2.3 Релейная защита кабельных линий

Согласно ПУЭ (п.3.2.91), «для линий в сетях 3-10 кВ с изолированной нейтралью (в том числе и с нейтралью, заземленной через дугогасительный реактор) должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от многофазных замыканий и от однофазных замыканий на землю».

Кабельные линии промышленных предприятий защищают при следующих повреждениях и ненормальных режимах:

а) при междуфазных КЗ;

б) при замыканиях на землю;

2.3.1 Защита кабельной линий гпп – тп-6

Линия питает две двухтрансформаторные подстанции (магистральная).

Основные параметры линии:

Тип кабеля: ААШв 3х95;

U_ном = 10 кВ;

L = 0,16 км;

I_ном = 55,1+88,1А.

2.3.1.1 Защита от междуфазных кз

Для защиты кабельной линии от междуфазных КЗ принимаем двухступенчатую защиту в виде ТО и МТЗ с независимой от тока КЗ выдержкой времени.

Схема соединения ТТ – неполная звезда, K_сх=1.

ТО. Токовую отсечку выполняем на реле РТ-40. Применяем трансформатор тока ТПЛ-10К, K_I = 300/5. Трансформатор тока TA соединяем в неполную звезду. При расчете учитываем коэффициент схемы k_сх = 1.

Ток срабатывания защиты и реле определяется по максимальному расчетному току из 2 условий:

1) Отстройка от максимального тока КЗ при повреждении за трансформатором (в данном случае выбирается наибольший ток по двум трансформаторам):

, (49)

где – ток срабатывания отсечки;

– коэффициент надежности отстройки (1,2-1,4), принимаем k_отс = 1,3;

– максимальный ток внешнего КЗ (на стороне ВН), определяемый при трехфазном КЗ на шинах НН за цеховым трансформатором.

;

2) Отстройка от броска тока намагничивания:

, (50)

где – ток срабатывания отсечки;

– коэффициент надежности отстройки (1,2-1,4);

– сумма номинальных токов трансформаторов (на стороне ВН).

.

Отстройка производится от максимального тока из 2 условий, следовательно,

. (51)

Ток срабатывания реле:

, (52)

где – ток срабатывания реле;

- коэффициент схемы;

- коэффициент трансформации трансформаторов тока.

.

Выбираем реле тока РТ-40/50 (параллельное соединение обмоток, II диапазон), I_уст = 30 А.

Фактическое значение тока срабатывания защиты:

. (53)

Коэффициент чувствительности защиты к минимальному току КЗ на выводах ВН трансформатора (I⁽²⁾_к):

. (54)

k_ч = 3,36 > 1,5, значит, выбранная защита удовлетворяет требованию чувствительности.

МТЗ. Отстройку производим от максимального рабочего тока нагрузки. Для линии, питающей двухтрансформаторные подстанцию, таковым будет ток в послеаварийном режиме, когда обе подстанции питаются по одной линии:

(55)

Ток срабатывания защиты:

,

где k_н = 1,25 – коэффициент надежности отстройки;

k_в = 0,8 – коэффициент возврата реле.

Ток срабатывания реле:

Выбираем реле тока РТ-40/6 (II диапазон), I_уст = 5,3 А.

Фактическое значение тока срабатывания защиты:

;

Коэффициент чувствительности защиты:

> 1,5 – защита удовлетворяет условию.

Выдержка времени МТЗ линии выбирается на ступень селективности больше времени срабатывания МТЗ трансформатора:

Выбираем реле времени РВ-124.