Як влаштований релейний захист ліній електропередач. Як влаштовано релейний захист ліній електропередач Застосування дистанційного захисту

Варіанти виконання наборів захисту ПЛ 110-220 кВ.

1. Найпростіший набір захистів застосовується на тупикових ПЛ: двоступінчастий струмовий захист від міжфазних КЗ (МТЗ та МФТО) та триступінчастий ЗЗ. При цьому відсутнє ближнє резервування захистів ПЛ і можливий випадок, коли при КЗ на тупиковій ПЛ та відмові її захисту гаситься ціла СШ великої системної ПС при роботі далекого резервування захисту. Тобто, навіть на простих тупикових ПЛ, що відходять від шин великих ПС та ЕС, бажано було б застосовувати основні та резервні захисту для підвищення надійності роботи ПС або ЕС, але така практика не прийнята.

2. Найпростіший варіант для системотворчих ПЛ з двостороннім живленням: триступінчаста ДЗ, чотириступінчаста ЗЗ та МФТО. ДЗ та ЗЗ забезпечують захист ПЛ від усіх видів КЗ та дальнє резервування захистів. МФТО застосовується як додатковий захист через її простоту, дешевизну, високу надійність і швидкодію.

Серійно випускаються типові пристрої РЗ ПЛ 110-220 кВ, що містять триступінчасту ДЗ, чотириступінчасту ЗЗ та МФТО:

Електромеханічна панель типу ЕПЗ-1636 випускається Чебоксарським електроапаратним заводом (ЧЕАЗ) з 1967 року. Встановлено на більшості ПЛ 110-220 кВ енергосистеми Челябінської області.
- електронна шафа типу ШДЕ-2801, випускається ЧЕАЗ з 1986 року, в енергосистемі Челябінської області встановлено лише на кількох десятках ПЛ 110-220 кВ.
- мікропроцесорні шафи серії ШЕ2607, випускаються НВП Екра з 1990-х років: ШЕ2607 011, ШЕ2607 016 (управління вимикачем з трифазним приводом, триступінчаста ДЗ, чотириступінчаста ЗЗ, МФТО), ШЕ2607 0 хступінчаста ЗЗ , МФТО), ШЕ2607021 (триступінчаста ДЗ, чотириступінчаста ЗЗ, МФТО).

Відсутність ближнього резервування.
- відключення КЗ в кінці захищається ПЛ з часом другого або третього ступенів захисту.

3. Більш складний варіант захисту для ПЛ з двостороннім живленням - застосування шафи захисту типу ШДЕ-2802 (випускається ЧЕАЗ з 1986 року). Шафа містить два комплекти захисту: основна і резервна. Основний комплект захисту включає триступінчасту ДЗ, чотириступінчасту ЗЗ і МФТО. Резервний комплект – спрощені двоступінчасті ДЗ та ЗЗ. Кожен комплект забезпечує захист ПЛ від усіх видів КЗ. При цьому резервний комплект забезпечує ближнє резервування захисту, основний комплект - дальнє резервування.

Недоліки такого набору захисту:

а) Не зовсім повноцінне ближнє резервування, оскільки основний та резервний комплекти захисту:

Мають загальні пристрої (наприклад, пристрій блокування ДЗ при хитання), відмова яких може призвести до одночасної відмови і основного та резервного комплекту.
- виконані одному принципі, що означає можливість одночасної відмови їх обох з тієї ж причини. - знаходяться в одній шафі, що означає можливість їхнього одночасного пошкодження.

б) Відключення КЗ в кінці захищається ПЛ з часом другого або третього ступеня.

Мережі напругою 110 -220кВ працюють у режимі з ефективною або глухозаземленою нейтраллю. Тому замикання на землю в таких мережах є коротким замиканням зі струмом, що іноді перевищує струм трифазного КЗ, і підлягає відключенню з мінімально можливою витримкою часу.

Повітряні та змішані (кабельно-повітряні) лінії оснащуються пристроями АПВ. У ряді випадків, якщо застосовуваний вимикач виконаний з пофазним керуванням, застосовується пофазне відключення та АПВ. Це дозволяє вимкнути та увімкнути пошкоджену фазу без відключення навантаження. Так як в таких мережах нейтраль живлячого трансформатора заземлена, навантаження практично не відчуває короткочасної роботи в неповнофазному режимі.

На суто кабельних лініях АПВ, зазвичай, не застосовується.

Лінії високої напруги працюють з великими струмами навантаження, що потребує застосування захисту зі спеціальними характеристиками. На транзитних лініях, які можуть перевантажуватися, зазвичай застосовуються дистанційні захисту, що дозволяють ефективно відбудуватися від струмів навантаження. На тупикових лініях у багатьох випадках можна обійтися струмовими захистами. Як правило, не допускається, щоб захист спрацьовували при перевантаженнях. Захист від перевантаження, за потреби, виконується на спеціальних пристроях.

Відповідно до ПУЕ, пристрої запобігання перевантаженню повинні застосовуватися у випадках, якщо допустима для обладнання тривалість протікання струму не перевищує 1020 хв. Захист від перевантаження повинен діяти на розвантаження обладнання, розрив транзиту, відключення навантаження, і тільки в останню чергу на відключення устаткування, що перевантажилося.

Лінії високої напруги зазвичай мають значну довжину, що ускладнює пошук місця пошкодження. Тому лінії повинні оснащуватися пристроями, що визначають відстань до місця пошкодження. Згідно з директивними матеріалами СНД, засобами ЗМЗ повинні оснащуватися лінії завдовжки 20 км і більше.

Затримка у відключенні короткого замикання може призвести до порушення стійкості паралельної роботи електростанцій, через тривалу посадку напруги може зупинитися обладнання та порушитися технологічний процес виробництва, можуть статися додаткові пошкодження лінії, на якій виникло коротке замикання. Тому, на таких лініях дуже часто застосовуються захисту, які вимикають короткі замикання у будь-якій точці без витримки часу. Це можуть бути диференціальні захисту, встановлені по кінцях лінії та пов'язані високочастотним, провідниковим або оптичним каналом. Це можуть бути звичайні захисту, які пришвидшуються при отриманні дозвільного або зняття блокуючого сигналу з протилежної сторони.

Токові та дистанційні захисту, як правило, виконуються ступінчастими. Кількість щаблів щонайменше 3, часом буває необхідно 4, і навіть 5 щаблів.

У багатьох випадках всі необхідні захисту можна виконати на базі одного пристрою. Однак вихід з ладу цього пристрою залишає обладнання без захисту, що неприпустимо. Тому захисту ліній високої напруги доцільно виконувати із 2 комплектів. Другий комплект є резервним і може бути спрощений у порівнянні з основним: не мати АПВ, ЗМЗ, мати меншу кількість щаблів і т.д. Другий комплект повинен живитись від іншого автомата оперативного струму та комплекту трансформаторів струму. По можливості, живитись від іншої акумуляторної батареї та трансформатора напруги, діяти на окремий соленоїд відключення вимикача.

Пристрої захисту високовольтних ліній повинні враховувати можливість відмови вимикача і мати УРВ, або вбудований сам пристрій, або організований окремо.

Для аналізу аварії та роботи релейного захисту та автоматики потрібна реєстрація як аналогових величин, так і дискретних сигналів при аварійних подіях.

Таким чином, для високовольтних ліній комплекти захисту та автоматики повинні виконувати такі функції:

Захист від міжфазних коротких замикань та коротких замикань на землю.

Пофазний або трифазний АПВ.

Захист від навантаження.

УРОВ.

Визначення місця ушкодження.

Осцилографування струмів та напруг, а також реєстрація дискретних сигналів захисту та автоматики.

Пристрої захисту повинні резервуватись або дублюватися.

Для ліній, що мають вимикачі з пофазним керуванням, необхідно мати захист від неповнофазного режиму, що діє на відключення свого та суміжних вимикачів, оскільки тривалий неповнофазний режим у мережах СНД не допускається.

7.2. ОСОБЛИВОСТІ РОЗРАХУНКУ СТРУМІВ І НАПРУГІВ ПРИ КОРОТКОМУ Замиканні

Як зазначалося в гол. 1, у мережах із заземленою нейтраллю необхідно враховувати додатково два види короткого замикання: однофазного та двофазного замикання на землю.

Розрахунки струмів і напруг при коротких замикання на землю ведуться методом симетричних складових див. 1. Це важливо, в тому числі, тому, що захисту використовують симетричні складові, які в симетричних режимах відсутні. Використання струмів зворотної та нульової послідовності дозволяє не відбудовувати захист від струму навантаження, і мати уставку по струму меншу струму навантаження. Наприклад, для захисту від замикань на землю, головним чином використовується струмовий захист нульової послідовності, що включається в нульовий провід з'єднаних у зірку трьох трансформаторів струму.

При використанні методу симетричних складових схема заміщення для кожної з них складається окремо, потім вони з'єднуються разом за місцем КЗ. Наприклад, складемо схему заміщення для схеми рис 7.1.

X1 сист. =15 Ом

X0 сист. =25 Ом

Л1 25км АС-120

Л2 35 км АС-95

Т1 - 10000/110

UK = 10,5 Т2 - 16000/110 UK = 10,5

Мал. 7.1 Приклад мережі для складання схеми заміщення у симетричних складових

При розрахунку параметрів лінії 110 кВ і вище для схеми заміщення зазвичай нехтують активним опором лінії. Індуктивний опір прямої послідовності (Х1) лінії за довідковими даними дорівнює: АС-95 - 0,429 Ом на км, АС-120 - 0,423 ом на км. Опір нульової послідовності для лінії зі сталевими торсами тро-

самі одно 3 Х 1 тобто. відповідно 0,429 3 =1,287 та 0,423 3=1,269.

Визначимо параметри лінії:

Л 1 = 25 0, 423 = 10, 6 Ом;

Л 1 = 25 1, 269 = 31, 7 Ом

Л 2 = 35 0, 423 = 15, 02 Ом;

Л 2 = 35 1, 269 = 45, 05 Ом

Визначимо параметри трансформатора:

Т1 10000кВА.

