В обратном проводе трансформаторов тока протекает сумма токов двух фаз, равная полному току трёхфазного КЗ. Таким образом, можно одновременно обеспечить чувствительность защиты при КЗ за трансформатором Υ/∆, и обеспечить отключение в большинстве случаев только одной ВЛ при двойных замыканиях на землю.

Основные принципы выбора уставок защит

Выбор характеристики

Устройства позволяют выполнить либо независимую, либо зависимую от тока характеристику выдержки времени.

Расчёты и согласования защит с независимыми характеристиками значительно проще, кроме того привычней, так как все, более или менее качественные защиты на постоянном оперативном токе выполнены в настоящее время с независимыми характеристиками.

Защиты с постоянным оперативным током согласовываются в одной точке – при токе срабатывания защиты. В то же время защиты с независимой характеристикой имеют выдержку времени одинаковую и при больших и при малых токах. Время срабатывания защиты по мере приближения к источнику тока возрастает. Для уменьшения объёма повреждения приходится применять ступенчатые защиты.

Защиты с зависимой характеристикой имеют малое время срабатывания при больших токах, что выгодно для уменьшения перегрева оборудования токами КЗ, облегчает согласование с предыдущими защитами за счёт увеличения выдержки времени последующей защиты в месте установки предыдущей. В то же время электромеханические защиты с зависимыми характеристиками имеют их значительный разброс, вынуждающий выполнять согласование с большими ступенями по времени (до 1 сек). Кроме того, согласование должно выполняться во всем диапазоне токов КЗ. Поэтому оно часто производится графически.

10

Отклонение характеристик микропроцессорных защит определяется их точностью по току (2%) и по времени (5%) и остаётся во всем диапазоне токов примерно таким же, как и для защит с независимыми выдержками времени. Любая точка характеристики может быть вычислена математически. Однако согласование характеристик микропроцессорных защит более целесообразно производить графически. Как и в случае электромеханических защит, уставки микропроцессорных защит проще выбирать с независимыми характеристиками.

МПС защиты имеют целое семейство зависимых характеристик, в любом случае может быть подобрана наиболее подходящая.

Максимальная токовая защита

МТЗ контролирует ток в защищаемом элементе, отстраивается от тока нагрузки, и при превышении тока уставки, с выдержкой времени действует на его отключение. Как правило, МТЗ является главной, а иногда единственной защитой линии 6-35 кВ. Максимальная токовая защита – это защита с относительной селективностью, которая не только обеспечивает отключение КЗ на своей линии, а если позволяет её чувствительность, еще и резервирует отключение КЗ смежного участка.

Максимальный ток нагрузки линии, если отсутствуют официальные данные, можно определить приближённо исходя из следующих соображений:

а) по номинальному току наиболее слабого элемента сети: например трансформатора тока, по длительно допустимому току кабеля, провода линии. Длительно допустимые токи нагрузки линий указаны в справочных данных по линиям в приложении;

в) по суммарной мощности подключённых трансформаторов в нормальном, ремонтном и аварийном режиме. Если эта мощность чрезмерно велика, иногда приходится учитывать загрузку трансформаторов сети;

с) по допустимому уровню напряжения на вводах всех трансформаторов в сети.

11

Способы «в» и «с» требуют систематического наблюдения за сетью. Однако в ряде случаев это необходимо, так как иначе не удается выполнить защиту достаточно чувствительной.

Способ «а» наиболее прост, поэтому целесообразно выбрать уставки защиты этим способом, переходя к другим в случае недостаточной чувствительности защиты.

При выдаче задания на уставки защиты, необходимо выдавать также и токи нагрузки, от которых отстроена защита. Эти данные согласно ПТЭ должны указываться в картах уставок защиты, выдаваемых оперативному персоналу, который обязан контролировать соответствие действительной нагрузки расчётной.

Ток срабатывания защиты

где kн – коэффициент надёжности ( kн =1,2 − для реле MICOM; kн =1,1 − для реле

SEPAM, SPAC, SPAM; kн =1,3 − для реле REF); kсз – коэффициент самозапуска

( kсз = 2 ÷2,5 − для реле MICOM; kсз =1,1÷1,3 для реле SEPAM, REF, SPAC, SPAM);

– максимальный рабочий ток линии; – коэффициент возврата

защиты.

Согласование защит по чувствительности с учётом нагрузки.

При удалённых коротких замыканиях напряжение на шинах, питающих нагрузку, практически не снижается, поэтому и сохраняется полностью нагрузка неповреждённых фидеров, подключённая к этим шинам. При этом коротком замыкании защита работает в области малых токов и нагрузка, которая имеет в распределительных сетях угол, близкий к углу короткого замыкания, добавляется к току последующей защиты, что, при малых запасах, влияет на согласование её с предыдущей.

12

где kнс − коэффициент надёжности согласования, значение которого зависит от типа токовых реле (принимается равным 1,1 при согласовании микропроцессорных защит между собой и с реле РТ-40; 1,3÷1,4 при согласовании микропроцессорных защит с реле типа РТВ); kр − коэффициент токораспределения, который учитывается только при наличии нескольких

наибольшая из геометрических сумм токов срабатывания максимальных токовых

геометрическая сумма максимальных значений рабочих токов всех предыдущих элементов (N), за исключением тех, с защитами которых производится согласование (n). При однородной нагрузке допустимо арифметическое сложение вместо геометрического, что позволит создать некоторый расчётный запас.

В общем случае, при расчёте тока срабатывания защиты, расчёт рекомендуется выполнять по выражению:

неповреждённых элементов, проходящий через выбираемую предыдущую защиту; – ток срабатывания последующей (ближе к месту КЗ) защиты.

В более удалённой от КЗ защите ток нагрузки остальных неповреждённых элементов протекает вместе с током КЗ и добавлен к току, протекающему в последующей защите.

Эти токи могут быть сложены арифметически, так как в распределительных сетях токи нагрузки и токи короткого замыкания близки по фазе.

Условие селективного действия МТЗ:

14