Токовая отсечка линии с односторонним питанием

Максимальные фазные отсечки без выдержки времени (отсечки мгновенного действия) по условиям селективности не должны действовать за пределами защищаемых линий при любых видах КЗ и при любых режимах работы системы. Для этого ток срабатывания указанных защит (I_СЗ) должен быть отстроен, т.е. больше расчетного тока (I_расч) - максимального тока в линии при КЗ любого вида в ее конце и максимальном режиме работы системы, а также бросков токов намагничивания силовых трансформаторов, подключенных к линии:

где k_н - коэффициент надежности, учитывающий погрешность в расчете токов КЗ и погрешность в токе срабатывания реле;

I_расч - расчетный ток в месте установки защиты, принимается наибольший из следующих токов: I^ґґ(3)_макс - сверхпереходный ток при трехфазном КЗ в конце защищаемой линии в трехфазном режиме; I^ґґ(1)_макс - то же, но однофазного КЗ на землю; I_нам - суммарный бросок тока намагничивания трансформаторов, установленных на приемной подстанции.

Зоны действия токовой отсечки определяются при минимальных токах в линии, имеющих место при двухфазных КЗ и минимальном режиме работы сети.

Сопротивление системы для токов прямой последовательности в максимальном режиме: Х_смакс=2,751Ом, сопротивление системы для токов нулевой последовательности в максимальном режиме: Х_ос=1,431Ом, сопротивление системы для токов прямой последовательности в минимальном режиме Х_смин=2,754Ом.

Бросок тока намагничивания определяется по суммарному току трансформатора ПС:

Из расчетов токов КЗ известно:

I ^“(3)_макс=12,381 кА;

Поскольку Х_ос>Х_макс, то I^ґґ(3)_макс> I^ґґ(1)_макс. Расчетным является максимальный ток в линии при КЗ на шинах приемной подстанции:

Зоны действия токовой отсечки линии можно определить графическим и аналитическим методами. Графически, для определения максимальной зоны действия отсечки вычисляются максимальные токи при трехфазном КЗ в нескольких точках линии. По вычисленным токам строятся кривые токов КЗ в линии от ее длины. По точкам пересечения прямой, соответствующей току срабатывания отсечки, с этими кривыми определяются зоны действия отсечки.

Аналитически, зоны действия отсечки определяются из условия равенства тока при КЗ на линии в конце зоны действия отсечки току срабатывания отсечки.

Максимальная зона действия отсечки в максимальном режиме при трехфазном коротком замыкании:

Максимальная зона действия отсечки при двухфазном КЗ в минимальном режиме системы:

Если токовая отсечка защищает 15-20% линии, то применение ее эффективно. Токовая отсечка может улучшить характеристику срабатывания защиты по времени.

МТЗ Трансформатора.

Рассматриваются максимальные токовые защиты, устанавливаемые на высшем напряжении и низшем напряжении для трансформатора.

Для выбора установок МТЗ необходимо рассчитать токи КЗ в максимальном режиме (отстройка защиты по требованию селективности) и минимальном режиме (проверка чувствительности защиты). Расчетные токи КЗ: к3 - на высшем напряжении трансформатора; к4 - на низшем напряжении.

Из предыдущих расчетов известны:

- токи на стороне ВН:

- токи на стороне НН:

Номинальный ток трансформатора на стороне НН:

Рассчитывается ток срабатывания МТЗ НН. Условие срабатывания защиты после отключения внешнего КЗ с учетом того, что в некоторых режимах трансформатор может быть нагружен до 1,3I_ном (при отсутствии второго трансформатора, находящегося в ремонте):

где к_п - коэффициент перегрузки;

к_сзп - коэффициент самозапуска двигателей;

к_в - коэффициент возврата защиты.

Условие несрабатывания защиты во время действия АВР на стороне НН:

Выбираем I_сзНН=1147А.

Чувствительность защиты в минимальном режиме системы к трехфазным КЗ в точке к4:

Рассчитывается ток срабатывания МТЗ ВН по условию несрабатывания защиты после отключения внешнего КЗ с учетом предвключенной нагрузки на другой секции НН:

Принимаем I_с.з.ВН=158А.

Встроенные в силовой трансформатор трансформаторы тока типа ТВТ=110 имеют коэффициенты трансформации п_т=300/5. тогда ток срабатывания реле:

где к_сх - коэффициент схемы соединения трансформаторов тока на стороне ВН, для «треугольника» он равен .

Проверяется чувствительность защиты в основной зоне (режим раздельной работы трансформаторов). При двухфазном КЗ за трансформатором (точка к4) расчетный ток в реле:

Коэффициент чувствительности:

Если к_ч>1,5, то МТЗ выполняется с пуском по напряжению и определением тока срабатывания по условию отстройки от номинального тока трансформатора:

Уставка срабатывания реле минимального напряжения выбирается исходя из возврата после отключения внешнего КЗ и отстройки от остаточного напряжения самозапуска после действия АПВ и АВР. На практике принимается 60В (вторичных).

При двухфазном КЗ на вводах 110кВ (точка к3) расчетный ток в реле по схеме с двумя реле равен:

Коэффициент чувствительности:

Выдержки времени МТЗ выбираются из условий селективности на ступень выше наибольшей выдержки времени предыдущей защиты:

где t_мтзСВ - выдержка времени МТЗ секционного выключателя, равна 1,4с;

Δt=0,5с - ступень селективности.