Расчет максимальной токовой защиты кабельных линий 10 кВ

1. Перед расчетом уставок защиты сначала необходимо начертить схему пусковых органов защиты. Затем произвести выбор трансформаторов тока ТАа, ТАс. Трансформаторы тока выбираются по защищаемой линии. При этом необходимо учесть все присоединения к данной линии.

(10.5)

где I_1номТА – номинальный первичный ток трансформатора тока ТА (выбирается по справочнику [15]). Коэффициент трансформации трансформатора тока K_I составляет величину:

.

(10.6)

Расчет уставок максимальной токовой защиты заключается в выборе тока срабатывания защиты, тока срабатывания реле, времени срабатывания защиты (с независимой характеристикой) или характеристики срабатывания реле тока (с зависимой характеристикой).

Ток срабатывания защиты определяется при условии отстройки от тока в линии после отключения внешнего трехфазного КЗ или при восстановлении питания после действия устройства АПВ защищаемой линии:

(10.7)

где k_отс – коэффициент отстройки, в зависимости от типа реле может приниматься равным 1,11,2 (для реле РТ-40, РТ-80) или 1,21,4 (для реле РТВ);

k_в – коэффициент возврата, принимается равным 0,80,85 (для реле РТ-40, РТ-80) или 0,60,7 (для реле РТВ);

I_{раб. макс} – максимальный рабочий ток защищаемого элемента;

k_сзп – коэффициент самозапуска.

При нормальной работе двух линий каждой со своей нагрузкой и действии АВР после отключения одной из них по оставшейся линии будет проходить свой рабочий ток плюс ток самозапуска нагрузки отключившейся линии. Максимальная токовая защита неповрежденной линии в этом случае не должна сработать. Тогда ток срабатывания защиты определяется по формуле:

(10.8)

где k_отс=1,11,2.

2. Условия согласования чувствительности защит по току. Согласование по току защиты радиальной линии производится таким образом:

а) с защитой на секционном выключателе

(10.9)

где I_с.з.с.в – ток срабатывания защиты на секционном выключателе;

k_c – коэффициент согласования, принимается по табл. 10.1.

Таблица 10.1

Значения для расчета МТЗ линий 6-35 кВ

распределительных сетей

Тип защиты		kс
последующей	предыдущей
РТ-40	РТ–40 РТ–80 РТВ	1,25 1,3 1,4
РТ-80	РТ–40 РТ–80 РТВ	1,3 1,3 1,4
РТВ	РТ–40 РТ–80 РТВ	1,4 1,5

б) с наиболее грубой защитой присоединений, например с отсечкой трансформатора,

(10.10)

где I_с._о.Т.З – ток срабатывания отсечки трансформатора, А;

I_н – ток нагрузки подстанции, питаемой по защищаемой линии, исключая ток нагрузки трансформатора, А.

3. Выбор тока срабатывания реле производится с учетом схемы соединения трансформаторов тока

(10.11)

где I_{с.з.расч} – принятый ток срабатывания защиты, А;

k_I – коэффициент трансформации трансформаторов тока;

k⁽³⁾_сх – коэффициент схемы соединения трансформаторов тока при трехфазном КЗ.

Токовые реле РТ-80 и РТ-90 имеют ступенчатую регулировку тока срабатывания, поэтому по паспортным данным реле (по каталогу реле) необходимо выбрать ближайшее большее целое значение тока уставки реле. Тогда значение тока срабатывания защиты изменится

(10.12)

Уставки индукционного органа реле РТ-80а, РТ-90 находятся в пределах (410) А.

4. Проверка чувствительности защиты линии. Чувствительность защиты оценивается минимальным значением коэффициента чувствительности k_ч в минимальном режиме работы системы при двухфазном КЗ:

(10.13)

где I_р.мин – ток в реле при двухфазном КЗ в конце защищаемой зоны, А.

Минимальный ток в реле составит:

(10.14)

Выражение (10.13) можно также записать в виде

(10.15)

где I⁽³⁾_КЗмин – ток трехфазного металлического КЗ при повреждении в конце защищаемой зоны в минимальном режиме работы системы, А;

k – коэффициент, учитывающий вид и место КЗ, схему соединения трансформаторов тока и реле, k = 0,87.

Для основной зоны (КЗ в конце защищаемой линии) k_ч1,5, а для зоны резервирования k_ч1,2 (середина смежной линии).

Если по расчету k_ч недостаточен, то необходимо добиться повышения чувствительности путем либо изменения схемы максимальной токовой защиты (МТЗ), либо замены самой защиты на более совершенную (например, дистанционную).

5. Выбор времени срабатывания и характеристики МТЗ. Время срабатывания (выдержка времени) МТЗ выбирается, исходя из условий селективности по отношению к защитам элементов, подключенных к шинам подстанции.

Время срабатывания защиты линии, питающей подстанцию без секционированной системы шин, согласуется с самой медленной защитой отходящих от подстанции присоединений.

Время срабатывания защиты линии, питающей подстанцию с секционированной системой шин, согласуется с временем срабатывания защиты секционного выключателя:

.

(10.15)

На секционном выключателе устанавливается МТЗ в двухфазном исполнении на двух реле РТ-40. Защита имеет ускорение при включении секционного выключателя. Ток срабатывания этой защиты выбирается так же, как и для защиты линии, и согласуется по чувствительности с защитами отходящих линий. Время срабатывания защиты секционного выключателя выбирается по (10.15).