Защита кабельных линий 10 кв

На кабельных линиях 6 – 10 кВ согласно ПУЭ устанавливаются следующие защиты:

1. Максимальная токовая защита (МТЗ);

2. Максимальная токовая отсечка (МТО);

3. Устройство сигнализации об однофазных коротких замыканиях на землю УСЗ – 2/2.

Аппаратура защиты размещается в релейных отсеках шкафов КРУН. Защита подключается к трансформаторам тока, установленным в шкафах КРУН.

 

Исходные данные для расчетов.

 

Активная мощность кабельной линии

МВт;

 

 

Полная мощность кабельной линии:

 

 

Максимальный рабочий ток кабельной линии:

 

 

Сопротивление кабельной линии

 

 

Ток короткого замыкания в конце защищаемой линии

 

 

Расчет максимальной токовой отсечки

 

Определение тока срабатывания защиты:

 

 

где - коэффициент отстройки.

 

Проверка чувствительности МТО

 

где - в начале защищаемой линии.

так как МТО устанавливается совместно с МТЗ и является первой ступенью защиты.

 

Выбирается трансформатор ТЛ-10-1:

 

Коэффициент трансформации:

 

 

Определение тока срабатывания реле:

 

 

где

 

Выбираем токовое реле РТ-40/100 с диапазоном уставок 50-100 А.

 

Определение зоны действия отсечки:

 

 

Для построения графика делим линию на 4 участка:

 

Рисунок 3.1

 

Определяем сопротивление одного участка:

 

 

где N – количество участков.

 

Определяем ток трехфазного короткого замыкания в конце каждого участка:

Точка К2’

 

 

Точка К2”

 

 

Точка К2”’

 

 

Определяем ток двухфазного короткого замыкания в конце каждого участка:

Точка К2’

 

 

 

Рисунок 3.2

 

По графику минимальная зона действия отсечки составляет примерно 7.8 км.

По графику максимальная зона действия отсечки составляет примерно 3.2 км.

 

Расчет максимальной токовой защиты

 

МТЗ выполняется с использованием двух реле тока, реле времени и указательного реле. Предусматривается ускорение действия МТЗ при включении выключателя на устойчивое короткое замыкание.

 

Определение тока срабатывания защиты

 

 

где ;

- коэффициент самозапуска электродвигателей;

- коэффициент возврата реле.

 

 

Проверка чувствительности МТЗ

 

Определяем ток срабатывания реле

 

Выбираем реле.

Выбираем реле РТ-40/10 с диапазоном уставок 5-10

5. Максимальная токовая защита должна резервировать смежные защиты, следовательно, выдержка времени у нее должна быть больше, чем у смежных защит.

 

Защита от однофазных замыканий на землю.

Защита выполнена с помощью устройства УСЗ – 2/2.

Для защиты от замыканий на землю используется устройство сигнализации УСЗ – 2/2, установленное на каждой линии. Принципы действия УСЗ – 2/2 основано на использовании высших гармоник в составе тока нулевой последовательности поврежденного присоеденения.

Работа этого устройства основана на замере высших гармоник, содержащихся в токе нулевой последовательности при однофазном коротком замыкании на землю.

На поврежденной фазе поврежденного присоединения тока нулевой последовательности содержит сумму высших гармоник токов нулевой последовательности, протекающих во всех поврежденных присоединениях, поэтому уровень гармоник поврежденного присоединения всегда больше и значительно превышает уровень высших гармоник любого неповрежденного присоединения, и только в этом случае устройство УСЗ – 2/2 сработает на сигнал. С помощью этого устройства возможно фиксировать непродолжительные замыкания на землю

(длительность 40 мС и более), которые свидетельствуют о наметившемся ухудшении уровня изоляции. Устройство УСЗ – 2/2 по принципу действия позволяет определить место однофазного замыкания на землю как в компенсированной сети даже при полной компенсации емкостного тока, так и в сети с изолированной нейтралью.

Устройство УСЗ – 2/2 присоединяется к трансформатору тока нулевой последовательности ТЗЛ и ТЗЛМ, представляющем собой кабельные трансформаторы тока с кольцевым магнитопроводом. Число ТЗЛ (ТЗЛМ), установленных на линии, определяется числом параллельно соединенных силовых кабелей. На каждом из этих кабелей устанавливается отдельный трансформатор тока нулевой последовательности, что позволяет защите действовать при замыкании на землю в любом из них. В нормальном режиме работы линии, а также при междуфазных коротких замыканиях на линии, не несвязанных с землей, в магнитопроводе ТЗЛ (ТЗЛМ) магнитный поток отсутствует, так как сумма токов, проходящих через его сердечник, равна нулю. При замыкании на землю ток повреждения, содержащий сумму высших гармоник тока нулевой последовательности, проходит по поврежденной фазе, вследствие этого появляется магнитный поток в сердечнике ТЗЛ (ТЗЛМ), во вторичной его обмотке индуктируется ЭДС и срабатывает устройство УСЗ – 2/2. Для предотвращения неправильной работы сигнализации от токов, проходящих по свинцовой оболочке кабеля при замыкании от земли на другом кабеле, воронка кабеля изолируется от земли, и заземляющий провод пропускается через окно ТЗЛ (ТЗЛМ). В настоящее время устройство УСЗ – 2/2 выполнено на номинальное напряжение постоянного тока 110 В. Оно может питаться либо от аккумуляторной батареи U = 110 В, либо от блока питания типа БПН – 11/1. Блок питания БПН – 11/1 присоединяется к трансформатору напряжения шин КРУН и подается выпрямленное напряжение 110 В к устройству УСЗ – 2/2. Блок рассчитан на питание восьми таких устройств.