_методички / Релейная защита / Кондратьев-21.100

Iс.з		kп Id		ном	;	(6.1)
			6kт

для трехфазной мостовой схемы –

Iс.з		2 kп Id ном				;	(6.2)
		3			kт

для двухмостовой 12 пульсовой параллельной схемы –

	Iс.з		kп Id ном		4		2					0,788kп Id ном	;	(6.3)
			2kт	3								kт
							3

для двухмостовой 12 пульсовой последовательной схемы –

	Iс.з		kп Id ном		4		2					1,577kп Id ном	;	(6.4)
			kт	3								kт
							3

где Id ном – номинальный ток преобразователя, А; kт = U1л / U2л – коэффициент трансформации преобразовательного трансформатора; kп – коэффициент допускаемой перегрузки преобразователя, kп = 1,5.

2. Определяется значение тока срабатывания реле:

Iс.р	Iс.зkсх	,	(6.5)
	kт.т

где Ic.з – первичный ток срабатывания защиты, вычисленный по уравнениям (6.1) – (6.4), А; kт.т – коэффициент трансформации трансформаторов тока; kсх – коэффициент схемы соединения трансформаторов тока и реле.

3. Проверяется коэффициент чувствительности защиты по условию:

20

			I (2)			3Iк(3)min
k			к min					1,5,	(6.6)
	ч
			Iс.зkт		2kт Iс.з

где Iк(2)min , Iк(3)min – минимальный ток двух- и трехфазного короткого замыкания со-

ответственно на выводах вентильной (вторичной) обмотки преобразовательного трансформатора, А.

6.2. Расчет токовой отсечки преобразовательного агрегата

Токовая отсечка, применяемая на действующих тяговых подстанциях, выполняется на реле РТ-40 в двухфазном трехрелейном исполнении и действует без выдержки времени. Защита не должна срабатывать при включении преобразовательного трансформатора на холостой ход от бросков тока намагничивания. Первичный ток срабатывания защиты

Iс.з (4 5)Iн.т ,

(6.7)

где Iн.т – номинальный ток первичной обмотки преобразовательного трансформатора, А.

Ток срабатывания реле определяется по формуле (6.5). Коэффициент чувствительности токовой отсечки

	I (2)
kч	к min	2 ,	(6.8)
	Iс.з

I (2)

где к min – минимальный ток двухфазного короткого замыкания на выводах пер-

вичной (сетевой) обмотки преобразовательного трансформатора, А.

6.3. Расчет защиты от перегрузки и автоматики включения обдува преобразовательного агрегата

Ток срабатывания реле включения дутьевого охлаждения трансформатора определяется по формуле:

21

Iс.р		0,7Iн.т kн	,	(6.9)
		kвkт.т

где kн = 1,05 – коэффициент надежности.

Ток срабатывания реле защиты от перегрузки определяется по формулам (6.1) – (6.4) и (6.10) при коэффициенте перегрузки kп = 1,2 ÷ 1,3:

Iс.р	Iс.зkсх	,	(6.10)
	kт.т

где kсх – коэффициент схемы, зависящий от схемы соединения вторичных обмоток трансформаторов тока и реле; kт.т – коэффициент трансформации трансформатора тока.

Защита с выдержкой времени 2 – 9 с вызывает включение резервного агрегата [1].

7. ПРОВЕРКА ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА НА ДЕСЯТИПРОЦЕНТНУЮ ПОГРЕШНОСТЬ

При выборе трансформатора тока необходимо учитывать его назначение – для присоединения каких видов защиты и измерительных приборов он предназначен.

Класс точности трансформатора тока должен соответствовать его назначению. Трансформаторы тока класса 0,5 применяют для присоединения расчетных счетчиков (класс точности этих счетчиков на подстанции обычно 0,5), класса 1 – для присоединения приборов технического учета, класса 3 (Р) или 10 – для присоединения релейной защиты.

Так как индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, можно принять z2 r2 (где z2 – вторичная нагрузка, присоединенная к проверяемой обмотке трансформатора тока по расчету, Ом), тогда

r2 rпр r	приб	rконт ,	(7.1)

22

где rпр – сопротивление соединительных проводов, Ом; rприб – сопротивле-

ние катушек всех последовательно включенных приборов, Ом; rконт – сопротивление переходных контактов, Ом. При использовании двух – трех приборов rконт = 0,05 Ом, при большем числе приборов rконт = 0,1 Ом.

Сопротивление соединительных проводов определяется по выражению:

rпр	lрасч	,	(7.2)
	qпр

где – удельное сопротивление материала провода, Ом м; lрасч – расчетная длина соединительного провода, м; qпр – сечение проводов и жил кабеля, м2.

Расчетная длина соединительного провода lрасч зависит от схемы соединения трансформатора тока с приборами (рис. 7.1).

А	В	С	И	А	В	С	IA	И	И
							IС		Iв
	lрасч	2l				lрасч		3l

А	В	С	И	И	И
			IA
			IС
		lрасч l

а б в

Рис. 7.1. Схемы соединения трансформаторов тока с приборами: а – однофазная; б – двухфазная; в – трехфазная

Во вторичных цепях подстанций с первичным напряжением 220 кВ и более обязательно используют провода контрольных кабелей с медными жилами ( = 1,75 10-8 Ом м), в остальных случаях обычно применяют провода и кабели с алюминиевыми жилами ( = 2,83 10-8 Ом м).

Сечение проводов и жилы кабеля qпр по условию механической прочно-

сти в токовых цепях не должно быть меньше 4,0 10 6 м2 для алюминиевых жил и 2,5 10 6 м2 – для медных. Проверку на соответствие класса точности следует

23

выполнять, начиная с указанного минимального сечения. Сечение проводов и жилы кабеля более чем 10 10 6 м2 применять не рекомендуется.

При невозможности выполнить условие проверки на класс точности следует разгрузить трансформатор тока от части приборов, используя для этого дополнительные трансформаторы. Можно последовательно соединить вторичные обмотки разных классов точности (например, Р и 0,5), при этом допустимая нагрузка z2 может быть принята равной арифметической сумме допустимых нагрузок каждой из последовательно соединенных обмоток.

Для обмоток трансформаторов тока, к которым подключают релейную защиту, считается допустимой погрешность во вторичном токе не более 10 % при прохождении по его первичной обмотке тока короткого замыкания, при котором должна сработать защита. В этом случае для проверки трансформатора тока используют кривые предельных кратностей первичного тока при десятипроцентной погрешности (рис. 7.2). По вертикальной оси рисунка отложены допустимые предельные кратности первичного тока m, а по горизонтальной – допустимые нагрузки zдоп, при которых погрешность не превышает 10 %.

Порядок проверки на десятипроцентную погрешность следующий. Опре-

деляют расчетную кратность тока:
m	Iрасч	,	(7.3)
	I1ном

где Iрасч – расчетный ток, для большинства токовых защит Iрасч = 1,1Iс.з, А; Iс.з – ток срабатывания защиты, А; I1ном – номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока, А.

По расчетной кратности тока m по кривой предельной кратности при десятипроцентной погрешности для данного типа и коэффициента трансформации трансформатора тока находят допустимое сопротивление вторичной цепи zдоп. Затем сравнивают его с расчетным значением нагрузки z2 вторичной обмотки трансформатора тока, которое зависит не только от сопротивления соединительных проводников zпр, реле zр и переходных контактов zконт, но и от схемы соединения трансформатора тока, нагрузки и вида короткого замыкания

(табл. 7.1).

24

	50			1
	40
	30
	20
	15			2
	10
m	6			3
	4
	3			4
	2			5
				6
	0	0,2	0,4 0,60,81,0	2	3	4 5	Ом 9
			zдоп

Рис. 7.2. Кривые предельных кратностей трансформаторов тока при десятипроцентной погрешности: 1 – для ТФЗМА-35А (Iн1 = 1000 А);

2 – для ТФЗМА-35А (Iн1 = 15 600 А); 3 – для ТПЛ-10 (Iн1 = 5 400 А) класса 0,5; 4 – для ТПЛ-10 (Iн1 = 5 400 А) класса Р; 5 – для ТЛМ-10 (Iн1 = 50 300 А и

1000 А); 6 – для ТЛМ-10 (Iн1 = 400 800 А и 1500 А)

Если zдоп zрасч, трансформатор тока работает с погрешностью, не превышающей 10 %. При zдоп < zрасч нужно рассмотреть возможности снижения нагрузки на трансформатор тока увеличением сечения проводов, использованием другой схемы соединения трансформаторов тока, включением последовательно вторичных обмоток трансформатора тока или присоединением реле к различным обмоткам трансформатора, увеличением номинального первичного тока трансформатора тока до значения, допускаемого по условию чувствительности к току короткого замыкания [2].

Т а б л и ц а 7 .1

Формулы для определения расчетной нагрузки трансформатора тока

	Номер	Схема соединения транс-	Вид короткого	Расчетная формула
	схемы	форматора тока и вторич-	замыкания
			25

		ной нагрузки
		r	z	р		Трех- и	zрасч	zпр zр zконт
		пр				двухфазное
	А
		rпр	zр
						Однофазное	zрасч	2zпр zр
	В
1		r	zр				zро	zконт
	С	пр
		rпр	zро
	N
		r		z	р	Трех- и	zрасч	3(zпр zр )
		пр				двухфазное
	А	rпр		zр			zконт
2
	В
		rпр		zр
	С

Двух- и

zрасч 2zпр zр

А

rпр

zр

однофазное

zро zконт

3

В

rпр

zр

Двухфазное

zрасч 3zпр zр

С

rпр

zро

за трансформато-

2zро zконт

N

ром со схемой

/

r

z

р

Двухфазное

zрасч 4zпр 2zр

А

пр

zконт

4

В

rпр

С

Библиографический список

1.Ф и г у р н о в Е. П. Релейная защита: Учебник / Е. П. Ф и г у р н о в / ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте». М., 2009. 604 с.

2.Руководящие указания по релейной защите систем тягового электроснабжения. М.: Трансиздат, 2005. 216 с.

26

Учебное издание

КОНДРАТЬЕВ Юрий Владимирович, ЗАРЕНКОВ Семен Валерьевич

ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЛЕЙНЫХ ЗАЩИТ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ

Часть 2

__________________

Редактор Н. А. Майорова

***

Подписано в печать 20.01.2012. Формат 60 84 1/16. Плоская печать. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,8. Уч.-изд. л. 2,0.

Тираж 180 экз. Заказ .

**

Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа Типография ОмГУПСа

*

644046, г. Омск, пр. Маркса, 35

27