4.6 Защита линий однофазных замыканий на землю
Защита от замыканий фазы на землю в сетях с изолированной нейтралью.
В сетях с изолированной нейтралью наибольшее распространение получила фильтровая защита от однофазных замыканий на землю. При выполнении защиты используется схема соединения трансформаторов тока в фильтр тока нулевой последовательности или кабельные трансформаторы тока нулевой последовательности. Для фильтра тока нулевой последовательности используется схема соединения ТА на сумму токов трех фаз. [1, с.283].
Ток срабатывания защиты выбирается из расчёта отстройки от максимально возможных ёмкостных токов, протекающих по линиям W1, W2 и W3 при однофазных замыканиях на других присоединениях сети данного напряжения. Защита не должна срабатывать при повреждениях на других присоединениях сети. Так, для защиты линий W1, W2 и W3 ток срабатывания рассчитывается по формуле
,
где = 4-5 – коэффициент отстройки, когда защита выполняется без выдержки времени;
= 2-2,5 для защит с выдержкой времени;
-
максимальный ёмкостный ток линий W1,
W2 и W3 при
однофазном замыкании на других
присоединениях сети, определяемый по
формуле [1, с.282]
,
где
– суммарная емкость линий W1,W2,
W3;
-
фазное напряжение линии.
На практике этот ток рассчитывается по эмпирическим формулам.
Для кабельных линий используется формула
,
для воздушных линий
,
где
- междуфазное напряжение сети, кВ.
- суммарная длина линий W1,W2,
W3, км.
Чувствительность защиты характеризуется коэффициентом чувствительности:
,
где
-
ток нулевой последовательности,
проходящий по линии при однофазном
замыкании на ней. Определяется емкостью
всех неповрежденных линий и рассчитывается
по вышеприведенным эмпирическим
формулам.
Принять общую длину всех электрически связанных линий равной 150 км.
Защита от однофазных коротких замыканий в сети
с эффективнозаземленной нейтралью
Защита выполняется только одноступенчатой – III ступень. Используется схема на сумму токов трёх фаз с действием на отключение [1, с.242].
Выдержка времени защиты выбирается по ступенчатому принципу. Ток срабатывания реле отстраивается от тока небаланса :
,
где = 1,25 – коэффициент отстройки, учитывающий погрешность и необходимый запас;
-
максимальный расчётный ток небаланса.
IНБ.РАСЧ.МАКС
=
,
где
= 1 – коэффициент однотипности ТА;
= 2,0 – учитывает апериодическую
составляющую тока;
=
10 % - максимальная погрешность ТА;
-
действующее значение установившегося
тока внешнего трёхфазного КЗ при
повреждении в конце линии в максимальном
режиме системы.
ЗАДАНИЕ 2. Релейная защита понижающих силовых трансформаторов.
Задан одиночно работающий понижающий двухобмоточный трансформатор, оснащённый устройством РПН (рис.2.1). С высокой и низкой стороны трансформатора установлены выключатели. Номинальные мощности силового трансформатора определяются по табл.1 приложения, значения высокого и низкого напряжения – по табл.5 приложения. Заданы значения максимальной и минимальной мощности КЗ на стороне ВН (прил. табл.6).
Для трансформаторов предусматриваются устройства релейной защиты от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы:
- многофазных замыканий в обмотках и на выводах трансформатора;
- токов в обмотках, обусловленных внешним коротким замыканием;
- токов в обмотках, обусловленных перегрузкой;
- витковых замыканиях в обмотках;
- понижения уровня масла;
- однофазных замыканий на землю в обмотке и на выводах, присоединённых к сети с эффективнозаземлённой нейтралью;
- однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью.
Вид источника оперативного тока приведен в табл. 2.1.
Таблица 2.1. Характеристика источников оперативного тока
Мощность трансформатора, МВА
|
Характеристика оперативного тока
|
6,3
|
переменный
|
10
|
переменный
|
16
|
постоянный
|
25
|
выпрямленный
|
Защиты трансформаторов мощностью 6,3 и 10 МВА выполнены на переменном оперативном токе, а 16 и 25 МВА на выпрямленном оперативном токе.