3.1 Общие положения

В общем случае к релейной защите предъявляются следующие четыре основных технических требования:

1. Селективность; 2. Быстродействие; 3.Чувствительность; 4. Надежность.

Селективностью, или избирательностью, называется действие защиты, обеспечивающее отключение только повреждённого элемента системы ближайшими выключателями. Существует два вида селективности:

1) Абсолютная селективность. Если по принципу своего действия защита срабатывает только при КЗ на за­щищаемом элементе, то её относят к защи­там, обладающим абсолютной селектив­ностью.

2) Относительная селективность. Защиты, которые могут срабаты­вать как резервные при повреждении на смежном элементе, если это повреждение не отключается, называются относительно селективными.

При необходимости допускается неселективное действие защиты.

Быстродействие — это свойство релейной защиты, характеризующее скорость выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов. Показателем быстродействия является время срабатывания защиты — это интервал времени от момента возникновения повреждения до момента отделения от сети повреждённого элемента.

Чувствительность — это свойство, характеризующее способность релейной защиты выявлять повреждения в конце установленной для неё зоны действия в минимальном режиме работы энергосистемы. Другими словами, — это способность чувствовать те виды повреждений и ненормальные режимы, на которые она рассчитана, в любых состояниях работы защищаемой электрической системы. Показателем чувствительности выступает коэффициент чувствительности, который для максимальных защит (реагирующих на возрастание контролируемой величины) определяется как отношение минимально возможного значения сигнала, соответствующего отслеживаемому повреждению, к установленному на защите параметру срабатывания (уставке).

Надёжность — это свойство, характеризующее способность релейной защиты действовать правильно и безотказно во всех режимах контролируемого объекта, при всех видах повреждений и ненормальных режимах для действия, при которых данная защита предназначена, и не действовать в нормальных условиях, а также при таких повреждениях и нарушениях нормального режима, при которых действие данной защиты не предусмотрено. Иными словами, надёжность — это свойство релейной защиты, характеризующее её способность выполнять свои функции в условиях эксплуатации, ремонта, хранения и транспортировки. Основные показатели надёжности — время безотказной работы и интенсивность отказов (количество отказов за единицу времени).

3.2 Расчёт уставок основной, резервных и дополнительных защит

Так как для ускорения действия релейной защиты была выбрана неселективная защита, то уставки всех защит выбираются для схемы питания, изображённой но рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Расчётная схема

Выберем уставку срабатывания токовой отсечки (ТО) для выключателя Q_А по формуле:

(3.1)

где − коэффициент отстроенности от внешних КЗ, принимаем ;

А - ток КЗ для расчётной схемы (рисунок 3.1) в режиме максимума энергосистемы.

А.

ТО должна отключать близкие КЗ в режиме минимума энергосистемы (рисунок 3.2) с нормированным коэффициентом чувствительности. Проверяем на обеспечение нормированного коэффициента чувствительности:

, (3.2)

где − коэффициент чувствительности защиты, ;

=2840 А - ток КЗ, рассчитанный для схемы, изображённой на рисунке 3.2.

А.

2840>2602,32

Неравенство выполняется, следовательно условие чувствительности обеспечивается.

Рисунок 3.2 – Расчётная схема для проверки

Проверяем на отстроенность от нормального режима для избегания ложных срабатываний:

(3.3)

_где - коэффициент запаса, принимаем ;

= 590 А - максимальный ток в нормальном режиме, рассчитанный в пункте 1.5.

А.

2168,6>708.

Неравенство выполняется, следовательно токовая отсечка отстроена от нормального режима.

Выберем уставку срабатывания первой ступени дистанционной защиты (ДЗ1) для выключателя тяговой подстанции Q_А по формуле:

(3.4)

где ;

= 10,3 Ом – сопротивление сети при КЗ в режиме максимума энергосистемы для схемы, изображённой на рисунке 3.1.

Ом.

Проверим защиту ДЗ1 на отстроенность от нормального режима:

(3.5)

где - коэффициент запаса;

= 42,4 Ом - минимальное сопротивление сети в нормальном режиме, рассчитанное в пункте 1.5.

Ом.

8,75<35,3.

Неравенство выполняется, следовательно защита отстроена от нормального режима.

Выберем уставку срабатывания второй ступени дистанционной защиты (ДЗ2) для выключателя тяговой подстанции Q_А по формуле:

, (3.6)

где - коэффициент чувствительности защиты;

= 10,3 Ом – сопротивление сети при КЗ в режиме максимума энергосистемы для схемы, изображённой на рисунке 3.1.

Ом.

Проверим защиту ДЗ2 на отстроенность от нормального режима:

(3.7)

где - коэффициент запаса;

- коэффициент возврата;

= 42,4 - минимальное сопротивление сети в нормальном режиме, рассчитанное в п. 1.5.

Ом.

12,87<32,1.

Неравенство выполняется, следовательно защита отстроена от нормального режима.

Выберем уставку срабатывания третьей ступени дистанционной защиты (ДЗ3) для выключателя тяговой подстанции Q_А по формуле:

, (3.8)

где - коэффициент чувствительности;

= 20,6 Ом – сопротивление сети при КЗ в режиме максимума энергосистемы для схемы, изображённой на рисунке 3.3.

Ом.

Проверим защиту ДЗ3:

, (3.9)

где - коэффициент чувствительности;

= 10,3 Ом – сопротивление сети при КЗ в режиме минимума энергосистемы для схемы, изображённой на рисунке 3.1.

Рисунок 3.3 – Расчётная схема для выбора защиты ДЗ3

Ом.

24,72>15,45.

Неравенство выполняется, следовательно уставка защиты ДЗ3 удовлетворяет требованиям.