4.6 Защита линий однофазных замыканий на землю

Защита от замыканий фазы на землю в сетях с изолированной нейтралью.

В сетях с изолированной нейтралью наибольшее распространение получила фильтровая защита от однофазных замыканий на землю. При выполнении защиты используется схема соединения трансформаторов тока в фильтр тока нулевой последовательности или кабельные трансформаторы тока нулевой последовательности. Для фильтра тока нулевой последовательности используется схема соединения ТА на сумму токов трех фаз. [1, с.283].

Ток срабатывания защиты выбирается из расчёта отстройки от максимально возможных ёмкостных токов, протекающих по линиям W1, W2 и W3 при однофазных замыканиях на других присоединениях сети данного напряжения. Защита не должна срабатывать при повреждениях на других присоединениях сети. Так, для защиты линий W1, W2 и W3 ток срабатывания рассчитывается по формуле

,

где = 4-5 – коэффициент отстройки, когда защита выполняется без выдержки времени;

= 2-2,5 для защит с выдержкой времени;

- максимальный ёмкостный ток линий W1, W2 и W3 при однофазном замыкании на других присоединениях сети, определяемый по формуле [1, с.282]

,

где – суммарная емкость линий W1,W2, W3;

- фазное напряжение линии.

На практике этот ток рассчитывается по эмпирическим формулам.

Для кабельных линий используется формула

,

для воздушных линий

,

где - междуфазное напряжение сети, кВ.

- суммарная длина линий W1,W2, W3, км.

Чувствительность защиты характеризуется коэффициентом чувствительности:

,

где - ток нулевой последовательности, проходящий по линии при однофазном замыкании на ней. Определяется емкостью всех неповрежденных линий и рассчитывается по вышеприведенным эмпирическим формулам.

Принять общую длину всех электрически связанных линий равной 150 км.

Защита от однофазных коротких замыканий в сети

с эффективнозаземленной нейтралью

Защита выполняется только одноступенчатой – III ступень. Используется схема на сумму токов трёх фаз с действием на отключение [1, с.242].

Выдержка времени защиты выбирается по ступенчатому принципу. Ток срабатывания реле отстраивается от тока небаланса :

,

где = 1,25 – коэффициент отстройки, учитывающий погрешность и необходимый запас;

- максимальный расчётный ток небаланса.

IНБ.РАСЧ.МАКС = ,

где = 1 – коэффициент однотипности ТА;

= 2,0 – учитывает апериодическую составляющую тока;

= 10 % - максимальная погрешность ТА;

- действующее значение установившегося тока внешнего трёхфазного КЗ при повреждении в конце линии в максимальном режиме системы.

ЗАДАНИЕ 2. Релейная защита понижающих силовых трансформаторов.

Задан одиночно работающий понижающий двухобмоточный трансформатор, оснащённый устройством РПН (рис.2.1). С высокой и низкой стороны трансформатора установлены выключатели. Номинальные мощности силового трансформатора определяются по табл.1 приложения, значения высокого и низкого напряжения – по табл.5 приложения. Заданы значения максимальной и минимальной мощности КЗ на стороне ВН (прил. табл.6).

Для трансформаторов предусматриваются устройства релейной защиты от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы:

- многофазных замыканий в обмотках и на выводах трансформатора;

- токов в обмотках, обусловленных внешним коротким замыканием;

- токов в обмотках, обусловленных перегрузкой;

- витковых замыканиях в обмотках;

- понижения уровня масла;

- однофазных замыканий на землю в обмотке и на выводах, присоединённых к сети с эффективнозаземлённой нейтралью;

- однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью.

Вид источника оперативного тока приведен в табл. 2.1.

Таблица 2.1. Характеристика источников оперативного тока

Мощность трансформатора, МВА	Характеристика оперативного тока
6,3	переменный
10	переменный
16	постоянный
25	выпрямленный

Защиты трансформаторов мощностью 6,3 и 10 МВА выполнены на переменном оперативном токе, а 16 и 25 МВА на выпрямленном оперативном токе.