Назначение устройств релейной защиты и предъявляемые к ним требования, страница 40

Величина тока в месте повреждения составляет единицы Ампер, однако при величине тока в месте повреждения I⁽¹⁾_з ³ 5 А горит дуга, которая оплавляет сталь статора. Выделение такого тока при I_{ном г} в несколько тысяч Ампер и обеспечение на выходе фильтра мощности, достаточной для срабатывания реле тока, является трудной технической задачей. 

Однотрансформаторные фильтры, которые применяются на кабельных линиях, не могут обеспечить мощность на выходе,  достаточную для срабатывания реле при первичном токе замыкания на землю, равном 4 – 5 А. По этой  причине применяется фильтр тока нулевой последовательности специального исполнения - с подмагничиванием сердечника переменным током, которое увеличивает эффективное сопротивление ветви намагничивания и, как следствие, - выходную мощность.

ФТНП с подмагничиванием выпускается в двух исполнениях - кабельном и шинном. Для исключения влияния напряжения подмагничи-вания на ток в реле две одинаковых обмотки подмагничивания, соединенные встречно,  раз-мещаются на разных сердечниках прямоугольной (шинный вариант - ТНПШ) или тороидальной (кабельный вариант - ТНП) формы. Подмагничивание сердечников осуществляется одним из междуфазных напряжений, которые при К⁽¹⁾_з остаются неизменными.  Две вторичные обмотки ТНПШ выполняются общими для обоих сердечников и соединяются параллельно - согласно. У ТНП две вторичных обмотки, размещенные на разных  сердечниках, соединены последовательно. ФТНП размещается непосредственно у выводов СГ, поэтому часть токопровода между фильтром и выключателем в зону защиты не входит.

Предусматривается две ступени защиты - от однофазных (чувствительная - КА2) и от двойных замыканий на землю, когда одна точка пробоя находится в зоне действия защиты, а другая - вне ее (грубая - КА1) (рис. 5-18).   При внешних междуфазных КЗ в защите с ТНПШ предусматривается блокировка чувствительной ступени c помощью реле KL1, срабатывающего при действии пусковых органов резервной защиты СГ (КА3 - КА5). Это необходимо для предотвращения срабатывания защиты от большого тока небаланса (I_нб).  При двойных замыканиях на землю чувствительная защиты ступень блокируется резервной защитой СГ. Наличие грубой ступени дает возможность дифференциальную защиту выполнять двухфазной.

Для каждого типа фильтра и реле завод - изготовитель дает минимальный первичный ток нулевой последовательности (3I₀), при  котором реле КА2 срабатывает (I_{сз мин}). Расчетным по условию обеспечения селективности защиты является одновременное внешнее КЗ между двумя фазами и замыкание на землю на третьей фазе (например, К⁽²⁾_ВС  и К⁽¹⁾_зА), когда в месте подключения защиты протекает емкостный ток СГ и ток небаланса фильтра, обусловленный несимметричным расположением первичных обмоток относительно вторичной:

                          к_отс

I_{сз расч}   =  ¾¾¾ (3 к_пер I_0СГ  +  I_{нб расч}),              (5-16)

                 к_в

где к_пер > 1 - учитывает увеличение емкостного тока в переходном режиме;  I_{нб расч} - расчетный ток небаланса фильтра, обусловленный несимметричным расположением обмоток; при наличии блокировки определяется при первичном токе, равном току срабатывания реле КА3 - КА5.

Из двух  значений тока срабатывания (I_{сз мин} и I_{сз расч}) принимается большее. Если ток срабатывания больше 5А, необходимо принять меры к его снижению (например, вместо обычного реле применить более чувствительное РТЗ 50 с усилителем мощности).

Выдержка времени (1 - 2) с необходима для отстройки от переходных емкостных токов при внешних замыканиях на землю.

Защита действует на отключение выключателя СГ и на автомат гашения поля (АГП).

Ток срабатывания грубого реле КА1 принимается равным 100 А.                  

Защита имеет мертвую зону (a_х), величина которой в общем случае определяется соотношением тока срабатывания защиты и максимального значения емкостного тока в месте подключения защиты. Наибольшее значение мертвой зоны имеет место в наиболее неблагоприятном случае, когда ток небаланса направлен в сторону, обратную току в защите. При замыкании на границе мертвой зоны разность указанных токов равна току срабатывания чувствительной ступени: