6.3. Оценка чувствительности устройства защиты

6.3.1. Коэффициент чувствительности защиты

Чувствительность токовых защит, реагирующих на увеличение тока, характеризуют коэффициентом чувствительности [1]

,

(6.20)

где – минимальное значение тока в реле, соответствующее минимальному току КЗ в конце защищаемой зоны при металлическом замыкании; I_С.Р – ток срабатывания реле (уставка защиты), которому соответствует расчётное значение тока срабатывания защиты I_С.З, определённое для первичных цепей схемы электроснабжения.

Или в общем случае для измерительных органов устройства защиты выражение (6.20) имеет вид

.

(6.21)

Отметим два важных момента, которые должны учитываться при определении коэффициента чувствительности защиты [25, с. 19].

1. Величина тока определяется при наименее благоприятных условиях:

1.1. Рассматривается минимальный ток КЗ при минимальном режиме работы электрической сети в наиболее удалённой точке – в конце зоны действия защиты.

1.2. В зависимости от режима нейтрали электрической сети и её параметров минимальное значение тока КЗ может при двухфазном КЗ или однофазном КЗ на землю (m равно 2 или 1).

1.3. На величину тока оказывают влияние схемы соединения ТТ и ИО.

1.4. На величину тока оказывают силовые трансформаторы с разными группами соединения обмоток.

2. Чувствительность защиты оценивается по наибольшему из вторичных токов , проходящих в измерительных органах ИО устройства защиты, поскольку все ИО самостоятельно действуют на логическую часть этого устройства защиты.

Для токовых защит систем электроснабжения напряжением 6–110 кВ коэффициент чувствительности наиболее часто определяется через первичные значения токов – минимального тока КЗ и тока срабатывания защиты I_С.З [25]. Выразим коэффициент чувствительности через эти первичные токи. Для этого рассмотрим следующие соотношения.

Ток, протекающий в однофазной схеме, состоящей из трансформатора тока ТТ и измерительного органа ИО устройства защиты (или реле), в общем случае можно записать

,

(6.22)

где I_1.Ф – ток, протекающий по фазе схемы электроснабжения – первичный ток; n_Т – коэффициент трансформации ТТ; I_ИО, I_Р, I_2.Ф – токи соответственно измерительного органа, реле, вторичной обмотки ТТ – вторичные токи.

Для трёхфазных схем соединения ТТ и ИО при рассмотрении случая, когда действие устройства защиты распространяется только на линию электропередачи W (см. рис. 6.6), с учётом выражения (6.2) можно записать

.

(6.23)

Для общего случая, когда действие устройства защиты распространяется на линию W и трансформатор Т (см. рис. 6.6) и рассматриваются токи КЗ на стороне низшего напряжения трансформатора, последнее выражение будет иметь вид

,

(6.24)

где – коэффициент схемы, учитывающий изменения токов КЗ как в схеме соединения ТТ и ИО, так и прохождении их через силовой трансформатор.

При протекании в электрической сети тока КЗ в минимальном режиме её работы по ИО устройства защиты будет также протекать минимальный ток , который с учётом выражений (6.23) и (6.24) можно записать

,	(6.25)
,	(6.26)

где – соответственно ток КЗ на стороне НН трансформатора и его значение, приведённое к стороне ВН трансформатора (см. рис. 6.6)

.

(6.27)

где К_U – коэффициент трансформации по напряжению; U_ВН и U_НН – линейные напряжения на стороне ВН и НН трансформатора.

Ток срабатывания I_С.ИО ИО (вторичный ток) и ток срабатывания защиты I_С.З (первичный ток) обычно рассматриваются для симметричного режима, т.е. для трёхфазного КЗ [3, 25], когда коэффициент схемы

.

(6.28)

Коэффициент чувствительности для случая, когда действие устройства защиты распространяется только на линию W с учётом выражений (6.21), (6.25) и (6.28) можно записать

.

(6.29)

Коэффициент чувствительности для случая, когда действие устройства защиты распространяется на линию W и трансформатор Т (или только трансформатор) можно записать

.

(6.30)