Параметр срабатывания пускового реле на трансформаторной подстанции

Параметр срабатывания — это значение влияющего параметра (тока, напряжения и т. д.), при котором реле срабатывает.

Заданное пороговое (граничное) значение воздействующей величины, при котором реле должно сработать, называется уставкой, а положение указателя на шкале реле, соответствующее этому значению, называется уставкой по шкале.

Параметр возврата — это значение влияющего параметра, при котором реле возвращается в исходное положение.

Коэффициент возврата К_в — отношение параметра возврата к параметру срабатывания.

Для максимальных реле К_в<1, для минимальных К_в>1.

Погрешность срабатывания — отклонение параметра срабатывания реле от уставки, выраженное в процентах, например:

(8.1).

где I_{с. р.} — ток срабатывания реле при данной уставке;

I_у — уставка тока срабатывания.

Принцип действия электромагнитных реле основан на взаимодействия магнитного поля обтекаемой током обмотки с ферромагнитным якорем.

Принципиальные электрические схемы внутренних соединений реле ЭТ, РТ, ЭН, РН представлены на рис. 2 и 3.

Рис. 2. Схемы внутренних соединений реле: а) — ЭТ-521, ЭН-524 и ЭН-524/М; б) — ЭТ-522, ЭН-528; в) — ЭТ-523, ЭН-526, ЭН-529, ЭН-526/60Д-М; г) — РТ-40; д — РН-53, РН-54, РН-53/60Д; е) — РТ-40/1Д; ж) — РТ-40/Ф; з) — РТ-40/Р; и) — РН-51/М 34, РН-51/М 56; к) — РН-51/М 78

Рис. 3. Схемы внутренних соединений: а — реле РНН-57; б — РН-58 ВМ — выпрямительный мост; Ф — фильтр 50 Гц; П — потенциометр; Д 1-Д 4 — стабилитроны

Оперативным током называется ток, питающий цепи дистанционного управления выключателями, устройства релейной защиты, автоматики, сигнализации, телемеханики.

Поэтому аккумуляторные батареи используются только на электростанциях и крупных подстанциях при напряжениях 110 кВ и выше.

В сельских электрических сетях чаще всего применяется переменный оперативный ток. Источниками переменного оперативного тока могут служить:

• — измерительные трансформаторы тока и напряжения;
• — трансформаторы собственных нужд подстанций;
• — специальные блоки питания, преобразующие переменный ток в постоянный;
• — предварительно заряженные конденсаторы.

Основные параметры МТЗ:

• 5. Ток срабатывания пусковых токовых реле выбирается таким, чтобы выполнить следующие условия:
  • а) защита не должна приходить в действие при прохождении по защищаемому элементу максимального тока нагрузки;
  • б) защита должна надежно действовать при КЗ на защищаемом участке и иметь коэффициент чувствительности (К_ч) не менее 1,5;
  • в) защита, как правило, должна действовать и при КЗ на смежном (резервируемом) участке и иметь коэффициент чувствительности в конце этого участка не менее 1,2.

Ток срабатывания МТЗ определяют из условия:

где К_н — коэффициент надежности отстройки, учитывающий погрешности реле (для реле РТ-40 и РТ-80 К_н = 1,2);

К_сзв — коэффициент самозапуска, учитывающий увеличение тока нагрузки в результате самозапуска электродвигателей (К_сзп = 1,2…1,3 для линий 10 кВ);

К_в — коэффициент возврата реле (для реле РТ-40 и РТ-80 К_в = 0,8…0,85);

I_рmах — максимальный так защищаемого элемента.

Для обеспечения селективного действия последовательно установленных защит требуется, чтобы ток срабатывания каждой последующей защиты увеличивался по мере приближения к источнику. Для рассматриваемой схемы, рис. 8.9:

I_сзIII > I_сзII > I_сзI,.

I_{сз (n)} > I_{сз (n-1)}.

Для участков линий с учетом тока нагрузки (рабочего тока):

I_{сз (n)} = К_нс [I_{сз (n-1)} + (I_{р (n)} — I_{р (n-1)})],.

