмотку и наводит в ней ЭДС, из-за чего в обмотке создается вторичный ток.

Более подробно про принцип работы трансформатора тока можно прочитать в статье про принцип работы трансформатора.

Погрешности трансформатора тока, их причины

Причина погрешностей в трансформаторе тока — ток намагничивания. Векторная диаграмма построена на основе схемы замешения трансформатора тока в которой в соответствии со схемой замещения все величины первичной стороны приведены к виткам вторичной обмотки.

Из векторной диаграммы видно, что вторичный ток отличается от приведённого первичного по абсолютному значению на токовую погрешность dI = I'1-  I2 , а по фазе на угол дельта. Это отличие обусловлено наличием тока намагничивания Iнам создающего магнитный поток намагничивания в сердечнике ТТ.

Чем больше ток ответвляется в сопротивление Z'm, тем погрешность трансформатора тока больше.

Величина АС называется погрешностью по току и равна арифметической разнице I'1-I2. Угловой погрешностью является угол дельта и показывает на сколько действительный ток сдвинут по фазе от расчетного тока.

Относительная токовая погрешность

Относительная токовая погрешность отрицательна если вторичный ток меньше первичного и выражается в процентах и определяется по формуле:

Угловая погрешность

Представляет собой угол между первичным и вторичным токами.

Полная погрешность

Полной погрешностью трансформатора тока является абсолютное значение вектора тока намагничивания которое равно геометрической разнице первичного тока и вторичного на диаграмме.

Относительная погрешность

Относительная полная погрешность в общем случае и для несинусоидального тока

Схемы соединения трансформаторов тока на полные токи фаз

Релейная защита питается от типовых схем которые различаются различными вариантами соединения трансформаторов тока и обмоток реле. Для каждой схемы соединения расчитывается коэффициент схемы.

Этот коэффициент показывает в сколько раз токи в реле отличаются от токов которые протекают во вторичной обмотке трансформаторов тока.

Такие изменения происходят из-за того что в элементах различных схем вторичные токи могут складываются или вычитаются.

Схема соединения трансформаторов тока в полную звезду

В нормальном, симметричном режиме  

ТТ устанавливают во всех фазах. Вторичные обмотки трансформатора тока и обмотки реле соединяются в звезду и их нулевые точки связываются одним проводом, называемым нулевым. В нулевую точку объединяются одноименные зажимы обмоток ТТ.

РежимОписаниеТоки в фазахВекторная диаграммаКоэфициент схемы
Нормальный режимв реле проходят токи фаз, а в нулевом проводе их геометрическая сумма (при симметричном режиме она равна нулю).Iр=Iф Ксх=1
Трехфазное КЗаналогично нормальному режиму.
Двухфазное КЗток проходит только в двух повреждённых фазах (соответственно и в реле), а ток в неповреждённой фазе отсутствует. Теоретически ток в нулевом проводе также практически отсутствует при 3-х и 2-х фазных КЗ, но при неидентичности характеристик и погрешностей ТТ в нулевом проводе в нормальном режиме протекает ток небаланса, который возрастает при К.З.
Однофазное КЗпервичный ток к.з. проходит только по одной поврежденной фазе. Соответствующий ему вторичный ток проходит также только через одно реле и замыкается по нулевому проводу.

Особенности схемы: Защита реагирует на все виды к.з, и имеет одинаковую чувствительность (коэффициент чувствительности при разных повреждениях одинаковый).

При всех замыканиях, кроме замыкания на землю, в нулевом проводе протекает геометрическая сумма токов в реле, в следствии чего, ток в нулевом проводе приблизително равен нулю (в нем протекают токи неаланса).

Реле в нулевом проводе реагирует только на токи к.з. на землю.

Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Часть 4

Коэффициент схемы релейной защиты
Разместить публикацию Мои публикации Написать

Гондуров С.А., Михалев С.В., Пирогов М.Г., Захаров О.Г.
НТЦ «Механотроника», С-Петербург

В первой части данной работы [1] были рассмотрены примеры расчета уставок токовой отсечки, а во второй [2] – пример расчета уставок дифференциальных защит с применением дифференциальной токовой отсечки, уставки по току срабатывания которых меньше номинального тока электродвигателя.

