В) Оценка эффективности функционирования двухступенчатой защиты w2

Отсечка проверяется по условию отстройки от бросков тока намагни­чивания при одновременном включении трансформаторов Т2, Т3:

I_с.о (3-4)I_номТ2,3 = (3-4)(165 + 104) = (805-1080) А.

Коэффициент чувствительности по ПУЭ не регламентируется, но на практике эту оценку производят при наиболее благоприятных ус­ловиях : при трехфазном КЗ в месте установки защиты (точка К2)

k_ч= [15990 / (37 / 10,5)] / 4200 = 1,11,2 .

Расчетный коэффициент чувствительности незначительно отлича­ется от требуемого. Дополнительно определяется зона действия от­сечки при трехфазном КЗ, которая составляет примерно 43 %. Отсюда видно, что отсечка является достаточно эффективной.

Чувствительность МТЗ при двухфазном КЗ в зоне основного действия (точка К3)

k⁽²⁾_ч.осн = [0,8769920 / (37 / 10,5)] / 1400 = 174 > 1,5.

При двухфазном КЗ в зоне резервного действия (точка К5)

k⁽²⁾_ч.рез = [0,8764070 / (37 / 10,5)] / 400 = 0,8 < 1,2.

Условие чувствительности выполняется только для части резер­вируемой зоны трансформатора Т2, что допустимо. В другой резерв­ной зоне - блок линия-трансформатор Т3 это условие выполняется в большей степени (точка К13). Чувствительность двухступенчатой за­щиты можно повысить, если использовать реле серии РТ-40.

Проверка ТТ на 10%-ную погрешность осуществляется при двух­фазном КЗ (фаз АВ или ВС) для схемы соединения ТТ в неполную звезду. Кратность k₁₀определяется по расчетному току для отсеч­ки:

I_расч= 1,1I_с.о = 1,14200 = 4620 А;

k₁₀=I_расч/I_1номТТ= 4620 / 1000 = 4,6.

По кривой предельной кратности для ТФН-35М класса 0,5 опреде­ляем Z_доп= 5 Ом. Расчетное сопротивление определяется при сле­дующих данных:

R_пр= 0,6 Ом; Z_РТ-80 = S²/ I_с.р = 10²/ 5 = 0,4 Ом.

Вычисляем

Z_н.расч = 2 ^. R_пр+ Z_р+ R_пер= 2  0,6 + 0,4 + 0,1 = 1,7 Ом < 7,5 Ом.

4.1.10 Расчет ступенчатой токовой защиты w1

Трехступенчатая токовая защита линии W1 выполнена на посто­янном оперативном токе и содержит следующие ступени: первая сту­пень - неселективная токовая отсечка, вторая ступень - селектив­ная отсечка с выдержкой времени и третья ступень - МТЗ. Комплект защиты реализуется на основе реле РТ-40. Рабочий длительно допус­тимый ток линии равен 342,4 А. Выбираем ТТ типа ТФН-35М класса 0,5. Коэффициент трансформации К_I= 800 / 5. Схема соединений ТТ- неполная звезда.

а) Неселективная отсечка без выдержки времени

Неселективная отсечка отстраивается от тока трехфазного КЗ в конце предыдущего участка (линия W2 или Т1). Из нескольких присо­единений выбирается элемент с большим током КЗ. Наибольший ток получен при КЗ в конце W2 (9,92 кА, приведен к стороне 10,5 кВ, или 2,816 кА, приведенный к стороне 37 кВ). Первичный ток срабатывания неселективной отсечки

I_с.нес = k_нI⁽³⁾_КЗ= 1,22816 = 3380 А.

Убеждаемся, что отсечка надежно отстроена от бросков тока намагничивания трансформаторов Т1, Т2, Т3:

I_с.нес  (3-4) I_номТ= (3-4)^. (165 + 165 + 104) = (1300-1730) А.

Ток уставки I_у= 22,5 А для РТ-40/50.

Уточняем I_с.нес = 3600 А.

б) Селективная отсечка с выдержкой времени

Эта ступень является резервной на линии W1 в отношении несе­лективной отсечки и должна по возможности перекрывать "мертвую зону" неселективной отсечки на участке W2. Селективность отсечки при согласовании с быстродействующими защитами обеспечивается вы­держкой времени 0,5 с. Ток срабатывания отсечки отстраивается от наименьшего тока внешнего трехфазного КЗ отходящих присоединений линии W1 (точка К5). Ток КЗ, приведенный к стороне 10,5 кВ, равен 4070 А; приведенный к стороне 37 кВ - 1156 А. Поэтому

I_с.о = 1,2502,5 = 1156 А.

