4.3 Выбор схем устройств релейной защиты

Схемы максимальных токовых защит (МТЗ) и токовых отсечек выбираются типовыми в соответствии с табл. 2.

Таблица 2. Характеристика установленных МТЗ

Uн, кВ	Линия-1	Линия-2
6	Защита с реле прямого действия	С зависимой характеристикой на переменном оперативном токе
10	С независимой характеристикой на постоянном оперативном токе	С независимой характеристикой на переменном оперативном токе
35	Защита с реле прямого действия	С независимой характеристикой на переменном оперативном токе
110	С независимой характеристикой на переменном оперативном токе	С зависимой характеристикой на выпрямленном оперативном токе

4.4 Разработка схемы оперативного тока релейной защиты

Выбрать источник оперативного тока (табл. 2.) и нарисовать схему оперативных цепей для защит. Указать достоинства и недостатки постоянного (выпрямленного) и переменного оперативного тока. При использовании выпрямленного оперативного тока необходимо применить блок питания и заряда (БПЗ).

4.5 Выбор параметров срабатывания защит от междуфазных кз

и проверка их по чувствительности

Первая ступень защиты называется токовой отсечкой без выдержки времени. Время срабатывания защит для всех линий принимается одинаковым и равным нулю. Для отстройки защиты от работы трубчатых разрядников, создающих кратковременные КЗ, вводится некоторое замедление (~0,1 с) путём введения в схему промежуточного реле.

Селективность защиты при внешних КЗ обеспечивается выбором величины тока срабатывания. Величина тока срабатывания защиты I ступени ( ) выбирается большей величины максимального тока внешнего КЗ ( ) при коротком замыкании в начале предыдущего участка в максимальном режиме питающей системы[1, стр.219]:

, (4.5.1)

где – коэффициент отстройки, учитывающий апериодическую составляющую, неточность расчётов при определении токов КЗ, погрешности трансформаторов тока, реле тока, принимается равным :

=1,2-1,3 при использовании РТ-40; =1,5-1,6 при использовании РТ-80; =1,8 при использовании РТМ;

-значение тока трёхфазного КЗ в конце линии в максимальном режиме работы системы.

Ток срабатывания I ступени защиты первой линии, установленной со стороны питания у подстанции А, равен:

,

где -максимальное значение тока КЗ на шинах подстанции Б.

Вторичный ток срабатывания I ступени ( ток срабатывания реле ) первой линии:

,

где - коэффициент схемы;

-коэффициент трансформации трансформатора тока.

Защитоспособность I ступени оценивается длиной её зоны, определяемой графически.

Вторая ступень защиты называется токовой отсечкой с выдержкой времени и предназначена, в основном, для защиты той части линии, где не работает I ступень, и для защиты шин противоположной подстанции.

Селективность её при внешних КЗ обеспечивается выбором времени срабатывания и тока срабатывания защиты. Время срабатывания защиты выбирается на ступень селективности больше выдержки времени первой ступени следующей линии:

=

Ток срабатывания II ступени защиты должен быть отстроен (выбран большим) от тока КЗ в конце зоны, защищаемой первой ступенью защиты следующей линии. Например, для второй линии ток срабатывания защиты рассчитывается по формуле [1, с. 226]:

,

где =1,1;

- ток срабатывания первой ступени защиты третьей линии, определяемый по выражению 4.5.1 при КЗ на шинах подстанции Г.

Вторичный ток срабатывания:

.

Для всех защит после расчёта Iср выбрать тип реле тока, уточнить Iср с учётом имеющейся на реле уставки и пересчитать ток срабатывания защиты (прил., табл. 8-12 ).

Целесообразность использования второй ступени оценивается длиной защищаемой зоны, определяемой графически, и коэффициентом чувствительности ( ) при КЗ в конце линии:

= ,

где IКЗ .МИН- минимальное значение тока КЗ при КЗ на подстанции В в минимальном режиме системы.

Для защиты от междуфазных коротких замыканий проверяется по двухфазному КЗ.

Если коэффициент чувствительности ниже нормы, то использование второй ступени защиты нецелесообразно.

Третьей ступенью называется максимальная токовая защита. Селективность её обеспечивается выбором тока срабатывания и выдержкой времени. Выдержка времени выбирается по ступенчатому принципу, начиная с наиболее отдалённой от источника питания защиты (А3). При этом каждая последующая защита в направлении к источнику питания должна иметь выдержку времени на ступень селективности больше выдержки времени предыдущей защиты [1, с.228]:

,

где =0,5 – ступень селективности,

Для выбора времени срабатывания МТЗ первой и второй линий принять время срабатывания защиты А3 равным 10 с.

Ток срабатывания защиты третьей ступени [1, с. 234]:

,

где =1,1-1,2 – коэффициент отстройки;

=2,5 –коэффициент самозапуска;

– коэффициент возврата реле;

– максимальный рабочий ток.

Ток срабатывания реле:

Длину защищаемой зоны третьей ступени оценить графически. Определить коэффициенты чувствительности как для основной, так и резервной защиты третьей ступени.

Для защиты линий с включением реле на фазные точки расчёт можно проводить по первичному току КЗ и току срабатывания защиты:

,

где - минимальное значение тока КЗ в конце защищаемого участка (двухфазное КЗ в минимальном режиме работы системы).

,

где –минимальное значение тока КЗ в конце смежного участка (для первой линии- шины подстанции В).

При недостаточной чувствительности защиты следует установить на линии МТЗ с комбинированным пуском по напряжению. Для этого в схему измерительных органов МТЗ включаются три реле минимального напряжения.

Ток срабатывания защиты третьей ступени с комбинированным пуском по напряжению [1, с. 238]:

,

Напряжение срабатывания реле минимального напряжения

,

где - остаточное напряжение после отключения КЗ в условиях самозапуска двигателей,

=1,2 – коэффициент отстройки,

= 1,2 – коэффициент возврата реле минимального напряжения.