где К_нс — коэффициент надежности согласования смежных защит (для реле РТ-40 К_нс = 1,2; для РТ-80 К_нс = 1,3);

I_{р (n)}, I_{р (n-1)} — рабочие токи нагрузки нормального режима соответственно предыдущего и последующего участков линии.

Для защит, установленных на пунктах автоматического секционирования и резервирования, допускается принимать:

I_{сз (п)} = 1,1· I_{сз (n-1)}.

Ток срабатывания реле определяют:

где — коэффициент схемы при симметричном режиме, равный 1 при соединении трансформаторов тока в полную и неполную звезду; при включении реле на разность токов двух фаз, А и С ;

К_тт — коэффициент трансформации трансформатора тока.

Ток уставки реле:

I_у? I_{с р}

Чувствительность МТЗ оценивают по коэффициенту чувствительности:

.

;

I_к min — минимальное значение тока КЗ (в конце защищаемого участка или в конце зоны резервирования) при двухфазном КЗ I_к max определяется по приборам при имитации КЗ;

I_{с з} — уточненное (с учетом выбранной уставки реле) значение тока срабатывания защиты:

Для основной зоны нормируемое значение К_ч доп? 1,5, для зоны резервирования К_ч доп? 1,2. Если по расчету К_ч < К_ч доп, то необходимо повысить чувствительность, изменив схему МТЗ, или заменить ее на более совершенную защиту, или уменьшить основную зону защиты за счет установки на линии секционирующего выключателя с защитой.

Максимальное значение тока срабатывания защиты можно определить из условий обеспечения нормируемой чувствительности:

.

Выдержка времени МТЗ, согласно ступенчатому принципу, определяется:

t_{c з n} = t_{n-l max} + ?t,.

при этом выдержку времени каждой последующей защиты увеличивают на? t по сравнению с предыдущей.

Ступень селективности? t складывается из времени отключения выключателя предыдущей п-1 защиты t_в = 0,15−0,3 с, положительной погрешности в выдержке времени этой защиты t_{вр (+)}, отрицательной погрешности t_{вр (}-₎, погрешности из-за инерции индукционного элемента t_ин (для РТ-80), времени запаса:

?t = t_в + t_{вр (+)} + t_{вр (-)} + t_ин + t_зап.

Для МТЗ, выполненной на базе реле типа РТ-40 и РТ-80, ?t = 0,5…0,6 с. Ток срабатывания токовой отсечки выбирают больше максимального тока короткого замыкания в месте установки предыдущей защиты, то есть.

.

где К_н — коэффициент надежности отстройки, равный 1,5 для реле РТ-80. трансформаторная релейная защита схема Кроме того, отсечку отстраивают от бросков намагничивающих токов потребительских трансформаторов 10/0,4 кВ УЙ_нм, появляющихся при срабатывании АПВ линии:

Для линии 10 кВ:

где — суммарная установленная мощность трансформаторов 10/0,4 кВ, подключенных к защищаемому участку, кВ· А.

Селективная токовая отсечка на сельских ВЛ 10 кВ очень часто не удовлетворяет требуемой чувствительности, так как ближайшая предыдущая защита — это плавкие предохранители на ТП 10/0,4 кВ, которая обычно находится недалеко от начала линии, и поэтому ток срабатывания отсечки оказывается больше минимального или даже максимального тока трехфазного КЗ в месте установки защиты.

В этом случае применяют неселективную токовую отсечку, которая может срабатывать при КЗ в трансформаторах 10/0,4 кВ, когда должна действовать защита предохранителями, то есть неселективно. Такая неселективная отсечка применяется совместно с МТЗ и АПВ, которые исправляют неселективность ее действия, то есть при КЗ в зоне совместного действия отсечки и предыдущей МТЗ раньше срабатывает отсечка, затем АПВ включает линию снова (одновременно блокируется отсечка) и, если КЗ устойчиво, то поврежденный трансформатор или смежный участок линии отключается предыдущей защитой.

Коэффициент чувствительности токовой отсечки определяется как:

где I_к min — ток КЗ в месте установки отсечки.