Расчет параметров срабатывания (уставок)

Расчет параметров срабатывания (уставок) максимальной токовой защиты заключается в выборе: тока срабатывания защиты (первичного); тока срабатывания реле для принятой схемы их включения (рис. 8−5); времени срабатывания защиты с независимой характеристикой или характеристики срабатывания токовых реле для защиты с зависимой характеристикой (рис. 8−4). Кроме того, производится расчетная проверка трансформаторов тока. Выбор тока срабатывания. Уставки по току максимальной токовой защиты должны обеспечивать: несрабатывание защиты на отключение при послеаварийных перегрузках; согласование действия (по току и по времени) с защитами питающих («последующих») и отходящих («предыдущих») элементов; необходимую чувствительность при всех видах к. з. в основной зоне и в зоне резервирования.

Кроме того, для схем с дешунтированием ЭО (ЭВ), описанным в § 4−5, необходимо обеспечить надежное действие ЭО (ЭВ) после дешунтирования.

Для отстройки (обеспечения несрабатывания) защиты при послеаварийных перегрузках необходимо выбрать ее ток срабатывания большим, чем возможный ток самозапуска электродвигателей, питаемых от трансформатора, а также большим, чем возможный ток перегрузки при отключении параллельно работающего трансформатора или при действии АВР, в результате которого к работающему с нагрузкой трансформатору подключается дополнительная нагрузка. Напомним, что самозапуском называется процесс одновременного пуска из заторможенного состояния всех электродвигателей нагрузки после кратковременного перерыва, а затем восстановления электроснабжения. Кратковременный перерыв может быть вызван отключением питающего элемента, а затем включением его устройством АПВ или подачей напряжения от резервного источника питания с помощью устройства АВР. Торможение и последующий самозапуск двигателей могут произойти также в результате близкого трехфазного к. з., которое отключается защитой с выдержкой времени.

Для отстройки от самозапуска электродвигателей нагрузки ток срабатывания защиты.

Рис. 7 Токораспределение при удаленном к.з. в сети НН — последующая защита; — предыдущая защита

Рис. 8 Расчетная схема подстанции с двумя трансформаторами, работающими раздельно с АВР на стороне НН СВ — секционный выключатель; Н" Нг—нагрузки первой и второй секций НН тока при самозапуске электродвигателей к предаварийному рабочему току, значение его в основном зависит от вида нагрузки (доли асинхронных двигателей, участвующих в самозапуске); /раб. макс — максимальный рабочий ток (ток нагрузки) защищаемого трансформатора, с учетом допустимой длительной перегрузки в аварийных условиях может быть равен (1,3 чЧ- 1,4) /ном тр (§ 1−2)

Для отстройки от тока перегрузки при действии АВР трансформаторов, в результате чего к работающему с нагрузкой, Н трансформатору Тр (рис. 8−7) подключается заторможенная нагрузка Н2 отключившегося трансФопматора Тр2, ток срабатывания максимальной токовой защиты Тр должен выбираться по выражению: где коэффициент, учитывающий увеличение тока через трансформатор Тр из-за понижения напряжения на шинах НН при подключении к нему после АВР заторможенных двигателей, ранее питавшихся от трансформатора Тр2 значение этого коэффициента для нагрузки, в основном состоящей из электродвигателей, участвующих в самозапуске, принимается равным 1,5—1,6; остальные обозначения такие же, как в выражении (8−1). При этом коэффициент kB учитывается только при нагрузке, в основном состоящей из электродвигателей, участвующих в самозапуске.

Для согласования чувствительности максимальных токовых защит смежных элементов существует известное правило, согласно которому защита* расположенная ближе к источнику питания (последующая) должна быть менее чувствительна, т. е. иметь больший ток срабатывания, чем защита, расположенная дальше от источника питания (предыдущая). На рис. 8−8 последующей защитой является защита 1 трансформатора, а предыдущей — защита 2 одной из отходящих линий низшего напряжения. Согласование этих защит необходимо для случаев удаленных к. з., когда через предыдущую защиту проходит ток к. з., близкий по значению к ее току срабатывания Uк «/с. зг) — В это же время через последующую защиту 1 проходят ток 1К и дополнительно рабочий ток /раб, потребляемый нагрузкой Н неповрежденных линий НН.

