Выбор токов и времени срабатывания максимальной токовой защиты.

Ток срабатывания пусковых токовых реле должен удовлетворять следующим условиям:

– защита не должна реагировать на максимальные токи нагрузки;

– защита должна надежно действовать при КЗ на защищаемом участке и иметь К _ч в конце этого участка не менее 1,5;

– защита должна действовать при КЗ на смежном (резервируе-

мом) участке и иметь К _ч в конце смежного участка не менее 1,2. Значения всех названных коэффициентов и I _с.з, и I _с.р были приведены выше. Здесь рассмотрим значения токов и времени срабатывания защит по ступеням.

Таблица 2.1 Формулы для определения расчетных токов в реле максимальных токовых защит при двухфазных КЗ

Таблица 2.1, а Формулы для определения расчетных токов в реле максимальных токовых защит на стороне 6(10) кВ при однофазных КЗ на стороне 0,4 кВ трансформаторов Y/Y и Δ/Y [23]

Первая ступень токовой защиты – токовая отсечка без выдержки времени Селективность этой ступени достигается тем, что ее ток срабатывания принимается большим максимального тока КЗ, проходящего через защиту при повреждении вне защищаемого элемента.

Вторая ступень токовой защиты – токовая отсечка с выдержкой времени Недостаток токовой отсечки без выдержки времени – она защищает только часть линии. Участок за пределами зон L'1 и L'2 остается незащищенным.

Третья ступень токовой защиты – максимальная токовая защита Выбор выдержки времени. Максимальная токовая защита может выполняться с независимой и с ограниченно зависимой характеристиками времени срабатывания. И в обоих случаях селективность защиты можно обеспечить, если время срабатывания t '"1 защиты А1, расположенной у источника питания (ИП), при КЗ в точке К2 на смежном участке в зоне действия защиты А2 (линия БВ) больше максимальной выдержки времени t '"2 защиты А2 на ступень селективности Δt = 0,3...0,5 с. Если для защиты используют реле РТВ (вторичное реле тока с выдержкой времени прямого действия), то ступень селективности увеличивают до 1 с.

Выдержку времени у максимальных токовых защит выбирают по ступенчатому признаку: начинают выбор с наиболее удаленного от ИП элемента и по мере приближения к ИП увеличивают ее на ступень селективности по сравнению с предыдущим участком

Схемы токовых защит.

Выбор схемы определяется назначением защиты и предъявляемыми к ней требованиями. Измерительная часть у всех ступеней одинакова, поэтому если защита содержит несколько ступеней, то их измерительные органы соединяются между собой последовательно. Нет различия между схемами максимальной токовой защиты и токовой отсечки без выдержки времени, выполненных на основе вторичных реле прямого действия типа РТВ и РТМ. При использовании комбинированного реле РТ–80 [1, 2] или аналогичных полупроводниковых реле токовая

защита выполняется двухступенчатой, содержащей первую и третью ступени.

Для изображения устройств защиты и автоматики используются принципиальные (полные), структурные, функциональные и монтажные схемы.

Принципиальные (полные) схемы изображаются в совмещенном и разнесенном видах. На рис. 2.10, а показана принципиальная совмещенная схема, одинаковая для второй и третьей ступеней защиты на постоянном оперативном токе. При раздельном построении цепей переменного тока, напряжения, цепей управления и др. схемы называют р а з н е с е н н ы м и (см. рис. 2.10, б, в).

В структурных схемах устройства защиты и автоматики разбиваются на отдельные части, которые изображаются в виде прямоугольников с соответствующими обозначениями. Схемы, не выявляя существа работы этих частей, показывают лишь структуру устройства и взаимосвязь между отдельными частями.

Функциональные схемы являются развитием структурных схем. Они более детализированы. Это позволяет отразить взаимосвязь и существо процессов, протекающих в отдельных частях устройства. Функциональная схема рассматриваемой защиты показана на рис. 2.10, г. В системах электроснабжения, как отмечалось выше, токовые защиты от междуфазных КЗ обычно выполняют по двухфазным двухрелейным схемам. Рассмотрим некоторые из них.

