При отсутствии данных ток IcSmin можно определить приближенно по эмпирическому выражению
Значение тока Icк для кабельной линии определяется как
, (2.2)
где l – длина для кабельной линии, км; n – число кабелей на одном присоединении; – собственный емкостный ток на единицу длины кабельной линии, А/км (табл.2.1).
Таблица 2.1
Установившиеся значения при частоте 50 Гц
Сечение трехфазного кабеля, мм2 | Ток ![]() | |
6 кВ | 10 кВ | |
0,40 0,50 0,58 0,68 0,80 0,90 1,00 1,18 1,25 1,45 | 0,55 0,65 0,72 0,80 0,92 1,04 1,16 1,30 1,47 1,70 |
Кроме того, при определении Ic следует учитывать собственные емкостные токи высоковольтных двигателей и другой аппаратуры питаемой подстанции. При отсутствии конкретных данных их влияние можно учесть увеличением Icк на 20%, т.е. Ic=1,2 · Icк. Расчетное значение Ic.з.расч. необходимо сравнить с минимально возможным значением первичного тока срабатывания защиты – Ic.з.min, которое зависит от типа применяемых трансформаторов тока нулевой последовательности, схемы их соединений и типа используемого реле защиты (табл.2.2).
Таблица 2.2
Значения тока срабатывания Ic.з.min
Тип трансформатора тока | Тип реле | Уставка тока срабатывания реле, А | Ic.з.min, А | |
Один трансформатор | Два последовательно соединенных трансформатора | |||
ТЗЛМ ТЗЛ-95 ТЗЛ | РТ-40/0,2 РТЗ-50 РТ-40/0,2 РТЗ-50 РТ-40/02 РТЗ-50 | 0,1 0,03 0,1 0,03 0,1 0,03 | 8,6 3,0 6,2 3,2 7,0 3,5 | 11,6 3,9 8,0 4,0 9,0 4,0 |
При Ic.з.расч £ Ic.з.min принимают Ic.з. = Ic.з.min
При Ic.з.расч > Ic.з.min принимают Ic.з. = Ic.з.расч.
Чувствительность защиты проверяется по выражению
kr = Iповр. /Ic.з , kr ³ 1,25, (2.3)
где Iповр – ток замыкания на землю, протекающей в месте установки ТТ нулевой последовательности. Для компенсированной сети он определяется как
Iповр. = IcSmin – Ic. – Iдр. , (2.4)
а для некомпенсированной сети как
Iповр. = IcSmin – Ic. , (2.5)
где IcSmin – наименьлший суммарный емкостный ток сети; Iдр. – номиналшьный ток дугогосящего реактора.
При отсутствии данных ток IcSmin можно определить приближенно по эмпирическому выражению
. (2.6)
Следует отметить, что в устройстве защиты типа ЯРЭ-2201 предусмотрены блоки, которые повторяют в части измерительного органа реле РТЗ-51.
В некомпенсированных сетях при недостаточной чувствительности рассмотренной вылше защиты следует применять направленную защиту нулевой последовательности типа ЗЗП–IМ. Более того, в некомпенсированных сетях с повышенными требованиями к технике безопасности (механизмы шахт, торфоразработки, передвижные подстанции) установка ее обязательна. В последнем случае защиту выполняют двухступенчатой.
I ступень выполняют с помощью устройства ЗЗП-IМ.
II ступень выполняют с выдержкой времени 0,5 с в виде максимальной защиты напряжения нулевой последовательности на основе реле типа РН-53, которая действует на отключение всей электрической связанной сети – секции шин или питающего трансформатора.
Определение уставок защиты типа ЗЗП-IM производится по первичному току. Защита имеет три уставки, которым соответствуют следующие значения первичных токов: I – 0,07 А; 2 – 0,5 А; 3 – 2 А.
Первичный ток срабатывания защиты определяется, исходя из требования обеспечения необходимой чувствительности:
(2.7)
где . По полученному значению Ic.з.расч. принимают ближайшее меньшее значение уставки.
Не следует стремиться к максимально возможной чувствительности защиты, так как в практике наблюдались случаи излишних срабатываний ее за счет составляющих переходного процесса в защищаемой сети и в частотном фильтре цепи тока. Защита включается на ТТ типа ТЗЛМ.
Область применения защиты типа ЗЗП-1 ограничена только некомпенсированными сетями, так как в компенсированных (или перекомпенсированных) сетях направления мощности нулевой последовательности в поврежденном и неповрежденном присоединениях могут совпадать.
В компенсированных сетях, как правило, применяются для защиты устройства типов УСЗ-2/2, и УСЗ-3М. Допустимо применение устройств типов УСЗ-3 и УСЗ-3М в некомпенсированных сетях при значении тока замыкания на землю 5А и более.
Уставку защиты Iуст., выполненной с помощью устройства УСЗ-2/2, в первом приближении определяют по суммарному емкостному току замыкания на землю IcS , без учета компенсации его дугогосящим реактором (табл.2.3). Обозначение уставки в табл.2.3 указывает, какому IcS она соответствует. Основной диапазон частот, в котором работает устройство УСЗ-2/2 – от 150 до 650 Гц.
Таблица 2.3
Зависимость тока уставки от Iсз.
Iуст, А | Iсз, А для УСЗ-2/2 | ||||||
1,74 2,8 5,1 10,4 | 0,95 1,4 2,5 4,85 | 0,61 0,85 1,35 2,44 | 0,48 0,73 1,47 3,4 | 0,57 0,98 2,05 4,95 | 2,0 3,2 6,5 |
Для предварительно выбранной уставки Iуст. определяют первичный ток срабатывания защиты Iсз. при частоте 50 Гц, а затем прверяют отстроенность защиты от собственного емкостного тока Iс. присоединения:
. (2.8)
Значение Котс должно лежать в пределах от 2 до 3. Если Котс < 2 или Котс < 3, следует повысить чувствительность защиты изменением уставки по току и принять ее равной 10 Ic. В сетях с соотношением выбор уставки производится по значению тока, равному 10 Ic.
Устройство УСЗ-3М (или УСЗ-3) является групповым. Оно подключается поочередно к ТТ нулевой последовательности вручную после возникновения замыкания на землю. Поочередное подключение позволяет определить присоединение с наибольшим током, замеряемым выходным микроамперметром. Это присоединение и считается поврежденным. Поэтому расчетов уставки этого устройства производить не требуется. На рис.III, а приложения показания показана схема защиты от замыканий на землю, выполненной на реле типа Рт-40/0,2 (токовые цепи), а на рис.III, б и в – соответственно схемы подключения устройства УСЗ-2/2 и защиты ЗЗП-I.
В приложении также приведены схемы защиты линии 6 ... 10 кВ от междуфазных КЗ (рис.II2, а, б, в, г, II3, а, б, в).