Для того чтобы обеспечить несрабатывание последующей защиты / в условиях, когда отказывает из-за недостаточной чувствительности предыдущая защита 2, необходимо по Правилам [1] согласовать их чувствительность, т. е. выбрать /с. 3i большим, чем сумма токов /с. зг + /раб. Выбор /с. з по условию согласования чувствительности подробно рассмотрен в работах [5 и 28].

Чувствительность максимальной токовой защиты, так же как и дифференциальной токовой (§ 6−1), оценивается коэффициентом чувствительности по выражению (5−3). Наименьшее значение тока в реле /Р. мин определяется по минимальному значению первичного тока к. з. за трансформатором (гл. 2) с учетом схемы включения токовых реле защиты (рис. 8−5), вида к. з. и коэффициента трансформации трансформаторов тока [5]. Ток срабатывания реле /с. р определяется по выражению (5−2), в которое подставляется наибольшее значение полученное из условий отстройки от токов самозапуска и перегрузки [выражения (8−1) и (8−2)], а также из условия согласования чувствительности с предыдущими защитами.

Значения коэффициентов чувствительности для всех максимальных токовых защит должны быть примерно 1,5 — при к. з. на сторонах НН и СН трансформаторов (в основной зоне) и примерно 1,2 — при к. з. в зоне резервирования. Исключение составляет максимальная токовая защита трансформаторов с низшим напряжением 0,23—0,4 кВ, для которой необходимо обеспечить.

Если k4 для основной зоны оказывается меньше указанного значения, максимальная токовая защита дополняется пусковым органом напряжения (§ 8−5).

Выбор времени срабатывания (уставки по времени) и характеристики максимальной токовой защиты. Время срабатывания защиты tc. э выбирается из следующих условий:

обеспечения нагревостойкости трансформатора, для чего tc. 3 не должно превышать допустимых значений, указанных в § 1−2;

обеспечения селективности с защитами предыдущих и последующих элементов.

По условию селективности для защит с независимыми характеристиками время срабатывания последующей защиты.

Для защит с зависимой характеристикой время срабатывания зависит от тока. Поэтому ступень селективности должна выбираться при определенном значении тока:

при согласовании последующей 1 и предыдущей 2 защит с зависимыми характеристиками — при максимальном значении тока к. з. в начале предыдущего участка (на отходящей линии на рис. 8*9, а и б);

при согласовании последующей защиты / с независимой характеристикой и предыдущей защиты 2 с зависимой характеристикой — при токе срабатывания последующей защиты /с. 3. поел (рис. 8−9, в). Из рис. 8−9, в видно, что уменьшение времени срабатывания последующей защиты 1 может быть достигнуто путем увеличения ее тока срабатывания (штриховая характеристика /'). если это допустимо по условию обеспечения чувствительности защиты.

Выбор и согласование времени срабатывания и характеристик зависимых защит производится путем построения карты селективности (рис. 8−9,6 и в). По оси абсцисс на графике откладываются первичные фазные токи, а по оси ординат — выдержки времени.

Рис. 9 Согласование характеристик максимальных защит последующего (/) и предыдущего (2) элементов, а — расчетная схема; б — карты селективности

Токи срабатывания защит, установленных на разных ступенях напряжения (например, ВН и НН), должны быть приведены к одной ступени напряжения с помощью коэффициента трансформации трансформатора (§ 2−4). Для учета влияния токов нагрузки неповрежденных предыдущих элементов характеристика защиты 2 поврежденного предыдущего элемента должна быть сдвинута вправо на отрезок, равный значению суммарного тока нагрузки /ра6 (характеристика 2' на рис. 8−9,6 и в), после чего ступень селективности At выбирается между характеристиками / и 2'. Это требование важно выполнять при согласовании защит в зависимой части характеристик. Карта селективности наглядно показывает, насколько удачно выполнено согласование предыдущих и последующих защит по току и времени срабатывания. Примеры расчета (выбора уставок) максимальных токовых защит трансформаторов и других элементов распределительных сетей приведены в работе [5].