4.1.5 Защита магистральной линии w4

Устанавливаем двухступенчатую токовую защиту, выполненную по двухрелейной схеме на основе реле прямого действия типа РТМ и РТВ. Токовая отсечка в данном случае может быть эффективной, так как достаточно велико различие между токами КЗ в месте подключе­ния ближайшего трансформатора Т4 (1380 А) и в месте установки за­щиты (Q9) магистральной линии (4810 А).

Для определения типа трансформаторов тока двухступенчатой защиты рассчитаем максимальный рабочий ток, который равен сумме номинальных токов трансформаторов Т4, Т5, Т6 (см.таблицу 4.5):

I_раб.maxW1 =I_номТ= 23,1 + 23,1 + 14,4 = 60,6 А..

Выбираем ТЛМ-10К класса Р, К_I= 150 / 5.

а) Селективная токовая отсечка

Определяется ток срабатывания селективной отсечки по условию отстройки от тока КЗ в конце участка W4, где подключен первый це­ховой трансформатор:

I_с.о 1,4I_К7= 1,41380 = 1932 А.

Проверяем надежность отстройки от бросков тока намагничива­ния:

I_с.о (4-5)I_номТ= (4-5)60,6 = (242-302) < 1932 А.

Выбираем схему включения реле отсечки и МТЗ, типы реле и то­ки срабатывания.

Принимаем схему ТТ, соединенных в неполную звезду, в фазные провода которой включены реле прямого действия РТМ и РТВ (см. Рис. 30).

Ток срабатывания реле РТМ

.

Принимаем реле РТМ-4 с уставкой 65 А. Уточняем I_с.о= 1950 А.

Определяется наименьшее значение коэффициента чувствительности отсечки, соответствующее двухфазному КЗ в месте установки защиты.

Коэффициент чувствительности должен быть больше 2,0:

k⁽²⁾_ч= 0,865I⁽³⁾_К6/ I_с.о = 0,8654810 / 1950 = 2,13.

б) Максимальная токовая защита

В данном примере МТЗ отстраивается от суммы номинальных то­ков всех трансформаторов, подключенных к защищаемой линии. Коэф­фициент самозапуска в этом случае принимается минимальным значе­нием 1,2-1,3. Отсюда

.

Согласно методике [4], зависимая характеристика времени сра­батывания от тока реле РТВ должна быть согласована с времятоковой характеристикой предохранителя трансформатора. Ток срабатывания РТВ отстраивается от 1,4 тока плавления предохранителя, соответс­твующего времени плавления 5 с:

I_с.з 1,4I_пл.5с = 1,4246 = 344 А.

С учетом имеющихся уставок реле РТВ-I и коэффициента транс­формации ТТ К_I= 30 округляем ток срабатывания защиты в меньшую сторону до 300 А, что допустимо. I_у= 10 А. Коэффициент чувстви­тельности при КЗ в основной зоне действия защиты (точка К11)

.

Определяем коэффициент чувствительности в зоне резервирова­ния, т.е. при КЗ на шинах низшего напряжения трансформаторов от­ветвлений. Вначале производится расчет для ближайшего трансформа­тора Т4 (точка К8):

.

Условие чувствительности не выполняется и, тем более, не бу­дет выполняться для Т6 (точка К12, I_к= 170 А). А для Т5 (точка К10) проверим:

.

Не выполняется условие чувствительности и для Т5. В этом случае рекомендуется заменить реле прямого действия на реле кос­венного действия РТ-80 или РТ-40. Согласно ПУЭ, допускается иметь коэффициент чувствительности в зоне резервирования менее 1,2 , поэтому оставляем реле РТВ.

Проверку по чувствительности при однофазных КЗ за трансфор­матором опускаем, так как очевидно, что это условие не будет вы­полняться. Поэтому дополнительно устанавливается специальная за­щита нулевой последовательности на стороне 0,4 кВ, предназначен­ная для работы при однофазных КЗ на землю. Расчет этой защиты приведен в следующем параграфе.

Проверим ТТ на 10%-ную погрешность. Предельную кратность оп­ределяем по результатам расчета отсечки:

k₁₀=I_1расч/I_1номТТ=1,1I_с.о /I_{1номТТ ,}

k₁₀= 1,11950 / 150 = 14,3 .

По кривым предельной кратности для ТЛМ-10 Z_н.доп = 1,0 Ом. Фактическое расчетное сопротивление нагрузки

Z_н.расч = 2 7 R_пр+ Z_РТМ+ Z_РТВ+ R_пер.

Сопротивление реле РТВ (в приводе выключателя ВМПП-10; не за­дан) определяется по выражению:

Z_{РТВ =} 0,8S_РТВ / I²_с.р = 0,880,4 / 10²= 0,645 Ом.

Сопротивление реле РТМ при уставке 60 А равно

Z_РТМ= 0,8S_РТМ/ I²_с.р = 0,8345 / 60²= 0,077 Ом.

Коэффициент 0,8 в обоих случаях учитывает снижение сопротив­ления реле при больших токах.

Примем сопротивление прямого и обратного проводов R_пр= 0,05 Ом и переходное сопротивление в контактных соединениях R_пер= 0,1 Ом. Результирующее сопротивление равно

Z_н.расч = 20,05 + 0,077 + 0,645 + 0,1 = 0,922 Ом,

что меньше, чем Z_н.доп.= 1,0 Ом и, следовательно, полная погреш­ность ТТ< 10 %.

в) Выбор времени срабатывания максимальной токовой защиты

Применение РТВ требует большего значения ступени селектив­ности при согласовании времени срабатывания защит, чем для реле косвенного действия. Обычно принимают t = (0,7-1,0) с.

Переносим из [4] (или Приложение 2) характеристику сраба­тывания РТВ-I и строим ее на карте селективности по точкам, две из которых уже определены: а) ток срабатывания РТВ на уровне 5с, и б) время срабатывания РТВ-I в независимой части принимаем рав­ным 1 с.

Если необходимое значение ступени селективности не обеспечи­вается при токах КЗ в диапазоне, ограниченном зависимой частью

характеристики реле, то можно использовать следующие решения :

а) сдвинуть характеристику РТВ вправо, если имеется запас по чув­ствительности; б) увеличить время срабатывания на две ступени се­лективности; в) установить реле с более пологой характеристикой, например, РТВ-4.

Характеристика срабатывания РТВ-I, изображенная на карте се­лективности, ограничивается справа током при КЗ в месте установки защиты (точка К6).