5. Контроль температуры изоляции.

16.4. Особенности расчётов и согласования обратно-зависимых время-токовых характеристик устройств защиты Sepam

Прежде чем приступить к расчётам защиты трансформатора, рассмотрим в общем виде некоторые особенности расчёта и согласования параметров обратно-зависимых время-токовых характеристик.

Кроме согласования величин токов срабатывания I_С.П.Q1 и I_С.П.QF1 защит от перегрузки трансформатора на стороне ВН и НН (см. выражение 16.2 и рис. 16.5), необходимо кривую защиты от перегрузки на стороне ВН расположить так, чтобы она не пересекала как соответствующую кривую защиты от перегрузки, так и характеристику селективной токовой отсечки на стороне НН.

Рассмотрим карту селективности защит трансформатора, устанавливаемых на стороне ВН и НН – рис. 16.7. Защитные ВТХ на стороне НН обозначены QF1, а на стороне ВН – Q1. На защитных ВТХ со стороны НН следует выделить две точки, с которыми должны быть согласована кривая защиты от перегрузки на стороне ВН:

1. Точка А – пересечение характеристик защиты от перегрузки и селективной токовой отсечки.

2. Точка А' – пересечение характеристик селективной токовой отсечки и мгновенной токовой отсечки.

Кривая защиты от перегрузки со стороны ВН должна быть расположена выше этих точек как минимум на ступень селективности по времени, которая для микропроцессорных защит Sepam равна Δt = 0,3 с. Например, зная координаты точки А (время срабатывания t^А, с, при токе , о.е. – при максимальном значении тока срабатывания селективной токовой отсечки выключателя QF1 с учётом разброса) можно определить координаты точки Б, через которую должна пройти кривая защиты от перегрузки со стороны ВН (кривая 1):

– время срабатывания t^Б = t^А + Δt, где Δt = 0,3 с;

– при токе , о.е.

Аналогично можно определить координаты точек А' и Б':

– время срабатывания t^А', с, при токе , о.е. – при максимальном значении тока срабатывания мгновенной токовой отсечки выключателя QF1 с учётом разброса;

– время срабатывания t^Б' = t^А' + Δt, с, при токе , о.е.

Рис. 16.7. Согласование время-токовых характеристик на карте селективности

Кривая 1 защиты от перегрузки устройства Sepam может быть реализована стандартными кривыми SIT, VIT, EIT (рис. 15.21), имеющими разную крутизну. Рекомендуется [12] в качестве исходной при расчёте защиты от перегрузки устройства Sepam брать самую пологую стандартную кривую SIT. Параметры кривой SIT t_С.З = f(I_*) определяются согласно методике, изложенной в разделе 15.3.3 (см. выражения 15.1–15.7), при этом в качестве расчётной точки N принимается точка Б.

После расчёта параметров кривой SIT и нанесения её на карту селективности может оказаться, что полученная кривая пересекает ВТХ защиты от перегрузки со стороны НН (рис. 16.8,а), т.е. будут нарушены условия селективности между нижестоящей и вышестоящей защитами. В этом случае выбирают более крутую стандартную характеристику VIT и расчёты повторяют. Если новая кривая VIT не будет пересекаться с ВТХ защиты от перегруза на стороне НН, т.е. пойдёт выше, то это будет говорить о положительных результатах расчёта – об обеспечении селективности между смежными защитами. Тогда этот этап расчёта заканчивается. Но, если кривая VIT тоже пересекает ВТХ нижестоящей защиты, то выбирают самую крутую стандартную кривую EIT и снова проводят расчёты. Если снова получается отрицательный результат, то строят персонализированную кривую отключения (см. рис. 15.23) по таким точкам, которые обеспечивают селективность защит разных уровней.

После окончания указанных расчётов и получения селективности между защитами от перегрузки разных уровней следует проверить положение полученной кривой относительно точки Б' (рис. 16.8,б) – для обеспечения селективности она должна проходить, по крайней мере, не ниже точки Б'. Для проверки, используя выражение (15.7), определяют время срабатывания защиты от перегрузки в точке Б'' при токе . Если будет выполнено условие , то селективность между защитами в данном месте будет обеспечена.