Схема токовой защиты с независимой выдержкой времени на постоянном оперативном токе изображена на рис. 2.10, г. Измерительный орган защиты выполнен из двух максимальных реле тока КА 1, КА 2 типа РТ –40, а орган выдержки времени – реле времени КТ типа ЭВ –134.

В схему защиты включены промежуточные реле КL типа РП-23 и указательное реле КН типа РУ –1. Необходимость реле КL обусловливается недостаточной коммутационной способностью контактов реле времени. Указательное реле КН фиксирует действие защиты на отключение. Контакт реле КL не рассчитан на отключение тока, потребляемого электромагнитом отключения YАТ. Поэтому в цепь электромагнита последовательно с контактом реле КL включен вспомогательный контакт выключателя Q, который размыкает цепь YАТ при отключении выключателя. Рассмотренную схему можно использовать для выполнения максимальной токовой защиты и токовой отсечки с выдержкой времени (2 и 3 ступени защиты).

Схемы токовой защиты с вторичным реле тока прямого действия РТВ и РТМ (рис. 2.11, а) с помощью РТВ выполняют максимальную токовую защиту, а с помощью реле РТМ – токовую отсечку без выдержки времени. Эти реле встраивают в грузовые и пружинные приводы выключателей напряжением 6–35 кВ (в приводе по два реле РТВ или РТМ).

 

 

Схема токовой защиты с комбинированной характеристикой выдержки времени (рис. 2.11, б), содержащая 1 и 3 ступени, выполненная с помощью индукционного реле РТ –85 на переменном оперативном токе с дешунтированием электромагнитов отключения выключателя. В нормальном режиме цепи электромагнитов разомкнуты. При срабатывании реле в процессе переключения контакта сначала включается элек-

тромагнит отключения в цепь ТА, а затем он дешунтируется и, срабатывая, отключает выключатель. В качестве электромагнитов отключения можно использовать реле РТМ.

Более подробно с этими и другими схемами токовых защит можно ознакомиться в [1, 15, 21, 22].

Общая оценка токовых защит. Токовые отсечки без выдержки времени и с выдержкой времени и максимальная токовая защита образуют первую, вторую и третью ступени трехступенчатой токовой защиты. Однако каждая из них может использоваться и как отдельная защита.

Основными достоинствами токовых отсечек без выдержки времени являются: селективное действие в сетях сложной конфигурации с любым числом ИП; быстрое отключение наиболее тяжелых КЗ, возникающих вблизи шин подстанций; простота схемы. Основные ее недостатки: защита только части длины линии; зависимость защищаемой зоны от режима работы системы и переходного сопротивления в месте КЗ.

Токовые отсечки без выдержки времени применяются в виде дополнительных защит, для сокращения времени отключения наиболее тяжелых повреждений. При этом защищаемая зона должна

быть не менее

L = (0,15-0,2) L _л длины линии.

Токовая отсечка с выдержкой времени имеет сравнительно небольшое время срабатывания, способна осуществлять дальнее и ближнее резервирование, селективна в сетях с двухсторонним питанием. Однако в некоторых случаях чувствительность ее оказывается недостаточной.

Максимальная токовая защита обеспечивает отключение повреждения только в радиальных сетях с односторонним питанием. В связи с выбором выдержек времени по ступенчатому принципу могут быть большие времена отключения повреждения вблизи ИП. Требуемая чувствительность защиты не всегда обеспечивается, особенно при дальнем резервировании. Она проста и достаточно надежна; широко применяется в радиальных сетях всех уровней напряжения с одним ИП; в системах электроснабжения напряжением 10 кВ и ниже является основной защитой.

Максимальная токовая защита обычно объединяется с токовыми отсечками. Такая защита дает возможность, особенно при наличии УАПВ, сравнительно быстро отключать повреждения в любой точке сети и во многих случаях отказаться от более сложных защит. Однако ее чувствительность в ряде случаев оказывается недостаточной, особенно в сетях сельскохозяйственного электроснабжения. Уменьшить ток сра-

батывания защиты и тем самым повысить ее чувствительность можно либо применением комбинированного измерительного органа (реле тока и реле напряжения), либо введением в схему различных блокировок, предотвращающих излишние срабатывания защиты.