ВЫБОР ТОКА СРАБАТЫВАНИЯ ЗАЩИТЫ



Исходным для выбора тока срабатывания максимальной токо­вой защиты от к. з. является требование, чтобы она надежно работала при повреждениях, но в то же время не действовала при максимальных токах нагрузки и ее кратковременных толчках, вызываемых пуском и самозапуском двигателей, колебанием на­грузки потребителей и другими причинами.

Излишняя чувствительность защиты из-за недостаточной от­стройки ее от токов нагрузки может приводить к неправильным отключениям при неопасных перегрузках, что наносит ущерб потребителям. Слишком чувствительная защита сама становится источником аварий и перебоев в питании потребителей.

Из этого следует, что главная задача при выборе тока сраба­тывания состоит в надежной отстройке защиты от токов на­грузки. Для этой цели необходимо выполнить два условия:

1) Токовые реле защиты не должны приходить в действие при максимальном рабочем токе нагрузки Iн.макс, для чего ток срабатывания защиты1 Iс.з должен быть больше
максимального тока нагрузки:

                     Iс.з > Iн.макс                                              (4-1)

2)    Токовые реле, сработавшие при к. з. в сети, должны надежно возвращаться в исходное положение после отключения к. з. при оставшемся в защищаемой линии рабочем токе. Так, напри­мер, при к. з. в токе К сети (рис. 4-8) срабатывают токовые реле защит 1 и 2. После отключения повреждения защитой 2 прохож­дение тока к. з. прекращается и пришедшие в действие токовые реле защиты 1 должны возвратиться в начальное положение, так как иначе про­изойдет неправильное отключение непо­врежденной линии. Поэтому ток возврата реле должен быть больше тока нагрузки линии, проходящего через защиту 1 после отключения к. з.

Этот ток в первый момент времени после отключения к. з. имеет повышенное значение из-за пусковых токов электродвигателей. Асинхронные электродвига­тели, составляющие значительную часть нагрузки, во время к. з, тормозятся вслед­ствие возникающего, при к. з. понижении напряжения. После отключения к. з. напряжение восстанавли­вается и все оставшиеся в работе электродвигатели (часть неот­ветственных электродвигателей отключается защитой от пониже­ния напряжения) самозапускаются, потребляя повы­шенный пусковой ток (рис. 4-9). Этот ток I3 постепенно затухает, и в линии устанавливается рабо­чий ток, который в худшем слу­чае может иметь максимальное значение Iн.макс

Увеличение Iн.макс, вызванное самозапуском двигателей, оцени­вается коэффициентом запуска кз. Учет самозапуска двигателей яв­ляется обязательным. Исходя из этого

                         Iвоз > kзIн.макс.                   (4-2)

При выполнении условия (4-2) выполняется также условие (4-1), так как ток возврата максималь­ных реле всегда меньше тока срабатывания. Поэтому для от­стройки защиты от нагрузки за исходное принимается условие (4-2). Руководствуясь им, ток возврата выбирают равным:

                         Iвоз = kнkз Iн.макс                                         (4-3)

Коэффициент надежности kн учитывает возможную погреш­ность в величине тока возврата реле и принимается равным 1,1 – 1,2.

 

1 Здесь и в дальнейшем под током срабатывания защиты подразуме­вается наименьший первичный ток в фазе линии, необходимый для действия защиты.


Как видно из выражения (4-4), значение Iс.з зависит от kвоз и Iн.макс. Ток срабатывания обратно пропорционален kвоз, по­этому в целях уменьшения Iс.з стремятся применять токовые реле с высоким коэффициентом возврата: примерно 0,85 и выше.

Существенное значение для надежной отстройки защиты от нагрузки имеет правильная оценка величины Iн.макс.

Определяя максимальное значение тока нагрузки, нужно учитывать тяжелое, но в то же время реально возможное увели­чение нагрузки, обычно возникающее в результате нарушения нормальной схемы сети. Например, при двух параллельных ли­ниях (рис. 4-10, а) необходимо учитывать, что в случае автомати­ческого отключения одной из них нагрузка на оставшейся линии удвоится. При наличии АВР, включающего выключатель Б (рис. 4-10, б), необходимо предусматривать наброс мощности на линию Л1 при отключении Л2 и наоборот. При наличии АПВ (рис. 4-10, в) необходимо учитывать самозапуск электродвигателей после повторного включения линий от АПВ.

