Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

РЭ Рекомендации по расчету уставок защит МР741, МР76Х, МР771, МР801, МР90Х (ред. 1.03 от 26.11.2024)

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
24.03.2025
Размер:
2.73 Mб
Скачать

Уставка для ступени ускорения выбирается по формуле (2.49), равной уставке второй ступени:

= пуск.А1 = пII.А1 = 63,0 Ом.

Уставка для обратной ступени выбирается по формуле (2.50):

 

= об

= 0,8 I

 

= 0,8 50,4 = 40,3 Ом.

 

 

п.А1

 

п.А1

 

 

 

Таблица 2.6 – Уставки для полигональной характеристики

 

 

По оси активных сопро-

По оси реактивных со-

 

Угол наклона

Ступень

противлений, Ом/Ом

 

тивлений, Ом/Ом втор.

 

характеристики, °

 

 

 

втор.

 

 

 

 

 

 

 

 

I

= 50,4/2,75

 

 

 

= 4,20/0,23

 

= 68

II

= 63,0/3,44

 

 

 

= 15,4/0,84

 

= 68

III

= 97,8/5,34

 

 

= 389/21,22

 

= 68

Уск.

= 63,0/3,44

 

 

 

= 15,4/0,84

 

= 68

Об.

= 40,3/2,2

 

 

 

= 1,45/0,08

 

= 68

Рисунок 2.23 – Ступени защиты от междуфазных КЗ

Рекомендации по расчету уставок

81

www.bemn.by

ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск

 

upr@bemn.by

2.6.3 Выбор характеристики срабатывания для ступеней от КЗ на землю

Выбор характеристик срабатывания для защиты от однофазных КЗ приведён в соответствии с пунктом 3 данного руководства.

В данном примере расчёт третьей и второй ступени не будет производиться. В виду этого сопротивление ступени ускорения в соответствии с формулой (2.51):

суск.з.А1 = 1,25 ∙ л = 1,25 ∙ 5,21 = 6,51 Ом.

Задание коэффициента компенсации.

Коэффициент компенсации для первой, обратной ступеней и ступени ускорения от однофазных КЗ задается сопротивлениями прямой и нулевой последовательностей линии 1:

= = 1,99 + 4,81 Ом;= = 4,95 + 14,66 Ом.

Угол наклона боковой стороны характеристики.

Угол наклона боковой стороны характеристики принимается равным углу линии:

= л = 68 ͦ.

Уставки по оси реактивных сопротивлений.

Уставка по оси реактивных сопротивлений выбирается в соответствии с формулой

(2.35):

= сI.з.А1 = сI.з.А1 sin л = 4,53 sin 68 ͦ= 4,20 Ом;

= соб.з.А1 = соб.з..А1 sin л = 1,56 sin 68 ͦ= 1,45 Ом;= суск.з.А1 = суск.з.А. 1sin л = 6,51 sin 68 ͦ= 6,04 Ом.

2.6.3.1 Вариант 1. Выбор уставок по оси активных сопротивлений по условию отстройки от сопротивления дуги

Уставки по оси активных сопротивлений выбираются в соответствии с пунктом 2.2.4.4. Длину гирлянды изоляторов принимаем равной 1,4 м. Сопротивление опоры прини-

маем 10 Ом. Напряжение дуги принимаем равным 1050 В/м.

Для первой ступени защиты расчёт тока дуги производится при однофазном КЗ в конце первой зоны рисунок 2.20.

1 = 541 A; 2 = 412 A; 3 = 3169 A; 4 = 2500 A;

д = 1 + 2 + 3 + 4 = 541 + 412 + 3169 + 2500 = 6622 А.

Переходное сопротивление для первой ступени в соответствии с (2.58):

 

=

 

 

д

+

= 1 · 1050 ·

1,4 · 1,2

+ 10 = 10,3 Ом.

 

 

6622

 

п

 

разд

д

 

опор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент токораспределения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1

=

541

= 0,0817.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т.д

 

д

 

6622

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рекомендации по расчету уставок

 

 

 

82

 

 

 

www.bemn.by

ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск

 

 

 

 

upr@bemn.by

Коэффициент компенсации в соответствии с (2.53):

 

 

=

=

4,95 + 14,66 − 1,99 − 4,81

= 0,655 + · 0,066.

