Релейная защита в распределительных электрических сетях

Третья ступень защиты — МТЗ. Ее ток срабатывания выбирается по условию возврата защиты в исходное состояние в наиболее тяжелом для линии W1 послеаварийном режиме. Этот режим может возникнуть при самозапуске электродвигателей всех нагрузок в сети (Н1 — Н5), если в исходном нормальном режиме трансформаторы Т1, Т2 и Т3 получают питание по линии W2 (линия W1 выведена из работы, а секционный выключатель Q15 на подстанции № 3 включен). В этих условиях, в случае отключения головной линии W2, последующего ее включения устройством АПВ и восстановления питания на шинах 35 кВ подстанций № 2 и № 3 в линии W2 может возникнуть наибольший ток, так же как и в линии W1 в аналогичных условиях:

I_{СЗАП W2}= I_{СЗАП Н1}+ I_{СЗАП Н2}+ I_{СЗАП Н3}+ I_{СЗАП Н4}+ I_{СЗАП Н5}= 668,5 А.

Ток срабатывания третьей ступени:

При этом защита отстроена от максимального рабочего тока в линии W2 (495 А) и можно принять:

I_{C3 W2-3}= 1022 А.

Ток срабатывания реле третьей ступени защиты:

I_{CP W2-3}=

k_СХ x I_{СЗ W2-3}/ k_Т= 1022 / 200 = 5,1 А

Коэффициент чувствительности третьей ступени защиты для основного действия:

Здесь

— ток в месте установки защиты на линии W2 при двухфазном КЗ в расчетной точке К2, приведенный к стороне 35 кВ.

Как видно, третья ступень защиты имеет достаточную чувствительность.

Для третьей ступени защиты выбирается реле тока PT-40/10 с диапазоном уставок от 2,5 А до 10 А.

Выдержка времени третьей ступени защиты должна быть согласована с выдержкой времени срабатывания МТЗ, установленной на трансформаторе Т1 (6 с), и выдержкой времени срабатывания третьей ступени защиты, установленной на линии W3 на подстанции № 2 (2,5 с):

t_{СЗ W2-3}= t_{СЗ T1}+ t= 6 + 0,5 = 6,5 с-

Реле времени для второй и третьей ступеней защиты линии W2 — 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.

Схема защиты, устанавливаемой на линии W2 на подстанции № 1, не отличается от схемы аналогичной защиты линии W1 (см. рис. 3.19).

Производится проверка ТТ на 10 %-ную погрешность.

Определяется предельная кратность тока для ТТ на подстанции № 1:

k₁₀= I_1РАСЧ/ I_{1НОМ ТТ}= 1,1 x I_{СЗ W2-1}/ I_{1НОМ ТТ}= 1,1 x 4730 / 1000 = 5,2

По кривым предельной кратности для ТФНД-35М (прил. 5) определяется максимальное значение сопротивления нагрузки ТТ — 10 Ом.

Расчетное наибольшее сопротивление нагрузки ТТ:

Z_{H РАСЧ}= 2 x R_ПР+ 2 x Z_PT-40/50+

Z_PT-40/10+ 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); [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+ 0,1 = 0,29 Ом.

Это значение (0,29 Ом) значительно меньше допустимого (10 Ом). Следовательно, режим работы ТТ в защите, установленной на линии W2 на подстанции № 1, соответствует требованиям, при выполнении которых полная погрешность ТТ не превысит 10 %.

3.4.10. Проверка согласования защит

Наиболее наглядное представление о согласовании защит, установленных на разных элементах электрической системы, дают характеристики этих защит в графическом виде — карты селективности (рис. 3.21, аи б).

Для этого характеристики должны быть приведены к одной ступени напряжения электрической системы, например, к стороне 10 кВ. Как правило, на карты селективности выносят характеристики только тех защит, которые необходимо отстраивать друг от друга по времени или току и которые обтекаются током КЗ при КЗ в наиболее удаленной точке сети. Именно по этой причине характеристики защит представлены на двух рисунках, а не на одном.

Рис. 3.21.Карты селективности защит, установленных на подстанциях № 1, № 2, № 3 (а)и № 1, № 3, № 4 (б)

Значения параметров срабатывания защит, полученные расчетным путем и необходимые для построения характеристик, приведены в табл. 3.14.

Таблица 3.14

4. Пример расчета и согласования средств релейной защиты на микропроцессорной и электромеханической базах