Вибір струму спрацювання

Уставка МСЗ за струмом вибирається з умови забезпечення таких вимог:

– неспрацювання захисту під час виникнення післяаварійних перевантажень;

– узгодження дії МСЗ з електромагнітами вимкнення та додатковими реле (останнє для схем захистів на змінному оперативному струмі з дешунтуванням електромагнітів вимкнення).

Струм спрацювання МСЗ вибирається з умови відлагодження від робочого максимального струму лінії. Як правило розрахунковими є післяаварійні режими, які супроводжуються значними перевантаженнями. Так, під час к.з. на лінії Л2 (рис. 7.2) спрацьовують пускові органи захистів А1 та А2. Після селективного вимкнення цього пошкодження захистом А2 пусковий орган А1 повинен повернутись у вихідне положення. Тому струм повернення пускового органа МСЗ А1 повинен бути більшим від струму, який протікає через лінію Л1 після вимкнення пошкодження захистом А2.

Під час к.з. понижується напруга на шинах підстанції і двигуни, які живляться від цієї підстанції, загальмовуються. Після вимкнення к.з. та відновлення напруги на шинах підстанції двигуни починають самозапускатись. В цьому випадку в лінії Л1 (рис. 7.2), яка живить підстанцію, зростає струм, що досягає значення, більшого від робочого максимального струму – струм самозапуску (рис. 7.5).

З врахуванням вищенаведеного струм повернення вимірного органа МСЗ лінії Л1 (рис. 7.2) визначається з виразу

де – коефіцієнт відлагодження, враховує неточність розрахунку, похибку реле, необхідний запас, =1,1–1,2 для реле РТ-40, 1,2–1,4 для реле РТВ; – коефіцієнт, який враховує самозапуск двигунів, визначає відношення струму самозапуску двигунів до робочого максимального струму лінії, знаходиться в межах 1–5; – робочий максимальний струм лінії; – коефіцієнт трансформації трансформатора струму.

Рис. 7.5. Зміна струму в лінії під час та після вимкнення к.з.

Враховуючи, що коефіцієнт повернення реле визначається як , отримуємо формулу для розрахунку струму спрацювання МСЗ (вторинного та первинного відповідно):

,

(7.3)

де – коефіцієнт повернення реле, ( =0,65 для реле прямої дії РТМ; 0,8 для реле РТ-40, РТ-80; 0,95 – 0,97 для цифрових реле); – струм спрацювання вимірного органа МСЗ; – первинний струм спрацювання МСЗ.

У випадку, якщо МСЗ захищає послідовні лінії, його необхідно узгоджувати за чутливістю з метою, щоб захист лінії, яка знаходиться ближче до джерела живлення не був більш чутливий, ніж захист лінії, більш віддаленої від джерела живлення. Тому другою умовою визначення устаки спрацювання є:

(7.4)

де – коефіцієнт відлагодження, =1,1–1,3; – струм спрацювання МСЗ суміжної, більш віддаленої від джерела живлення лінії; – коефіцієнт струморозподілу – відношення струму в місці к.з. встановлення захисту на суміжній лінії до струму в місці встановлення захисту під час к.з. на суміжній лінії. В залежності від конфігурації мережі його значення може бути більше 1, менше 1 або рівне 1.

Рис. 7.6. До визначення коефіцієнту струморозподілу

Для мережі (рис. 7.6а) значення коефіцієнту струморозподілу визначається як

Для мережі (рис. 7.6б) значення коефіцієнту струморозподілу визначається як

Для мережі (рис. 7.6в) значення коефіцієнту струморозподілу визначається як

тому що .

З двох умов (7.3) та (7.4) вибирають більше значення.

Чутливість МСЗ оцінюється коефіцієнтом чутливості під час двофазного к.з. в кінці лінії у мінімальному режимі

,

(7.5)

де – струм в реле під час двофазного к.з. в кінці лінії у мінімальному режимі; – струм спрацювання реле, визначається як

де – коефіцієнт схеми; – коефіцієнт трансформації трансформатора струму, до якого під’єднаний вимірний орган МСЗ.

Якщо МСЗ виконує функції основного захисту, коефіцієнт чутливості повинен бути більшим 1,5.

У випадку, коли МСЗ виконує функції резервного захисту попереднього елемента (більш віддаленого від джерела живлення), чутливість МСЗ оцінюється під час двофазного к.з. в кінці попереднього елемента в мінімальному режимі. Коефіцієнт чутливості в цьому випадку повинен бути не меншим 1,2.

Таким чином, розглянутий максимальний струмів захист має наступні особливості:

– розглянутий захист призначений для захисту ліній з одностороннім живленням від міжфазних к.з.;

– МСЗ забезпечує селективне вимкнення пошкодженого елемента тільки в радіальній мережі;

– у зв’язку з вибором часу спрацювання МСЗ за принципом збільшення в міру наближення до джерела живлення, може виникати недопустимо великий час спрацювання МСЗ ділянок ліній біля джерела живлення, де струми к.з. особливо великі;

– достатня чутливість МСЗ забезпечується не завжди, особливо у випадку використання його як резервного;

– в системах електропостачання промислових підприємств, міст та сільського господарства напругою 10 кВ та нижче МСЗ є основним захистом.