Релейная защита в распределительных электрических сетях

Реле времени для третьей ступени защиты линии W3 — 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 двухступенчатой токовой направленной защиты, устанавливаемой на линии W3 на подстанциях № 2 и № 3, показана на рис. 3.17.

Производится проверка ТТ на 10 %-ную погрешность.

Определяется предельная кратность тока для ТТ на подстанции № 3:

k₁₀= I_1РАСЧ/ I_{1НОМ ТТ}= 1,1 x I_{CЗ W33-1}/ I_{1НОМ ТТ}= 1,1 x 3360 / 500 = 7,3.

По кривым предельной кратности для ТФНД-35 (прил. 5) определяется максимальное значение сопротивления нагрузки ТТ — 4,6 Ом.

Расчетное наибольшее сопротивление нагрузки ТТ:

Z_{H РАСЧ}= 2 x R_ПР+ 2 x Z_PT-40/50+ Z

_PT-40/10+ Z_{РБМ 171}+ R_ПEР.

Здесь

— сопротивление реле РТ-40 при минимальной уставке; S _Ри I _{CP MIN}— расчетная мощность реле и минимальный ток срабатывания реле (для реле РТ-40/50 S _P= 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= 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_{Н РАСЧ}= 2 x 0,05 + 2 x 0,8 / (12,5) ²+ 0,5 / (2,5) ²+ 0,4 + 0,1 = 0,7 Ом.

Это значение (0,7 Ом) меньше допустимого (4,6 Ом). Следовательно, режим работы ТТ в защите, установленной на линии W3 на подстанции № 3, соответствует требованиям, при выполнении которых полная погрешность ТТ не превысит 10 %.

Определяется предельная кратность тока для ТТ на подстанции № 2:

k₁₀= I_1РАСЧ/ I_{1НОМ ТТ}= 1,1 x I_{CЗ W33-1}/ I_{1НОМ ТТ}= 1,1 x 3530 / 500 = 7,8.

По кривым предельной кратности для ТФНД-35М (прил. 5) определяется максимальное значение сопротивления нагрузки ТТ — 4 Ом.

Расчетное наибольшее сопротивление нагрузки ТТ:

Z_{H РАСЧ}= 2 x R_ПР+ 2 x Z

_PT-40/50+ Z_PT-40/10+ Z_{РБМ 171}+ R_ПEР.

Значение расчетного наибольшего сопротивления:

Z_{Н 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 (4 Ом). Следовательно, режим работы ТТ в защите, установленной на линии W3 на подстанции № 2, также соответствует требованиям, при выполнении которых полная погрешность ТТ не превысит 10 %.

Таким образом, решения, принятые при выборе схем защит, устанавливаемых на линии W3, ТТ и реле, можно считать приемлемыми.

Определяется длина мертвой зоны направленной защиты при близких КЗ при питании со стороны подстанции № 2:

где S _{CP MIN}— минимальная мощность срабатывания реле при токе в линии при трехфазном КЗ на границе мертвой зоны (для приближенных расчетов его значение можно принять равным значению тока КЗ в месте установки направленной защиты при повреждении в расчетной точке К2);

 = (90° — _н) — угол, дополняющий _ндо 90° (для РБМ-171/1 равен 45°);

Для выбранной 90-градусной схемы включения реле направления мощности ( _Р= _К— 90°):

где х _УДи r _УД— удельное индуктивное и активное сопротивления линии W3 ( х _УД= 0,4 Ом/км и r

_УД= 0,3 Ом/км).

Полное удельное сопротивление линии:

Мощность срабатывания реле при номинальном токе равна 4 ВА [9].

Длина мертвой зоны при токе, превышающем номинальный в 10 раз:

По отношению к длине всей линии в процентах это составляет:

Расчетная длина мертвой зоны для защиты, установленной на линии W3 на подстанции № 3, также не превышает 5 % длины линии.

Учитывая, что при КЗ в этих зонах (со стороны подстанций № 2 и № 3) должны срабатывать соответствующие первые ступени защит — ненаправленные селективные токовые отсечки, можно считать протяженность мертвых зон приемлемой.

3.4.8. Защита, устанавливаемая на линии W1

На головной линии 35 кВ W1 на подстанции № 1 должна быть установлена трехступенчатая токовая защита.

Ток срабатывания первой ступени (селективной токовой отсечки):

Проверяется отстройка от бросков тока намагничивания трансформаторов:

I_{СЗ W1-1}>= (4–5) x ( I _{НОМ Т1 ВН}+ I _{НОМ Т2 ВН}+ I _{НОМ Т3 ВН}) =

= (4–5) x 495 = (1980–2475) А < 4420 А.

Отстройка обеспечивается.

Выбираются ТТ типа ТФНД-35М с коэффициентом трансформации k _Т= 1000/5. Схема соединения вторичных обмоток ТТ и катушек реле — «неполная звезда — неполная звезда».

Ток срабатывания реле первой ступени:

Выбирается реле РТ-40/50.

Определяется зона действия первой ступени защиты (рис. 3.18). Протяженность этой зоны составляет 60 % длины линии W1.

Ток срабатывания второй ступени (токовой отсечки с выдержкой времени срабатывания) выбирается по условию отстройки от токов КЗ при повреждениях в конце зоны действия быстродействующей защиты трансформатора Т2 и первой ступени защиты линии W3:

В этих условиях необходимо принять: