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 (IСЗ) должен быть отстроен, т.е. больше расчетного тока (Iрасч) - 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 kн - коэффициент надежности, учитывающий погрешность в расчете токов КЗ и погрешность в токе срабатывания реле;
Iрасч - расчетный ток в месте установки защиты, принимается наибольший из следующих токов: Iґґ(3)макс - сверхпереходный ток при трехфазном КЗ в конце защищаемой линии в трехфазном режиме; Iґґ(1)макс - то же, но однофазного КЗ на землю; Iнам - 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: Хсмакс=2,751Ом, сопротивление системы для токов нулевой последовательности в максимальном режиме: Хос=1,431Ом, сопротивление системы для токов прямой последовательности в минимальном режиме Хсмин=2,754Ом.
Бросок тока намагничивания определяется по суммарному току трансформатора ПС:
Из расчетов токов КЗ известно:
I “(3)макс=12,381 кА;
Поскольку Хос>Хмакс, то Iґґ(3)макс> Iґґ(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 1,3Iном (при отсутствии второго трансформатора, находящегося в ремонте):
где кп - коэффициент перегрузки;
ксзп - коэффициент самозапуска двигателей;
кв - коэффициент возврата защиты.
Условие несрабатывания защиты во время действия АВР на стороне НН:
Выбираем IсзНН=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 Iс.з.ВН=158А.
Встроенные в силовой трансформатор трансформаторы тока типа ТВТ=110 имеют коэффициенты трансформации пт=300/5. тогда ток срабатывания реле:
где ксх - 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 кч>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 tмтзСВ - выдержка времени МТЗ секционного выключателя, равна 1,4с;
Δt=0,5с - ступень селективности.