Чувствительность защиты. Ток срабатывания, выбранный по условию отстройки от нагрузки, проверяется по условию чувствительности защиты. Проверка ведется по мин и м а л ь н о м у значению тока Iк.мин при повреждении в конце зоны защиты. Зона действия максимальной токовой защиты должна охватывать защищаемую линию и следующий второй участок, т. е. линию Л2 и трансформаторы, отходящие от шин приемной подстанции (рис. 4-11). Максимальный ток рассчи­тывается для реального минимального режима на электростан­циях и в сетях, питающих линию. Чувствительность защиты оценивается коэффициентом чувствительности:

                           kч=                                        (4-6)

Коэффициент чувствительности для защищаемой линии счи­тается допустимым, если Iк.мин в 1,5 раза больше тока срабаты­вания защиты. Снижение kч ниже 1,5 не рекомендуется, так как действительный ток в реле при к. з. может оказаться меньше расчетного Iк.мин из-за неточности расчета токов к. з., влияния сопротивления в месте повреждения (не учитываемого при рас­чете) и погрешности трансформаторов тока, уменьшающей вторич­ный ток. При к. з. на резервируемом участке согласно ПУЭ допускаются kч = 1,2.

 

ВЫДЕРЖКА ВРЕМЕНИ ЗАЩИТЫ

А) Ступень времени

 

 


Выдержки времени защит с зависимой или ограниченно зависимой характеристикой также должны удо­влетворять условию (4-11), но поскольку время действия этих реле зависит от тока, необходимо задавать пределы тока, при ко­торых это условие должно выполняться. Положим, что линии, показанные на рис. 4-12, оборудованы защитой, имеющей ограни­ченно зависимую характеристику. Требуется выбрать характери­стику защиты линии А (рис. 4-12) и согласовать ее с характери­стикой защиты линии В, которая известна.

Защита линии А должна иметь время на ступень больше за­щиты линий В при всех к. з. в пределах зоны совместного действия защиты А и В, т. е. на линии В. Если при к. з. в точке К1, (начало зоны защиты В) ток к. з., проходящий через защиты А и В, равен IК1, то при всех к. з. за точкой К1, т. е. в зоне работы защиты В, токи к. з. будут меньше. Следовательно, условие селективности (4-11) должно выполняться при токе Ik1.макс и всех токах, меньших его. В случае к. з. на линии А время дейст­вия защиты А не должно согласовы­ваться с защитой В и может быть сколь угодно малым; при этом ток к. з., проходящий через защиту А, будет больше Ik1.макс. Из этих условий вытекает следующее правило подбора зависимых характеристик:

1. Строят исходную характеристику t = f (I) защиты В,  с которой проводится согласование защиты А, установленной на смежном участке (рис. 4-13).

2. Определяют  максимальное значение токов к. з. Ik1.макс, проходящих через защиты А и  В при повреждении в начале участка, защищаемого защитой В (в точке К1).

3. Пользуясь заданной характеристикой защиты В, находят ее выдержку времени tB1 при токе Ik1.макс, т. е. при к. з. в начале защищаемой зоны, в точке К1 (рис. 4-12).

4. По условию селективности выдержка времени защиты А при токе Ik1.макс должна превышать время защиты В tB1 на сту­пень Δt:

                   tA1 ≥ tB1 + Δt                                        (4-12)

Это условие должно выполняться не только при токах Ik1.макс, но и при всех меньших токах к. з.; характеристика за­щиты А, удовлетворяющая условию (4-12), подбирается при про­ектировании по типовым характеристикам реле, а в условиях эксплуатации — путём регулирования уставки времени реле.

5. Выбранная характеристика защиты А строится совместно с характеристикой защиты В для наглядной проверки выполнения условия (4-12) при токах к. з. равных и меньших Ik1.макс (рис. 4-13).

