7.2 Функції захисту терміналу захисту ref 541

Функції терміналу захисту фідерів REF 541 поділяються таким чином:

- Функції захисту;

- Функції вимірювання;

- Функції контролю якості електроенергії;

- Функції управління;

- Функції контролю стану;

- Функції зв'язку;

- Загальні функції;

- Стандартні функції.

До функцій захисту відносяться:

- Функція АПВ (5 циклів);

- Трифазна захист від небалансу струмів для конденстатора;

- Захист від неповнофазного режиму;

- Спрямована захист від замикання на землю;

- Трифазна спрямована МТЗ;

- Трифазна спрямована захист (ТО);

- Трифазна спрямована захист (від перевантаження);

- Частотна захист;

- Захист від підвищення напруги;

- Захист від зниження напруги;

- Контроль синхронізму;

- Тепловий захист для кабелів і двигунів.

Термінал може вимірювати:

- Ток фази А;

- Ток фази В;

- Ток фази С;

- Струм замикання на землю;

- Лінійні і фазні напруги;

- Напруга нульової послідовності;

- Частота;

- Коефіцієнт потужності;

- Активна потужність;

- Реактивна потужність;

- Активна потужність нульової послідовності;

- Споживання активної енергії;

- Споживання реактивної енергії.

Також до особливостей мікропроцесорних захистів відносять функції са-моконтроля. Термінал захисту REF 541 може контролювати електричний знос вимикача, контролювати справність ланцюга відключення, ланцюги вимірювання струму і напруги і, при виникненні несправностей, подавати сигнал на панель.

7.3 Методика вибору і розрахунок уставок на лініях 10 кВ.

Релейний захист ліній 10 кВ виконується ступінчастими захистами. Перший ступінь - струмова відсічення без витримки времені, друга ступінь - струмова відсічення з невеликим уповільненням і третя, найбільш чутлива ступінь - максимальна струмовий захист (МТЗ) з витримкою часу. На коротких лініях виконати триступеневу захисту часто буває неможливо за умовою недостатньої чутливості першою або другого ступеня. Тоді застосовують або два ступені - відсічення без витримки часу і МТЗ, або один щабель - тільки МТЗ. Таким чином, МТЗ є обов'язковим захистом на всіх лініях напругою до 35 кВ.

На підстанції "Шебелінка" приймаємо до установки термінали захисти REF 541. Для захисту відхідних лінії будемо вибирати уставки для струмового відсічення, максимально струмового захисту, захисту від перевантаження і захисту від замикання на землю, також на кожному вимикачі буде передбачено Уров.

Кабельні лінії, як правило, мають малу довжину в порівнянні з повітряними лініями, питомий опір їх нижче. З цієї причини струм КЗ на початку і кінці лінії відрізняється незначно. Це робить неефективним застосування захистів з залежною характеристикою, за винятком випадку узгодження захистів лінії з запобіжниками ПК, якщо буде визнано необхідним, забезпечити це узгодження у всьому діапазоні струмів КЗ. Найчастіше таке узгодження проводиться тільки при токах КЗ в місці установки запобіжників, допустивши неселективні роботу при малоймовірних пошкодженнях усередині трансформатора. Струмова відсічення виходить не завжди, так як відбудувавши її від струму КЗ в кінці лінії або в місці установки запобіжників, не вдається забезпечити її чутливість 1.5 в місці установки захисту.

Завданням МТЗ є не тільки захистити свою лінію, на якій встановлена МТЗ, а й забезпечити далеке резервування в разі відмови захисту або вимикача при пошкодженнях на нижчих лініях.

Струм спрацьовування МТЗ вибирається в амперах по трьом умовам:

1) неспрацювання захисту при надструму після аварійних перевантажень, тобто після відключення к.з. на попередньому елементі;

2) погодження чутливості захистів подальшого і попереднього елементів;

3) забезпечення достатньої чутливості при к.з. в кінці захисту пра-ться елемента (основна зона) і в кінці кожного з попередніх елементів (зона далекого резервування).

По першому з цих умов струм спрацьовування МТЗ вибирається за виразом:

, (7.1)

де Кн - коефіцієнт надійності неспрацьовування захисту, що враховує погрішність і необхідний запас, Кн = 1,1 ... 1,2;

Кв - коефіцієнт повернення максимальних реле струму, Кв = 0,95 ... 0,98; Ксзп - коефіцієнт самозапуску навантаження, що відображає збільшення рабочого струму Iраб.мах за рахунок одночасного пуску електродвигунів, які загальмувалися при зниженні напруги під час короткого за -примикання. Для побутової навантаження Ксзап = 1,1 ... 1,3; для узагальнення навантаженням Ксзап = 1,3 ... 2,5.

Максимальне значення робочого струму захищається елемента Iраб.мах визначається з урахуванням його додаткової перевантаження. Для цього необхідно знати максимальний струм навантаження лінії. Якщо відсутні офі-ціальні дані, він визначається приблизно:

а) По номінальному струму найбільш слабкого елементу мережі: наприклад трансфрматора струму, по довго допустимому току кабелю, проводу ли-нии.

б) За сумарної потужності підключених трансформаторів в нормального, ремонтному та аварійному режимі. Якщо ця потужність надмірно велика, інколи доводиться враховувати завантаження трансформаторів мережі.

