Релейная защита в распределительных электрических сетях

Выбираются параметры защиты, устанавливаемой на линии W5 на подстанции № 3. Эта защита должна действовать только в специальном режиме при питании по линии W5 нагрузок Н4 и Н5, присоединенных к шинам 10 кВ подстанции № 4. Этот режим может быть создан оперативным персоналом путем ручных переключений при выводе из рабочего состояния трансформатора Т3.

Ток срабатывания первой ступени защиты (селективной токовой отсечки):

Графически определяется зона действия первой ступени (рис. 3.13, б). Она составляет более 50 % длины линии.

Выбираются ТТ для релейной защиты на линии W5 (подстанция № 3) — типа ТПЛ-10 класса Р с коэффициентом трансформации 400/5 и схема соединения вторичных обмоток ТТ и катушек реле «неполная звезда — неполная звезда».

Ток срабатывания реле первой ступени:

Для первой ступени защиты выбирается реле РТ-40/50.

Ток срабатывания второй ступени выбирается по условию возврата защиты в исходное состояние при наибольшем токе самозапуска, возникающем в линии W5 после отключения нагрузки Н4 релейной защитой и восстановления питания шин 10 кВ подстанции № 4 по линии W5:

Здесь I _{СЗАП W53}— ток в линии W5 при самозапуске электродвигателей в нагрузке Н5:

k_{СЗ Н5}— коэффициент самозапуска для нагрузки Н5.

Ток срабатывания реле второй ступени:

I_{CP W53-2}= k_CXI_{C3 W53-2}/ k_T= 808 / 80 = 10,1 А.

Коэффициент чувствительности второй ступени защиты в режиме основного действия:

Здесь I ⁽²⁾ _{K MIN W53}— ток в месте установки защиты при двухфазном КЗ в расчетной точке К6 и питании со стороны подстанции № 3.

Как видно, вторая ступень защиты имеет достаточную чувствительность.

Для второй ступени защиты выбирается реле тока PT-40/20 с диапазоном уставок от 5 А до 20 А.

Выдержка времени защиты должна быть согласована с выдержкой времени срабатывания защиты, установленной на нагрузке Н5:

t

_{СЗ W53-2}= t_{СЗ Н5}+ t= 1,0 + 0,5 = 1,5 с.

Реле времени для второй ступени защиты линии W5 — ЭВ-132 с диапазоном выдержек времени от 0,5 до 9 с и номинальным напряжением питания 220 В.

Промежуточные реле — РП-221 с номинальным напряжением питания 220 В.

Указательные реле — РУ-21/0,01.

Реле направления мощности — РБМ-171 (включается по 90-градусной схеме).

Схема двухступенчатых токовых направленных защит, устанавливаемых на линии W5 на подстанциях № 4 и 3, показана на рис. 3.14.

Производится проверка ТТ на 10 %-ную погрешность.

Определяется предельная кратность тока для ТТ на подстанции № 4:

k₁₀= I_{1 РАСЧ}/ I_{1 НОМ ТТ}= 1,1x I_{СЗ W54-1}/ I_{1 НОМ ТТ}= 2340 / 400 = 6,4

По кривым предельной кратности для ТПЛ-10 (см. прил. 5) определяется максимальное значение сопротивления нагрузки ТТ — 1,6 Ом.

Расчетное наибольшее сопротивление нагрузки ТТ:

Z_{H РАСЧ}= 2 x r_ПР+ Z_PT-40/50+ Z

_PT-40/10+ Z_{РБМ 171}+ r_ПЕР.

Здесь

— сопротивление реле РТ-40 при минимальной уставке; S _Pи I _{CP MIN}— расчетная мощность реле и минимальный ток срабатывания реле (для реле РТ-40/50 SP = 0,8 ВА, I _{CP MIN}= 12,5 А; для реле РТ-40/10 S _P= 0,5 ВА, I _{CP MIN}= 2,5 А); Z _{РБМ 171}— сопротивление токовой катушки реле РБМ-171 ( Z _{РБМ 171}= 0,4 Ом) [9]; R _ПР— активное сопротивление проводников в сигнальном кабеле (можно принять R _ПР= 0,05 Ом); R _ПЕР— активное сопротивление переходных контактов (можно принять R _ПЕР= 0,1 Ом).

Значение расчетного наибольшего сопротивления:

Z_{H РАСЧ}= 2 x 0,05 + 0,8 / (12,5) ²+ 0,5 / (2,5) ²+ 0,4 + 0,1 = 0,69 Ом.

Это значение (0,69 Ом) меньше допустимого (1,6 Ом). Следовательно, режим работы ТТ в защите, установленной на линии W5 на подстанции № 4, соответствует требованиям, при выполнении которых полная погрешность ТТ не превысит 10 %.

Определяется предельная кратность тока для ТТ на подстанции № 3:

k₁₀= I_{1 РАСЧ}/ I_{1 НОМ ТТ}= 1,1 x I_{СЗ W53-1}/ I_{1 НОМ ТТ}= 2448 / 400 = 6,1.

По кривым предельной кратности для ТПЛ-10 (см. прил. 5) определяется максимальное значение сопротивления нагрузки ТТ — 1,7 Ом.

Расчетное наибольшее сопротивление нагрузки ТТ:

Z_{H РАСЧ}= 2 x r_ПР+ Z_PT-40/50+ Z_PT-40/20+ Z_{РБМ 171}+ r_ПЕР

.

Здесь

— сопротивление реле РТ-40 при минимальной уставке; S _Pи I _{CP MIN}— расчетная мощность реле и минимальный ток срабатывания реле (для реле РТ-40/50 SP = 0,8 ВА, I _{CP MIN}= 12,5 А; для реле РТ-40/10 S _P= 0,5 ВА, I _{CP MIN}= 5 А); Z _{РБМ 171}— сопротивление токовой катушки реле РБМ-171 ( Z _{РБМ 171}= 0,4 Ом) [9]; R _ПР— активное сопротивление проводников в сигнальном кабеле (можно принять R _ПР= 0,05 Ом); R _ПЕР— активное сопротивление переходных контактов (можно принять R _ПЕР= 0,1 Ом).

Значение расчетного наибольшего сопротивления:

Z_{H РАСЧ}= 2 x 0,05 + 0,8 / (12,5) ²+ 0,5 / (5) ²+ 0,4 + 0,1 = 0,63 Ом.

Это значение (0,63 Ом) меньше допустимого (1,7 Ом). Следовательно, полная погрешность ТТ защиты, установленной на линии W5 на подстанции № 3, также не превысит 10 %.