Ток срабатывания реле I_с.р.отс = (1^.1156) / 160 = 7,2 А.

Уставка реле РТ-40/10 I_у= 9,0 А; уточняем I_с.о = 1140 А.

От бросков тока намагничивания трансформаторов отсечка от­строена по времени.

в) Максимальная токовая защита с выдержкой времени

Для выбора тока срабатывания защиты необходимо определить значение коэффициента самозапуска. Пример расчета приведен в п.4.1.9.2. Для линии W2 этот коэффициент равен 2,0:

I_с.з = (1,22,0 / 0,85)342,4 = 970 А.

Кроме того, защита должна быть согласована по чувствитель­ности с защитами отходящих присоединений по условию

I_с.з > k_н.с ^. (I_{c.з max} + I_раб.max),

где k_н.с - коэффициент надежности согласования, значение ко­торого зависит от точности работы реле и ТТ (1,25-1,30);

I_{c.з max} - наибольший из токов срабатывания максимальных защит отходящих элементов (МТЗ линии W2, 1340 А);

 I_раб.max - сумма максимальных рабочих токов всех предыдущих элементов за исключением элемента, с которым производится

согласование (I_номТ1= 165 А);

I_c.з > 1,25(1340 + 165) = 1881А.

Ток срабатывания реле и уставка I_с.р = 1881 / 160 = 11,8 А; I_у = 12 А. Выбираем реле РТ-40/20. Уточняем I_с.з = 1920 А.

Чувствительность МТЗ при двухфазном КЗ в зоне основного действия (точка К2; ток трехфазного КЗ, приведенный к стороне 37 кВ, равен 4543 А):

k_ч.осн = 0,8764543 / 1920 = 1,8 > 1,5.

При двухфазном КЗ в зоне резервного действия (точка К6; ток трехфазного КЗ, приведенный к стороне 37 кВ, равен 1366 А):

k_ч.рез = 0,8761366 / 1920 = 0,7 , допускается.

Схема защиты приведена на Рис. 32.

Время срабатывания защиты должно быть выбрано на ступень се­лективности больше, чем время МТЗ предыдущей защиты. На карте се­лективности (Рис. 33, б)) приведены временные характеристики защит, которые должны быть согласованы между собой:

t_с.W1 = max (t_с.W2; t_c.Т1) +t = max (2,0 ; 1,5) + 0,5 = 2,5 с.

Чувствительность в зоне основного действия остается удовлет­ворительной: k_ч.осн = 0,8764543 / 1920 =1,8 > 1,5. При КЗ в зоне резервного действия k_ч.рез = 0,8761366/1920 = 0,62 < 1,2 , то есть эффективность МТЗ на участке W2 снижается в большей сте­пени. Согласно ПУЭ, допускается неполная защита резервируемых участков сети. Замена в защите линии W2 реле РТ-85 на РТ-40 не потребует изменения уставок времени и тока.

г) Оценка эффективности ступенчатой защиты линии W1

Чувствительность неселективной отсечки при двухфазном КЗ на шинах ВН трансформатора Т1 (точка К2; ток трехфазного КЗ, приве­денный к стороне 10,5 кВ, равен 15,99 кА ; этот же ток, приведен­ный к стороне 37 кВ, равен 4543 А):

k⁽²⁾_ч= 0,8764553 / 3600 = 1,1 < 1,2.

Рис. 32. Ступенчатая токовая защита первой линии на постоянном оперативном токе: а), б), в), г) схемы защиты; д) определение зоны защиты неселективной отсечки

Рис. 33. Карта селективности защит элементов: а) I`,I– предохранительF2 ; 2-линияW4; 3-трансформатор Т1; 4-линияW1; б)I– блок линия-трансформаторW3-T3; 2- линияW2; 3- линияW1.

Неселективная отсечка защищает головную линию W1 и начальные участки присоединений W2 и Т1. Длина защищаемой зоны определена на Рис. 32, д).

Селективная отсечка с выдержкой времени осуществляет резерв­ные функции комплекта защит W1, и поэтому должна полностью защищать линию W1 и резервировать начальную часть отходящих при­соединений.