За умовою узгодження чутливості захистів наступного (за-щіщающіх) і попереднього елементів струм спрацьовування подальшого захисту вибирається за виразом:

, (7.2)

де К_НС - коефіцієнт надійності узгодження, КНС = 1,1;

І_СЗПРЕД - найбільше значення струму спрацювання максимальних струмових захистів попередніх елементів, з якими проводиться узгодження, А;

ΣІ_{РАБ.МАХ} - арифметична сума значень робочих струмів навантаження всіх попередніх елементів, за винятком того елемента, із захистом кото-рого проводиться узгодження, А.

За розрахунковий струм приймається значення найбільшого струму з умов (7.1-7.2).

Після цього необхідно визначити струм спрацьовування Iс.р:

, (7.3)

де I_с.р - струм спрацювання захисту (первинний), А;

n_Т - коефіцієнт трансформації трансформаторів струму;

К_СХ - коефіцієнт схеми з'єднання трансформаторів струму і реле.

Після цього необхідно прийняти остаточну уставку спрацювання реле і зробити зворотний розрахунок струму спрацювання на первинній стороні.

Таким чином, уставка по струму МТЗ попереднього елемента повинна завжди бути більше уставки МТЗ подальшого елемента, що, певним чином, забезпечує струмовий селективність.

Для виконання третьої умови необхідно знати значеніетоков к.з. в кінці захищається елемента Iк1min і в кінці зони резервування Iк2min. Визначення коефіцієнтів чутливості захисту проводиться за виразами:

(7.5)

де Кч.о, Кч.р – коефициенты чувствительности защиты соответственно в основной и резервной зонах.

Согласно ПУЕ, повинні виконуватися умови:

; (7.6)

. (7.7)

Витримка часу максимальних струмових захистів вводиться для уповільнення дії захисту з метою забезпечення тимчасової селективності дії захистів последущего елемента по відношенню до захисту попередніх елементів. Для цього час спрацьовування захисту наступної лінії вибирається більшою часу спрацьовування попередньої лінії:

, (7.8)

де ∆t – ступень селективности. ∆t = 0,2 с.

Величина Δt складається з наступних складових: тимчасово відключений-ня вимикача (0,05 ... 0,1 с), часу повернення захисту (0,05 с), похибки за часом наступної і попередньої захистів (3 .. 5%) і необхідного запасу (0,05 ... 0,1 с).

Струмова відсічення (ТО) без витримки часу (перший ступінь токо ¬ вої захисту) призначена для прискорення відключення близьких коротких замикань. Її уставка (струм спрацьовування) вибирається з умови від ¬ будови (неспрацьовування) від максимального трифазного струму КЗ в кінці захищається-мій лінії або трансформатора. Уставки струмового відсічення вибираються з умови:

, (7.9)

де К_отс - коефіцієнт відбудування, що приймається для цифрових реле 1,1 ... 1,2.

I_к2.мах - струм трифазного короткого замикання в кінці захищається елемента, кА.

Відповідно до ПУЕ, для селективного виявлення однофазних замикань на кожному приєднання повинна бути встановлена захист від замикань на землю (захист нульової послідовності), яка одних випадках діє на сигнал, в інших - на відключення. Зокрема, на тих електродвигунах, у яких ємнісний струм замикання на землю пе-ет 5 А (первинних), захист повинен діяти на відключення без уповільнення. Разом з тим, практика показала, що і при менших 5 А токах ОЗ бажано двигун відключати, оскільки тривалий воздействие струмів ОЗ на ізоляцію двигуна призводить до переходу однофазного замикання до двофазному КЗ.

При виборі уставок захисту від замикань на землю, де відсутня компенсація, необхідно визначити розрахунком сумарний струм замикання на землю і струми замикання на землю конкретного фідера.

, (7.11)

де m - число кабелів на приєднання;

l - довжина кабельної лінії;

I_с.з.0 - питома ємнісний струм на 1 км довжини кабелю, вибирається [10, таблиця 7.1].

Уставка спрацьовування захисту вибирається для двох випадків: в початковий момент часу і через 0,4 секунди після замикання. Вона обчислюється за наступною формулою:

, (7.12)

де Котс - коефіцієнт відбудування, що приймається рівним 1,2;

КБР - коефіцієнт, що враховує кидок ємнісного струму в момент за-жиганів дуги, для початкового моменту часу КБР = 4, після 0,4 с і КБР = 1,5;

Iс - власний ємнісний струм захищається приєднання, А.

7.4 Висновки

У цьому розділі взяли до установки на осередки термінали захисту REF 541, тому що дані види захистів задовольняють всім вимогам для захистів відходять фідерів, а також для захисту двигунів.

В результаті розрахунку на відведених лінія взяли уставки максимально струмового захисту, захисту від перевантаження і від замикання на землю. Струмова відсічення встановлюватися не буде, тому що по чутливості більшість фідерів не проходить.

Для двигунів передбачили тепловий захист від перевантаження, захист від затяжного пуску і заклинювання ротора, струмовий відсічення, яка задовольняє чутливості, а також захист мінімальної напруги, захист від обриву фази і короткого замикання на землю, а також диференціальну захист. На секційних і вступних вимикачах розрахували максимальний струмовий захист, що в основній зоні захисту задовольняє чутливості і захист від перевантаження.

60