Схемы и методы поверки максимальной токовой защиты отходящей линии (Лабораторная работа № 10)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10

Максимальная токовая защита

1. Цель работы. Ознакомление с условиями  расчета,  основными схемами и методами поверки максимальной токовой защиты (МТЗ)  отходящей линии, выполненной на постоянном оперативном токе.

2. Краткая теория

2.1.Основные условия расчета МТЗ линий

Защита от КЗ линий  напряжением  6  и  10  кВ  распределительных сетей осуществляется  преимущественно  с  помощью  максимальных токовых защит. В соответствии с применяемыми типами реле  МТЗ  могут  иметь независимое от тока время срабатывания (реле тока типа РТ-40  или РСТ и реле времени типа РВ или РВМ) или зависимое от  тока  время срабатывания (реле тока типов РТ-80, цифровые реле).  Цифровые реле  имеют зависимую характеристику t = f(Ip) (рис.1,а), причем  переход  на независимую часть характеристики происходит у разных  типов  реле при различных кратностях тока Ip по отношению к  току  срабатывания реле Iср Более пологие характеристики  позволяют лучше обеспечить селективность защиты с плавкими предохранителями и автоматами. Более крутые характеристики  позволяют  наилучшим образом произвести согласование  с  независимыми  защитами питающих элементов.

а)                                                                 б)

Рис.1. Зависимые (а) и независимая (б) от тока характеристики  срабатывания максимальной  токовой  защиты.

Расчет уставок МТЗ с  независимой  характеристикой заключается в  выборе  тока  срабатывания  защиты (первичного), тока срабатывания реле (для принятой схемы защиты и типа реле), времени срабатывания защиты. Для защиты с зависимой характеристикой  расчет уставок МТЗ состоит в выборе характеристики срабатывания токовых реле.

А. Выбор тока срабатывания

Уставки по току МТЗ должны обеспечивать:

1. Несрабатывание защиты на отключение защищаемой линии при  послеаварийных перегрузках.

Для того чтобы обеспечить это  условие,  следует  рассмотреть все возможные послеаварийные режимы:

а. Отключение с выдержкой времени близкого трехфазного  КЗ на отходящем элементе (рис.2). В момент  КЗ одновременно  срабатывают токовые реле защит АК2 и АК1, но из-за  разного  времени  действия прежде срабатывает защита АК2. Ток, проходящий через защиту АК1 после отключения КЗ, может оказаться значительно  большим,  чем перед аварией. Это объясняется тем, что двигатели нагрузки Н подстанции 2, затормозившиеся или остановившиеся во  время  снижения напряжения при КЗ, начинают  запускаться  после  восстановления напряжения. Такой процесс называется самозапуском, а коэффициент, показывающий, во сколько раз при этом может  увеличиться  рабочий ток питающего элемента, называется коэффициентом  самозапуска (К_СЗП). Процесс  самозапуска  может продолжаться 10-15 с., и поэтому  целесообразно  обеспечивать несрабатывание защиты  АК1  путем увеличения ее времени действия. Несрабатывание МТЗ на  отключение  достигается  выбором  тока возврата токовых реле, большим, чем наибольший ток в режиме самозапуска. Обозначив  отношение тока возврата к току срабатывания реле коэффициентом  возврата  К_В  получаем  выражение  для  выбора тока срабатывания I_CЗМТЗ:                                                               

,                                           (1)

где К_Н - коэффициент надежности, обеспечивающий надежное  несрабатывание (отстройку) защиты путем учета погрешности реле с необходимым запасом, в зависимости от типа  реле  принимается  равным:

При реле РТ-40, РСТ, РТ-80  К_Н = 1,1…1,2; при реле  РТВ   К_Н = 1,2…1,4.  

К_В  - коэффициент возврата реле, в зависимости от типа реле принимается  равным: при реле РТ-40, РТ-80  К_В = 0,8 при реле РСН К_В = 0.9;

при реле РТВ К_В = 0,6…0,7. 

К_СЗП - коэффициент самозапуска, значение которого зависит от вида нагрузки и  ее  параметров,  от схемы и параметров питающей сети.

I_{РАБ МАКС}  -  максимальный  рабочий ток (ток нагрузки) защищаемого элемента, значение которого  определяется в конкретных условиях в зависимости от вида  защищаемого объекта (ВЛ, КЛ, трансформатор и т.п.) и  возможных  режимов  его работы.

Рис.2. Схема сети с односторонним питанием и одиночными линиями. АК1 и АК2 - защиты линий, Н – нагрузка

Рис.3. Схема сети с одним источником питания и параллельными линиями.        АК1 и АК2 -  ненаправленные защиты линий; АК3 и АК4 - направленные защиты линий; Н - нагрузка.

б. Восстановление питания действием АПВ или АВР после бестоковой паузы. При восстановлении напряжения после  перерыва  питания (бестоковой паузы), например подстанции 1 (рис.3) по линии W1  за счет самозапуска нагрузки Н и нагрузки линии