Расчет релейной защиты линий.

Воздушные и кабельные линии промышленных предприятий защища­ют при следующих повреждениях и ненормальных режимах:

-при междуфазных к.з.;

-при замыканиях на землю (трехфазных, двухфазных, двойных, однофазных);

-при разрывах фазы;

-при перегрузке;

Выбор установки по току срабатывания МТЗ должен удовлетворять ряду условий.

1) защита не должна срабатывать вследствие после аварийной перегрузки, возникающей после отключения внешнего к.з. (на одном из последующих участков сети).

;

где: Кн=1,1-1,2 - коэффициент надежности, принимаемый для реле РТ-4О, РТ-80 и Кн=1,2-1,4 для реле прямого действия РТВ

Кв- коэффициент возврата равный 0,8-0,85 для реле РТ-4О, РТ-80 и

Кв=0,5-0,7 для реле РТВ;

Ксзп = 2-6 - коэффициент caмозапуска, учитывающий увеличение тока нагрузки и результате одновременного самозапуска двигателей после кратковременной посадки напряжения;

Iраб.макс - максимальный длительный ток нагрузки защищае­мой линии;

 

2)Защита не должна срабатывать вследствие перегрузки линии
после без токовой паузы, названной срабатыванием АПВ или АВР

;

В этой формуле Ксзп может быть больше предыдущего;

3) защита не должна срабатывать при отключении параллельно работающей линии

где суммарный длительный максимальный ток двух парал­лельных линий;

4) защита не должна срабaтывать при включении дополнительной нагрузки за счет включении устройства АВР.

Если подстанция имеет две секции шин с секционным масляным выключателем, на котором установлено устройство АВР, и каждая сек­ции питается своей линией Л1 и Л2, и при к.з. на одной из линий, например, Л2, последняя отключается, то ток срабатывания МТЗ ли­нии Л1 должен удовлетворить условию:

;

После определения тока срабатывания по вышеприведенным четырем ус­ловиям в качестве расчетного выбираем наибольшее значение.

Если кабельная линия питает несколько высоковольтных асинхрон­ных двигателей и силовой трансформатор, то ток срабатывания МТЗ определяется по формуле:

где Кн- коэффициент надежности

n- число однотипных асинхронных двигателей;

- номинальный ток асинхронного двигателя;

- коэффициент самозапуска асинхронных двигателей;

- напряжение на зажимах асинхронных двигателей в относительных единицах, определяемое при расчете самозапуска этих двигателей;

- номинальный ток силового трансформатора.

Если кабельная линия питает распределительную подстанцию (РП), от которой получают питание несколько высоковольтных асинхронных двигателей, синхронный двигатель и трансформатор, то ток срабаты­вания МТЗ определяют по формуле:

где -коэффициент самозапуска синхронного двигателя;

-напряжение на зажимах синхронного двигателя в относи­тельных единицах, определяемое при расчете самозапуска этого дви­гателя.

Ток срабатывания реле определяется по формуле:

По току срабатывания реле выбираем реле на ближайшее к расчетному стандартное значение тока.

Коэффициент чувствительности определяем по двухфазному значе­нию тока к.з. в конце линии.

Дли распределительных сетей справедливо соотношение

где - токи двухфазного и трехфазного к.з.

При соединении обмоток трансформатора тока и реле в звезду или неполную звезду коэффициент чувствительности определяется

Защита обладает достаточной чувствительностью, если K_ч> 1,5 для основной зоны МТЗ и 1,2 для зоны резервирования.

Если при расчете получается К_ч> 1,5, то для повышения чувст­вительности МТЗ дополняют ее пуском от реле минимального напряже­ния. Ток срабатывания защиты в этом случае отстраивается от дли­тельной рабочей нагрузки без учета увеличения этого тока при самозапуске двигателей.

 

где - номинальный ток подключенного к линии силового транс­форматора;

n - число однотипных асинхронных двигателей, питаемых этой

линией;

- номинальные тони асинхронного и синхронного двигателей.

Напряжения срабатывании защиты и реле определяют по формулам

 

где - минимальное остаточное напряжение при самозапуске нагрузки.

Кн= 1.2 коэффициент надежности

Кв= 1.25 коэффициент возврата.

Uh– номинальное напряжение,

Кт.н. - коэффициент трансформации трансформатора напряжения. Чувствительность защиты проверяется по коэффициенту чувствительности

где максимальное, остаточное напряжение при КЗ в конце за­щищаемой зоны;

;

 

4.9.1. Согласование МТЗ по току срабатывания.

В соответствии с принципом согласовании защит по току сраба­тывания защита, расположенная ближе к источнику питания (ИП) последующая, должна быть менее чувствительна, защиты, располо­женной дальше от ИП (предыдущая). Формула условия согласования за­щит по чувствительности:

Где - коэффициент надежности согласования, учитывающий погрешность работы реле трехфазного тока (таблица 6)

 

Значение коэффициента К_НС для расчета МТЗ распределенных сетей

Тип реле	Напряжение линии, кВ
110 и выше	6, 10, 20, 35
РТ-40	1,1 – 1,2	1,25
РТ-80	-	1,3 – 1,4
РТВ	-	1,4 – 1,5

 

К_р – коэффициент токораспределения, учитывается при нескольких ИП;

при одном ИП К_р = 1

(nI_{C3, пред} )_макс - наибольшее из произведений числа параллельно работающих элементов (предыдущих) и тока срабатывания их защит (одинакового для каждого из них);

геотермическая сумма максимальных рабочих токов всех предыдущих элементов, за исключением тех или того, с защитами которых производится согласование; при однородной нагрузке допустимо арифметическое сложение токов нагрузки.

4.9.2 Выбор времени срабатывания МТЗ и согласование по селективности.

Из условия селективности времени срабатывания последующего элемента должно быть больше времени срабатывания предыдущего элемента на величину ступени селективности Δt.

Δt

Величина Δt = 0,5 с для МТЗ с независимой выдержкой времени;

Δt = 0,6 с для МТЗ с зависимой выдержкой времени, и Δt = 0,7 для реле РТВ.