Изучение токовой отсечки радиальных линий и ознакомление с принципом действий токовой отсечки (Лабораторная работа № 13)

Лабораторная работа  № 13

Токовая отсечка

I. Цель работы. Изучение токовой отсечки радиальных линий  и ознакомление с принципом действий токовой отсечки, порядком расчета уставок и практическим осуществлением ее.

2. Краткая теория

     2.1. Расчет токовой отсечки на линиях и трансформаторах

1. Отсечка без выдержки времени.  По  условию селективности ток срабатывания отсечки выбирается  больше  максимального тока трехфазного КЗ при КЗ конце защищаемого участка:

                                                       (1)

Ток I⁽³⁾к.макс  определяется при максимальном  режиме  питающей системы (когда сопротивление системы минимально возможное). При расчетах следует принимать и минимально возможное  сопротивление  защищаемого трансформатора при крайнем положении его регулятора напряжения.

Значения коэффициента надежности Кн для токовых отсечек  без выдержки времени приведены в табл.1.

Коэффициент надежности Кн для токовых отсечек                          Таблица 1                               

Кроме условия (1), должна быть обеспечена отстройка  токовой отсечки от бросков тока намагничивания  силовых  трансформаторов. При расчете токовой отсечки для трансформатора по условию (1) одновременно выполняется и отстройка от броска тока  намагничивания этого трансформатора.

При расчете токовой отсечки для линии, по  которой  питается несколько трансформаторов,  необходимо  обеспечить  отстройку  от КЗ за каждым  из  трансформаторов  на  ответвлениях  (если  они имеются) и дополнительно проверить надежность  отстройки  токовой отсечки от бросков тока намагничивания всех трансформаторов, подключенных как к защищаемой линии, так и к предыдущим линиям:

                 ; А                                                   (2)

              , А                                                 (3)

где Sном.тр. - сумма номинальных мощностей всех  трансформаторов, питающихся по линии, КВ∙А;

Uн - среднее линейное напряжение линии, кВ

Для отсечек с мгновенными токовыми реле (типа РТ-40) и  промежуточными реле, общее  время  срабатывания  которых  получается примерно 0,1 с, допустима меньшая уставка, чем по условию (2):

                .                                                  (3)

Рис.1. Примеры графического определения зон действия  токовых отсечек: а - схема сети; б - определение зон  действия  мгновенных токовых отсечек линий W1 и W2; в -  определение  зон  действия отсечки с tс.о. = 0,4с. линии W1.

2. Чувствительность и зона действия токовых отсечек. Для токовых отсечек без выдержки времени, устанавливаемых  на  понижающих трансформаторах и  выполняющих  функции  основной  быстродействующей токовой защиты, чувствительность  определяется  по  току наиболее неблагоприятного вида повреждения, как правило, двухфазного КЗ, в месте установки отсечки в  минимальном,  но  реально возможном режиме работы энергосистемы. При этом  Кч  должен  быть около 2,0.

Для токовых отсечек без выдержки времени, устанавливаемых на линиях и выполняющих функции  дополнительных  защит,  коэффициент чувствительности должен быть не менее 1,2 при КЗ в месте  установки отсечки в наиболее благоприятном по  условию  чувствительности режиме.

Полезно определить расчетом и зону  действия  отсечки,  т.е. часть линии от места установки отсечки до той расчетной точки  на линии, где отсечка при КЗ работает с Кч=1. Зона действия отсечки тем больше, чем больше сопротивление защищаемой линии по сравнению с сопротивлением питающей энергосистемы.  При  максимальном режиме  работы  энергосистемы  зона  действия  отсечки   окажется меньше, чем при минимальном режиме.

Определение зон действия мгновенных отсечек линий W1 и  W2, отстроенных от КЗ в конце соответствующей  линии,  показано  на рис.1. Графическое определение зон действия отсечек менее  точно, чем аналитическое, но значительно более наглядно. Для  графического определения должна быть построена кривая измерения  тока, протекающего через защиту при перемещении точки трехфазного КЗ по линии (кривая спада тока КЗ) в  нормальном  режиме  питающей энергосистемы. Кривая может быть достаточно  точно  построена  по трем точкам КЗ: в начале, в середине и в конце  защищаемой  линии. Зона действия отсечки определяется абсциссой точки пересечения кривой спада тока и ординаты, соответствующей выбранному  току срабатывания отсечки. На рис.1,б показано определение зон действия отсечки с временем срабатывания tс.з. = 0,4 с. на  линии  W1:

для тока I'с.з, выбранного по условию отстройки от КЗ за  трансформатором Т, и для тока I"с.з, согласованного с током срабатывания мгновенной отсечки на линии W2. Принимается больший из  токов срабатывания (I"с.з), но и при этом токе зона действия отсечки с tс.з = 0,4 с. значительно  возрастает  по  сравнению  с  зоной мгновенной отсечки (рис.1,б).

Чувствительность отсечек без выдержки времени на блоках  линия-трансформатор или на токопроводах с реактированными ответвлениями проверяется при двухфазном КЗ в конце линии или в  наиболее удаленной точке токопровода. Если Кч > 1,5, то  отсечка  считается основной быстродействующей защитой линии или  токопровода.

Недостатком токовых отсечек является зависимость значения коэффициента чувствительности и длины защищаемой зоны от  режима работы питающей энергосистемы.

2.2. Расширение защищаемой зоны токовой отсечки. Защита со ступенчатой характеристикой выдержки времени

Основным недостатком токовой отсечки без  выдержки  времени, является то, что она защищает только часть линии. Защищаемую  зону можно будет расширить путем создания у токовой