14.5. Релейная защита кабельных линий

Для кабельных линий предусмотрена установка релейной защиты (рис. 14.18):

Защита от межфазных коротких замыканий. Для кабельных линий напря­жением выше 1 кВ применяют максимальную токовую защиту и токовую от­сечку, ниже 1 кВ — плавкие предохранители и автоматические выключатели.

Защита от замыканий одной из фаз на землю. В сетях с глухим заземлени­ем нейтоали защита действует на отключение поврежденного участка, с изо-

14.5. Релейная защита кабельных линий

451

+

На откл. О

На сигнал

ТА1

_h

ТА2

6-10 кВ

₆

{

КА2

УСЗ

КА1 КАЗ

КА4

КА5 КА6

KAI

^ КА

м>_

На откл. SF

Рис. 14.18. Схема защиты линии 6-10 кВ, питающей трансформатор 6-10/0,4-0,69 кВ

лированной нейтралью — защита действует на сигнал. На кабельных линиях 6—10 кВ устанавливают максимальную токовую защиту нулевой последова­тельности. В кабельных линиях 6-10 кВ с заземленной через реактор нейтра­лью применяют устройства сигнализации замыканий УСЗ, реагирующие на сумму высших гармоник в токе замыкания на землю.

Ток срабатывания токовой отсечки выбирают исходя из условия

(14.31) наибольшее начальное

г = /с го)

с.з отс к(тах)'

где к_0ТС = 1,3-И,4 — коэффициент отстройки; /^_ах) значение периодической составляющей тока короткого замыкания. Ток срабатывания максимальной токовой защиты:

к к

Г ОТС С.З.П г

н(тах) >

(14.32)

где к_отс = 1,1-И,2; к_ъ — коэффициент возврата реле; &_сзп — коэффициент са­мозапуска; /_н(тах) — максимальный ток нагрузки кабельной линии с учетом пе­регрузочной способности питаемой установки, например трансформатора.

452

Глава 14. Релейная защита в системе электроснабжения предприятия

14.6. Релейная защита двигателей напряжением до 1 кВ

Релейная защита двигателей напряжением до 1 кВ (рис. 14.19) выполняет­ся в основном в соответствии с требованиями к релейной защите высоко­вольтных электродвигателей, но на элементной базе коммутационных аппара­тов до 1 кВ. Предусматривается защита от следующих режимов:

— от многофазных коротких замыканий устанавливаются плавкие предо­хранители или максимальные токовые реле, используются также аппараты, совмещающие устройства защиты и управления — магнитные пускатели и ав­томатические выключатели;

_{[] [] []}

■SB2 5В1 ГА

Рис. 14.19. Схема защиты электродвигателя напряжени­ем до 1 кВ с магнитным пускателем

• от перегрузки применяются тепловые реле;

• от однофазных замыканий на землю используются реле тока, подключен­ные к трансформатору тока нулевой последовательности;

• от потери питания и понижения напряжения устанавливается магнитный пускатель или контактор, автоматически отключающийся при снижении на­пряжения до (0,6-Ю,7)£/ .

14.7. Автоматический ввод резерва

При секционированном выполнении шин понизительных подстанций (рис. 14.20) автоматическое включение резервных источников электропитания намного повышает надежность работы потребителей, приближая степень взаиморезервирования. В то же время сохраняются преимущества односто­роннего питания в отношении упрощения устройств релейной защиты и уменьшения тока КЗ (последнее обстоятельство облегчает работу силовых вы­ключателей и позволяет удешевить стоимость сооружения). При раздельной

14.7. Автоматический ввод резерва

453

работе секций создается большая независимость одной секции от другой. От­ключение источника основного питания вызывает погасание осветительной нагрузки и торможение асинхронных электродвигателей, присоединенных к отключенной секции шин. Чем быстрее будет подано напряжение от резерв­ного источника, тем меньше снизится частота вращения электродвигателей, меньше будет ток при включении устройством АВР источника и тем легче и быстрее произойдет последующий самозапуск.

АВР является эффективным средством, повышающим надежность элект­роснабжения (успешность действия АВР составляет 90—95 %), поэтому этот

Ввод 1

Рис. 14.20. Схема АВР на секционном выключателе с пружинным приводом

454 Глава 14. Релейная защита в системе электроснабжения предприятия

вид автоматики широко применяется на подстанциях основных и распредели­тельных сетей. Выполнение АВР также обязательно для собственных нужд станции.

