Защита питающей линии электропередачи

ПУЭ предусматривают на одиночных линиях с односторонним питанием от многофазных замыканий установку ступенчатых токовых защит или ступенчатых защит тока и напряжения. Если такие защиты не отвечают требованиям чувствительности или быстроты отключения повреждения, предусматривается ступенчатая дистанционная защита. В этом случае рекомендуется в качестве дополнительной защиты использовать мгновенную токовую отсечку.

Для защиты от замыканий на землю предусматривается ступенчатая токовая защита нулевой последовательности (направленная или ненаправленная).

В проекте достаточно предусмотреть установку двух ступенчатой токовой защиты. Первая ступень – токовая отсечка без выдержки времени, а вторая – МТЗ, согласованная по селективности с МТЗ трансформатора.

Токовая отсечка без выдержки времени

Не защищает всю линию, поэтому не может использоваться как основная защита. Однако, в частном случае, когда защищаемая линия питает тупиковую подстанцию, отсечка может выполняться чувствительной при коротком замыкании в любой точке линии. Для этого ток срабатывания отсечки отстраивается от тока короткого замыкания за трансформатором приемной подстанции.

Порядок расчета

1. Выбирается ток срабатывания отсечки по следующему условию:

,

к₀ = 1,3…1,4 – коэффициент отстройки;

– максимальное значение тока короткого замыкания за трансформатором.

Ток срабатывания отсечки проверяется по условию отстройки от броска намагничивающего тока трансформатора

Из двух полученных значений тока срабатывания отсечки принимается большее значение.

2. Проверяется чувствительность токовой отсечки в минимальном режиме работы питающей системы при двух фазном коротком замыкании в конце линии

.

3. Определяется зона действия отсечки с требуемой чувствительностью . Согласно ПУЭ защищаемая зона токовой отсечки без выдержки времени должна быть не менее l_о=(0,15…0,2) lw , где lw – длина линии.

4. Время срабатывания отсечки определяется типом используемых реле тока и промежуточных реле и обычно не превышает 0,1 С.

Комбинированная отсечка по току и напряжению

При небольшой длине линии и большой мощности подключенного к линии трансформатора простые токовые отсечки недостаточно эффективны.

В случае недостаточной чувствительности отсечки при коротком замыкании в конце линии ее необходимо дополнить пусковым минимальным органом напряжения (комбинированная отсечка по току и напряжению).

Порядок расчета

1. Ток срабатывания отсечки выбирается из двух расчетных условий:

а) из условия обеспечения достаточной чувствительности при двух фазном металлическом коротком замыкании в конце защищаемой зоны в минимальном режиме работы системы

,

где K_ЧТ =1,5 – требуемое значение коэффициента чувствительности;

б) из условия надежной отстройки от токов самозапуска электродвигателей нагрузки в режиме АПВ линии в случае неисправностей в цепях напряжения

I_СО = К_О К_СЗП I_раб.max ,

где К_О= 1,1…1,2 – коэффициент отстройки; К_СЗП – коэффициент самозапуска (принимается из расчета МТЗ трансформатора); I_раб.max = 1,4 I_НТ –максимальный рабочий ток линии в послеаварийном режиме.

2. Напряжение срабатывания отсечки выбирается из двух расчетных условий:

а) из условия не превышения остаточного напряжения в месте установки отсечки при коротком замыкании за трансформатором при прохождении по линии тока, равного току срабатывания отсечки

,

где К₀ =1,2 – коэффициент отстройки.

При таком выборе U_СО обеспечивается бездействие отсечки при коротком замыкании за трансформатором в любых режимах. При токах короткого замыкания больших I_СО будет выше U_СО и отсечка не будет работать по напряжению. При токах короткого замыкания меньших I_СО отсечка не работает по току;

б) по условию отстройки от возможных снижений напряжения в сети

,

где К₀ =1,2 – коэффициент отстройки, К_В=1,2 – коэффициент возврата минимального реле напряжения.

За напряжение срабатывания защиты принимается меньшее из двух полученных значений.

3. Определяется коэффициент чувствительности отсечки по напряжению

,

где – максимальное остаточное напряжение в месте установки отсечки при трехфазном коротком замыкании в конце линии.