0

3

3 · (1,99 + 4,81)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уставка по оси активных сопротивлений для первой ступени в соответствии с (2.59):

 

= I

=

отс

Re (

п

 

) =

 

 

 

 

 

 

 

п.А1

 

т.д

1 + 0

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1,3

 

· Re (

 

10,266

 

)

= 98,2 Ом.

0,082

1 + 0,655 + · 0,066

 

 

 

 

Уставка по оси активных сопротивлений для ступени ускорения в соответствии с

(2.64):

= пуск.А1 = 1,25 пI.А1 = 1,25 · 98,2 = 123 Ом.

Уставку для обратной ступени выбирается по формуле (2.65):

= поб.А1 = 0,8 пI.А1 = 0,8 98,2 = 78,6 Ом.

Уставки параметры характеристик срабатывания сведены в таблице 2.7. Таблица 2.7 – Уставки для полигональной характеристики.

Сту-

По оси активных сопро-

По оси реактивных со-

Угол наклона характе-

тивлений,

противлений, Ом/Ом

пень.

ристики, °

Ом/Ом втор.

втор.

 

 

I

= 98,2/5,36

= 4,20 /0,23

= 68

Уск.

= 123/6,71

= 6,04/0,33

= 68

Об.

= 78,6/4,29

= 1,45/0,08

= 68

2.6.3.2 Вариант 2. Выбор уставок по оси активных сопротивлений по условию отстройки от нагрузочного режима

Уставка для первой ступени выбирается по формуле (2.62):

= пI.А1 = 0,64 мин cos = 0,64 127 cos 25° = 73,7 Ом.

Уставка для ступени ускорения выбирается по формуле (2.64):

= пуск.А1 = 1,25 пI.А1 = 1,25 · 73,7 = 92,1 Ом.

Уставка для обратной ступени выбирается по формуле (2.65).

= поб.А1 = 0,8 пI.А1 = 0,8 73,7 = 59,0 Ом.

Рекомендации по расчету уставок

83

www.bemn.by

ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск

 

upr@bemn.by

Таблица 2.8 – Уставки для полигональной характеристики

Сту-

По оси активных сопро-

По оси реактивных со-

Угол наклона характе-

тивлений,

противлений,

пень.

ристики, °

Ом/Ом втор.

Ом/Ом втор.

 

 

I

= 73,7/4,02

= 4,20/0,23

= 68 ͦ

Уск.

= 92,1/5,02

= 6,04/0,33

= 68 ͦ

Об.

= 59,0/3,2

= 1,45/0,08

= 68 ͦ

Рекомендации по расчету уставок

84

www.bemn.by

ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск

 

upr@bemn.by

3 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ УСТАВОК ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ЗАЩИТ МР801

3.1 Рекомендации по расчету уставок дифференциальной защиты трансформатора МР801

Тормозная характеристика дифференциальной защиты (рисунок 3.1) имеет три участка АВ, ВС, СD, четвёртый участок DE обусловлен действием дифференциальной отсечки:

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДИФ

 

 

 

 

 

 

 

I

Д>>

 

 

 

 

 

D

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зона срабатывания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зона

 

 

 

 

 

 

 

C

блокировки

 

I

Д>

A

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

б1

I

б2

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТОРМ

IД> - уставка ступени дифференциальной защиты с торможением;

IД>> - уставка ступени дифференциальной отсечки

Рисунок 3.1 – Тормозная характеристика

Для задания тормозной характеристики применяются следующие параметры:

-Iб1 – начальная точка участка ВС, f1 – угол наклона ВС;

-Iб2 – начальная точка участка CD, f2 – угол наклона CD.

Принцип действия дифференциальной защиты основывается на том, что общая сумма всех токов, протекающих через защищаемый объект в нормальном режиме равна нулю, при повреждении в защищаемой зоне – току повреждения.

Дифференциальный ток рассчитывается:

где

IДИФ = IС1 + IC2 +... + ICN ,

IC1

,

IC2

ICN – токи сторон трансформатора;

 

 

 

 

 

 

N – количество сторон трансформатора (максимальное число сторон для МР801 версии 1.хх и 2.хх – 3 стороны, для версии 3.хх – 4 стороны).

При внешнем повреждении, обеспечивающем протекание большого тока через защищаемую зону может произойти насыщение трансформаторов тока, и за счёт разности их магнитных характеристик может появиться дифференциальный ток. Для предотвращения ложных срабатываний в таких случаях применяется торможение током:

Рекомендации по расчету уставок

85

www.bemn.by

ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск

 

upr@bemn.by

I

ТОРМ

= I

С1

+ I

С2

+... + I

СN

,

 

 

 

 

 

Перед расчетом тормозного и дифференциального токов необходимо выполнить приведение токов по амплитуде к выбранному базисному току.

