Релейная защита линий напряжением 6-35 кВ. Выбор характеристик и расчет уставок ступенчатых токовых защит от междуфазных коротких замыканий

Данная ОЗТ характеристика заложена в цифровом реле типа БМРЗ как аналог реле РТ-80. Расчетная точка «а» кривой 1 соответствует току КЗ  Для данной точки кратность тока  следовательно, от точки «а» проводится вправо горизонтальная прямая на уровне . Дальнейшее построение кривой 1 будет показано на примере кривой 2'.

Для построения кривой последующей цифровой защиты АК2 определяется расчетная точка «в» с координатами I_«в» = I_К2 = 6 кА и t_«в» = t_с.з1 + t = 0,5 + 0,3 = 0,8. Кратность тока КЗ в расчетной точке «в»:  Если бы на ГПП использовалось цифровое реле типа БМРЗ, то для защиты АК2 целесообразно применить ОЗТ характеристику, аналогичную реле РТ-80. Тогда указанную выше формулу перепишем:

                    

Таким образом, уставка на реле БМРЗ  Определим время срабатывания  при произвольных значениях кратности :

                             

                              

                               

                               

                         

На рис. 7.8 пунктирной линией показана кривая 2' – аналог реле РТ-80.

Однако по условию задачи на ГПП применяется цифровое реле типа SPAC или Sepam 2000, у которых не имеется аналога реле РТ-80. Поэтому для защиты АК2 применяем нормальную ОЗТ характеристику по стандарту МЭК в соответствии с выражением

                                      ,                               (7.8)

где  – временной коэффициент (уставка по времени на ЦР); – кратность тока КЗ относительно тока срабатывания защиты.

Из выражения (7.8) следует:

                                                                      (7.9)

В начале по выражению (7.9) определяется коэффициент времени при t_«в» = 0,8 c:

                 

Затем по выражению (7.8) определяется  для различных кратностей тока КЗ:

                                     

                                        

                                        

                                       

                                   

На рис. 7.8 построена «нормальная» ОЗТ характеристика защиты АК2 (кривая 2). Кривая 2 хуже согласовывается с кривой 1, чем кривая 2'.

Последняя защита АК3 (защита ввода или секционного выключателя ГПП) по условию задачи выполнена с независимой от тока (НЗТ) характеристикой срабатывания и имеет уставку по току  Для определения времени срабатывания защиты АК3 на карте селективности строится кривая 3 с координатами расчетной точки «с»: I_«с» = I_с.з3 = 3 кА; t_«с» = t_с.з2 = Δt.

Определим время срабатывания защиты АК2 при токе КЗ, равном 3 кА:

                                          

                             

Приняв  получим уставку по времени защиты АК3:

                                         

При меньшем значении тока срабатывания, например,  время срабатывания защиты АК3 пришлось бы принять равным 2 с (рис. 7.8).

Пример 7.2. Рассмотрим принцип выбора уставок и согласование зависимых защит по времени на примере длинной, секционированной на участки, линии сельскохозяйственного района, работающей в режимах нормального и аварийного питания (рис. 7.9).

Рис. 7.9. Линия с секционными выключателями

Выпишем в виде табл. 7.2 известные по условию примера значения токов срабатывания максимальных токовых защит  и токов КЗ в начале участков данной линии в максимальном  и в минимальном  режимах, а также пронумеруем защиты участков от АК1 до АК6.

Вблизи выключателя Q1 к линии подключен трансформатор 6/0,4 кВ, мощностью 160 кВ × А, защищенный предохранителем F. На ВВ Q1–Q6 установлены цифровые реле типа SPAC801.

В начале по каталожным данным стоится времятоковая характеристика плавкой вставки предохранителя F, защищающего самый мощный трансформатор, подключенный к первому участку рассматриваемой линии. В качестве примера принят трансформатор мощностью 160 кВ · А с предохранителем ПКТ-6; номинальный ток плавкой вставки 31,5 А (кривая ПКТ на рис. 7.10). Данный трансформатор подключен в начале линии с помощью короткой отпайки.

Таблица 7.2

Исходные данные к примеру 7.2

Наименование участков	Е	Д–Е	Г–Д	В–Г	Б–В	А–Б
Номер защиты	АК1	АК2	АК3	АК4	АК5	АК6
	110	140	180	230	300	360
, А
К (искомая уставка)	0,05	0,09	0,12	0,14	0,16	0,18
, с	0,2	0,36	0,52	0,56	0,68	0,39

Наилучшим образом с предохранителем согласуется защита с зависимой характеристикой срабатывания по типу «нормально инверсная», описываемая математическим выражением (7.8).

Максимальный ток КЗ в начале 1-го участка линии составляет 634 А. При этом токе плавкая вставка предохранителя перегорает за время 0,01 с. Следовательно, последующая (по отношению к предохранителю) защита АК1 должна иметь минимальное время срабатывания . Из выражения (7.9) определим ее временной коэффициент (уставку):

                         

Принимаем  (шаг дискретизации коэффициента К на цифровом реле составляет 0,01):

                               

По условию селективности

Из выражения (7.9) определим уставку по времени защиты АК2:

                         

принимаем

При токе КЗ в начале своего участка время срабатывания защиты АК2 составит:

                          с.

В минимальном режиме питания

                          с.

Последующая защита АК3 при максимальном токе КЗ в конце своего участка должна иметь время срабатывания  с.

Временной коэффициент защиты АК3 составит:

                           

Защита АК3 при КЗ в начале своего участка сработает за время

                          с.

При минимальном режиме питания

                           с.

Время срабатывания защиты АК4 при максимальном токе КЗ в конце участка В–Г должно быть не менее  тогда

                           

При токе КЗ в начале своего участка защита АК4 срабатывает за время:

                        

                         

Временной коэффициент защиты АК5 при

                                     

составит:

                          

Минимальное время ее срабатывания:

                        

                         

Последующая защита АК6 при этом максимальном токе КЗ должна иметь время срабатывания, равное с, тогда

                          

Время срабатывания защиты АК6 при близком КЗ составит:

                        

                        

Рис. 7.10. Карта селективности зависимых защит к примеру 7.2 (рис. 7.9)

На карте селективности (рис. 7.10) построены зависимые характеристики защит АК2–АК6 в диапазоне