Основные требования, предъявляемые к устройствам АВР на подстанциях, к шинам которых подключены только асинхронные двигатели и осветитель­ная нагрузка (синхронные двигатели и конденсаторные батареи отсутствуют): устройство АВР должно приводиться в действие при исчезновении напряже­ния на шинах по любой причине (в том числе и при ошибочных отключени­ях коммутационного аппарата в цепи питания; исключение — потеря питания вследствие действия АЧР); включение резервного источника питания следует осуществлять сразу и только после отключения выключателя в цепи рабоче­го; собственное время действия АВР должно быть минимальным; действие АВР должно быть однократным, для чего необходимо ограничивать длитель­ность команды на включение резервного оборудования.

Для нормального функционирования средств АВР необходим расчет ряда уставок.

Для реле однократности включения выдержка времени промежуточного реле однократности включения t_OB от момента снятия напряжения с его обмо­ток до размыкания контакта с некоторым запасом должна превышать время включения выключателя резервного источника питания:

'а.= '«л ⁺ 'э.„. О⁴-")

где /_вкл — время включения выключателя резервного источника питания (если выключателей два, то следует использовать выключатель, с большим време­нем включения); t_3m — время запаса, t_Mn = 0,3-0,5 с.

Напряжение срабатывания реле минимального напряжения обычно выби­рают так, чтобы пусковой орган минимального напряжения срабатывал толь­ко при полном исчезновении напряжения и не приводился в действие при по­нижении напряжения, вызванном КЗ или самозапуском электродвигателей. Для выполнения этого условия напряжение срабатывания реле минимально­го напряжения (напряжение отпускания реле) должно быть равным

^ис,=-^~> (14.34) ^р=ТПГ' (14-35)

^Лотс ^Л(/ ^Лотс ^AU

где и_жткз — наименьшее остаточное напряжение при КЗ; U_mn — наименьшее напряжение при самозапуске двигателей; К_отс — коэффициент отстройки, принимаемый 1,25; К_а — коэффициент трансформации трансформатора на­пряжения.

В большинстве случаев обоим условиям удовлетворяет напряжение сраба­тывания:

U__ = (0,25-0,4) £/_, (14.36)

14.8. Микропроцессорная защита электроустановок

455

где U_mu — номинальное напряжение электроустановки.

Выдержка времени пускового органа минимального напряжения должна быть на ступень селективности больше выдержек времени защит, в зоне дей­ствия которых остаточное напряжение при КЗ оказывается ниже напряжения срабатывания реле минимального напряжения или реле времени. Таким об­разом, выдержка времени пускового органа минимального напряжения долж­на быть равна:

/_П0=/, + Д/; (14.37) t_no=t₂+At, (14.38)

где /, — наибольшая выдержка времени защиты присоединений, отходящих шин высшего напряжения подстанций; t₂ — наибольшая выдержка времени защиты присоединений, отходящих от шин низшего напряжения подстанций; At — ступень селективности, At = 0,4—0,5 с.

Напряжение срабатывания реле минимального напряжения пускового ор­гана минимального тока и напряжения выбирают аналогично.

Ток срабатывания реле минимального тока должен быть меньше мини­мального тока нагрузки:

/_СР=Ф^' (14.39)

^где ^Harp(min) ^— минимальный ток нагрузки трансформатора; АГ_отс — коэффици­ент надежности, принимаемый равным 1,5; К, — коэффициент трансформа­ции трансформатора тока.

Выдержка времени определяется только по формуле (14.37). Согласования с защитой присоединений шин нижнего напряжения не требуется.

Напряжение срабатывания реле контроля наличия напряжения на резерв­ном источнике питания определяют исходя из условия отстройки от мини­мального рабочего напряжения по формуле

гг ^раб(тт)

" ■> ⁼ V Y Y ' (14.40)

^ЛОТС ^ЛВ ^Л(/

^где ^раб(тт) ^— минимальное рабочее напряжение; К_0ТС — коэффициент надеж­ности, принимаемый равным 1,2; К_в — коэффициент возврата реле; К_и — ко­эффициент трансформации трансформатора напряжения.