А. Булычев - Релейная защита в распределительных электрических Б90 сетях

Ток срабатывания первой ступени защиты (селективной токовой отсечки):

Графически определяется зона действия первой ступени (рис. 3.13, б ). Она составляет более 50 % длины линии.

Выбираются ТТ для релейной защиты на линии W5 (подстанция № 3) — типа ТПЛ-10 класса Р с коэффициентом трансформации 400/5 и схема соединения вторичных обмоток ТТ и катушек реле «неполная звезда — неполная звезда».

Ток срабатывания реле первой ступени:

Для первой ступени защиты выбирается реле РТ-40/50.

Ток срабатывания второй ступени выбирается по условию возврата защиты в исходное состояние при наибольшем токе самозапуска, возникающем в линии W5 после отключения нагрузки Н4 релейной защитой и восстановления питания шин 10 кВ подстанции № 4 по линии W5:

Здесь I СЗАП W53— ток в линии W5 при самозапуске электродвигателей в нагрузке Н5:

k СЗ Н5— коэффициент самозапуска для нагрузки Н5.

Ток срабатывания реле второй ступени:

I CP W53-2= k CX I C3 W53-2/ k T= 808 / 80 = 10,1 А.

Коэффициент чувствительности второй ступени защиты в режиме основного действия:

Здесь I (2) K MIN W53— ток в месте установки защиты при двухфазном КЗ в расчетной точке К6 и питании со стороны подстанции № 3.

Как видно, вторая ступень защиты имеет достаточную чувствительность.

Для второй ступени защиты выбирается реле тока PT-40/20 с диапазоном уставок от 5 А до 20 А.

Выдержка времени защиты должна быть согласована с выдержкой времени срабатывания защиты, установленной на нагрузке Н5:

t СЗ W53-2= t СЗ Н5+ Δ t = 1,0 + 0,5 = 1,5 с.

Реле времени для второй ступени защиты линии W5 — ЭВ-132 с диапазоном выдержек времени от 0,5 до 9 с и номинальным напряжением питания 220 В.

Промежуточные реле — РП-221 с номинальным напряжением питания 220 В.

Указательные реле — РУ-21/0,01.

Реле направления мощности — РБМ-171 (включается по 90-градусной схеме).

Схема двухступенчатых токовых направленных защит, устанавливаемых на линии W5 на подстанциях № 4 и 3, показана на рис. 3.14.

Производится проверка ТТ на 10 %-ную погрешность.

Определяется предельная кратность тока для ТТ на подстанции № 4:

k 10= I 1 РАСЧ/ I 1 НОМ ТТ= 1,1× I СЗ W54-1/ I 1 НОМ ТТ= 2340 / 400 = 6,4

По кривым предельной кратности для ТПЛ-10 (см. прил. 5) определяется максимальное значение сопротивления нагрузки ТТ — 1,6 Ом.

Расчетное наибольшее сопротивление нагрузки ТТ:

Z H РАСЧ= 2 × r ПР+ Z PT-40/50+ Z PT-40/10+ Z РБМ 171+ r ПЕР.

Здесь

— сопротивление реле РТ-40 при минимальной уставке; S Pи I CP MIN— расчетная мощность реле и минимальный ток срабатывания реле (для реле РТ-40/50 S P = 0,8 ВА, I CP MIN= 12,5 А; для реле РТ-40/10 S P= 0,5 ВА, I CP MIN= 2,5 А); Z РБМ 171— сопротивление токовой катушки реле РБМ-171 ( Z РБМ 171= 0,4 Ом) [9]; R ПР— активное сопротивление проводников в сигнальном кабеле (можно принять R ПР= 0,05 Ом); R ПЕР— активное сопротивление переходных контактов (можно принять R ПЕР= 0,1 Ом).

Значение расчетного наибольшего сопротивления:

Z H РАСЧ= 2 × 0,05 + 0,8 / (12,5) 2+ 0,5 / (2,5) 2+ 0,4 + 0,1 = 0,69 Ом.

Это значение (0,69 Ом) меньше допустимого (1,6 Ом). Следовательно, режим работы ТТ в защите, установленной на линии W5 на подстанции № 4, соответствует требованиям, при выполнении которых полная погрешность ТТ не превысит 10 %.

Определяется предельная кратность тока для ТТ на подстанции № 3:

k 10= I 1 РАСЧ/ I 1 НОМ ТТ= 1,1 × I СЗ W53-1/ I 1 НОМ ТТ= 2448 / 400 = 6,1.

По кривым предельной кратности для ТПЛ-10 (см. прил. 5) определяется максимальное значение сопротивления нагрузки ТТ — 1,7 Ом.

Расчетное наибольшее сопротивление нагрузки ТТ:

Z H РАСЧ= 2 × r ПР+ Z PT-40/50+ Z PT-40/20+ Z РБМ 171+ r ПЕР.

Здесь

— сопротивление реле РТ-40 при минимальной уставке; S Pи I CP MIN— расчетная мощность реле и минимальный ток срабатывания реле (для реле РТ-40/50 S P = 0,8 ВА, I CP MIN= 12,5 А; для реле РТ-40/10 S P= 0,5 ВА, I CP MIN= 5 А); Z РБМ 171— сопротивление токовой катушки реле РБМ-171 ( Z РБМ 171= 0,4 Ом) [9]; R ПР— активное сопротивление проводников в сигнальном кабеле (можно принять R ПР= 0,05 Ом); R ПЕР— активное сопротивление переходных контактов (можно принять R ПЕР= 0,1 Ом).

Значение расчетного наибольшего сопротивления:

Z H РАСЧ= 2 × 0,05 + 0,8 / (12,5) 2+ 0,5 / (5) 2+ 0,4 + 0,1 = 0,63 Ом.

Это значение (0,63 Ом) меньше допустимого (1,7 Ом). Следовательно, полная погрешность ТТ защиты, установленной на линии W5 на подстанции № 3, также не превысит 10 %.

Таким образом, решения, принятые при выборе схем защит, устанавливаемых на линии W5, ТТ и реле, можно считать приемлемыми.

Определяется длина мертвой зоны направленной защиты при близких КЗ при питании со стороны подстанции № 4:

где S CP MIN— минимальная мощность срабатывания реле при токе в линии при трехфазном КЗ на границе мертвой зоны (для приближенных расчетов его значение можно принять равным значению тока КЗ в месте установки направленной защиты при повреждении в расчетной точке К6);

α = (90° — γ н) — угол, дополняющий γ ндо 90° (для РБМ-171/1 будет равен 45°).

Для выбранной 90-градусной схемы включения реле направления мощности (φ Р= φ К— 90°):

где х УДи r УД— удельное индуктивное и активное сопротивления линии W5 ( х УД= 0,4 Ом/км и r УД= 0,2 Ом/км).

Полное удельное сопротивление линии:

k т= 400/5 — коэффициент трансформации ТТ; k н= 10 000/100 — коэффициент трансформации ТН; I (3) K6= 4290 А.