Примеры расчета уставок для дифференциальных защит, токи срабатывания которых превышают номинальный ток электродвигателя рассмотрены в [10]

Продолжим рассмотрение методик расчета уставок для цифровых устройств релейной защиты. Как и ранее, расчѐт уставок производим в первичных значениях токов, а после его окончания все уставки переводим во вторичные значения токов.

Часть 4 Алгоритмы защиты от однофазных замыканий на землю

В зависимости от наличия устройств компенсации ПУЭ [4] предусмотрено применение защиты от однофазных замыканий на землю.

Защита от ОЗЗ должна действовать на отключение асинхронного электродвигателя. В схеме защиты синхронного электродвигателя алгоритм ОЗЗ должен одновременно формировать сигнал на автомат гашения поля АГП (при его наличии).

Для электродвигателей мощностью более 2МВт такая защита должна предусматриваться при токах замыкания на землю, равных или превышающих 5А.

При мощности электродвигателя не превышающей 2 МВт и отсутствии устройств компенсации данную защиту предусматривают при токах замыкания на землю равных или превышающих 10А.

В электроустановках с компенсирующими устройствами защиту от ОЗЗ предусматривают в тех случаях, когда в нормальных условиях работы суммарный ѐмкостной ток (иногда в технической литературе можно встретить другой термин – остаточный ток) превышает 10А.

Согласно требованиям ПУЭ [4] в сети с изолированной нейтралью суммарный ѐмкостной ток не должен превышать:

  • 30 А – при напряжении сети 6 кВ;
  • 20 А – при напряжении сети 10 кВ.

Если схема управления электродвигателем не требует замедления действия защиты, то алгоритм защиты от ОЗЗ выполняют без выдержки времени.

При введении выдержки времени в алгоритм защиты от ОЗЗ рекомендуется применять токовую защиту (токовое реле) с током срабатывания от 50 до 200 А в первичных значениях для быстрого отключения электродвигателя при возникновении двойных замыканий на землю.

В блоках серии БМРЗ и БМРЗ-100 [8, 9] алгоритмы защиты от ОЗЗ могут быть выполнены одно- или двухступенчатыми с контролем:

  • тока нулевой последовательности (рис. 1, а);
  • напряжения нулевой последовательности (рис. 1, б);
  • тока и напряжения нулевой последовательности (рис. 1, в);
  • направления мощности (рис. 1, г).

В некоторых исполнениях блоков БМРЗ диаграмма направленности ОЗЗ может изменяться (рис. 1, д).

В зависимости от значения суммарного тока алгоритм ОЗЗ может действовать на сигнализацию (при токах меньших, чем установленные в [1]) или на отключение защищаемого электродвигателя.

Для контроле тока нулевой последовательности используют специальные трансформаторы тока нулевой последовательности (см. ТТНП1 – ТТНП4 на рис. 2).

Трансформаторы ТНП устанавливают либо в ячейке распределительного устройства, либо у выводов электродвигателя.

Пусть в кабельной линии кл4 возникло однофазное замыкание на землю ОЗЗ. После окончания переходного процесса, связанного с перезарядом емкостей сети Скл1 – Скл4, двигателя Сдв и трансформаторов Стр, весь суммарный емкостной ток двух неповрежденных фаз этой сети будет протекать через точку ОЗЗ.

Через другие присоединения сети, где ОЗЗ отсутствуют, будет протекать свой емкостной ток защищаемых присоединений, направленный в точку ОЗЗ. Поэтому для исключения ложных срабатываний необходимо выбирать значение уставки срабатывания, таким, чтобы оно превышало собственный ѐмкостной ток защищаемого присоединения.

Задержку по времени срабатывания защиты от ОЗЗ рекомендуется устанавливать нулевой. При необходимости отстройки от переходных процессов выдержка времени алгоритма ОЗЗ может быть задана равной
0,1 с.

При увеличении выдержки срабатывания рекомендуется применять двухступенчатый алгоритм ОЗЗ в котором вторая ступень работает без выдержки времени.

Расчет уставок защиты от ОЗЗ для асинхронного двигателя

Методика расчета уставок иллюстрирована примером, в котором использованы данныые асинхронного электродвигателя серии А4, работающего от сети с изолированной нейтралью.

