2.2 Релейная защита вводов ру-27,5, ру-35 и ру-10 кВ

Принципиальные схемы подключения измерительных органов приведены в Приложении А, рис. А4, А5, А6.

Ток срабатывания МТЗ ввода

, (2.20)

где К_Н=1,151,25 – коэффициент надежности;

К_СЗ – коэффициент самозапуска асинхронных двигателей (для МТЗ вводов может быть принят К_СЗ=1);

I_{НАГР МАКС} – максимальный ток нагрузки ввода. Для вводов 35 (10) кВ рекомендуется принимать

I_{НАГР ВВОДА} = ( 2  3 ) I_НТ,

где I_НТ – номинальный ток обмотки 38,5 (11,6) кВ понижающего трансформатора.

На вводе 27,5 кВ тяговой подстанции переменного тока токовые реле МТЗ включаются на сумму токов двух понизительных трансформаторов (Приложение А, рис. А6).

В этом случае для МТЗ ввода 27,5 кВ I_{НАГР МАКС} принимается

I_{НАГР МАКС} = ( 2  4 ) I_НТ,

где I_НТ – ток нагрузок обмотки 27,5 кВ

, (2.21)

где U_НТ = 27,5 кВ.

Чувствительность МТЗ ввода определяется при минимальном значении тока двухфазного к.з. на шинах, которые питаются по этому вводу по формуле

. (2.22)

При необходимости повышения коэффициента чувствительности МТЗ может быть дополнена блокировкой минимального напряжения.

Первичный ток срабатывания МТЗ с блокировкой минимального напряжения для ввода 27,5 кВ определяется по формуле (2.20) при I_{НАГР МАКС}=2 I_НТ.

Напряжение срабатывания реле блокировки находится по формуле

, (2.23)

где U_0МИН=0,9U_H – минимальное рабочее напряжение;

К_В – коэффициент возврата реле (для реле минимального напряжения типа РН-54 К_В=1,2);

К_TV – коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения;

К_Н = 1,15  1,25 – коэффициент надежности.

Принципиальная схема МТЗ с блокировкой по напряжению приведена в |1,8|.

2.3 Релейная защита лэп

При расчете релейной защиты тяговых подстанций следует рассматривать защиту воздушных и кабельных линий напряжением от 3,3 кВ до 220 кВ. Можно выделить следующие виды ЛЭП по их назначению:

• питающие линии (вводы) опорных тяговых подстанций (ТП) напряжением 110 (220) кВ;

• питающие ЛЭП транзитных и отпаечных ТП напряжением 110 (220) кВ;

• линии напряжением 6; 10; 27,5; 35 кВ, отходящие от РУ соответствующих напряжений для питания нетяговых потребителей, в том числе фидеры продольной электрификации на ТП постоянного тока и фидеры ДПР-27,5 кВ на ТП переменного тока;

• фидеры контактной сети 3,3 кВ постоянного тока и фидеры контактной сети 27,5 кВ переменного тока.

Основные виды релейной защиты ЛЭП приведены в таблицы 2.3.

Расчет защиты ЛЭП 110-220 кВ и принципиальные схемы защиты рассматриваются в |1,8|.

Расчет электронной защиты фидеров 27,5 кВ, принципиальные и функциональные схемы приведены в |1, 11, 17|.

Далее рассматривается расчет релейной защиты фидеров нетяговых потребителей.

Таблица 2.3 – Защита ЛЭП 110-220 кВ

Место установки защиты	Виды повреждений	Виды применяемых защит
Вводы 110-220 кВ опорных подстанций. Перемычка транзитных подстанций.	Многофазные к.з.	Трехфазная трехступенчатая или двухступенчатая дистанционная защита с блокировкой от качаний, дополненная двухфазной токовой отсечкой без выдержки времени. То же с высокочастотной блокировкой.
	Однофазные к.з.	Направленная токовая защита нулевой последовательности
Отпаечные тяговые подстанции переменного тока	Подпитка места к.з. на ЛЭП через трансформаторы тяговой подстанции	Направленная МТЗ с выдержкой времени, присоединенная к трансформаторам тока со стороны 110(220) кВ понижающего трансформатора, и к трансформаторам напряжения РУ-27,5 кВ.
ЛЭП 6; 10; 35 кВ для питания нетяговых потребителей
Защищаемая ЛЭП	Многофазные к.з.	МТЗ с независимой или зависимой выдержкой времени в двухфазном двух- или трехрелейном исполнении. Токовая отсечка без выдержки времени в двухфазном двухрелейном исполнении.
	Однофазное замыкание на землю	Токовая ненаправленная или направленная защита нулевой последовательности.
Линии продольного электроснабжения 6-10 кВ; Линии ДПР 27,5 кВ, ВЛ автоблокировки контактной сети 27,5 кВ
Защищаемая ЛЭП	Многофазные к.з.	Вариант 1-МТЗ в двухфазном двухрелейном исполнении. Вариант 2-токовая отсечка без выдержки времени в двухфазном двухрелейном исполнении (первая ступень), дополненная МТЗ в двухфазном двухрелейном исполнении (вторая ступень). Вариант 3-двухступенчатая МТЗ в двухфазном двухрелейном исполнении. Обе ступени с выдержкой времени.
	Однофазное замыкание на землю (кроме линий ДПР)	Та же защита, что и для линий 6,10, 35 кВ для питания нетяговых потребителей
Контактная сеть	Многофазные к.з.	Электронная защита УЗЭФТ

2.3.1 Расчет релейной защиты фидеров нетяговых потребителей

На фидерах нетяговых потребителей, отходящих от РУ-10,6 и РУ-35 тяговых подстанций переменного и постоянного тока и фидерах ДПР, отходящих от РУ-27,5 кВ тяговых подстанций переменного тока, устанавливается МТЗ и ТО.

Ток срабатывания МТЗ выбирается из условия отстройки от максимальных токов нагрузки

(2.24)

где I_{Р МАКС} – максимальный ток нагрузки фидера, вычисленный ранее в курсовом проекте “Тяговые подстанции” или по заданию;

К_Н=1,11,2 – коэффициент надежности;

К_СЗП – коэффициент запуска, учитывающий увеличение тока при запуске асинхронных двигателей и принимаемый К_ЗАП=2,53.

Ток срабатывания реле определяется по формуле (2.4).

Коэффициент чувствительности определяется по формуле (2.22) при минимальном значении тока двухфазного к.з. в конце защищаемого фидера.

Ток срабатывания токовой отсечки выбирается из условия отстройки от тока к.з. в конце защищаемого фидера

(2.25)

где К_Н – коэффициент надежности (при выполнении защиты с помощью электромагнитных реле РТ-40 К_Н=1,21,3, при выполнении защиты с помощью индуктивных реле РТ-80 К_Н=1,51,6);

I⁽³⁾_{К МАКС} – трехфазный ток к.з. в конце защищаемого фидера в максимальном режиме.