X 1 T 1 = 0, 105 1152 10 = 138 Ом;

X 1 T 2 = 0, 105 1152 16 = 86, 8 Ом; X 0 T 2 = 86, 8 Ом

Опір зворотної послідовності у схемі заміщення дорівнює опору прямої послідовності.

Опір нульової послідовності трансформаторів зазвичай приймається рівним опору прямої послідовності. Х1Т = Х0Т. Трансформатор Т1 не входить у схему заміщення нульової послідовності, оскільки його нейтраль розземлена.

Складаємо схему заміщення.

X1C = X2C = 15 Ом

X1Л1 = X2Л1 = 10,6 Ом

X1Л2 = X2Л1 = 15,1 Ом

X0C = 25 Ом

X0Л1 = 31,7 Ом

X0Л2 = 45,05 Ом

X1Т1 = 138 Ом

X1Т2 = 86,8 Ом

X0Т2 = 86,8 Ом

Розрахунок трифазних та двофазних КЗ проводиться звичайним шляхом, див. таблицю 7.1. Таблиця 7.1

опір до міс-

КЗ трифазний

КЗ двофазний

та КЗ X 1 ∑ = ∑ X 1

= (115 3) X 1

0, 87 I

15 +10,6 = 25,6 Ом

25,6 +15,1 = 40,7 Ом

25,6 + 138 = 163,6 Ом

40,7 +86.8 = 127,5 Ом

Для розрахунку струмів замикання на землю необхідно використовувати метод симетричних складових. Відповідно до цього методу, еквівалентні опори прямої, зворотної та нульової послідовності обчислюються щодо точки КЗ і включаються послідовно у схемі заміщення для однофазних КЗ на землю рис.7.2, а і послідовно/паралельно для двофазних на землю рис.7.2, б.

X 1Е

X 2Е

X 0Е

X 1Е

X 2Е

X 0Е I 0

I 0б

Мал. 7.2. Схема включення еквівалентних опорів прямої, зворотної та нульової послідовності для розрахунку струмів короткого замикання на землю:

а) – однофазного; б) – двофазного; в) – розподіл струмів нульової послідовності між двома точками заземлення нейтралі.

Виконаємо розрахунок КЗ на землю див. таблиці 7.2, 7.3.

Схема прямої та зворотної послідовності складається з однієї гілки: від джерела живлення до місця короткого замикання. У схемі нульової послідовності 2 гілки від заземлених нейтралей, які є джерелами струму КЗ та повинні у схемі заміщення з'єднуватися паралельно. Опір паралельно з'єднаних гілок визначається за такою формулою:

X 3 = (X a X б) (X а + X б)

Струморозподіл за паралельними гілками визначається за формулами:

I a = I Е X Е X а; I в = I Е X Е

Таблиця 7.2 Струми однофазного КЗ

Х1 Е

Х2 Е

Х0 Е = Х0 а // Х0 б *

ХЕ

Iкз1

Iкз2

Iкз0

Iкз0 а *

Iкз0 б

I КЗ

I1 +I2 +I0

* Примітка. Визначається опір паралельно з'єднаних двох ділянок схеми нульової послідовності за формулою 7.1.

** Примітка. Розподіляється струм між двома ділянками нульової послідовності за формулою 7.2.

Таблиця 7.3 Струми двофазного КЗ на землю

Х1 Е

Х2 Е

Х0 Е *

Х0-2 Е** =

ХЕ

I КЗ1

I КЗ 2 ***

I КЗ0

I КЗ 0 а ****

I КЗ0 б

IКЗ *****≈

Х0 Е // Х2

I1 +½ (I2 +I0)

*Примітка. Визначається опір паралельно з'єднаних двох ділянок схеми нульової послідовності за формулою 7.1, розрахунок виконаний у таблиці 7.2.

**Примітка. Визначається опір паралельно з'єднаних двох опорів зворотної та нульової послідовності за формулою 7.1.

***Примітка. Розподіляється струм між двома опорами зворотної та нульової послідовності за формулою 7.2.

****Примітка. Розподіляється струм між двома ділянками нульової послідовності за формулою 7.2.

*****Примітка. Струм двофазного КЗ на землю вказаний за наближеною формулою, точне значення визначається геометричним шляхом див. нижче.

Визначення фазних струмів після розрахунку симетричних складових

При однофазному КЗ весь струм КЗ протікає у пошкодженій фазі, у решті фаз струм не протікає. Струми всіх послідовностей рівні між собою.

Для дотримання таких умов симетричні складові розташовуються так (рис.7.3):

Ia 1

Ia 2

I a 0 I b 0 I c 0

Ia 0

Ia 2

Ib 1

Ic 2

Ia 1

Ic 1

Ib 2

Струм прямий

Струми зворотної

Струми нульові

Ic 1

Ib 1

Ic 0

Ib 0

послідовний.

послідовний.

послідовний.

Ic 2

Ib 2

Рис.7.3. Векторні діаграми для симетричних складових при однофазному КЗ

При однофазному КЗ струму I1 = I2 = I0. У пошкодженій фазі вони рівні за величиною і збігаються фазою. У неушкоджених фазах рівні струми всіх послідовностей утворюють рівносторонній трикутник і результуюча сума всіх струмів дорівнює 0.

При двофазному короткому замиканні на землю струм в одній неушкодженій фазі дорівнює нулю. Струм прямої послідовності дорівнює сумі струмів нульової та зворотної послідовності зі зворотним знаком. Виходячи з таких положень, будуємо струми симетричних складових (рис. 7.4):

Ia 1

Ia 1

Ia 2

Іс 2

Ib 2

Ia 0

I a 0 I b 0 I c 0

Іс 2

Ib 2

Іс 1

Ib 1

Ia 2

Ic 0

Іс 1

Ib 1

Ib 0

Мал. 7.4 Векторні діаграми симетричних складових струмів двофазного КЗ на землю

Зі побудованої діаграми видно, що фазні струми при замиканнях на землю побудувати досить складно, так як кут фазного струму відрізняється від кута симетричних складових. Його слід будувати графічно або використовувати ортогональні проекції. Однак з достатньою для практики точністю величину струму можна визначити за спрощеною формулою:

I ф = I 1 + 1 2 (I 2 + I 0) = 1,5 I 1

Струми в таблиці 7.3 підраховані за цією формулою.

Якщо порівняти струми двофазного КЗ на землю за таблицею 7.3 зі струмом двофазного та трифазного КЗ за таблицею 7.1, можна зробити висновок, що струми двофазного КЗ дещо нижчі від струму двофазного КЗ на землю, тому чутливість захисту слід визначати за струмом двофазного КЗ. Струми трифазного КЗ відповідно вище струму двофазного КЗ на

землю, тому визначення максимального струму КЗ для відбудови захисту провадиться за трифазним КЗ. Це означає, що з розрахунків захисту не потрібен струм двофазного КЗ на грішну землю, та її вважати нема чого. Ситуація дещо змінюється при розрахунку струмів короткого замикання на шинах потужних електростанцій, де опір зворотної та нульової послідовності менший за опір прямої. Але до розподільних мереж це не має відношення, а для електростанцій струми вважаються на ЕОМ за спеціальною програмою.

7.3 ПРИКЛАДИ ВИБОРУ АПАРАТУРИ ДЛЯ ТУПІКОВИХ ВЛ 110-220 КВ

Схема 7.1. Тупикова повітряна лінія 110-220 кВ. З боку ПС1 та ПС2 харчування відсутнє. Т1 ПС1 включений через відділник та короткозамикач. Т1 ПС2 включений через вимикач. Нейтраль сторони ВН Т1 ПС2 заземлена, ПС1 – ізольована. Мінімальні вимоги до захисту:

Варіант 1 . Повинна бути застосована триступінчаста захист від міжфазних коротких замикань (перший ступінь, без витримки часу, відбудований від КЗ на шинах ВН ПС2, другий, з малою витримкою часу, від КЗ на шинах ПН1 і ПС2, третій ступінь – максимальний захист). Захисту від замикань на землю – 2 ступені (перший ступінь, без витримки часу відбудований від струму, що посилається на шини заземленим трансформатором ПС2, другий ступінь з витримкою часу, що забезпечує її узгодження із захистами зовнішньої мережі, але не відбудований від струму КЗ, що посилається трансформатором ПС2 ). Повинно бути застосоване два або одноразове АПВ. Чутливі щаблі повинні прискорюватися при АПВ. Захисту пускають УРОВ підстанції живлення. До додаткових вимог можна віднести захист від обриву фаз, визначення місця ушкодження ПЛ, контроль ресурсу вимикача.

Варіант 2 . На відміну від першого захист від замикань на землю виконана спрямованою, що дозволяє не відбудовувати її від зворотного струму КЗ і таким чином виконати більш чутливий захист без витримки часу. Таким чином, вдається захистити всю лінію без витримки часу.

Примітка. У цьому та наступних прикладах не даються точні рекомендації щодо вибору вставок захисту, згадки про налаштування захисту використовуються для обґрунтування вибору типів захисту. В реальних умовах може бути застосовано інше налаштування захисту, що і потрібно визначити при конкретному проектуванні. Захист може бути замінений пристроями захисту інших типів, що мають відповідні характеристики.

Набір захистів, як було зазначено, повинен складатися з 2 комплектів. Захист може бути реалізований на 2-х пристроях вибраних з:

MiCOM Р121, Р122, Р123, P126, Р127 фірми ALSTOM,

F 60, F650 фірми GE

двох реле REF 543 фірми АВВ - підбирається 2-і відповідні модифікації,

7SJ 511, 512, 531, 551 SIEMENS - підбирається 2-і відповідні модифікації,

двох реле SEL 551 фірми SEL.

Схема 7.2. Розімкнений транзит на підстанції 3.