Данные для расчета:

  • Мощность на валу двигателя:
  • Коэффициент мощности:
  • Напряжение:
  • КПД:
  • Кратность пускового тока:
  • Значение тока трехфазного КЗ на вводах питания электродвигателя:
  • Электродвигатель подключен медным кабелем с бумажной изоляцией. Площадь сечения жилы 185 мм2. Длина кабеля – 40 метров.
  • Суммарное значение ѐмкостного тока сети при ОЗЗ на вводах питания АД составляет (1) .
  • В схеме защиты применен трансформатор тока нулевой последовательности типа ТЗР (табл. 1)

Таблица 1. Характеристики трансформаторов тока нулевой последовательности.

Тип трансформатораКоэффициент трансформации
ТЗЛ1 / 25
ТЗЛМ1 / 25
ТЗР1 / 18
ТЗРЛ1 / 30

 Расчет начинаем с определения полной мощности электродвигателя , используя формулу (20) 1:

Пример 4:

4.1 Подставив полученное значение расчетные данные в формулу (20) получим такое значение :

В приведенных выше данных для расчѐта отсутствует информация об электрической емкости обмоток. Приближенное значение ѐмкостного тока асинхронного двигателя напряжением 6 кВ можно найти еѐ по формуле (21):

Для асинхронного двигателя с номинальным напряжением 10 кВ используют другую формулу:

Пример 4:

4.2 Подставив полученное значение в формулу (21) получим:

Более точно значение емкостного тока можно определить по формулам (23) и (24), рекомендованным в [11]:

где – электрическая емкость двигателя в фарадах (Ф).

Ёмкость асинхронных двигателей и неявнополюсных синхронных двигателей находят по формуле (24):

Размерность и обозначения всех остальных величин приведены в данных для расчета.

Используя приведенные формулы найдем сначала электрическую ѐмкость двигателя, а затем его ѐмкостной ток.

Пример 4:

4.3 Ёмкость двигателя серии А4, данные которого приведены выше, составит:

Пример 4:

4.4 Подставив полученное значение ѐмкости в формулу (23), находим:

Сравнивая результаты, полученные в формулах (21-1) и (23-1), видим, что они совпадают. Это служит доказательством корректности выполненных нами расчетов.

Значение ѐмкостного тока кабельной линии находят либо из табл. 2 (для кабелей с бумажной изоляцией), либо вычисляют по формуле (25), дающей приближенный результат.

где  – номинальное линейное напряжение кабельной линии, кВ;
– длина кабельной линии, км.

Оба способа рекомендованы в [12].

Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена точное значение ѐмкостного тока необходимо запрашивать у завода-изготовителя.

Таблица 2 Емкостной ток кабеля с бумажной изоляцией

Площадь сечения жил, мм2Емкостной ток, Ic, A/км при напряжении в сети:
6 кВ10 кВ
160,400,55
250,500,65
350,580,72
500,680,80
700,800,92
950,901,04
1201,001,16
1501,181,30
1851,251,47
2401,451,70

Для нашего случая значение ѐмкостного тока кабельной линии находим по данным, приведенным в табл. 1:

Пример 4:

4.5 Используя табличные данные получим:

Ток срабатывания защиты от ОЗЗ в первичных значениях вычисляют по формуле (27):

где – коэффициент отстройки защиты от ОЗЗ;
– коэффициент возврата защиты от ОЗЗ;
– коэффициент броска емкостного тока, обусловленного перезарядом емкостей электрической сети при ОЗЗ.
– емкостной ток защищаемого электродвигателя, А;
– емкостной ток кабельной линии, соединяющий электродвигатель с ячейкой, А.

Пример 4:

4.6 Подставив в формулу (27) значения величин, получим:

Здесь необходимо сделать некоторые пояснения. Раньше, для схем защиты с электромеханическими реле, значение коэффициента отстройки принимали . При использовании блоков БМРЗ этот коэффициент следует принимать .

Значение коэффициента возврата алгоритма защиты от ОЗЗ принимают , в соответствии с техническими данными, приведенными в руководствах по эксплуатации блоков серии БМРЗ и БМРЗ-100.

При расчетах уставок для защит с электромеханическими и статическими реле коэффициент броска емкостного тока принимали

В связи с тем, что бросок апериодической составляющей тока ослабляется фильтрами блоков БМРЗ и БМРЗ-100, то значение этого коэффициента принимают другим, равным .

Для проверки чувствительности данной защиты находим значение коэффициента чувствительности по формуле (28):

где  – суммарное значение емкостного тока сети при ОЗЗ на вводах питания, А.

Суммарное значение емкостного тока приведено в исходных данных для расчета, т.е.

Подставив исходные данные в формулу (28) определяем значение коэффициента чувствительности:

Пример 4:

4. 7 Произведя вычисления, получим:

Полученный коэффициент чувствительности превышает минимальное значение 1,5, установленное для него в [4].

Ток срабатывания во вторичных значениях найдем по формуле (29-1), используя значение коэффициента трансформации для выбранного трансформатора тока нулевой последовательности типа ТЗР (табл.1):

Пример 4:

4.8 Подставив значения и , получим:

Для повышения стабильности срабатывания защиты принимаем выдержку первой ступени защиты замыканий на землю (рис. 3).

Действие алгоритма ОЗЗ в блоках БМРЗ может быть выбрано на сигнализацию или на отключение.

При наличии временной задержки необходимо применять защиту от двойных замыканий на землю, которая должна срабатывать без выдержки времени, т.е. .

Определение уставки срабатывания второй ступени ОЗЗ начнем с нахождения номинального тока электродвигателя по формуле (1).

Пример 4:

4. 9 Подставив исходные данные в формулу (1) и произведя вычисления, получим:

Знание номинального тока электродвигателя поможет нам найти уставку срабатывания защиты от двойных замыканий на землю в первичных значениях. С этой целью используем формулу (30):

где – коэффициент отстройки;
– коэффициент, показывающий допустимое значение токов нулевой последовательности для сетей с изолированной нейтралью с учетом разброса индуктивных сопротивлений фазных обмоток электродвигателя;
– пусковой ток электродвигателя, А;
– коэффициент пуска;
. – номинальный ток электродвигателя, А.

Пример 4:

4. 10 Подставив в формулу (30) значения величин и произведя вычисления, получим:

Пересчитаем полученное значение уставки 3I0> во вторичные значения, для чего разделим полученную величину на коэффициента трансформации трансформатора:

В ПУЭ ([4], п. 5.3.48) для быстрого отключения двойных замыканий на землю рекомендовано выбирать уставку в первичных значениях от 50 до 100 А, т.е. уставка должна быть больше рассчитанной по формуле (30-1) по крайней мере в 8 раз (50/6,24 ≈ 8)

Для первичного значения тока ОЗЗ равного 50 А значение уставки во вторичных значениях составит:

Литература

  1. Гондуров С.А., Михалев С.В., Пирогов М.Г., Захаров О.Г. Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Токовая отсечка. //Материал размещен на странице: http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/to.htm
  2. Гондуров С.А., Михалев С.В., Пирогов М.Г., Захаров О.Г.

    Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Дифференциальная защита электродвигателя. //Материал размещен на странице http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/DZT_DTO.htm

  3. Королев Е.П., Либерзон Э.М. Расчеты допустимых нагрузок в токовых цепях релейной защиты. М.: Энергия, 1980.

  4. Правила устройства электроустановок. М.: Госэнергонадзор России, 1998, 608 с.
  5. Шабад М.А. Трансформаторы тока в схемах релейной защиты. Экспериментальная и расчетная проверки. Конспект лекций. СПб, ПЭИПК, 2010.
  6. Шнеерсон Э.М. Цифровая релейная защита. М.: Энергоатомиздат, 2007, 549 с.
  7. Александров А.М.

    Выбор уставок срабатывания защит асинхронных электродвигателей напряжением выше 1 кВ. М.: Энергоатомиздат, 1987/

  8. Информация об алгоритмах, выполняемых блоками БМРЗ и БМРЗ-100 различных исполнений и модификаций // Материал размещен на странице: http://bmrz-zakharov.narod.ru/algoritmy.

    htm

  9. Алгоритмы защиты, выполняемые БМРЗ// Материал размещен на странице: http://bmrz-zakharov.narod.ru/new/_ANSI.htm
  10. Гондуров С.А., Михалев С.В., Пирогов М.Г., Захаров О.Г.Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Часть 3. Алгоритм дифференциальной защиты электродвигателя с торможением.

