3. Определение параметров срабатывания мтз на выключателе 1
Ток срабатывания МТЗ линии Iсз в общем случае выбирается по выражению (8) для отстройки от максимального рабочего тока присоединения (с учетом возможной перегрузки у потребителя):
,
(8)
где
=
1,2...1,3 – коэффициент запаса по
избирательности (для защит на
электромеханической базе);
= 2...3 коэффициент отстройки от самозапуска
электродвигателей [1];
= 0,8...0,85 – коэффициент возврата токовых
защит на электромеханической базе;
– максимальный рабочий ток, определяется
как сумма максимальных рабочих токов
всех присоединений на смежном участке,
приведенный к напряжению ступени, на
которой установлена защита выключателяQ1.
Ток нагрузки, протекающий через выключатель 1:
А.
Ток срабатывания МТЗ:
А.
Коэффициент чувствительности МТЗ выключателя Q1 в основной зоне защиты определяется по выражению:
,
(9)
где
– значение двухфазного тока КЗ в точке
К2 в минимальном режиме работы
энергосистемы.
Ток КЗ в точке К1:
А.
Тогда коэффициент чувствительности МТЗ в основной зоне защиты:
.
Определяем чувствительность МТЗ в резервной зоне (шинах 10,5 кВ). Для этого рассчитаем КЗ в точке К2 при параллельной работе трансформаторов Т1 и Т2:
А.
Чувствительность МТЗ 1 в резервной зоне:
.
Требуемое значение коэффициента чувствительности в основной зоне т. К2 (не менее 1,5 [4]) выполняется.
Таким образом, принимаем расчетную
уставку МТЗ 310 А и формируем вторую
ступень МТЗ с выдержкой времени
=
1,0 с.
4. Определение вторичных токов срабатывания реле
Для защиты рассматриваемой линии принимается схема соединения вторичных обмоток трансформаторов тока «полная звезда», изображенная на рис. 4.
Трансформаторы тока (ТА) выбираются в соответствии со шкалой первичных номинальных токов Iном1 и коэффициентов трансформации трансформаторов тока. Трансформаторы тока для защиты следует выбирать с первичными номинальными токами, которые больше соответствующих максимальных рабочих токов: Iном1 ≥ Iраб. max[1].
Рис .4. Схема соединения вторичных обмоток трансформаторов тока «полная звезда»
Максимальный рабочий ток линии Л1 определялся в п.3 задачи Iраб. max= 110 А.
Таким образом, для защиты линии Л1 примем к установке трансформатор тока с первичным номинальным током 150 А, соответственно коэффициент трансформации такого трансформатора тока будет равен 150/5.
Ток срабатывания реле определяется по формуле [6]:
,
(10)
где
– коэффициент схемы,
– коэффициент трансформации трансформатора
тока.
Определяем значение тока срабатывания реле МТО по формуле (10):
А.
Ток срабатывания реле МТЗ определяется аналогично:
А.
5. Составление принципиальной и функциональной схем защиты
На рис. 5 приведена функциональная схема трехфазной МТЗ с независимой от тока выдержкой времени, характеризующая общие принципы выполнения МТЗ при любой используемой элементной базе.
Рис.5. Функциональная схема устройства релейной защиты
Измерительная часть 1 защиты состоит из измерительных органов (ИО) (в данном случае токовых реле КА1, КА2 и КА3 мгновенного действия). В трехфазной схеме ИО предусматриваются на каждой фазе, они питаются вторичными токами соответствующих фаз трансформатора тока (ТТ).
Логическая часть 2 состоит из логического элемента (ЛЭ), выпол- няющего функцию ИЛИ, органа времени КТ (обычно одного на три фазы), создающего выдержку времени t, сигнального реле КН.
Исполнительный орган 3, реализуемый посредством выходного про- межуточного реле KL, или тиристорной схемы, срабатывая, передает команду на отключение выключателя Q. Исполнительный орган должен обладать мощным выходным сигналом, достаточным для приведения в действие электромагнита отключения YAT привода выключателя.
При возникновении повреждения на защищаемой линии срабатывают токовые реле тех фаз, по которым проходит ток КЗ. При этом у электромеханических реле замыкаются контакты, у электронных (микро- электронных) появляется выходное напряжение (сигнал) соответствующего уровня (логическая 1 или логический 0).
Сработавшие ИО воздействуют через логический элемент ИЛИ на орган времени КТ, который по истечении заданной выдержки времени выдает сигнал, приводящий в действие исполнительный орган KL. Последний срабатывает и подает напряжение от источника оперативного тока в электро- магнит отключения выключателя YАТ.
Принципиальная схема МТЗ приведена на рис.6. Схема отсчеки без выдержки времени аналогична схеме МТЗ, изображенной на рис.6, только в схеме отсутствует реле времени.
Рис.6. Двухфазная двухрелейная схема МТЗ и МТО:
а) цепи переменного тока; б) цепи постоянного тока МТЗ; в) цепи постоянного тока МТО