Расчет трёхступенчатой защиты линии 1 (L1)

На линии 1 устанавливается трехступенчатая токовая защита, где ступень — селективная МТО, уставка которой выбирается из условия отстройки от максимального тока КЗ на шинах противоположной подстанции.

Рассмотрим короткое замыкание в К5:

Принимаем.

ступень — токовая отсечка с выдержкой времени (ТОВВ L1) рассчитывается по двум условиям:

1) По условию согласования с первыми (вторыми) ступенями защит предыдущих линий:

Согласование с L2:

Согласование с L4:

2) По условию отстройки от тока, протекающего по защищаемой линии при КЗ за трансформатором, подключенным к шинам противоположной подстанции.

Согласование с трансформатором 1.

кА Наибольшим является ток при согласованием с L2:

Проверим коэффициент чувствительности в конце L1 при K5:

По заданной уставке срабатывания ступени коэффициент чувствительности не удовлетворяет требованиям ПУЭ, т.к. в соответствии с пунктом 3.2.21 коэффициент чувствительность должен быть не менее 1,3, необходимо принимать дополнительные меры по его повышению. Проверим коэффициент чувствительности при согласовании с ступенью L2.

Найдем ток срабатывания защиты второй ступени L1 при согласовании со второй ступенью защиты L2:

— этот ток меньше, чем при согласовании с L4.

Найдем коэффициент чувствительности при согласовании с L4:

— Условие удовлетворяется Принимаем.

ступень — максимальная токовая защита (МТЗ L2).

Первичный ток срабатывания защиты выбирается по условию отстройки от проходящему по линии при самозапуске электродвигателя:

Где нагрузка, протекающая по L1.

Определим коэффициенты чувствительности. В соответствии с ПУЭ 3.2.21, 3.2.25 для реле тока для выполнения функции основной защиты должен быть не менее 1,5, при выполнении функции резервирования 1,2.

Коэффициент чувствительности при ближнем резервировании в К5:

— Условие удовлетворяется Коэффициент чувствительности при дальнем резервировании в К3:

— Условие удовлетворяется Коэффициент чувствительности в режиме дальнего резервирования в К6 за трансформатором 1 (в случае КЗ за трансформатором рассматривается ток трехфазного КЗ в минимальном режиме):

По заданной уставке срабатывания коэффициент чувствительности не удовлетворяет требованиям ПУЭ, тогда в соответствии с пунктом 3.2.25 не учитываем этот коэффициент.

Принимаем.

Выдержки времени.

Отходящие линии 4,5,6 имеют t=;

отстройка от коэф. чувствительности.

Расчет ступенчатой токовой защиты второй линии (L2).

Для составления схемы замещения нулевой последовательности пересчитаем сопротивления линий:

Рис. 3 Схема замещения нулевой последовательности

Линия 2 является не тупиковой, поэтому на нее необходимо установить трехступенчатую токовую защиту.

Первая ступень. Ток срабатывания первой ступени защиты должен быть отстроен от тока в линии при замыкании на землю на шинах ее противоположного конца при выполнении защиты направленной, а также и при замыкании на землю на шинах данного конца линии при выполнении защиты ненаправленной.

По схеме замещения нулевой последовательности найдем суммарное сопротивление сети при К1:

ом По схеме замещения прямой последовательности найдем суммарное сопротивление при К1.

ом По условию при рассматривается однофазное КЗ:

Так как в точку короткого замыкания К1 протекает ток от системы и от нейтрали трансформатора, необходимо найти ту часть тока, которая протекает в защищаемом элементе. Для этого найдем коэффициент токораспределения:

Ток, протекающий по защищаемой линии:

кА Для того чтобы определить является ли защита направленной, определим ток срабатывания при К2 — за спиной защищаемой линии.

Найдем суммарные сопротивления прямой и обратной последовательностей:

ом.

ом Т.к. рассматривается однофазное КЗ:

Так как в точку короткого замыкания К2 протекает ток от системы и от нейтрали трансформатора, необходимо найти ту часть тока, которая протекает в защищаемом элементе. Для этого найдем коэффициент токораспределения:

кА При КЗ за спиной в К2 защита не будет срабатывать, так как уставка срабатывания защиты составляет 1,38 кА. Значит защита является ненаправленной.

Вторая ступень. Ток срабатывания второй ступени защиты должен быть согласован с () ступенями защит отходящих линий, т. е. линии 5, линии 6 и линии 3. Найдем значения токов срабатывания защит этих линий: L5, L6 и L3.

L5. Уставка срабатывания защиты линии 5 задана в исходных данных (3,5 кА, но уставка задана некорректно, зададимся близким значением): кА.

> кА Тогда ом.

ом Определим ток КЗ в конце линии 5 в К3.

Найдем суммарные сопротивления прямой и обратной последовательностей:

ом.

ом Т.к. рассматривается однофазное КЗ:

Коэффициента токораспределения нет, так как весь ток протекает через нашу защиту.

кА.

кА.

L6. Уставка срабатывания защиты линии 6 задана в исходных данных: кА.

> кА Тогда ом.

ом Определим ток КЗ в конце линии 6 в К4.

Найдем суммарные сопротивления прямой и обратной последовательностей:

ом.

ом Т.к. рассматривается однофазное КЗ:

Коэффициента токораспределения нет, так как весь ток протекает через нашу защиту.

кА.

кА.

L3. Рассчитаем уставку срабатывания линии 3 для согласования с ТОВВ. Так как L3 тупиковая линия, то расчет ведем по аналогии с защитой от междуфазных КЗ, но отстраиваемся от тока небаланса.

При КЗ за трансформатором Т3:

Нагрузочный ток по линии 3:

Гдеэто нагрузка, протекающая по линии 3. Тогда выбираем трансформатор с первичным током А.

Найдем кратность для определения коэффициента небаланса.

> принимаем.

кА Определим уставку срабатывания второй ступени линии 2:

Согласование с L5: кА Согласование с L6: кА.

Согласование с L3: кА.

Определяющим является согласования с L5 — кА Определим коэффициент чувствительности защиты L2. Для этого сначала найдем ток двухфазного короткого замыкания на землю в К1 в минимальном режиме:

ом.

ом По условию при в минимальном режиме рассматривается двухфазное КЗ на землю:

При согласовании с L5.

Коэффициент чувствительности меньше допустимого значения, тогда необходимо согласовать защиту линии 2 со второй ступенью линии 5, так как линия 3 имеет одноступенчатую защиту, а коэффициент чувствительности при согласовании с линией 6 также не удовлетворяет требованиям ().

Определим ток при двухфазном КЗ на землю в К3 в минимальном режиме (L5):

ом.

ом Т.к. в минимальном режиме рассматривается двухфазное КЗ на землю:

кА кА.

Принимаем: кА Третья ступень. Ток срабатывания третьей ступени защиты отстраивается от тока небаланса, который будет протекать в нулевом проводе трансформатора Т3.

где кА Нагрузочный ток по линии 2:

> тогда, А Найдем кратность для определения коэффициента небаланса.

> принимаем.

кА Принимаем:

Проверим чувствительность защиты при дальнем резервировании.

— Условие удовлетворяется.

— Условие удовлетворяется При КЗ за L3:

ом.

ом Т.к. в минимальном режиме рассматривается двухфазное КЗ на землю:

— Условие удовлетворяется.