    // Материал размещен на странице: http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/DZT_DTO2.htm//

  11. Слодарж М.И. Режимы работы, релейная защита и автоматика синхронных двигателей. М.: Энергия, 1977.
  12. Шабад М.А. Защита от однофазных замыканий на землю в сетях 6-35 кВ.

    СПб, ПЭИПК, 2001

  13. Рекомендации по выбору алгоритмов зашит электродвигателей, предусмотренных в блоках БМРЗ и БМРЗ-100// Материал размещен на странице: http://bmrz-zakharov.narod.ru/Zash.htm

1200

Закладки

Расчет релейной защиты линии 10кВ

Коэффициент схемы релейной защиты

Линия электропередач осуществляет транспорт электроэнергии из точки А до точки В. На напряжении 6-35кВ ЛЭП выполняются с компенсированной или изолированной нейтралью. Данное обстоятельство накладывает определенные особенности выполнения устройств РЗА.

Например, в данных сетях допустима длительная (до нескольких часов) работа при однофазном замыкании на землю (ОЗЗ). В данном случае нагрузку переводят на другую линию, после чего происходит отключение. Также возможны варианты, когда защита от ОЗЗ на землю действует только на сигнал, либо вообще отсутствует.

Защита от двухфазных и трехфазных замыканий КЗ обеспечивается установкой комплектов РЗА в двух фазах из трех: фазе А и фазе С. Так как однофазное КЗ не критичное, то при двухфазном или трехфазном КЗ всегда отключится вся линия.

  • ф.А+В => отключится по ф.А линия
  • ф.А+С => отключится по двум фазам
  • ф.В+С => отключится линия по ф.С

Другое дело, если произойдет двойное замыкание на землю. Это когда на двух параллельных линиях замыкается по одной разноименной фазе. В итоге у нас получается, что всего имеем 6 вариантов короткого замыкания:

  • в 2 случаях отключается одна линия
  • в 2 случаях другая линия
  • и еще в 2 случаях происходит отключение сразу 2 линий

Получается, что в 4 вариантах из 6 одна из линий остается в работе. Это является преимуществом данного способа подключения. Другое дело, если при расшиновке фаз, вдруг не туда посадят А и В, или В и С. Тогда варианты станут плачевнее и вероятность аварий увеличится.

Скромный пример, замеряли ток на секции, или на движке каком-то, через клеммник ТТ в релейном отсеке. И после пуска и набора нагрузки выявили, что отображается у нас самая настоящая ерунда.

В итоге выяснилось, что фаза B и нуль от ТТ были перепутаны местами. Как говорится, выявили дефект к устранению.

Для этого и существует наладка, чтобы после монтажа проверить готовность и сдать эксплуатации к безаварийной работе.

Вопрос на засыпку? А почему двойным замыканием на землю не считается вариант двойного замыкания на одноименные фазы?

Теперь перейдем к рассмотрению и беглому рассчету следующих защит: МТЗ, ТО, ОЗЗ. Беглому, так как существует столько нюансов, что люди не один десяток книг на эту тему написали. Защиты могут выполняться, как отдельно на реле, так и в комплексе, как часть микропроцессорного терминала. Для защиты линии может быть использована трехступенчатая токовая защита, где:

  • 1 ступень (токовая отсечка мгновенная) 3I>>>
  • 2 ступень (то с выдержкой времени) 3I>>
  • 3 ступень (мтз) 3I>

У ТО уставка по току самая большая – это грубая защита, а мтз более гибкая и позволяет выполнять функции дальнего резервирования.

Мтз линии 6-35 кв

Я уже рассматривал МТЗ, но, повторение – мать ученья. Максимальная токовая защита с выдержкой времени выступает в качестве первой ступени трехступенчатой защиты линии. Для расчета необходимо рассчитать ток срабатывания защиты, ток уставки, выдержку времени и отстроиться от соседних защит.