Для каждой стороны рассчитывается номинальный первичный ток:

I

 

=

S

НОМ.i

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НОМ.i

 

3

U

 

 

 

 

 

НОМ.i

 

 

 

 

 

 

 

 

где IНОМ.i - номинальный ток обмотки i-ой стороны силового трансформатора соответственно;

S

НОМ.i

 

-номинальная мощность обмотки i-ой стороны силового трансформатора соответственно;

U

НОМ.i

 

- номинальное напряжение обмотки i-ой стороны силового трансформатора.

Выбор уставки срабатывания IД>:

IД = KОТС (KОДН

+ U + fВЫР ) I

НОМ.НАГР;

 

*

 

I

Д

 

0,3

,

где

KОТС

– коэффициент отстройки, принимается 1,1–1,5 (для повышения надежности от-

 

 

стройки от токов небаланса принимается больший KОТС , если при этом не

 

 

обеспечивается условие чувствительности, то принимается меньший KОТС

 

 

);

KОДН

– коэффициент однотипности трансформаторов тока, принимается равным 0,5,

 

 

если ТТ одинаково нагружены, и 1 – во всех остальных случаях;

– относительное значение полной погрешности ТТ (0,05 – 5Р или 0,1 – 10Р);

U

 

– относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжения на

сторонах защищаемого трансформатора;

fВЫР – коэффициент, учитывающий погрешность цифрового выравнивания, равен:

-0,03 при наибольшей (из всех плеч защиты) кратности Iтт/Iном от 1 до 2;

-0,04 при наибольшей кратности IТТ/IНОМ от 2 до 3,5;

-0,05 при наибольшей кратности IТТ/IНОМ свыше 3,5;

IНОМ - номинальный ток силового трансформатора;

IТТ - номинальный первичный ток измерительного ТТ (при выборе ТТ желательно не превышать кратность IТТ/IНОМ более чем в 5 раз);

I *НОМ.НАГР – номинальный ток нагрузки.

Рекомендуется принимать минимальную уставку Iд> не менее 200 мА вторичных при ТТ с Iн=5 А, 40 мА при ТТ с Iн=1 А.

Угол наклона f1 первого наклонного участка должен обеспечить несрабатывание ступени при сквозных токах, соответствующих режиму нормальной перегрузки. Такие токи

Рекомендации по расчету уставок

86

www.bemn.by

ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск

 

upr@bemn.by

возникают при действии устройств АВР трансформаторов, АВР секционных выключателей, АПВ питающих линий.

Точка второго перегиба:

I

 

= 2I

*

б2

НОР М.ПЕР ЕГР

 

 

 

= 2 1,5 = 3

т.к. второй участок учитывает погрешности в зоне допустимой перегрузки трансформатора (при токе нагрузки 1,5Iном).

Угол наклона участка ВС определяется по выражению:

 

K

 

(K

 

+ U + f

 

) I

НОРМ.ПЕР ЕГР

 

f 1 = arctg

 

 

 

 

 

 

 

*

 

,

 

ОТС

 

ОДН

 

 

ВЫР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

б2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где относительное значение полной погрешности ТТ при сквозных токах нормальной перегрузки рекомендуется принимать равным 0,1.

Для обеспечения надежной отстройки от токов небаланса в условиях нормальной пе-

регрузки рекомендуется принимать угол

f 1 не менее 12°, если это не противоречит усло-

вию чувствительности.

 

 

 

 

Точка первого перегиба:

 

 

 

 

 

Iб1 =

I

Д

.

 

 

 

tgf 1

 

 

 

Наклон второго наклонного участка:

 

K

 

(К

 

К

 

+ U + f

 

 

) I

ВНЕШ.КЗ tgf 1 I

 

f 2 = arctg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

ОТС

 

ПЕР

 

ОДН

 

 

ВЫР

 

 

б2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

ВНЕШ.КЗ I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 I

б2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

где

k

пер =2,5 – более 50 % нагрузки трансформатора составляет двигательная;

 

kпер =2 – двигательная нагрузка менее 50 %.

Для обеспечения надежной отстройки от токов небаланса в условиях внешних КЗ рекомендуется принимать угол f 2 не менее 26°, если это не противоречит условию чувстви-

тельности.

