3.2 Максимальний струмовий захист повітряних ліній 35 кВ

Вибір уставок МСЗ із залежною витримкою часу. Селективне відстроювання захистів за часом передбачає створення в захистів витримок часу, тим більших, чим ближче розташовані захисти до джерела живлення.

Час спрацьовування захисту на розрахунковій ділянці визначається згідно ступінчастого принципу за виразом:

, (3.7)

де - максимальний час спрацьовування попереднього захисту, с;

- ступінь витримки часу, яка необхідна для селективності дії захисту, с.

Величина ступені t залежить від похибки реле захисту і може бути прийнята t =0,3 с для мікропроцесорних пристроїв УЗА-10 і t = 0,4 с для пристроїв УЗА-АТ. Для мікропроцесорного захисту закордонних фірм при витримці часу менше 1,0 с t = 0,2 с; для електромеханічних реле непрямої дії t =0,5...0,6 с, реле прямої дії t = 0,7…1,0 с.

Селективність дії захисту для мікропроцесорних пристроїв визначається характеристиками, які описуються у математичній формі:

, (3.8)

де t - теоретичний час спрацювання, с;

t_y - уставка часу спрацьовування, с;

I - вхідний струм пристрою, А;

I_y - уставка струму спрацьовування, А;

k - коефіцієнт, який залежить від відношення .

Для характеристик, які використовуються для узгодження захисту з використанням мікропроцесорних реле k = 10; електромеханічних – k = 0,3336; для узгодження із запобіжниками k =0,6667 [1].

3.3 Струмова відсічка на повітряних лініях 6 – 10 кВ

Струмова відсічка (ВС) - захист, який відстроєний від зовнішніх струмів короткого замикання [1] є першим ступенем захисту і працює, звичайно, без витримки часу. Принципова відмінність струмової відсічки від максимального струмового захисту полягає у тому, що його відстроюють не від робочих струмів, а від струмів короткого замикання при зовнішньому к. з.. Для забезпечення селективності, ВС відстроюється від струму короткого замикання наприкінці лінії (к. з. за трансформатором). За принципом дії струмова відсічка використовує зменшення величини струму при віддаленні точки к. з. від джерела живлення. Таким чином, захист лінії виконується двохступінчастим: максимальний струмовий захист і струмова відсічка.

Розрахунок струмової відсічки

Струмова відсічка без витримки часу відстроюється за струмом від коротких замикань на суміжних приєднаннях: лініях, трансформаторах.

Селективність дії захисту досягається шляхом обмеження зони її дії, при цьому струм спрацьовування відсічки вибирається з наступних умов:

- відстроювання від максимального струму к. з. наприкінці лінії, що захищається:

, (3.9)

де - струм спрацювання відсічки, А;

- коефіцієнт надійності (визначається із таблиці 6.3);

- максимальний струм трифазного к. з. у точці підключення найближчого трансформатора (10/0,4 або 35/10 кВ), А.

Визначення струмів короткого замикання при ушкодженні в кінці лінії, що захищається, виконується для роботи системи в максимальному режимі, при якому електричний опір системи є мінімальним.

При розрахунках струмової відсічки лінії, від якої отримують живлення декілька трансформаторів, необхідно забезпечити умови відстроювання від кидків струмів намагнічування за виразом:

, (3.10)

де - коефіцієнт відстроювання (вибирається із таблиці);

- номінальна потужність трансформатора, кВ·А;

- номінальна напруга мережі живлення, у місці підключення трансформатора,кВ.

Струм спрацьовування реле відсічки визначається за виразом:

, (3.11)

де _. – найбільше із значень, отриманих за виразами (3.9) і (3.10).

При використанні індукційних реле (РТ80…РТ90) додатково визначається кратність струму спрацьовування відсічки відносно струму уставки індукційного елемента за виразом:

, (3.12)

де I_у – струм уставки індукційного елемента, А.

Чутливість відсічки визначається за струмом короткого замикання в місці установки захисту за виразом:

, (3.13)

де - струм к. з. у місці установки захисту в найбільш сприятливому за умовами чутливості режимі, А;

– максимальне значення коефіцієнта схеми.

Для струмової відсічки привабливішою є схема неповної зірки з коефіцієнтом = 1, яка не залежить від виду к. з.

У відповідності з правилами улаштування електроустановок чутливість додаткових захистів повітряних ліній повинна бути , з ефективністю дії не менше 15…20% довжини лінії.

Перевірка дешунтування. У якості автономного захисту без використання додаткового джерела оперативного струму в розподільчих мережах широко використовуються схеми з дешунтуванням. Вони виконуються на електромеханічних реле з потужними контактами, які дозволяють дешунтувати великі струми, що протікають при коротких замиканнях. Модифікації мікроелектронних реле (УЗА-10 і УЗА-АТ) також оснащені схемами дешунтування [1]. Схема захисту з дешунтуванням котушки реле показана на рисунку 3.2.

При виборі уставок захисту, який виконується зі схемою дешунтування, необхідно перевірити надійність його роботи. Для надійної дії електромагніту відключення YAT після дешунтування необхідно, щоб струм спрацювання I_с.з. максимального захисту був більшим, ніж струм спрацьовування YAT. При цьому додатково враховується збільшена похибка за струмом трансформатора струму після дешунтування YAT, що може виникнути в зв'язку з різким збільшенням опору його вторинного навантаження за рахунок опору YAT. При цьому зростає похибка трансформатора струму.

Умовою забезпечення дешунтування є вимога, щоб після спрацьовування захисту струм через електромагніт був достатній для відключення вимикача:

, (3.14)

де - коефіцієнт надійності, =1,2-1,4;

- струм спрацьовування електромагніта відключення, A;

- струм намагнічування трансформатора струму після дешунтування, А. Первинний струм спрацьовування захисту дорівнює:

(3.15)

Якщо повна похибка трансформаторів струму у режимі після дешунтування не перевищує 10%, то у виразах (3.14), (3.15) приймається . При використанні стандартних електромагнітів відключення, у яких А, струм спрацьовування основних реле захисту повинен дорівнювати І_с.з. = 6,6 А. При використанні спеціальних електромагнітів відключення зі струмом спрацьовування А; І_с.з. = 4,5 А. Ці умови виконуються при установці зовнішніх трансформаторів струмів, у яких при кратності струму k_i = 1,2...1,4 допустиме вторинне навантаження перевищує 4 Ом.

Додатково необхідно перевірити, щоб максимальний вторинний струм при к. з. у місці установки захисту не перевищував допустимого значення струму, який дешунтується контактами реле.

Для реле РТ-85, РП-341, УЗА-10, УЗА-АТ максимально допустимий струм спрацювання дорівнює 150 А (30 Iн) [1, 3].

КА - реле зі спеціальними посиленими контактами; ТА - трансформатор струму,

YAT- електромагніт відключення, Q - вимикач високовольтний з електромагнітним приводом.

Рисунок 3.2 - Схема з дешунтуванням котушки відключення вимикача:

Струм к. з. у місці встановлення визначається за виразом:

(3.16)

Формула (3.16) не враховує похибки трансформатора струму.