Расчет уставок токовых защит линий электропередач

ПУЭ предусматривают на одиночных линиях с односторонним питанием от многофазных замыканий установку ступенчатых токовых защит. В нашем случае достаточно предусмотреть установку двухступенчатой токовой защиты. Первая ступень — токовая отсечка мгновенного действия, а вторая — максимальная токовая защита, согласованная с МТЗ трансформатора подстанции по условию селективности.

Токовая отсечка не защищает всю длину линии и не может использоваться как основная защита. Однако, в частном случае, когда защищаемая линия питает тупиковую подстанцию, ПУЭ допускает выполнять отсечку чувствительной при к.з. в любой точке линии. Для этого ток срабатывания отсечки отстраивается от тока к.з. за трансформатором приёмной подстанции.

Тогда ток срабатывания токовой отсечки выбирается по следующему условию:

Где kн — коэффициент надежности. kн = 1,2ч1,3;

Iк.макс — максимальное значение тока к.з. за трансформатором (к.з. в точке К3).

Проверим по условию отстройки от броска намагничивающего тока силового трансформатора:

Номинальный ток трансформатора равен:

Выбираем большее из двух полученных результатов.

Чувствительность токовой отсечки характеризуется коэффициентом чувствительности при двухфазном к.з. в конце линии (точка К2). Он считается приемлемым, если превышает 1,5.

Коэффициент чувствительности удовлетворяет требованиям ПУЭ.

Токовая отсечка действует без выдержки времени, определяется типом используемых реле тока и промежуточных реле и не превышает 0,1с.

В случае недостаточной чувствительности отсечки при к.з. в конце линии, её необходимо дополнить пусковым минимальным органом напряжения, ток срабатывания отсечки при этом можно уменьшить, обеспечив допустимую чувствительность (Кч=1,3) при двухфазном к.з. в конце линии.

Допустим, что коэффициент чувствительность оказался меньше 1,5 вследствие незначительной величины тока к.з. — 2,3 кА в минимальном и 2,5 кА в максимальном режиме энергосистемы.

Тогда ток срабатывания выбирается следующим образом:

Для предотвращения ложного срабатывания защиты при к.з. за трансформатором применяется запрет (блокировка) с помощью минимальных реле напряжения. Напряжение срабатывания защиты отстраивается от остаточного напряжения в месте установки защиты при к.з. за трансформатором при прохождении по линии тока, равного току срабатывания отсечки:

Где kн — коэффициент надежности. kн = 1,2;

Вторым условием выбора уставки по напряжению является отстройка от минимального рабочего напряжения линии:

Где kн — коэффициент надежности. кн = 1,2;

Выбираем меньшее из двух полученных результатов.

Коэффициент чувствительности по напряжению определяется как отношение напряжения срабатывания защиты к наибольшему остаточному напряжению на зажимах защиты при к.з. в конце защищаемой линии (в точке К2), т. е. при максимальном токе трехфазного к.з.:

Коэффициент чувствительности удовлетворяет требованиям ПУЭ.

Ток срабатывания второй ступени токовой защиты — максимальной токовой защиты определяется из условия отстройки от максимального тока нагрузки с учетом работы АВР секционного выключателя в соответствии с выражением:

Где kн — коэффициент надежности. kн = 1,1ч1,3;

kвозв — коэффициент возврата реле тока. квозв = 0,85;

Iнагр — рабочий ток линии W1, W2.

Селективность действия МТЗ будет обеспечена по следующему условию:

Где tc. з, тр — время срабатывания МТЗ трансформатора;

?t — ступень селективности, ?t =0,40ч0,60 с.

Проверим чувствительность защиты при к.з. в конце основной зоны защиты (точка К2):

Проверим чувствительность защиты при к.з. в конце зоны резервирования (точка К3):

Коэффициент чувствительности удовлетворяет требованиям ПУЭ.