Дволанцюгова повітряна лінія заходить на підстанцію 2, секції якої працюють паралельно. Передбачається можливість перенесення розрізу на ПС2 у ремонтному режимі.

У цьому випадку включається секційний вимикач ПС3. Транзит замикається лише на час перемикання та, при виборі захисту, його замикання не враховується. На 1 секції ПС3 включений трансформатор із заземленою нейтраллю. Джерела струму для однофазного КЗ на підстанціях 2 та 3 немає. Тому захист на боці без живлення працює тільки в «каскаді» після відключення лінії з боку живлення. Незважаючи на відсутність живлення з протилежного боку, захист повинен бути виконаний спрямованим як при замиканнях на землю, так і при міжфазних коротких замиканнях. Це дозволяє на приймальній стороні правильно визначити пошкоджену лінію.

У загальному випадку для того, щоб забезпечити селективний захист з невеликими витримками часу, особливо на коротких лініях, необхідно застосувати чотириступінчастий захист, уставки якого вибираються таким чином: 1 ступінь відбудовується від КЗ

в кінці лінії, 2 ступінь узгоджується з першим ступенем паралельної лінії в каскаді і першим ступенем суміжної лінії, 3 ступінь узгоджується з іншими ступенями цих ПЛ. При узгодженні захистів із суміжною лінією враховується режим одне із двома: першому ділянці - 1 ПЛ, другою ділянці – 2, що значно загрубляє захист. Ці три ступені захищають лінію, а остання, 4 ступінь резервує суміжну ділянку. При узгодженні захисту за часом враховується час дії УРОВ, що підвищує витримки часу узгоджуваних захистів тимчасово дії УРОВ. При виборі уставок захисту струму, вони повинні бути відбудовані від сумарного навантаження двох ліній, так як одна з паралельних ПЛ може відключитися в будь-який момент, і все навантаження буде підключено до однієї ПЛ.

У складі пристроїв захисту обидва комплекти захисту повинні бути спрямованими. Можна застосувати такі варіанти захисту:

MiCOM, Р127 та Р142 фірми ALSTOM,

F60 та F650 фірми GE,

два реле REF 543 фірми АВВ – підбирається спрямовані модифікації,

реле 7SJ512 та 7SJ 531 фірми SIEMENS,

два реле SEL 351 фірми SEL.

У ряді випадків, з міркувань забезпечення чутливості, відбудови від струмів навантаження або забезпечення селективної роботи, може знадобитися застосування дистанції

Z = L Z

ного захисту. Для цієї мети один із захистів замінюється на дистанційний. Може бути застосований дистанційний захист:

MiCOM P433, Р439, P441 фірми ALSTOM,

D30 фірми GE,

REL 511 фірми АВВ - підбирається спрямовані модифікації,

реле 7SA 511 або 7SА 513 фірми SIEMENS,

реле SEL 311 фірми SEL.

7.4. ДИСТАНЦІЙНІ ЗАХИСТИ

Призначення та принцип дії

Дистанційні захисту - це складні спрямовані чи неспрямовані захисту з відносною селективністю, виконані з допомогою мінімальних реле опору, реагують на опір лінії до місця КЗ, яке пропорційно відстані, тобто. дистанції. Звідси і походить назва дистанційного захисту (ДЗ). Дистанційні захисту реагують на міжфазні КЗ (крім мікропроцесорних ДЗ). Для правильної роботи дистанційного захисту потрібна наявність ланцюгів струму від ТТ приєднання та ланцюгів напруги від ТН. За відсутності чи несправності ланцюгів напруги можлива зайва робота ДЗ при КЗ на суміжних ділянках.

У мережах складної конфігурації з кількома джерелами живлення прості та спрямовані МТЗ (НТЗ) не можуть забезпечити селективного відключення КЗ. Так, наприклад, при КЗ на W 2 (рис. 7.5) НТЗ 3 повинна подіяти швидше за РЗ I, а при КЗ на W 1 , навпаки, НТЗ 1 повинна підтримати швидше за РЗ 3. Ці суперечливі вимоги не можуть бути виконані за допомогою НТЗ. Крім того, МТЗ та НТЗ часто не задовольняють вимог швидкодії та чутливості. Селективне відключення КЗ у складних кільцевих мережах може бути забезпечене дистанційним РЗ (ДЗ).

Витримка часу ДЗ t 3 залежить від відстані (дистанції) t 3 = f (L PK ) (рис. 7.5) між

місцем установки РЗ (точка Р) і точкою КЗ (К), т. Е. L PK , і наростає зі збільшенням це-

го відстані. Найближча до місця пошкодження ДЗ має меншу витримку часу, ніж віддалені ДЗ.

Наприклад, при КЗ у точці К1 (рис. 7.6) Д32, розташована ближче до місця ушкодження, працює з меншою витримкою часу, ніж віддалена Д31. Якщо КЗ виникає і в точці К2, то час дії Д32 збільшується, і КЗ селективно відключається найближчої до місця пошкодження ДЗЗ.

Основним елементом ДЗ є дистанційний вимірювальний орган (ДО), що визначає віддаленість КЗ від місця встановлення РЗ. Як ДО використовуються реле опору (PC), що реагують на повний, реактивний або активний опір пошкодженої ділянки ЛЕП (Z , X , R ).

Опір фази ЛЕП від місця встановлення реле Р до місця КЗ (точки К) пропорційно довжині цієї ділянки, оскільки величина опору до місця КЗ дорівнює довжині

ділянки помноженому на питомий опір лінії: уд. .

Таким чином, поведінка дистанційного органу, що реагує на опір лінії, залежить від відстані до місця ушкодження. Залежно від виду опору, на яке реагує ДО (Z, X або R), ДЗ поділяються на РЗ повного, реактивного та активного опорів. Реле опору, що застосовуються в ДЗ для визначення со-

опір Z PK до точки КЗ, контролюють напругу і струм у місці установки ДЗ (рис. 7.7.).

– дистанційний захист

До затискачам PC підводяться вторинні значення U P та I P від ​​ТН та ТТ. Реле виконується так, щоб його поведінка в загальному випадку залежало від відношення U P до I P . Це ставлення є деяким опором ZP. При КЗ Z P = Z PK і при певних значеннях Z PK PC спрацьовує; воно реагує на зменшення Z P , оскільки при КЗ U P умінь-

ся, а I P зростає. Найбільше значення, у якому PC спрацьовує, називається опором спрацьовування реле Z cp .

Z p = U p I p ≤ Z cp

Для забезпечення селективності в мережах складної конфігурації на ЛЕП із двостороннім живленням ДЗ необхідно виконувати спрямованими, що діють при напрямку потужності КЗ від шин у ЛЕП. Спрямованість дії ДЗ забезпечується за допомогою додаткових РНМ або застосуванням спрямованих PC, здатних реагувати на напрям потужності КЗ.

Характеристики залежності часу-

Мал. 7.7. Підключення ланцюгів струму та на-

ні дистанційних захистів t = f (L

напруги реле опору

а – похила; б – ступінчаста; в – комбінована

Характеристики витримки часу

дистанційних захистів

Залежність часу дії ДЗ від відстані чи опору до місця КЗ t 3 = f (L PK ) чи t 3 = f (Z PK ) називається характеристикою витримки часу ДЗ. За ха-

рактеру цієї залежності ДЗ поділяються на три групи: з наростаючими (похилими) характеристиками часу дії, ступінчастими та комбінованими характеристиками

(Рис. 7.8). Ступінчасті ДЗ діють швидше, ніж ДЗ з похилою та комбінованою характеристиками і, як правило, виходять простіше у конструктивному виконанні. ДЗ із ступінчастою характеристикою виробництва ЧЕАЗ виконували зазвичай з трьома ступенями часу, що відповідають трьом зонам дії ДЗ (рис. 7.8, б). Сучасні мікропроцесорні захисту мають 4, 5 або 6 ступенів захисту. Реле із похилою характеристикою розроблялися спеціально для розподільних мереж (наприклад, ДЗ-10).

Принципи виконання селективного захисту мережі за допомогою пристроїв дистанційного захисту

На ЛЕП з двостороннім живленням ДЗ встановлюються з обох сторін кожної ЛЕП і мають діяти при напрямі потужності від шин у ЛЕП. Дистанційні РЗ, що діють при одному напрямку потужності, необхідно узгодити між собою за часом і зоною дії так, щоб забезпечувалося селективне відключення КЗ. У схемі (рис. 7.9.) узгоджуються між собою Д31, ДЗЗ, Д35 і Д36, Д34, Д32.

З урахуванням того, що перші ступені ДЗ не мають витримки часу (t I = 0 ), за умовою селективності вони не повинні діяти за межами ЛЕП, що захищається. Виходячи з цього довжина першого ступеня, що не має витримки часу (t I = 0 ), береться менше протяжності ЛЕП, що захищається і зазвичай становить 0,8-0,9 довжини ЛЕП. Інша частина ЛЕП, що захищається, і шини протилежної підстанції охоплюються другим ступенем ДЗ цієї ЛЕП. Протяжність та витримка часу другого ступеня узгоджуються (зазвичай) з протяжністю та витримкою першого ступеня ДЗ наступної ділянки. Наприклад, у другої сту-

Рис.7.9 Узгодження витримок часу дистанційних РЗ із ступінчастою характеристикою:

∆ z – похибка дистанційного реле; ∆ t – ступінь селективності

Останній третій ступінь ДЗ є резервним, його довжина вибирається з умови охоплення наступної ділянки, у разі відмови його РЗ чи вимикача. Витримка часу

Мені приймається на ∆t більше часу дії другої чи третьої зони ДЗ наступної ділянки. При цьому зона дії третього ступеня має бути відбудована від кінця другої або третьої зони наступної ділянки.

