Расчет уставок релейной защиты. Расчёт уставок МТЗ и ТО отходящих линий 10 кВ

1.5. Расчёт уставок релейной защиты.

Уставки по току МТЗ должны обеспечивать:

·  Несрабатывание защиты на отключение при послеаварийных перегрузках;

·  Согласование действия по току и по времени с защитами питающих («последующих») и отходящих («предыдущих») элементов;

·  Необходимую чувствительность при всех видах КЗ в основной зоне и в зоне резервирования.

Для отстройки от самозапуска электродвигателей нагрузки ток срабатывания защиты (МТЗ) выбирается по выражению (26) [3, с.81]:

                                                                    (1.5.1.)

где

     Кн - коэффициент надёжности (отстройки), учитывающий погрешность реле и необходимый запас, неточности расчёта и др. и принимается равным 1,1¸1,2 [5, с.117];

     Кв - коэффициент возврата реле, представляющий собой отношение тока возврата максимального реле к его току срабатывания, равный примерно 0,96¸0,98 для микропроцессорных устройств (МТЗ-610 Л.);

Ксзп - коэффициент самозапуска, представляющий собой отношение тока при самозапуске электродвигателей к предаварийному рабочему току; значение его зависит от вида нагрузки и может колебаться в очень широких пределах от 1 до 4;

Iрабmax – максимальное значение рабочего тока (тока нагрузки) защищаемого участка

Время срабатывания защиты tсзвыбирается из следующих условий:

·  Обеспечения термической стойкости трансформатора, для чего tсз не должно превышать допустимых значений;

·  Обеспечения селективности по отношению к защитам предыдущих и последующих элементов.

По условию селективности для защит с независимыми характеристиками время срабатывания последующей защиты определяется по условию (29) [3, с.85]:

                                                   (1.5.2.)

где

tсз2пред – время срабатывания предыдущей защиты 2;

Dt – ступень селективности, значение которой для микропроцессорных устройств принимается равной 0,3.

Чувствительность МТЗ характеризуется коэффициентом чувствительности Кч, который определяется как отношение минимального двухфазного КЗ в конце защищаемой зоны к току срабатывания защиты.

                                                                              (1.5.3.)

Согласно [2, с.267] Кч должен быть не менее 1,5.

Ток срабатывания токовой отсечки (ТО) определяем по выражению:

                                  ;                                (1.5.4.)

где

          Кн – коэффициент надёжности (1,2-1,3);

I⁽³⁾кmaxкл – трёхфазный ток КЗ в конце защищаемой зоны.

Коэффициент чувствительности ТО определяется по выражению:

                                                                                 (1.5.5.)

где

I⁽²⁾кmin – минимальный двухфазный ток КЗ в начале защищаемой зоны;

Iс.о. – ток срабатывания ТО.

Допускается проверка Кч по трёхфазному току КЗ.

1.5.1. Расчёт уставок МТЗ и ТО отходящих линий 10 кВ

Приведём пример расчёта уставок КЛ- №401

По данным Городского РЭС КЛ-№401 питает в нормальном режиме три ТП, ТП-1 мощностью 250 кВА ,ТП-2 мощностью 2x250 кВА и

     ТП-3 мощностью 160 кВА.

Максимальный рабочий ток линии определяем по выражению:

где

åS – сумма мощностей установленных ТП;

Uср – среднее напряжение (10,5 кВ).

Определяем ток срабатывания защиты (МТЗ):

Принимаем Кн = 1,1; Ксзп = 2,5; Кв = 0,96;

Определяем коэффициент чувствительности в основной зоне:

Согласно таблице 1.2.2. двухфазный ток КЗ в конце линии равен 3687.55 А.

Коэффициент чувствительности удовлетворяет заданным требованиям.

Время срабатывания защиты линии принимаем :

tсз = 0,2 с.

Определяем ток срабатывания ТО:

где

I⁽³⁾кmax – максимальное значение тока трёхфазного КЗ;

Кн =1,2 – коэффициент надёжности;

Определяем коэффициент чувствительности:

Коэффициент чувствительности удовлетворяет заданным условиям.

Для остальных отходящих линий 10 кВ, ток срабатывания защит и коэффициент чувствительности определяется аналогично.

Данные расчёта уставок защит  представлены в виде таблицы 1.5.1.

      Таблица  1.5.1. - Расчет уставок отходящих линий

Присоединение	Iрабmax, А	Iс.з,мтз, А	Кч,мтз	tсз, с	Iс.з,то, А	Кч,то
КЛ-№401	50	143,23	25,75	0,2	800	4,61
КЛ-№402	115	329,43	10,66	0,2	800	4,39
КЛ-№403	95	272,14	15,29	0,2	800	5,20
КЛ-№404	44	126,04	16,86	0,2	800	2,66
КЛ-№405	77	220,57	17,78	0,2	800	4,90
КЛ-№408	45	128,91	31,38	0,2	800	5,06
КЛ-№409	198	567,19	7,70	0,2	800	5,46
КЛ- №410	98	280,73	15,29	0,2	800	5,37
КЛ-№411	55	157,55	27,59	0,2	800	5,43

1.5.2. Расчёт уставок МТЗ секционного выключателя

Максимальный рабочий ток через СВ может быть равен сумме токов первой или второй секций шин 10 кВ.

åI на 1с.ш. = 390 А;

åI на 2 с.ш. = 396 А;

Принимаем Iрабmaxсв = 396 А.

Ток срабатывания МТЗ определяем по выражению:

где

          Кн = 1,1;

          Ксзп =1,8;

          Кв = 0,96;

По условию согласования с защитами отходящих линий:

Наибольший ток срабатывания имеет линия № 409

Iсз = 567,19 А. Ток срабатывания МТЗ СВ выбираем по условию:

Принимаем Iсзсв =808 А;

Время срабатывания защиты выбираем по условию:

Коэффициент чувствительности МТЗ СВ в основной зоне:

где

I⁽²⁾кmin – минимальный ток двухфазного КЗ на шинах 10 кВ подстанции.

Коэффициент чувствительности МТЗ СВ в зоне резервирования:

Наименьший ток двухфазного КЗ в конце линии имеет КЛ- № 404

I⁽²⁾кmin = 2125,28 А;

Защита СВ обеспечивает дальнее резервирование.

Результаты расчетов представлены в таблице 1.5.2.