1) На первом этапе определяем ток срабатывания защиты с учетом токов самозапуска и других сверхтоков, которые протекают при ликвидации КЗ на предыдущем элементе:

в данной формуле мы имеем следующие составляющие:

Iс.з. – ток срабатывания защиты 2РЗ, величина, которую мы и определяем

– коэффициент надежности, который на самом деле можно считать скорее коэффициентом отстройки для увеличения значения уставки; для микропроцессорных равен 1,05-1,1, для электромеханических 1,1-1,4.

kсзп – коэффициент самозапуска, его смысл в том, что при КЗ происходит просадка напряжения и двигатели самозапускаются. Если нет двигателей 6(10) кВ, то коэффициент принимается 1,1-1,3.

Если нагрузка есть, то производится расчет при условии самозапуска ЭД из полностью заторможенного состояния. Коэффициент самозапуска определяется, как отношение расчетного тока самозапуска к максимальному рабочему току.

То есть зная ток самозапуска, можно не узнавать максимальный рабочий ток, хотя без этого знания не получится рассчитать ток самозапуска – в общем, сократить формулу не удастся особо.

– коэффициент возврата максимальных реле тока; для цифровых – 0,96, для механики – 0,65-0,9 (зависит от типа реле)

Iраб.макс. – максимальный рабочий ток с учетом возможных перегрузок, можно узнать у диспетчеров, если есть телефон и полномочия. Для трансформаторов до 630кВА = 1,6-1,8*Iном, для трансформаторов двухтрансформаторных подстанций 110кВ = 1,4-1,6*Iном.

2) На втором этапе определяем ток срабатывания защиты, согласуя защиты Л1 и Л2:

Iс.з.посл. – ток срабатывания защиты 2РЗ

kн.с. – коэффициент надежности согласования, величина данного коэффициента от 1,1 до 1,4. Для реле РТ-40 – 1,1, для РТВ – 1,3…1,4.

– коэффициент токораспределения, при одном источнике питания равен единице. Если источников несколько, то рассчитывается через схемы замещения и сопротивления элементов.

Первая сумма в скобках – это наибольшая из геометрических сумм токов срабатывания МТЗ параллельно работающих предыдущих элементов. Вторая сумма – геометрическая сумма максимальных значений рабочих токов предыдущих элементов, кроме тех, с которыми происходит согласование.

3) На третьем этапе выбираем наибольший из токов, определенных по условиям 1) и 2) и рассчитываем токовую уставку:

kсх – коэффициент схемы, данный коэффициент показывает во сколько раз ток в реле больше, чем ток I2 трансформатора тока при симметричном нормальном режиме работы; при включении на фазные токи (звезда или разомкнутая звезда) равен 1, при включении на разность фазных токов (треугольник) равен 1,73.

– коэффициент трансформации трансформатора тока.

4) Далее определяется коэффициент чувствительности, который должен быть больше или равен значения, прописанного в ПУЭ.

Отношение минимального тока, протекающего в реле, при наименее благоприятных условиях работы, к току срабатывания реле (уставке). Для МТЗ значение kч должно быть не менее 1,5 при кз в основной зоне защиты и не менее 1,2 при кз в зонах дальнего резервирования.

5) Определяемся с уставкой по времени

Смысл уставок по времени в следующем: если у нас КЗ как на рисунке выше, то сначала должен отключиться выключатель Л1 (находящийся ближе к КЗ), это необходимо, чтобы оставить в работе неповрежденные участки системы.

То есть tс.2рз=tс.1рз+dt, где дельта t – ступень селективности. Эта величина зависит от быстродействия защит (в частности точности работы реле времени) и времени включения-отключения выключателей.

Если предыдущая РЗ является токовой отсечкой или же РЗ выполнена на электронных (полупроводниковых) реле – dt можно принять 0,3с. Если же в РЗ используются электромеханические реле, то dt может быть 0,5…1,0. Для различных реле эта величина может доходить до нескольких секунд.

Как было написано выше, особенностью МТЗ является накапливание выдержек времени от элемента к элементу. И чем больше величина dt, тем большей будет отдаленная уставка.

Для решения этой проблемы следует устанавливать цифровые РЗ (dt=0,15…0,2с) и одинаковые выключатели. Ведь, если выключатели одного типа, то и время срабатывания у всех одинаковое.

А если, оно невелико, то и суммарная величина будет мала.