Структура захисту лінії з використанням дистанційного захисту

У вітчизняних енергосистемах ДЗ застосовується для дії при міжфазних КЗ, а для дії при однофазних КЗ використовується простіша ступінчаста МТЗ нульової послідовності (НП). Більшість мікропроцесорної апаратури має дистанційний захист, що діє при всіх видах ушкодження, у тому числі при замиканнях на землю. Реле опору (РС) включається через ТН і ТТ на первинні напруги

початку ЛЕП, що захищається. Вторинна напруга на затискачах PC: U p = U pn K II , а вторинний струм: I p = I pn K I .

Опір на вхідних затискачах реле визначається за виразом.

Безперебійне і надійне транспортування електроенергії до споживачів - це одне з основних завдань, які постійно розв'язують енергетики. Для її забезпечення створені електричні мережі, що складаються з розподільчих підстанцій та ліній електропередач, що з'єднують їх. Для переміщення енергії великі відстані використовуються опори, яких підвішуються сполучні дроти. Вони ізольовані між собою та землею шаром навколишнього повітря. Такі лінії за видом ізоляції називають повітряними.

Якщо відстань транспортної магістралі невелика або з метою безпеки необхідно сховати лінію електропередач у землі, використовуються кабелі.


Повітряні та кабельні лінії електропередач постійно знаходяться під напругою, величина якого визначена структурою електричної мережі.

Призначення релейного захисту ЛЕП

У разі пошкодження ізоляції будь-якого місця кабельної або протяжної повітряної ЛЕП, прикладена до лінії напруга створює струм витоку або короткого замикання через порушену ділянку.

Причинами порушення ізоляції можуть стати різні фактори, які здатні самоусунутись або продовжувати свою руйнівну дію. Наприклад, лелека, що пролітає між проводами повітряної ЛЕП, створила міжфазне замикання своїми крилами і згоріла, впавши поруч.

Або дерево, що виросло дуже близько від опори, під час бурі поривом вітру повалено на дроти і закоротило їх.

У першому випадку коротке замикання виникло на короткий проміжок часу і зникло, а в другому - порушення ізоляції має тривалий характер і вимагає усунення електротехнічним персоналом, що обслуговує.

Такі ушкодження здатні завдати великої шкоди енергетичним підприємствам. Струми коротких замикань, що виникають, мають величезну теплову енергію, здатну спалити не тільки дроти підвідних ліній, але й зруйнувати силове обладнання на підстанціях живлення.

З цих причин усі пошкодження на ЛЕП необхідно миттєво ліквідувати. Це досягається зняттям напруги з пошкодженої лінії на стороні живлення. Якщо ж така ЛЕП отримує живлення з обох боків, вони обидві повинні відключити напругу.

Функції постійного відстеження електричних параметрів стану всіх ліній електропередач і зняття з них напруги з усіх боків при виникненні будь-яких аварійних ситуацій покладено на складні технічні системи, які називають традицією, що склалася релейними захистами.

Прикметник "релейні" утворено від елементної бази на основі електромагнітних реле, конструкції яких виникли з появою перших ліній електропередач і вдосконалюються до наших днів.

Широко впроваджувані в практику енергетиків модульні захисні пристрої не виключають поки що повну заміну релейних пристроїв і за традицією, що склалася, теж заносяться в пристрої релейних захистів.

Принципи побудови релейних захистів

Органи контролю стану мережі

Для відстеження електричних параметрів ліній електропередач необхідно мати органи їх вимірювання, які здатні постійно контролювати будь-які відхилення нормального режиму мережі та, одночасно, відповідати умовам безпечної експлуатації.

У лініях електропередач всіх напруг ця функція покладена вимірювальні трансформатори. Вони поділяються на трансформатори:

    струму (ТТ);

    напруги (ТН).

Оскільки якість роботи захистів має першорядне значення для надійності всієї електросистеми, то вимірювальним ТТ і ТН пред'являються підвищені вимоги щодо точності роботи, які визначаються їх метрологічними характеристиками.

Класи точності вимірювальних трансформаторів для використання в пристроях РЗА (релейних захистів та автоматики) нормовані величинами «0,5», «0,2» та «Р».

Вимірювальні трансформатори напруги

Загальний вигляд установки трансформаторів напруги на ПЛ-110 кВ показаний на малюнку нижче.


Тут видно, що ТН встановлюються над будь-якому місці протяжної лінії, але в розподільчому пристрої електричної підстанції. Кожен трансформатор підключається своїми первинними висновками до відповідного проводу ПЛ та контуру землі.

Перетворена вторинними обмотками напруга виводиться через рубильники 1Р та 2Р за відповідними жилами силового кабелю. Для використання в пристроях захисту та вимірювання вторинні обмотки з'єднуються за схемою «зірка» і «трикутник», як показано на картинці для ТН-110 кВ.


Для зниження та точної роботи релейного захисту використовується спеціальний силовий кабель, а для його монтажу та експлуатації пред'являються підвищені вимоги.

Вимірювальні ТН створюються під кожен вид напруги лінії електропередачі та можуть включатися за різними схемами для виконання певних завдань. Але всі вони працюють за загальним принципом - перетворення лінійної величини напруги ЛЕП у вторинне значення 100 вольт із точним копіюванням та виділенням всіх характеристик первинних гармонік у певному масштабі.

Коефіцієнт трансформації ТН визначається співвідношенням лінійних напруг первинної та вторинної схеми. Наприклад, для аналізованої ПЛ 110 кВ його записують так: 110000/100.

Вимірювальні трансформатори струму

Ці пристрої також перетворюють первинне навантаження лінії у вторинні значення з максимальним повторенням всіх змін гармонік первинного струму.

З метою зручності експлуатації та обслуговування електроустаткування їх також монтують на розподільних пристроях підстанції.


Включаються в схему ПЛ негаразд, як ТН: вони своєю первинної обмоткою, яка зазвичай представлена ​​лише одним витком як прямого токовода, просто врізаються у кожний провід фази лінії. Це добре видно на наведеній вище фотографії.

Коефіцієнт трансформації ТТ визначається співвідношенням вибору номінальних величин на етапі конструювання ЛЕП. Наприклад, якщо лінія електропередач розраховується на транспортування струмів 600 ампер, а на вторинному боці ТТ зніматиметься 5 А, застосовують позначення 600/5.

В енергетиці прийнято два стандарти значень вторинних струмів, які застосовуються:

    5 для всіх ТТ до 110 кВ включно;

    1 А для ліній 330 кВ та вище.

Вторинні обмотки ТТ з'єднуються для підключення до пристроїв захисту за різними схемами:

    повної зірки;

    неповної зірки;

    трикутник.

Кожне з'єднання має свої специфічні особливості та застосовується для певних видів захисту різними способами. Приклад з'єднання трансформаторів струму лінії та обмоток струмових реле у схему повної зірки показаний на картинці.


Цей найпростіший і найпоширеніший фільтр гармонік використовується в багатьох схемах релейних захистів. У ньому струми кожної фази контролюються індивідуальним однойменним реле, а сума всіх векторів проходить через обмотку, включену в загальний нульовий провід.

Спосіб використання вимірювальних трансформаторів струму та напруги дозволяє в точному масштабі переносити первинні процеси, що відбуваються на силовому устаткуванні у вторинну схему для використання їх в апаратній частині релейних захистів та створення алгоритмів роботи логічних пристроїв з ліквідації аварійних процесів на устаткуванні.

Органи обробки отриманої інформації

У релейних захистах основним робочим елементом є реле - електротехнічний прилад, який виконує дві основні функції:

    відстежує якість контрольованого параметра, наприклад, струму та в нормальному режимі стабільно підтримує і не змінює стан своєї контактної системи;

    при досягненні критичного значення, що називається уставкою або порогом спрацьовування, миттєво перемикає положення своїх контактів і знаходиться в цьому стані доти, доки контрольована величина не повернеться в область нормальних значень.

Принципи формування схем включення реле струму та напруги у вторинні ланцюги допомагають зрозуміти уявлення синусоїдальних гармонік векторними величинами із зображенням їх на комплексній площині.


Внизу картинки показана векторна діаграма для типового випадку розподілу синусоїд за трьома фазами А, В, С при робочому режимі електропостачання споживачів.

Контроль стану ланцюгів струму та напруги

Частково принцип обробки вторинних сигналів показаний на схемі включення ТТ та обмоток реле за схемою повної зірки та ТН на ОРУ-110. Цей метод дозволяє зібрати вектор способами, зображеними нижче.


Включення обмотки реле в будь-яку з гармонік цих фаз дозволяє повністю контролювати процеси, що відбуваються в ній, і відключати схему з роботи при аваріях. Для цього достатньо використати відповідні конструкції релейних пристроїв струму або напруги.


Наведені схеми є окремим випадком різноманітного використання різних фільтрів.

Способи контролю проходить по лінії потужності

Пристрої РЗА контролюють величину потужності на основі показань тих самих трансформаторів струму і напруг. При цьому використовуються відомі формули та співвідношення повної, активної та реактивної потужностей між собою та виражені їх значення через вектори струмів та напруг.

Тут враховується, що вектор струму формується доданої ЕРС до опору лінії та однаково долає його активні та реактивні частини. Але при цьому відбувається падіння напруги на ділянках із складовими Ua та Up за законами, описаними трикутником напруг.

Потужність може передаватися з одного кінця лінії до іншого і навіть змінювати свій напрямок при транспортуванні електроенергії.

Зміни її напряму виникають у результаті:

    перемикань навантажень оперативним персоналом;

    хитання електроенергії в системі завдяки впливу перехідних процесів та інших факторів;

    виникнення аварійних режимів.

Реле потужності (РМ), що працюють у складі РЗА, враховують коливання її напрямків і налаштовуються на спрацьовування при досягненні критичної величини.

Способи контролю опору лінії

Пристрої релейного захисту, що оцінюють відстань до місця короткого замикання, що виникло на основі виміру електричного опору, називають дистанційними, або скорочено ДЗ захистами. Вони теж у своїй роботі використовують ланцюги трансформаторів струму та напруги.

Для вимірювання опору застосовується , що описується для ділянки ланцюга, що розглядається.

