Релейная защита и автоматика исследуемого участка сети (микропроцессорные комплекты защит типа Micom Р111)

8 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА

ИССЛЕДУЕМОГО УЧАСТКА СЕТИ

Назначение релейной защиты и автоматики заключается в постоянном контроле за работой систем электроснабжения, обнаружении повреждённых участков и их быстром отключении, либо информировании персонала о повреждении или ненормальном режиме. Большинство повреждений в системах электроснабжения приводят к коротким замыканиям.

Основными причинами коротких замыканий являются нарушение изоляции токоведущих частей, вызванные старением, неудовлетворительным состоянием, перенапряжением, механическим повреждением, повреждением опор линий электропередач, проводов из-за гололёда, ветра, ошибки персонала при работе с электрооборудованием.

На рис. 8.1 представлен исследуемый участок сети. Необходимо выбрать предохранители для защиты силовых трансформаторов и рассчитать максимальную токовую защиту на кабельных линиях.

С целью повышения надёжности электроснабжения в качестве логических элементов защит применим микропроцессорные комплекты защит типа Micom Р111 производства фирмы Alstom.

Данное устройство применяется:

–  в промышленных электрических сетях 0,4-10 кВ;

–  в распределительных электрических сетях 0,4-10 кВ;

–  на подстанциях среднего и низкого напряжения;

–  на трансформаторах среднего и низкого напряжения.

Устройство Micom Р111 обеспечивает: двухступенчатую защиту от междуфазных коротких замыканий с независимой выдержкой времени; ускорение максимальной токовой защиты при включении; дистанционное управление; контроль положения выключателя; однократное АПВ; сигнализацию замыкания на землю.

Прибор обеспечивает измерение действующих значений фазных токов. Передача информации обеспечивается через порт RS485 – для подключения локальной сети связи. По сети передаётся информация об отключении обеими ступенями МТЗ, о работе АПВ, положение выключателя, обеспечивается управление выходными реле, передаются результаты измерения тока нагрузки одной фазы с повышенной точностью, ток короткого замыкания или сигнализация.

Для защиты от междуфазных коротких замыканий предусмотрены уставки:

–  первая ступень уставки по току – 0,5…15 А с шагом 0,25…0,5 А; выдержка времени составляет 0…3,2 с с шагом 0,1 с;

–  вторая ступень уставки по току – 10…100 А с шагом 1…2 А; выдержка времени составляет 0…1 с с шагом 0,05 с.

Максимальная токовая защита линий (МТЗ) получила наибольшее распространение в радиальных сетях с одним источником питания. Селективность МТЗ обеспечивается соответствующим выбором тока и времени срабатывания. В радиальной сети с односторонним питанием защита устанавливается на каждой линии. Уставки по току МТЗ должны обеспечивать несрабатывание защиты на отключение защищаемой линии при послеаварийных перегрузках, согласование действия по току и времени с защитами питающих и отходящих элементов и необходимую чувствительность при всех видах короткого замыкания в основной защищаемой зоне и в зоне резервирования.

Первичный ток срабатывания МТЗ должен быть отстроен от токов самозапуска полностью заторможенных электродвигателей и другой нагрузки при включении защищаемого элемента после ликвидации короткого замыкания. Кроме того, защиты не должны приходить в действие при максимально возможном рабочем токе нагрузки. Исходя из этих условий, первичный ток срабатывания защиты в симметричном нормальном режиме вычисляется по формуле, [14]:

,                                                                                                     (8.1)

где k_н – коэффициент надёжности, обеспечивающий надёжное несрабатывание (отстройку) защиты путём учёта погрешности реле с необходимым запасом; принимается равным 1,1…1,2;

k_сзп – коэффициент самозапуска, может приниматься в пределах 1,5…2,5;

k_в – коэффициент возврата реле, для микропроцессорных реле принимается равным 0,96;

I_{раб.макс} – максимальный рабочий ток защищаемого элемента, А.

С учётом токов нагрузки условие согласования чувствительности для последующей максимальной токовой защиты имеет вид, [14]:

,                                                                                                     (8.2)

где k_н.с – коэффициент надёжности согласования, принимаем равным 1,1…1,2, [14], табл. 1-1;

k_р – коэффициент токораспределения, при одном источнике питания равен 1;

 – наибольшее из произведений числа (n) параллельно работающих элементов (предыдущих) и тока срабатывания их защит;

 – геометрическая сумма максимальных рабочих токов всех предыдущих элементов, за исключением тех, с защитами которых производится согласование.

Ток срабатывания реле вычисляется по следующей формуле, [14]:

,                                                                                                     (8.3)

где k_сх – коэффициент схемы, при соединении трансформаторов тока в полную или неполную звезду равен 1;

n_ТТ – коэффициент трансформации трансформатора тока; первичный ток трансформатора тока принимается большим, чем максимально возможный рабочий ток защищаемого элемента, вторичный ток – нормированное значение 5 А.

Коэффициент чувствительности определяют при минимальных токах двухфазного короткого замыкания по формуле, [14]:

,                                                                                                     (8.4)

где  – периодическая составляющая при расчётном внешнем трёхфазном металлическом коротком замыкании в минимальном режиме, значения приведены в табл. 7.1.