книги / Тяговые подстанции городского электрического транспорта

ЭС-21 (У).

Зависимая выдержка времени максимальной токовой защи­ ты (рис. 66-2,6) осуществляется применением токового реле

Рис. 66-2. Максимальная токовая защита на оперативном постоянном токе

РТ-83 (Т/В) и указательного реле ЭС-21. Применение промежу­ точного реле в этом случае не требуется, так как контакты реле РТ-83 имеют достаточную мощность для замыкания цепи элект­ ромагнита отключения ЭО привода масляного выключателя.

количество встроенных элек­ тромагнитов в приводе не превышает трех, то при необходимости

иметь катушку дистанционного отключения для защиты остается только два электромагнита — РТВ и РТМ (рис. 66-4,6).

Схема максимальной токовой защиты на оперативном пере­ менном токе с вторичными реле изображена на рис. 66-5, а. Эта

схема защиты обладает независимой характеристикой (рис. 66-5,6).

Выбор защиты с той или иной характеристикой зависит от конкретных условий, однако согласование выдержки времени при применении независимой характеристики проще.

а) 5) б)

ными реле РТВ и РТМ на оперативном переменном токе:

а — схема с тремя реле; б — схема с двумя реле; в — амперсекундная характеристика защиты

Приведенные схемы имеют трансформаторы тока только

вдвух фазах, поэтому они реагируют только на трех- и двухфаз­ ные короткие замыкания. Поскольку при однофазном коротком замыкании эти схемы не работают, то могут применяться только

всистемах с изолированной нейтралью.

Рис. 66-5. Схема максимальной токовой защиты на оперативном пере­ менном токе с вторичными реле:

Т — РТ-40; В — PBM-12; П — РП-341

При применении двухфазных схем необходимо обращать внимание на то, чтобы трансформаторы тока на всех участках радиальной цепи стояли на одноименных фазах (например, на «желтой» и «красной»). Несоблюдение этого условия может при­ вести к неселективному отключению при двойном коротком за­ мыкании на 'землю.

Выбор тока срабатывания максимального токового реле дол­ жен производиться таким образом, чтобы обеспечить надежнуюотстройку защиты от допустимых максимальных токов нагруз­ ки и, в то же время, необходимую чувствительность при отклю­ чении удаленных коротких замыканий.

При включении силовых трансформаторов иногда бросок тока намагничивания во много раз превосходит номинальный ток. Если максимальная токовая защита не имеет выдержки времени, то приходится отстраиваться также и от этого броска тока:

Ток срабатывания реле по первому условию определяется по формуле

Здесь k33n — коэффициент запаса, обеспечивающий работу установки при возможных неточностях в определении макси­ мальной нагрузки и коэффициента возврата реле. Обычно при­ нимают k 3an =1,2; /гсх — коэффициент схемы, учитывающий раз­ личие токов, протекающих через обмотки реле и вторичные об­ мотки трансформаторов,

нии реле на разность фазовых токов при трехфазном коротком

ными допускаемыми перегрузками, то для расчета тока сраба­ тывания для каждой из защит удобнее пользоваться формулой

я вр «ту

где /„ом — номинальный ток установки;

k доп —допускаемая кратность перегрузок.

Пример 66-1. Разработать максимальную токовую защиту преобразова­

7, „ом= 150 а; 4) номинальный выпрямленный ток и допустимые перегрузки: ydnOM=2000 а; / d= 3000 а в течение 10 сек— автоматическое включение ре­

быть на оперативном переменном токе с возможностью дистанционного от­ ключения агрегата.

Рис. 66-6. Схема максимальной токовой защиты преобразова­ тельного агрегата (к примеру 66-1)

Р е ше н и е . Для АВР выбираем максимальную токовую защиту с неза­ висимой характеристикой (рис. 66-6, а, б). Для этой защиты применяем токо­ вые реле РТ-40 и реле времени ЭВ-200. Защита от перегрузки и коротких замыканий осуществлена реле РТ-81 и промежуточным реле РП-341 (рис. 66-6, б).

Находим ток уставки реле защиты, работающей на АВР. Согласно фор­ муле (66-5)

§67. Защита от однофазного замыкания на землю

всетях с изолированной нейтралью

Всетях с изолированной нейтралью и с нейтралью, заземлен­ ной через большие сопротивления (дугогасящие катушки), ток однофазного короткого замыкания на землю соизмерим с током нагрузки и может протекать сравнительно длительное время без нарушения питания потребителя. Однако, если токи однофазно­ го короткого замыкания на землю в сетях 6—10 кв превышают 30—40 а, однофазное короткое замыкание может перейти в меж-

дуфазное. Кроме того, дуга однофазного короткого замыкания может вызвать перенапряжение, в результате чего произойдут пробой изоляции и образование двойного замыкания на землю.