При проходженні синусоїдального струму через активні, ємнісні та індуктивні опори вектор падіння напруги на них відхиляється в різні боки. Це враховується поведінкою релейних захистів.

За цим принципом у пристроях РЗА працюють численні види реле опорів (РС).

Способи контролю частоти на лінії

Для підтримки стабільності періоду коливань гармонік струму, що передається лінією електропередач, використовуються реле контролю частоти. Вони працюють за принципом порівняння еталонної синусоїди, що виробляється вбудованим генератором, із частотою, що отримується від вимірювальних трансформаторів лінії.


Після обробки цих двох сигналів реле частоти визначає якість контрольованої гармоніки та при досягненні значення уставки змінює положення контактної системи.

Особливості контролю параметрів лінії цифровими захистами

Мікропроцесорні розробки, що приходять на заміну релейним технологіям, теж не можуть працювати без вторинних величин струмів і напруг, які знімаються з вимірювальних трансформаторів ТТ і ТН.

Для роботи цифрових захистів інформація про вторинну синусоїд обробляється методами дискретизації, які полягають у накладенні на аналоговий сигнал високої частоти та фіксації амплітуди контрольованого параметра в місці перетину графіків.


За рахунок малого кроку дискретизації, швидких способів обробки та застосування методу математичної апроксимації виходить висока точність вимірювання вторинних струмів та напруг.

Обчислені в такий спосіб цифрові величини використовують у алгоритмі роботи мікропроцесорних пристроїв.

Логічна частина релейних захистів та автоматики

Після того як первинні величини струмів і напруг електроенергії, що передається по ЛЕП, змодельовані вимірювальними трансформаторами, виділені для обробки фільтрами і сприйняті чутливими органами релейних пристроїв струму, напруги, потужності, опору і частоти настає черга роботи логічних релейних схем.

В основу їх конструкції покладено реле, що працюють від додаткового джерела постійної, випрямленої або змінної напруги, яку ще називають оперативним, а ланцюги, що їм живляться, - оперативними. У цей термін вкладено технічний зміст: дуже швидко, без зайвих затримок виконувати свої перемикання.

Від швидкості роботи логічної схеми великою мірою залежить швидкість відключення аварійної ситуації, отже, ступінь її руйнівних наслідків.

За способом виконання своїх завдань реле, що працюють в оперативних ланцюгах називають проміжними: вони отримують сигнал від вимірювального органу захисту та передають його комутацією своїх контактів виконавчим органам: вихідним реле, соленоїдів, електромагнітів відключень або включень силових вимикачів.

Проміжні реле зазвичай мають кілька пар контактів, які працюють на замикання чи розмикання ланцюга. Вони використовуються для одночасного розмноження команд між різними пристроями РЗА.

У алгоритм роботи релейних захистів досить часто вводиться затримка часу для забезпечення принципу селективності та формування черговості певного алгоритму. Вона на період дії уставки блокує роботу захисту.

Це введення затримки створюється за допомогою спеціальних реле часу (РВ), що мають часовий механізм, що впливає на швидкість спрацьовування своїх контактів.

Логічна частина релейних захистів використовує один із безлічі алгоритмів, створених для різних випадків, які можуть виникнути на лінії електропередач конкретної конфігурації та напруги.

Як приклад можна навести лише деякі назви роботи логіки двох релейних захистів, заснованих на контролі струму ЛЕП:

    струмове відсікання (позначення швидкодії) без витримки часу або з витримкою (забезпечення вибірковості РВ) з урахуванням напрямку потужності (за рахунок реле РМ) або без нього;

    максимальний струмовий захист, яка може бути наділена тими ж контролюми, що і відсікання в комплекті з перевіркою мінімальної напруги на лінії або без неї.

У роботу логіки релейних захистів часто вводяться елементи роботи автоматики різних пристроїв, наприклад:

    однофазного або трифазного повторного вмикання силового вимикача;

    включення резервного харчування;

    прискорення;

    частотного розвантаження.

Логічна частина захисту лінії може бути виконана в невеликому релейному відсіку прямо над силовим вимикачем, що характерно для комплектних розподільних пристроїв зовнішньої установки (КРУН) з напругою до 10 кВ, або займати кілька панелей 2х0,8 м у релейному залі.

Наприклад, логіка захисту лінії 330 кВ може розміщуватися на окремих панелях захисту:

    резервних;

    ДЗ – дистанційної;

    ДФЗ – диференціально фазною;

    ВЧБ - високочастотне блокування;

    ОАПВ;

    прискорення.

Вихідні ланцюги

Кінцевим елементом релейного захисту лінії є вихідні ланцюги. Їхня логіка теж будується на використанні проміжних реле.

Вихідні ланцюги формують порядок роботи вимикачів лінії та визначають взаємодію із сусідніми приєднаннями, пристроями (наприклад, УРОВ - резервного відключення вимикача) та іншими елементами РЗА.

У простих захистів лінії може бути лише одне вихідний реле, спрацьовування якого призводить до вимкнення вимикача. У складних системах розгалужених захистів створюються спеціальні логічні ланцюги, що працюють за певним алгоритмом.

Остаточне зняття напруги з лінії у разі виникнення аварійної ситуації здійснюється силовим вимикачем, який приводиться у дію зусиллям електромагніту відключення. Для його роботи підводяться спеціальні ланцюги живлення, здатні витримувати потужні навантаженняки.

    Поскаржитись

Розділ 3. Захист та автоматика

Розділ 3.2. релейний захист

Захист повітряних ліній у мережах напругою 110-500 кВ із ефективно заземленою нейтраллю

3.2.106. Для ліній у мережах 110-500 кВ із ефективно заземленою нейтраллю повинні бути передбачені пристрої релейного захисту від багатофазних замикань та від замикань на землю.

3.2.107. Захист повинен бути обладнаний пристроями, які блокують їх дію при коливаннях, якщо в мережі можливі гойдання або асинхронний хід, при яких можливі зайві спрацьовування захисту. Допускається виконання захисту без блокуючих пристроїв, якщо вона відбудована від коливань часу (близько 1,5-2 с).

3.2.108. Для ліній 330 кВ і вище як основний повинен бути передбачений захист, що діє без уповільнення при КЗ в будь-якій точці ділянки, що захищається.

Для ліній напругою 110-220 кВ питання про тип основного захисту, у тому числі про необхідність застосування захисту, що діє без уповільнення при КЗ у будь-якій точці ділянки, що захищається, має вирішуватися в першу чергу з урахуванням вимоги збереження стійкості роботи енергосистеми. При цьому, якщо за розрахунками стійкості роботи енергосистеми не пред'являються інші більш жорсткі вимоги, може бути прийнято, що зазначена вимога, як правило, задовольняється, коли трифазні КЗ, при яких залишкова напруга на шинах електростанцій і підстанцій нижче 0,6-0, 7 Uном, відключаються без витримки часу. Найменше значення залишкової напруги (0,6 Uном) може бути допущено для ліній 110 кВ, менш відповідальних ліній 220 кВ (у сильно розгалужених мережах, де живлення споживачів надійно забезпечується з декількох сторін), а також для більш відповідальних ліній 220 кВ у випадках, коли КЗ, що розглядається, не призводить до значного скидання навантаження.

При виборі типу захистів, що встановлюються на лініях 110-220 кВ, крім вимог збереження стійкості роботи енергосистеми має бути враховано наступне:

1. На лініях 110 кВ і вище, що відходять від АЕС, а також на всіх елементах прилеглої мережі, на яких при багатофазних КЗ залишкова напруга прямої послідовності на стороні вищої напруги блоків АЕС може знижуватися більш ніж до 0,45 номінальної, слід забезпечувати резервування швидкодіючих захистів з витримкою часу, що не перевищує 1,5 з урахуванням дії УРВ.

2. Пошкодження, відключення яких з витримкою часу може призвести до порушення роботи відповідальних споживачів, повинні відключатися без витримки часу (наприклад, пошкодження, при яких залишкова напруга на шинах електростанцій та підстанцій буде нижчою за 0,6 Uном, якщо відключення їх з витримкою часу може призвести до саморозвантаження внаслідок лавини напруги або пошкодження з залишковою напругою 0,6 Uном і більше, якщо відключення їх із витримкою часу може призвести до порушення технології).

3. При необхідності здійснення швидкодіючого АПВ на лінії має бути встановлений швидкодіючий захист, що забезпечує відключення пошкодженої лінії без витримки часу з обох сторін.

4. При відключенні з витримкою часу пошкоджень зі струмами, що у кілька разів перевершують номінальний, можливе неприпустиме перегрів провідників.

Допускається застосування швидкодіючих захистів у складних мережах та за відсутності викладених вище умов, якщо це необхідно для забезпечення селективності.

3.2.109. При оцінці забезпечення вимог стійкості, виходячи із значень залишкової напруги до 3.2.108, необхідно керуватися таким:

1. Для одиночного зв'язку між електростанціями або енергосистемами зазначена в 3.2.108 залишкова напруга повинна бути перевірена на шинах підстанцій та електростанцій, що входять до цього зв'язку, при КЗ на лініях, що відходять від цих шин, крім ліній, що утворюють зв'язок; для одиночного зв'язку, що містить частину ділянок з паралельними лініями - також при КЗ на кожній з цих паралельних лінії.

2. За наявності кількох зв'язків між електростанціями або енергосистемами вказане в 3.2.108 значення залишкової напруги повинно бути перевірено на шинах тільки тих підстанцій або електростанцій, де з'єднуються ці зв'язки, при КЗ на зв'язках та інших лініях, що живляться від цих шин, а також на лініях, що живляться від шин підстанцій зв'язків.

3. Залишкова напруга повинна бути перевірена при КЗ в кінці зони, що охоплюється першим ступенем захисту в режимі каскадного відключення пошкодження, тобто після відключення вимикача з протилежного кінця лінії захистом без витримки часу.