Рис. 16.8. Согласование время-токовых характеристик

Рассмотрим ещё один случай защиты трансформатора со стороны ВН с помощью устройств Sepam. Пусть защита от перегрузки, имеющая независимую от тока защитную время-токовую характеристику с уставками I_СП.Q1 и t_СП.Q1, выполнена с действием «на сигнал» (рис. 16.9).

Рис. 16.9. Вариант исполнения защиты трансформатора напряжением 10/0,4 кВ

В этом случае селективная токовая отсечка с независимой тока выдержкой времени защиты трансформатора может быть заменена селективной защитой с зависимой от тока выдержкой времени t_С.СЗ.Q1 = f(I_С.СЗ.Q1). Соответственно индексы при переменных нужно заменить I_С.СО.Q1 и t_С.СО.Q1 на I_С.СЗ.Q1 и t_С.СЗ.Q1.

Если пользоваться принятыми методами расчёта параметров селективной защиты с зависимой от тока выдержкой времени, то на карте селективности её защитная кривая Q1' (показана пунктиром) займёт следующее положение (при рассмотрении карты селективности считаем, что все токи приведены к стороне ВН):

– Уставка тока срабатывания должна быть согласована с уставкой тока срабатывания селективной токовой отсечки на стороне НН

I'С.СЗ.Q1 = КН.СОГЛ ∙ IС.СО.QF1.

(16.12)

– Уставка времени срабатывания t_С.СЗ.Q1 определяется при десятикратном токе 10∙I'_С.СЗ.Q1 (см. раздел 15.3.2 и рис. 15.20), т.е. защитная кривая должна проходить через точку В (см. рис. 16.9), и должна быть согласована с уставкой времени селективной отсечки

tС.СЗ.Q1 = tС.СО.QF1 + Δt = tС.СО.QF1 + 0,3 c.

(16.13)

Если проанализировать положение защитных время-токовых характеристик Q1' и QF1 соответственно со стороны ВН и НН, то увидим, что они значительно удалены друг от друга. Поэтому с целью повышения качества защиты на стороне ВН (уменьшения времени срабатывания) кривую Q1' можно сместить влево [14-1] таким образом, чтобы для новой кривой Q1 селективной защиты на стороне ВН выполнялись следующие условия:

– Кривая Q1 должна проходить через точку Б' с уставкой времени срабатывания t_С.СЗ.Q1, определённой по выражению (16.13), но при значительно меньшем токе (чем 10∙I'_С.СЗ.Q1), равном максимальному току срабатывания мгновенной токовой отсечки на стороне НН I_{С.МГН.QF1.МАКС}, определённому с учётом разброса характеристик.

– Крутизну кривой Q1 нужно выбрать так, чтобы кривая Q1 проходила не ниже точки Б, для которой выполняется условие согласования по току селективной защиты на стороне ВН и селективной токовой отсечки на стороне НН, т.е. ток срабатывания селективной защиты в точке Б должен быть не меньше

(16.14)

Новая кривая Q1 селективной защиты на стороне ВН обладает следующими преимуществами перед кривой Q1':

1. Её уставка тока I_С.СЗ.Q1 оказалась значительно меньше уставки I'_С.СЗ.Q1 для кривой Q1' и одновременно меньше уставки тока I_С.СО.QF1 селективной токовой отсечки на стороне НН. Следовательно, полученная селективная защита может чувствовать меньшие токи повреждения электрической сети.

2. Времена срабатывания t_С.СЗ.Q1 для кривой Q1 будут значительно меньше, чем соответствующие времена t_С.СЗ.Q1' для кривой Q1', в том числе будем иметь снижение времени срабатывания в точке Д по отношению к точке В при десятикратном токе 10∙I'_С.СЗ.Q1

что является существенным достоинством новой селективной защиты на стороне ВН с кривой Q1.

При расчёте параметров мгновенной токовой отсечки защиты на стороне ВН её уставка тока I_С.МГН.Q1 определяется по выражениям (16.8–16.10).