Совместное построение характеристик нескольких защит удобно вести относительно первичных фазных токов, но при этом нужно учитывать схему соединения токовых цепей защиты, от которой зависит соотношение между током в реле и током в фазе, т. е. kсх.

Если согласуемте защиты находятся на разных сторонах силового трансформатора, то их характеристики нужно привести к токам одного напряжения.

4-7. МАКСИМАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА С ПУСКОМ (БЛОКИ­РОВКОЙ) ОТ РЕЛЕ МИНИМАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Для повышения чувствительности максимальной токовой за­щиты при к. з. и улучшения отстройки ее от токов нагрузки при­меняется пуск или, как часто называют, блокировка при помощи реле минимального напряжения (рис.4-14).

Из схемы видно, что защита может действовать на отключе­ние только при условии срабатывания реле напряжения 1. Уставки реле напряжения 1 выбираются так, чтобы реле не работали при минимальном уровне рабочего напряжения, не давая возмож­ности защите действовать на отключение, даже если токовые реле 3 замкнут свои контакты в результате перегрузки линии.

При к. з. напряжение сети понижается и реле минимального напряжения 1 срабатывают, разрешая защите действовать на отключение.

В случае обрыва цепи, питающей реле напряжения, послед­ние замыкают свои контакты и защита лишается блокировки. По­этому в схеме предусмотрена сигнализация состояния контактов реле напряжения 1, указывающая на неисправность блокировки.

Для обеспечения надежной работы блокировки при двухфаз­ных к. з. устанавливаются три реле напряжения 1, включаемые на линейные напряжения сети (независимо от числа токовых реле). Однако при включении на линейные напряжения реле 1 плохо реагируют на однофазные к. з. Поэтому в сети с заземленной нейтралью предусматривается дополнительно четвертое блокирую­щее реле 2, реагирующее на напряжение U0 нулевой последова­тельности, появляющееся при замыканиях на землю.

В сети с изолированной нейтралью токовая часть схемы вы­полняется двухфазной. В части реле напряжения схема должна выполняться трехфазной для обеспечения надежной работы при двухфазных к. з. Реле Н0 не устанавливается, поскольку защита должна действовать только при междуфазных к. з.

Ток срабатывания токовых реле 3 от­страивается не от максимальной нагрузки


 линии, а от длитель­ной нормальной нагрузки /н.норм, которая на практике может быть в 1,5—2 раза меньше максимальной:

Напряжение Uраб.мин обычно принимается на 5—10% ниже нормального уровня.

Чувствительность реле напряжения проверяется по максимальному значению напряжения при к. з. в конце зоны защиты. Коэффициент чувствительности kч = Uс.з /Uк.макс счи­тается удовлетворительным, если он равен или превышает 1,5.

Практика показывает, что на длинных линиях, питаемых мощной системой, а также на линиях с реактором чувствитель­ность реле напряжения оказывается недостаточной. Поэтому за­щита с блокировкой по напряжению применяется на линиях короткой и средней протяженности.

Напряжение срабатывания реле U0. Это — реле повышения напряжения. Оно действует при однофазных и двухфазных к. з. на землю, которые сопровождаются появлением напряжения нулевой последовательности Uо. В нормальном ре­жиме U0 = 0.

Однако за счет погрешности фильтра, питающего реле, на его зажимах имеется некоторое напряжение небаланса Uнб, от которого реле должно быть отстроено, т. е. Uс.р > Uнб. Исходя из этого условия Uс.р обычно принимается равным или большим 15—20% максимального напряжения на зажимах фильтра при однофазных к. з. Величина небаланса легко определяется путем измерения напряжения на зажимах реле в условиях нормальной работы сети.

Максимальная защита с блокировкой минимального напряжения не действует при перегрузках, не сопровождающихся понижением напряжения, и имеет повышенную чувствительность к току к. з. по сравнению с простой максимальной защитой. Она применяется на линиях с большой аварийной нагрузкой, когда простая мак­симальная защита не обеспечивает достаточной чувствительности и надежной отстройки от перегрузки.


Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 438; Мы поможем в написании вашей работы!






Мы поможем в написании ваших работ!