3.2.110. На одиночних лініях з одностороннім живленням від багатофазних замикань слід встановлювати ступінчасті струмові або ступінчасті захисту струму і напруги. Якщо такі захисту не задовольняють вимогам чутливості або швидкості відключення пошкодження (див. 3.2.108), наприклад на головних ділянках, або якщо це доцільно за умовою узгодження захисту суміжних ділянок із захистом ділянки, що розглядається, повинен бути передбачений ступінчастий дистанційний захист. В останньому випадку як додатковий захист рекомендується використовувати струмове відсічення без витримки часу.

Від замикань на землю повинен бути передбачений, як правило, ступінчастий струмовий спрямований або ненаправлений захист нульової послідовності. Захист має бути встановлений, як правило, тільки з тих сторін, звідки може бути подано харчування.

Для ліній, що складаються з кількох послідовних ділянок, з метою спрощення допускається використання неселективних ступінчастих захистів струму та напруги (від багатофазних замикань) та ступінчастих струмових захистів нульової послідовності (від замикань на землю) у поєднанні з пристроями почергового АПВ.

3.2.111. На одиночних лініях, що мають живлення з двох або більше сторін (останнє - на лініях з відгалуженнями), як за наявності, так і за відсутності обхідних зв'язків, а також на лініях, що входять до кільцевої мережі з однією точкою живлення, від багатофазних замикань має бути застосовано дистанційний захист (переважно триступеневий), що використовується як резервний або основний (останнє - тільки на лініях 110-220 кВ).

В якості додаткового захисту рекомендується використовувати струмове відсікання без витримки часу. В окремих випадках допускається використовувати струмове відсічення для дії при помилковому включенні на трифазну закоротку в місці встановлення захисту, коли струмове відсікання, виконане для дії в інших режимах, не задовольняє вимогу чутливості (див. 3.2.26).

Від замикань на землю повинен бути передбачений, як правило, ступінчастий струмовий спрямований або ненаправлений захист нульової послідовності.

3.2.112. Як основний захист від багатофазних замикань на приймальному кінці головних ділянок кільцевої мережі з однією точкою живлення рекомендується застосовувати одноступінчастий струмовий спрямований захист; на інших одиночних лініях (переважно 110 кВ) допускається в окремих випадках застосовувати ступінчасті струмові захисту або ступінчастий захист струму та напруги, виконуючи їх у разі потреби спрямованими. Захист слід встановлювати, зазвичай, лише з тих сторін, звідки може бути подано харчування.

3.2.113. На паралельних лініях, що мають живлення з двох або більше сторін, а також на кінці кінця паралельних ліній з одностороннім живленням можуть бути використані ті ж захисту, що і на відповідних одиночних лініях (див. 3.2.110 і 3.2.111).

Для прискорення відключення замикань на землю, а в окремих випадках та замикань між фазами на лініях з двостороннім живленням може бути застосовано додатковий захист із контролем напряму потужності в паралельній лінії. Цей захист може бути виконаний у вигляді окремого поперечного струмового захисту (з включенням реле на струм нульової послідовності або на фазні струми) або тільки у вигляді ланцюга прискорення встановлених захистів (струмової нульової послідовності, максимальної струмової, дистанційної тощо) з контролем напряму потужності у паралельних лініях.

З метою підвищення чутливості захисту нульової послідовності допускається передбачати виведення з роботи окремих її щаблів при відключенні вимикача паралельної лінії.

На приймальному кінці двох паралельних ліній з одностороннім живленням, як правило, має бути передбачений поперечний диференціальний спрямований захист.

3.2.114. Якщо захист за 3.2.113 не задовольняє вимог швидкодії (див. 3.2.108), в якості основного захисту (при роботі двох паралельних ліній) на кінці живлення двох паралельних ліній 110-220 кВ з одностороннім живленням і на двох паралельних лініях 110 двостороннім живленням переважно у розподільчих мережах може бути застосований поперечний диференціальний спрямований захист.

При цьому в режимі роботи однієї лінії, а також як резервна при роботі двох ліній використовується захист по 3.2.110 і 3.2.111. Допускається включення цього захисту або окремих його ступенів на суму струмів обох ліній (наприклад, останнього рівня струмового захисту нульової послідовності) з метою підвищення її чутливості до пошкоджень на суміжних елементах.

Допускається використання поперечного диференціального спрямованого захисту на додаток до ступінчастих струмових захистів паралельних ліній 110 кВ для зменшення часу відключення пошкодження на лініях, що захищаються у випадках, коли за умовами швидкодії (див. 3.2.108) її використання не є обов'язковим.

3.2.115. Якщо захист за 3.2.111-3.2.113 не задовольняє вимогу швидкодії (див. 3.2.108), як основні захисти одиночних і паралельних ліній з двостороннім живленням слід передбачати високочастотні та поздовжні диференціальні захисту.

Для ліній 110-220 кВ рекомендується здійснювати основний захист з використанням високочастотного блокування дистанційної та струмової спрямованої нульової послідовності захисту, коли це доцільно за умовами чутливості (наприклад, на лініях з відгалуженнями) або спрощення захисту.

За необхідності прокладання спеціального кабелю використання поздовжнього диференціального захисту має бути обґрунтовано техніко-економічним розрахунком.

Для контролю справність допоміжних проводів захисту мають бути передбачені спеціальні пристрої.

На лініях 330-350 кВ на додаток до високочастотного захисту слід передбачати використання пристрою передачі сигналу, що відключає або дозволяє високочастотного (для прискорення дії ступінчастого резервного захисту), якщо цей пристрій передбачено для інших цілей. На лініях 500 кВ допускається встановлювати цей пристрій спеціально для релейного захисту.

Допускається у випадках, коли це потрібно за умовами швидкодії (див. 3.2.108) або чутливості (наприклад, на лініях з відгалуженнями), використання передачі сигналу, що відключає, для прискорення дії ступінчастих захист ліній 110-220 кВ.

3.2.116. При виконанні основного захисту за 3.2.115 як резервні слід застосовувати:

  • від багатофазних КЗ, як правило, дистанційні захисту, переважно триступінчасті;
  • від замикань на землю ступінчасті струмові спрямовані або ненаправлені захисти нульової послідовності.

На випадок тривалого виведення з дії основного захисту, зазначеного в 3.2.115, коли цей захист встановлений на вимогу швидкості відключення пошкодження (див. 3.2.108), допускається передбачати неселективне прискорення резервного захисту від замикань між фазами (наприклад, з контролем значення напруги прямої послідовності).

3.2.117. Основні захисту, швидкодіючі щаблі резервних захистів від багатофазних замикань та вимірювальні органи пристрою ОАПВ для ліній 330-350 кВ повинні бути спеціального виконання, що забезпечує їх нормальне функціонування (із заданими параметрами) в умовах інтенсивних перехідних електромагнітних процесів та значних ємнісних провідних. Для цього мають бути передбачені:

  • у комплектах захисту та вимірювальних органах ОАПВ - заходи, що обмежують вплив перехідних електромагнітних процесів (наприклад, низькочастотні фільтри);
  • у диференційно-фазному високочастотному захисті, встановленому на лініях довжиною понад 150 км, - пристрої компенсації струмів, зумовлених ємнісною провідністю лінії.

При включенні швидкодіючих захистів на суму струмів двох або більше трансформаторів струму у разі неможливості виконання вимог 3.2.29 рекомендується передбачати спеціальні заходи для виключення зайвого спрацювання захистів при зовнішніх пошкодженнях (наприклад, загрубування захистів) або встановлювати в ланцюгу лінії окремий комплект трансформаторів струму для живлення захисту .

У захистах, встановлених на лініях 330-500 кВ, обладнаних пристроями поздовжньої ємнісної компенсації, повинні бути передбачені заходи для запобігання надмірному спрацюванню захисту при зовнішніх пошкодженнях, обумовленого впливом зазначених пристроїв. Наприклад, можуть бути використані реле напрямку потужності зворотної послідовності або передача сигналу, що дозволяє. ¶ ×

Завдання релейного захисту, її роль та призначення – у забезпеченні надійної роботи енергосистем та безперебійного постачання електроенергії споживачів. Це зумовлено ускладненням схем та зростанням електромереж, укрупненням енергосистем, збільшенням встановленої потужності як станцій в цілому, так і номінальної одиничної потужності окремих агрегатів. Це своє чергу впливає працювати енергосистем: робота межі стійкості, наявність міжсистемних ліній зв'язку великої довжини, підвищена ймовірність розвитку ланцюжкових аварій. У зв'язку з цим вимоги до швидкодії, селективності, чутливості та надійності роботи релейного захисту збільшуються. Все більшого поширення набувають пристрої релейного захисту з використанням напівпровідникових приладів. Їхнє застосування відкриває більше можливостей для створення швидкодіючих захистів.

В даний час розроблені та починають активно використовуватися пристрої релейного захисту на мікропроцесорній основі, що дозволяє ще більше збільшити швидкодію та надійність захисту, скоротити витрати на їх ремонт та обслуговування.

1.2.2 Параметри трансформатора зведено до таблиці 2.

ТАБЛИЦЯ 1.2



ВИБІР ТИПІВ ПРИСТРІЙ РЕЛІЙНОГО ЗАХИСТУ

Релейний захист повітряної лінії 110 кВ.

Змін.
Аркуш
№ докум.
Аркуш
№ докум.
Підпис
Дата
Аркуш
КП.140408.43.06.ПЗ
Розрахункова схема
Змін.
Аркуш
№ докум.
Підпис
Дата
Аркуш
КП.140408.43.06.ПЗ
3. Розрахунок струмів короткого замикання.
3.1 Розрахунок опорів прямої послідовності елементів схеми.
Розрахунок опорів провадиться в іменованих одиницях (Омах), при базовій напрузі Uб = 115 кВ.
Схема заміщення наведено на рис.