В общем выбор мтз состоит из трех этапов:

  • несрабатывание 2РЗ при сверхтоках послеаварийных режимов
  • согласование 2РЗ с 1РЗ
  • обеспечение чувствительности при КЗ в конце Л1(рабочая зона) и в конце Л2 (зона дальнего резервирования)

Расчет токовой отсечки линии

ТО может выполняться как с выдержкой времени (токовая отсечка с замедлением), так и без нее. При расчете ТО отстраивается от максимального тока короткого замыкания в конце защищаемой линии. ТО трансформатора также отсраивается от броска тока намагничивания. Формулы и более подробно про токовую отсечку написано здесь.

Для предотвращения воздействия сверхтоков и коротких замыканий, которые нельзя отключать с выдержкой времени, используется неселективная ТО без выдержки времени.

Это применимо для защиты синхронных машин от КЗ на шинах, которое может привести к нарушению устойчивости параллельной работы ТГ с энергосистемой и нарушению энергоснабжения.

Формула для определения тока срабатывания неселективной ТО:

В вышеприведенной формуле:

Uс.мин – междуфазное напряжение системы в минимальном режиме работы (0,9…0,95), В

– уже знакомый коэффициент надежности = 1,1…1,2

zс.мин – сопротивление системы до места установки отсечки, Ом

ko – коэффициент зависимости остаточного напряжения в месте установки отсечки от удаленности 3ф КЗ, определяется по зависимости графической

Остаточное напряжение – это напряжение, при котором обеспечивается динамическая стойкость работы синхронных генераторов (Uост>0,6) и электродвигателей (Uост>0,5).

Данная неселективная ТО применяется совместно с автоматикой (АВР, АПВ), что обеспечивает быстродействие при отключениях опасных кз. Однако, для совместной работы необходимо выполнить ряд мероприятий:

  • отстроить ТО от токов намагничивания трансформаторов,
  • отстроить ТО от кз на шинах НН трансформаторов, находящихся в её зоне действия
  • согласовать ТО с предохранителями, выключателями и другими устройствами, находящимися в её зоне действия

Защита от однофазных замыканий на землю

При расчетах защиты от ОЗЗ следует знать способ заземления нейтрали и в зависимости от этого производить дальнейшие действия. В сетях 6-35 кВ применяется токовая защита нулевой последовательности. Условия её выбора состоит в определении тока срабатывания защиты и определении коэффициента чувствительности

В данной формуле

Iс.фид.макс – собственный емкостной ток фидера

– коэффициент надежности равный 1,2

kбр – коэффициент броска емкостного тока при возникновении ОЗЗ

Iс.сумм – суммарный емкостной ток сети, который можно определить по формулам ниже:

для изолированной нейтрали:

В сети с изолированной нейтралью допускается работа, если емкостной ток не превышает:

  • 30А для сети 6кВ
  • 20А для сети 10кВ

Если же значение емкостного тока превышает полученное значение, то необходимо компенсировать его с помощью реактора, то есть перейти на другой тип заземления нейтрали.

Данные токов также можно узнать в специализированных организациях. Или же определить экспериментальным путем, что дает наиболее точное и реальное значение.

Пример расчета РЗ линии 10кВ

Ну и напоследок небольшой пример расчета рза трансформатора и кабеля по схеме, приведенной на рисунке ниже:

1)На первом этапе мы составили схему замещения, которая представлена справа от самой схемы.

2)На втором этапе мы рассчитываем параметры схемы замещения и приводим их к одному напряжению:

3) Далее определим токи трехфазного короткого замыкания в точках К1, К2 и К3

4) Выберем параметры защит для трансформатора

МТЗ. определяем по формуле, которая была выше по тексту ( 9А – номинальный ток трансформатора)

ТО. Проверяем два условия (в примере приняли цифровую защиту), второе условие – отстройка от броска тока намагничивания:

5) Выберем аналогично защиту для кабельной линии плюс ОЗЗ. С учетом, что ток емкостной равен например 1,1 А/м. Получим следующее:

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Последние статьи

Расшифровка маркировок кабелей из СПЭ, БПИ и ПВХ

Чтобы сохранить документ в ворде нажми ctrl+s

Испытание трансформаторного масла на пробой

Самое популярное

Единицы измерения физвеличин

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.