Устройство защиты типа ЗТ- 0,4У2 для автоматического отключения линий 0,4 кВ при однофазных и междуфазных коротких замыканиях

5.Устройство защиты типа ЗТ- 0,4У2

Устройство защиты типа ЗТ- 0,4У2 предназначено для автоматического отключения линий 0,4 кВ при однофазных и междуфазных к.з. Устройство выполнено в виде приставки к автоматическому выключателю и может быть использовано при работе с выключателями серий А3100, А3700 и АЕ3600, снабженными независимыми расцепителями на напряжение 36 В переменного тока. Устройство ЗТ- 0,4У2 устанавливается в шкафу низкого напряжения КТП 10/0,4 кВ.

Цепь формирования отключающего сигнала при междуфазных к.з. (цепь прямой последовательности) состоит из трансформаторов тока ТА1, ТА2 и выпрямительного моста VS1, нагрузкой которого являются резисторы R1, R2 или R3.

Схема соединения трансформаторов тока с выпрямителем обеспечивает одинаковую чувствительность защиты ко всем видам междуфазных повреждений и независимость выдержки времени от сочетания замкнувшихся фаз. Цепь формирования отключающего сигнала при однофазных к.з.(цепь нулевой последовательности) состоит из трансформатора тока нулевой последовательности ТА3, охватывающего три фазных провода контролируемой цепи. Трансформатор тока ТА3 подключается к нагрузке R4, R5 или R6, откуда напряжение подается на выпрямитель VS1, являющийся одним из входов диодной схемы ИЛИ. Второй вход выполнен на диоде VD11. Наличие элемента ИЛИ обеспечивает независимость регулировки уставок в обеих цепях защиты. Выдержка времени на срабатывание защиты создается интегрирующей цепью, состоящей из конденсатора С и резисторов R7- R9. Ступенчатая регулировка уставок защиты по времени обеспечивается шунтированием резистора R9. При наличии на конденсаторе С напряжения, превышающего значение напряжения срабатывания порогового элемента, которым является неоновая лампа HV, последняя загорается. При этом в управляющей цепи проходит ток, который определяется резистором R10. Тиристор VS открывается и по его цепи конденсатор С разряжается на обмотку дистанционного расцепителя автоматического выключателя, вызывая его отключение.

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя отстраивается от тока трехфазного к.з. в точке установки аппарата защиты ближайшего из потребителей. Поэтому зона чувствительности электромагнитного расцепителя, действующего на отключение выключателя без выдержки времени, охватывает некоторый участок линии. Наибольшую длину этот участок линии для трехфазных замыканий и наименьшую - для однофазных замыканий на нулевой провод. При замыкании одного из фазных проводов линии непосредственно на землю чувствительность защиты определяется сопротивлением петли фазный - нулевой провод линии. Ввиду значительных переходных сопротивлений грунтов при этих видах повреждений защита, как правило, оказывается нечувствительной.

Применение фильтра токов нулевой последовательности обеспечивает возможность срабатывания защиты при обрыве одного или двух фазных проводов в случае, если возникший при этом ток нулевой последовательности достаточен для срабатывания защиты. При двухфазных замыканиях с землей отключающий импульс может проходить как по цепи нулевой последовательности, так и по цепи прямой последовательности. Аналогичным образом может формироваться отключающий импульс и при близких однофазных к.з. при повреждениях на одном из фазных проводов, где установлен трансформатор тока ТА1 или ТА2.

Уставки защиты по току и по времени регулируется ступенчато. Возможные уставки защиты приведены в таблице 5.1.     

Таблица 5.1

Рабочие уставки защиты ЗТ-0,4У2

Уставки по времени соответствуют минимальному времени срабатывания при пятикратном токе по отношению к току срабатывания. Максимальная погрешность по току срабатывания защиты не более +/-15% тока уставки. Максимальная погрешность выдержки времени защиты не более +/-35% значения уставки по времени в диапазоне температур окружающей среды +/- 40 С. Масса устройства 1,6 кг.

Конструктивно защита выполнена в виде приставки к выключателю и размещена в пылезащищенном пластмассовом корпусе. В корпусе предусматривается три сквозных отверстия для пропуска фазных проводов защищаемой линии. Приставка устанавливается на линии 0,4 кВ подстанции рядом с выключателем, на который она действует. Ток срабатывания электромагнитного расцепителя (токовой отсечки I_отс) выбирается по условию отстройки с коэффициентом запаса 1,25 от тока трехфазного к.з. в точке установки ближайшего аппарата защиты потребителя I⁽³⁾_к и равен:

I_отс=1.25 I⁽³⁾_к                                                      (5.1)

В качестве действительного значения тока срабатывания I_отс принимается ближайшее большее паспортное значение тока по отношению к расчетному или ток электромагнитного расцепителя выключателя. Возможность выполнения отсечки проверяется по условию обеспечению коэффициента чувствительности не менее 1,1 к току двухфазного к.з. в точке установки защиты. Этот ток принимается равным току двухфазного к.з. на выводах 0,4 кВ трансформатора и равен:

                                                 (5.2)

или

                                                 (5.3)  

       Это условие обычно выполняется, если сопротивление фазного провода линии на участке от КТП до ближайшего аппарата защиты составляет не менее половины сопротивления трансформатора.

Уставка МТЗ (ток срабатывания защиты) от междуфазных к.з. определяется выражением:

                                           (5.4)

где:

        k_н – коэффициент надежности, равный 1,25;

        k_с – коэффициент смозапуска, учитывающий увеличение тока нагрузки при самозапуске.

При мощности наиболее крупного потребителя менее половины общей нагрузки линии согласование защиты от междуфазных к.з. с защитой потребителя обеспечивается, и проверка селективности не требуется. Если мощность наиболее крупного потребителя превышает половину общей нагрузки линии, необходимо в случае отсутствия у потребителя отсечки мгновенного действия проводить проверку селективности путем согласования токовых характеристик времени срабатывания защит. При необходимости загрубления защиты от междуфазных к.з. по условию согласования с защитой потребителя следует проверить селективность  при большей уставке времени, а при невозможности обеспечения селективности указанным путем необходимо увеличивать ток срабатывания защиты.

Проверка чувствительности защиты от междуфазных к.з. осуществляется по выражению:

                                                         (5.5)

где:

        k_ч – коэффициент чувствительности;

        I⁽²⁾_к – ток двухфазного к.з. в наиболее удаленной точке защищаемой линии;

        I_с,зо – уставка МТЗ нулевой последовательности.

Селективность МТЗ нулевой последовательности с защитами потребителей проверяется путем сравнения токовых характеристик времени срабатывания этих защит.