С1: Х 1 = Х * с * = 1,3 * = 9,55 Ом
X 2 = X уд. * l * = 0,4 * 70 * = 28 Ом
X 3 = X уд. * l * = 0,4 * 45 * = 18 Ом
X 4 = X уд. * l * = 0,4 * 30 * = 12 Ом
X 5 = X уд. * l * = 0,4 * 16 * = 6,4 Ом
Т 6 = * = * = 34,72 Ом
Т 7 = * = * = 220,4 Ом
Х 3,4 = 18 +12 = 30 Ом

Змін.
Аркуш
№ докум.
Підпис
Дата
Аркуш
КП.140408.43.06.ПЗ

Х 2,4 = = 14,48 Ом

Х 1-4 = 9,55 +14,48 = 24,03 Ом

Х 1-5 = 24,03 +6,4 = 30,34

Змін.
Аркуш
№ докум.
Підпис
Дата
Аркуш
КП.140408.43.06.ПЗ
I (3) (k 1) = = 2,76 кА
I (3) (k 2) = = = 2,18 кА
I (3) (k 3) = = = 0,26 кА

3.2Розрахунок однофазних струмів короткого замикання на землю в точці К-2.

С1: Х 1 = Х * с * = 1,6 * = 11,76 Ом
X 2 = X уд. * l * = 0,8 * 70 * = 56 Ом
X 3 = X уд. * l * = 0,8 * 45 * = 36 Ом
X 4 = X уд. * l * = 0,8 * 30 * = 24 Ом
X 5 = X уд. * l * = 0,8 * 16 * = 12,8 Ом

Х 3,4 = 36 +24 = 60 Ом

Змін.
Аркуш
№ докум.
Підпис
Дата
Аркуш
КП.140408.43.06.ПЗ

Х 2,3,4 = (60 * 56) / (60 + 56) = 28,97 Ом

Х 1-4 = 11,76 +28,97 Ом

Змін.
Аркуш
№ докум.
Підпис
Дата
Аркуш
КП.140408.43.06.ПЗ
Х 1-4,6 = (40,73 * 34,72) / (40,73 +34,72) = 18,74 Ом

Х 1-6 = 18,74 +12,8 = 31,54 Ом

Х рез.0 (к2) = 31,54 Ом
3I 0(к2) = = = 2,16 кА

3.6Розрахунок струмів короткого замикання в точці К-4 та К-5.

Uб = Umin = 96,6 кВ Uб = Umax = 126 кВ
Х 10 = Х с1,2 = Х с1, 2ср. * = 24,03 * = 16,96 Ом Х 10 = Х с1,2 = Х с1, 2ср. * = 24,03 * = 28,85 Ом
Хс = Хс ср * = = 16,96 Ом Хс = Хс ср * = = 28,85 Ом
Х Т(-РО) = * = = 41,99 U до (+ N) = U до ном. + = 17,5 + = 18,4 Хт (+ N) = * * = 71,44 Ом
Z nw = 0,3 * 1,5 * = 38,01 Ом Z nw = 0,3 * 1,5 * = 64,8 Ом
Крапка К-4
Хрез (к4) = Хс + Хтв (-ро) = 16,96 +41,99 = 58,95 Ом Хрез(к4)=Хс+Хтв(+N)=28,85+71,44=100,29 Ом
I (3) max = =0,95кА I (3) max = =0,73 кА
Справжнє значення струму кз у точці К-4, віднесене до напруги 37 кВ
I (3) по max = 0,95 * = 8,74 кА I (3) по max = 0,73 * = 8,76 кА
Крапка К-5
Найменування величини
115 кВ 10 кВ
I ном. = = =207,59 = =2099,74
K I 300/5 3000/5
I ном., в = = =3,46 = =3,5
Прийняті значення Iном ВН, Iном ПН 3,4 3.5
Розмах РПН, Розмах РПН
Аркуш
№ докум.
Підпис
Дата
Аркуш
КП.140408.43.06.ПЗ
4. Релейний захист.
4.1 Захист лінії з одностороннім живленням.
4.1.1 Розрахунок двоступінчастого струмового захисту від міжфазних кз лінії W.

Розрахунок струмового відсікання без витримки часу від міжфазних кз (I-ступінь).
1) I 1 сз Котс. * I (3) k-3max = 1,2 * 0,26 = 0,31 кА
2)Kч=I (2) до-1min/Iс.з. 1 = 2,76 * 0,87 / 0,31 = 7,74
Кч = I (2) до-2min/Iс.з. 1 1,5 = 2,18 * 0,87 / 0,31 = 6,12
3) I (1) c.р. = I (1) cз * Ксх / К1 = 0,31 * 1 / (100/5) = 0,02 кА
4) Час спрацьовування струмового відсічення приймається 0,1 с
Розрахунок максимального струмового захисту з витримкою часу міжфазних кз (II ступінь).
1) I II сз Котс * Ксз / Кв) * Інагр.max = (1,2 * 2/0,8) * 0,03 = 0,09 кА
Iнагр.max = Sном.т. / = 6,3 / = 0,03 кА
2) Кч = I (2) до-3min/Iс.з. I 1 1,2 = 0,26 * 0,87 / 0,09 = 2,51
3) I (11) c.р. = I (11) cз * Ксх / К1 = 0,09 * 1 / (100/5) = 0,0045 кА
4)Час спрацьовування МТЗ вибирається за умовою погодження з МТЗ тр-ра.
t II сз = tсз (мтз т-раТ) + t = 2 +0,4 = 2,4с
4.1.2. Розрахунок двоступінчастого струмового захисту від кз на землю лінії W.
Розрахунок струмів відсікання нульової послідовності без витримки часу (1 ступінь).
1)I (1) 0cз 3I0 (1) k-2min/Кч=2,16/1,5=1,44 кА
2) I (1) 0cр I0 (1) сз * Ксх / К I = 1,44 * 1 / (100/5) = 0,072 кА
3) Час спрацьовування струмового відсічення приймається рівним 0,1 с.
Розрахунок струмового захисту нульової послідовності з витримкою часу (2 щабель).
1) I 11 0cз Котс * Інб. max = Котс * Кпер * Кнб * I розрах.

Приймаю I 11 0cз = 60А
2) I (11) 0cр = I (11) 0cз * Ксх / К I = 60 * 1 / (100/5) = 3 кА
3)Кч=3I0к-2min/I (11) 0сз 1,5=2,16/0,06=36
4) tсз II = tсз I + t = 0,1 +0,4 = 0,5 с

4.2 Розрахунок захисту трансформатора.
4.2.1 Газовий захист.

Є основним від усіх пошкоджень усередині бака трансформатора. Ушкодження трансформаторів, що виникають усередині його кожуха, супроводжуються електричною дугою або нагріванням деталей, що призводить до розкладання олії та ізоляційних матеріалів та утворення летких газів. Будучи легше олії, гази піднімаються в розширювач, який є найвищою частиною трансформатора. Газове реле встановлюється в трубі, що з'єднує кожух трансформатора з розширювачем так, щоб через нього проходив газ і потік масла, що спрямовується в розширювач при пошкодженнях трансформатора. Газове реле реагує на швидкість руху олії при ушкодженнях трансформатора. При невеликих ушкодженнях утворення газу відбувається повільно, і він невеликими бульбашками піднімається до розширювача. І тут захист діє на сигнал. Якщо пошкодження трансформатора значне, то гази бурхливо утворюються та захист діє відключення.
Для трансформатора з РПН передбачається 2 газових реле: одне для бака тр-ра, інше- для бака РПН.

Аркуш
№ докум.
Підпис
Дата
Аркуш
КП.140408.43.06.ПЗ
Виконується мікропроцесорним захистом типу "Сіріус-Т".
Найменування величини Позначення та метод визначення Числове значення для сторони
115 кВ 10 кВ
Первинний струм на стороні трансформатора, що захищається, відповідний його номінальної потужності, А I ном. = = =207,59 = =2099,74
Коефіцієнт трансформації трансформаторів струму K I 300/5 3000/5
Вторинний струм у плечах зашиті, що відповідає номінальній потужності трансформатора, що захищається. I ном., в = = =3,46 = =3,5
Прийняті значення Iном ВН, Iном ПН 3,4 3.5
Розмах РПН, Розмах РПН 100*(176-96,5)/(2*111,25)=13
Змін.
Аркуш
№ докум.
Підпис
Дата
Аркуш
КП.140408.43.06.ПЗ
4.2.2 Диференційне відсічення.
Уставка повинна вибиратися з двох умов:
-відбудови від кидка струму намагнічування силового трансформатора
-відбудова від максимального первинного струму небалансу за перехідного режиму розрахункового зовнішнього кз.
Відстроювання від кидка струму намагнічування.
При включенні силового трансформатора з боку вищої напруги, відношення кидка струму намагнічування до амплітуди номінального струму трансформатора, що захищається, не перевищує 5. Це відповідає відношенню амплітуди кидка струму намагнічування до діючого значення номінального струму першої гармоніки рівному 5 =7. Відсікання реагує на миттєве значення, що дорівнює 2,5*Iдіф./Iном. Мінімальна можлива уставка по першій гармоніці Iдіф / Iном = 4, що сприяє 2,5 * 4 = 10 по відношенню до амплітуд. Порівняння отриманих значень свідчить про відбудованість відсічення за миттєвими значеннями від можливих кидків струму намагнічування.
Розрахунки показують, що значення першої гармоніки кидка струму намагнічування не перевищує 0,35 від амплітуди кидка. Якщо амплітуда дорівнює 7 діючим значенням номінального струму, то значення першої гармоніки, що діє, дорівнює 7 * 0.35 = 2,46. Отже, навіть за мінімальної уставці в 4 Iном. Відсікання відбудовано від кидків струму намагнічування і при регулюванні на першу гармоніку диференціального струму.

Відбудова від струму небалансу при зовнішньому кз.
Для відбудови від струму небалансу при зовнішньому кз існують формули, що враховують усі три складові струму небалансу. Але за невеликих граничних кратностях вітчизняних трансформаторів струму, амплітуда струму небалансу може досягати амплітуди максимального струму зовнішнього кз.