 

 

Уставка блокировки при броске тока намагничивания

I 2 / I1 принимается равной

14%.

 

 

Рекомендации по расчету уставок

87

www.bemn.by

ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск

 

upr@bemn.by

Уставка блокировки при перевозбуждении сердечника трансформатора

I5 / I1

при-

 

нимается:

 

 

 

 

 

 

 

 

- для силовых трансформаторов распределительных сетей

I5 / I1

= 36% (версии ПО

 

МР801 1.00-1.12),

I5 / I1

= 40% (версии ПО 1.14 и выше);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- для трансформаторов на электростанциях

I5 / I1

= 25%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рекомендуется выполнять перекрёстную блокировку при броске тока намагничивания и при перевозбуждении сердечника трансформатора.

3.1.1 Дифференциальная токовая отсечка

Если дифференциальный ток защиты превышает уставку IД>>, устройство срабатывает без учета торможения и блокировок по 2-й и 5-й гармоникам.

Первичный ток срабатывания определяется отстройкой от максимального первичного тока намагничивания при включении ненагруженного трансформатора.

По условию отстройки от броска тока намагничивания:

IД >> = (5÷10) IНОМ.

Ток срабатывания отсечки определяется отстройкой от максимального тока небаланса при переходном режиме внешнего КЗ:

I

 

= K

 

K

 

I

*

Д

ОТС

НБ

ВНЕШ.КЗ

 

 

 

 

 

где KОТС - коэффициент отстройки, учитывающий погрешности терминала, ошибки расчета и необходимый запас, может быть принят 1,1–1,2;

КНБ коэффициент небаланса:

-равен 1 в случае, если по сторонам трансформатора используются ТТ с номинальными токами 5 А и 1 А;

-равен 0,7 в случае, если ТТ имеют одинаковый вторичный ток 5А.

3.1.2Компенсация токов нулевой последовательности (НП)

Компенсация токов НП должна применяться для защиты трансформатора с обмоткой типа «звезда с заземлённой нейтралью». В противном случае возможна ложная работа дифференциальной защиты трансформатора при внешних однофазных КЗ.

Рекомендуется выполнять компенсацию токов НП также в тех случаях, когда нейтраль трансформатора разземлена по условиям режима работы нейтрали в сети, но имеется возможность выполнить заземление (в нейтрали трансформатора установлен заземляющий нож).

Рекомендации по вводу уставок компенсации токов НП:

для МР801 версии 1.хх и 2.хх для обмоток с заземленной нейтралью или с возможностью заземления нейтрали задать уставки «Тип обмотки» – «Yn», а «Измерение земля» – «Нет»;

для МР801 версии 3.хх для обмоток с заземленной нейтралью или с возможностью заземления нейтрали задать уставки «Yn с компенс. НП по расч. I0».

Указанный выше способ обеспечивает компенсацию токов НП расчетным методом

иявляется предпочтительным.

Рекомендации по расчету уставок

88

www.bemn.by

ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск

 

upr@bemn.by

В случае необходимости компенсации НП на основе измеренного тока в нейтрали можно задать следующие уставки:

для устройств МР801 версии 1.хх и 2.хх необходимо установить настройку «тип обмотки» – «Yn» а «измерение земля» – «Да»;

для устройств МР801 версии 3.хх задать уставку «Yn с компенс. НП по изм. In». При компенсации НП по измеренному току необходимо сфазировать ТТ, установлен-

ный в нейтрали силового трансформатора, в соответствии с руководством по эксплуатации МР801.

3.1.3 Проверка по условию чувствительности к КЗ на выводах трансформатора

Проверка чувствительности производится для ступени с торможением в режиме ми-

нимального тока КЗ ( I

*

МИН.КЗ ) на выводах трансформатора:

 

 

КЧ =

 

I *

МИН.КЗ

 

2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

СЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где ток срабатывания защиты:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IСЗ

= I Д при

I

*

 

 

 

 

 

 

 

 

МИН.КЗ IБ1 ,

 

 

 

 

 

IСЗ = I Д + tgf1

(I

*

 

 

 

при

IБ1 I

*

 

 

,

 

МИН.КЗ IБ1 )

МИН.КЗ IБ 2

 

IСЗ = I Д + tgf1 (IБ 2 IБ1 ) + tgf 2 (I

*

 

 

 

при

I

*

 

 

МИН.КЗ IБ 2 )

МИН.КЗ

I

Б 2

 

.

3.1.4 Примеры расчёта уставок дифференциальной защиты трансформатора МР801

3.1.4.1 Пример расчёта 1.

Рассчитать уставки ДЗТ и ДТО для трансформатора 110/10 кВ 6,3 МВА с РПН

±9х1,78%, Uнв=115 кВ, Uнн=11кВ. ТТ: 150/5 на стороне 110 кВ; 600/5 на стороне 10 кВ.

Ток внешнего КЗ на стороне 10кВ приведенный к стороне 110 кВ: 345 А.

1. Расчёт номинальных токов обмоток трансформатора:

I

I

ВН

НН

=

S

ВН

 

 

 

 

3U

ВН

 

 

 

=

S

НН

 

 

 

 

3U

НН

 

 

 

=6,3 103 3 115

=6,3 103

3 11

= =

31,6 А;

330,7 А;

2. Расчёт коэффициентов кратности:

K

 

=

I

ТТ .ВН

=

150

= 4,7

3,5 ;

ВН

 

I ВН

31,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

=

I

ТТ .НН

=

600

=1,81

 

 

 

НН

 

I

 

330,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

принимаем fВЫР = 0,05.

,

Рекомендации по расчету уставок

89

www.bemn.by

ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск

 

upr@bemn.by

3. Выбор уставки IД> и углов наклона:

I

 

= K

 

(К

 

К

 

 

+ U + f

 

) I

НОМ.НАГР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

Д

 

ОТС

 

ПЕР

 

ОДН

 

ВЫР

 

 

 

I Д ВТОР =

0,37 31,6

= 0,39 А 0,2А.

 

 

 

150 / 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1,2 (1 1 0,1+

9 1,78

+ 0,05)

1 = 0,37;

100

 

 

 

1-я точка перегиба:

Наклон первого наклонного участка:

I

 

IБ2 = 3

,

 

 

 

К

 

+ U + f

 

) I

НОРМ.ПЕРЕГР.

 

= K

 

 

(К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

Д 2

 

ОТС

 

 

ПЕР

 

 

ОДН

 

 

 

ВЫР

 

 

 

 

f 1 = arctg

I

Д 2

= arctg

0,6975

=13,1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

Б 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принимаем f 1 =14 .

 

 

 

 

 

 

 

I Б1 =

0,37

= 1,48

 

 

 

 

 

 

 

 

tg14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1,5 (1 1 0,1+ 0,16 + 0,05) 1,5 = 0,6975

Наклон второго

f 2 = arctg

K

ОТС

 

 

 

 

 

 

наклонного участка:

(К

ПЕР

К

ОДН

+ U + f

 

 

 

 

 

 

*

ТОРМ.ВНЕШ.КЗ

 

 

 

I

 

 

) I

*

 

 

ВЫР

ВНЕШ.КЗ I

Д 2

=

 

 

 

 

 

I

Б 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5 (2,5 1 0,1 + 0,16 + 0,05)

345

0,6975

31,6

= arctg

 

 

= 20

345

 

 

2

3

 

 

31,6

 

 

 

 

 

 

Принимаем наименьшее значение

f 2 = 26

по условию f 2 26 .

4. Уставка токовой отсечки.

Отстройка от броска тока намагничивания:

I Д = 6

;

Отстройка от токов

I

 

= к

 

к

 

I

 

 

 

 

 

 

*

 

Д

 

ОТС

 

НЕБ

 

небаланса при внешнем КЗ:

 

= 1,2 0,7

345

= 9,17

.

ВНЕШ.КЗ

31,6

 

 

 

 

 

 

Принимаем

I

Д

 

= 9,17

.

5. Принимаем I 2 / I1=14%. Перекрестная блокировка «Введена».

6. Принимаем I5 / I1 =40%. Перекрестная блокировка «Введена».

7. Уставки для компенсации токов НП.

– для МР801 версии 1.хх и 2.хх со стороны с заземленной нейтралью задаём «Тип обмотки» – «Yn» и «Измерение земля» – «Нет»;

– для МР801 версии 3.хх со стороны с заземленной нейтралью задать «Yn с компенс. НП по расч. I0».

8. Проверка чувствительности.

Рассчитаем минимальный ток КЗ (режим двухфазного КЗ) приведенный к номинальному току силового трансформатора:

Рекомендации по расчету уставок

90

www.bemn.by

ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск

 

upr@bemn.by