Вследствие этого согласно ПУЭ защита от однофазных ко­ ротких замыканий на землю должна устанавливаться с действи­ ем на сигнал, когда место повреждения определяется путем поочередного отключения линий, и с действием на отключение, когда это отключение не вызывает перерыва в энергоснабжении вследствие двустороннего питания или резервирования.

Для уменьшения емкостных токов однофазного короткого замыкания на станциях применяются индуктивные дугогаситель­ ные катушки, но для этого требуется защита с повышенной чув­ ствительностью. Защиты с применением обычных трансформато­ ров тока с коэффициентом трансформации 100/5 и более не мо­ гут в этом случае обеспечить необходимую чувствительность.

На тяговых подстанциях защита от однофазного короткого замыкания в кабельных линиях осуществляется при помощи специального трансформатора тока и токового реле.

Схема включения защиты изображена на рис. 49-4. Следует отметить, что заземляющий проводник от брони кабеля должен проходить сквозь окно сердечника трансформатора, как изобра­ жено на рис. 49-4. Это делается для того, чтобы блуждающие токи, проходящие по броне кабеля, не вызывали ложного сра­ батывания защиты.

Для проверки защиты без отключения линии через сердечник трансформатора пропускается специальный контрольный про­ водник с выводом на клеммы за пределами ячейки высокого на­ пряжения.

Сигнальное (указательное) реле в схемы иногда включается через реле времени с выдержкой 0,1—0,2 сек. Это устраняет ложные срабатывания защиты от кратковременного нарушения симметрии в трехфазной линии (например, при включении вы­ ключателя на нагрузку при неодновременном касании контактов трех фаз).

Расчет тока уставки реле ранее рассмотрен в § 49.

§ 68. Максимальная токовая направленная защита

Максимальные токовые направленные защиты применяются в тех случаях, когда токи к. з. протекают с двух сторон и необ­ ходимо обеспечить отключение лишь поврежденногр участка.

Рис. 68-1. Схема применения максимальной токовой направленной защиты для двустороннего питания:

а — схема сети; б — диаграмма выдержки времени защиты

Нетрудно доказать, что максимальная токовая защита в этом случае непригодна. Представим себе, что короткое замыкание произошло в точке К\ (рис. 68-1,а). Селективность может быть обеспечена лишь при условии, что выдержка времени Однако при коротком замыкании в точке К.2 для селективности требуется, чтобы t^>t^

от трансформатора напряжения. При нагрузке контакт этого* реле разомкнут и защита не действует. При коротком замыка­ нии напряжение снижается, якорь реле минимального напряже­ ния отпадает и своим размыкающимся контактом подключает цепи защиты.

Максимальная токовая направленная защита на оператив­ ном переменном токе изображена на рис. 68-3.

Поскольку направленная защита не действует при коротком

Выдержки времени защит должны удовлетворять аналогии ным условиям:

tr0 < t 3< t\,

(68- 2)

^2 ^ ^4 ^ ^6*

Одним из существенных недостатков максимальной направ­ ленной защиты является мертвая зона. Мертвой зоной называ­ ют такую часть линии, в пределах которой короткое замыкание не вызывает срабатывания реле мощности.

Это явление вызвано тем, что при трехфазном замыкании вблизи установки защиты напряжение на шинах понижается

:и, следовательно, снижается вращающий момент на роторе реле мощности. При коротком замыкании в точке К падение напря­ жения на участке / (км) при удельном сопротивлении линии z0 (ом/км) и токе короткого замыкания 1К (а) (рис. 68-4) будет

и?Ъ = 4 3) z0i.

Линейное напряжение на зажимах реле мощности

где АТн — коэффициент трансформации трансфоргоатора напря­ жения.

Рис. 68-4. Диаграмма остаточного напряжения, определяющего мертвую зону максимальной направленной токовой защиты

Мощность на зажимах реле

Яр = /р£/р cos (?к — 90° + а).

Х у

Здесь с?к == arctg—-— фазный угол короткого замыкания;

х* и Zÿ — суммарные сопротивления от генератора до средней точки защищаемого участка;

а — внутренний угол реле.

После подстановки значений тока и напряжения на зажимах реле получим

рф У Ъ ф ы

р^ТТ ^тн

Согласно каталогу мощность реле срабатывания зависит от тока, протекающего через токовую обмотку реле, и внутреннего угла а. Промышленностью выпускаются реле ИМБ-171 с углом