Змін.
Аркуш
№ докум.
Підпис
Дата
Аркуш
КП.140408.43.06.ПЗ
У цих умовах рекомендується вибирати уставку за умовою:
Iдіф/Іном Котс*Кнб(1)*Iкз.вн.max
де Кнб(1)-відношення амплітуди першої гармоніки струму небалансу до наведеної амплітуди періодичної струмової частини зовнішнього кз. Якщо на боці ВН і на боці ПН використовується ТТ з вторинним номінальним струмом 5А, можна приймати Кнб(1)=0,7. Якщо за ВН використовується ТТ з вторинним номінальним струмом 1А, слід приймати Кнб(1)=1,0. Коефіцієнт відбудови (Котс) приймається рівним 1,2.
Iкз.вн.max-відношення струму зовнішнього розрахункового кз, до номінального струму трансформатора.
Якщо по трансформатору, що захищається, проходить наскрізний струм Iскв., він може диференціальний струм.
Iдиф. = (Кпер * Код * Е + Uрпн + fдобав.) * Iскв = (2 * 1,0 +0,13 + 0,04) * Iскв = 0,37 * Іскв.
При виведенні цієї формули передбачалося, що один ТТ працює точно, другий має похибку, що дорівнює Iдіф.
Введемо, поняття коефіцієнта зниження гальмівного струму.
Ксн.т.=Iторм./Icкв.=1-0,5*(Кпер*Кодн.*E + Uрпн + fдобав) / Ксн.т. = 100 * 1,3 * (2 * 1 * 0,1 +0,13 +0,04) / 0,815 = 59
Друга точка зламу гальмівної характеристики: Iт 2 / Iном визначає розмір другої ділянки гальмівної характеристики. У навантажувальному та аналогічних режимах, гальмівний струм дорівнює наскрізному. Поява виткових кз лише трохи змінює первинні струми, тому гальмівний струм майже змінився. Для високої чутливості до виткових кз слід, щоб у другий ділянку потрапив режим номінальних навантажень (Im/Iном=1), режим допустимих тривалих навантажень (Im/Iном=1,3). Бажано щоб у другу ділянку потрапили і режими можливих короткочасних перевантажень (самозапуск двигунів після АВР, пускові струми потужних двигунів, якщо є).
Аркуш
№ докум.
Підпис
Дата
Аркуш
КП.140408.43.06.ПЗ
Уставка блокування від другої гармоніки I г/I г1 на підставі досвіду фірм, які давно використовують такі захисту, рекомендується на рівні 12-15%
Приймаю I г2/I г1 = 0,15
Розраховуємо коефіцієнт чутливості для мережі. Первинний струм спрацьовування захисту за відсутності гальмування:
Iс.з = Iном * (I 1 / Iном) = 208 * 0,3 = 62,4 А.
При перевірці чутливості захисту враховуємо, що завдяки спрямованості гальмування при внутрішніх кз гальмівний струм відсутня.
Чутливість при двофазному кз на боці ПН
Кч = 730 * 0,87 / 62,4 = 10,18
Висновок: чутливість достатня.
4.3 Захист від навантаження “Сіріус-Т”.
Уставка сигналу навантаження приймається рівною:
Iсз = Котс * Iном / Кв = 1,05 * 3,4 / 0,95 = 3,76,
де коефіцієнт відбудови Котс = 1,05; коефіцієнт повернення цьому пристрої дорівнює Кв=0,95. Номінальний струм Iном рекомендується визначати з урахуванням можливості збільшення його на 5% при регулюванні напруги.
Для трансформатора потужністю 40 МВА номінальні вторинні струми на середньому відгалуженні на сторонах ВН та ПН дорівнюють 3,4 та 3,5 А. Розрахункові значення уставки навантаження рівні.
Сторона ВН: Івн = 1,05 * 1,05 * 3,4 / 0,95 = 3,95 А
Сторона ПН: Інн = 1,05 * 1,05 * 3,5 / 0,95 = 4,06 А
Якщо трансформатор має розщеплену обмотку ПН, то контроль перевантаження повинен виконуватись пристроями захисту вводів, встановлених на вимикачах сторони ПН.
Захист діє на шинах із tсз=6с.
Змін.
Аркуш
№ докум.
Підпис
Дата
Аркуш
КП.140408.43.06.ПЗ
4.4.1 Максимальний струмовий захист на мікропроцесорному реле типу "Сіріус-Т" на стороні ВН 110 кВ.
Розрахунок параметрів спрацьовування (уставок) максимально струмового захисту полягає у виборі струму спрацьовування захисту (первинного); струму спрацьовування реле. Крім того, проводиться розрахункова перевірка трансформатора струму.
Вибір струму спрацьовування.
Уставки по струму максимального струмового захисту повинні забезпечувати безробіття захисту на відключення при послідовних перевантаженнях і необхідну чутливість при всіх видах кз в основній зоні та в зоні резервування.
Iсз = Ксз * Ксх / Ктт = 265 * 1 / (300/5) = 4,42 А
Перевірка чутливості максимального струмового захисту.
Кч I (3) k.min.вн/Iсз = 0.87 * 730/265 = 2,4

Кч I (3) k.min.вн/Iсз = 0,87 * 5,28 / 265 = 1,73 1,2
Висновок: чутливість МТЗ достатня, відповідно до ПУЕ.
Вибираю час спрацювання МТЗ 1 секунда
4.4.2 Максимальний струмовий захист на мікропроцесорному реле типу "Сіріус-УВ" на стороні ПН 10 кВ.
Струм спрацьовування захисту.
Iсз = Кіст / Кв * Ін.max = 1,2 / 0,95 * 2099,74 = 2652,3
2099,74-вибрано за номінальним струмом тр-ра
0,95-коефіцієнт повернення реле Сіріус.
Струм спрацьовування захисту приймаю Iсз = 2652 А.
Струм спрацьовування реле.
Iсз = Ксз * Ксх / Ктт = 2652 * 1 / (3000 / 5) = 4,42А
Перевіряє чутливість МТЗ.
Кч Iк (2) хв. нн.
Висновок: чутливість МТЗ достатня, відповідно до ПУЕ.

Змін.
Аркуш
№ докум.
Підпис
Дата
Аркуш
КП.140408.43.06, ПЗ
Приведення струмів до ступеня ПН
Iкз.нн.=Iкз.вн*Uвн/Uнн=730*(96,58/10)=7050 А
Пуск за напругою.
Розрахунок максимально струмового захисту з комбінованим пуском за напругою, встановленим на стороні 10,5 кВ.
Первинна напруга спрацьовування захисту для реле мінімальної напруги за умовою відбудови від напруги самозапуску при включенні від АРВ або АПВ загальмованих двигунів навантаження та за умов забезпечення повернення реле після відключення зовнішнього кз приймається:
Uсз = 0,6 Uном = 0,6 * 10500 = 6300В
При цьому напруга спрацьовування реле мінімальної напруги становитиме:
Uср = Uсз / Кч = 0,6 * 10500 / (10500/100) = 60 Ст.
До установки приймається реле РН-54/160
Для фільтра-реле напруги послідовності напруги спрацьовування захисту приймається за умовою відбудови від напруги небалансу в навантажувальному режимі.
U2сз 0,06 * Uном = 0,06 * 10500 = 630В
Напруга спрацьовування фільтра-реле напруги зворотної послідовності.
U2ср = U2сз / До U = 630 / (10500/100) = 6В
Приймається до уставки фільтр-реле РСН-13.
Перевірка чутливості по напрузі при кз в точці-5 для реле мінімальної напруги.
КчU=Uсз*Кв/Uз.max=6,3*1,2/4,1=1,84 1,2
де Uз.max= 3*I (3) до-4max*Zkw.min= *5280*0,45=4,1кВ
тут I (3) до-4max- струм трифазного кз в кінці кабельної лінії в максимальному режимі роботи (режим 9)
-Для фільтра реле напруги зворотної послідовності.
Змін.
Аркуш
№ докум.
Підпис
Дата
Аркуш
КП.140408.43.06.ПЗ
КчU2=U2з.min/U2сз=3,2/0,63=5,08 1,2
де U2з.min=0,5*Uном.нн.- *I 2 max*Zkw.min=0,5*10,5-(2)*0,3*1,5=5,25-2,05 =3,2кВ
тут I 2 max – струм зворотної послідовності у місці встановлення захисту при замиканні між двома фазами наприкінці кабельної лінії максимальному режимі роботи.
Можна прийняти:
I 2 max=I (3) k-4.max/2=I (2) k-4.max/2
Вибір витримок часу захисту проводиться за ступінчастим принципом
tсз мтз-10=tсз.св-10+ t=1+0,5=1,5c (РВ-128)
tсз мтз-110 = tсз.мтз-35 + t = 2,3 +0,3 = 2,6 (РВ-0,1)
де tсз.св-10 - час спрацьовування захисту на секційному вимикачі 10 кВ
Ступінь селективності t прийнята реле часу РВ-0,1 t=0,3с, для реле часу РВ-128 t=0,5с.
Змін.
Аркуш
№ докум.
Підпис
Дата
Аркуш
КП.140408.43.24.ПЗ

6.Розрахунок 10-ти процентної похибки трансформаторів струму ТФНД-110.
Коефіцієнт трансформації = 100/5
Розрахункова кратність 10-відсоткової похибки:
До (10) розрах.=1,1*Iс/I1ном.=1,1*1440/100=15,84
по кривій 10-ти процентної похибки визначається допустиме вторинне навантаження Z2дод.
Z2доп. = 2 Ом
Z2доп. = Zp + Rпр + R 0,05 перех.
Zp = 0,25 Ом
Z2доп.=Zp+Rпр+Rперех.
Rпр = 2-0,25-0,05 = 1,7 Ом
q= *l/ Rпр=0,0285*70/1,7=1,17