рз марквеич

	Iк		W1		W2
A
	Iсз-
1400		(первыйвариант)
1300	11
	Iсз-		(второйвариант)
1200		11
			Зонадействияз
1100			ащиты1-1
			(первыйвариант)
1000
900					(3)
					IKMAX
800
700	(2)
				IKMIN
	Зонадействиязащи
600	ты1-1
500			(второйвариант)
						кмK6
K1	K2		K3	K4	K5
			Рисунок -18

1. Проверяется возможность выполнения неселективной отсечки без

выдержки времени срабатывания, отстроенной от токов КЗ в конце защищаемой линии W1:

IСЗ 1-1 kЗ IK MAX К4

1,2 900 1080 А.

При этой уставке отсечка отстроена от бросков тока намагничивания трансформаторов и от тока КЗ за трансформатором подстанции ПС2.

Для проверки реализуемости неселективной отсечки проверяется возможность осуществления успешного АПВ. Время плавления предохранителя типа ПСН-35 на подстанции ПС2 (IНОМ 75 А) при расчетном токе КЗ при внутреннем повреждении в трансформаторе определяется по типовым характеристикам предохранителей, приведѐнным в приложении к [8]. При внутренних повреждениях в трансформаторе значение тока КЗ можно принимать равным 60 80 % тока КЗ на выводах высокого напряжения, т.е. примерно 800 А. Время плавления при этом токе tПЛ 0,04 с.

Общее время отключения повреждения выключателем линии W1 в

зависимости от вида силового выключателя может составить до 0,1 с [8]. В

этот интервал времени входит время срабатывания реле защиты, время срабатывания промежуточных реле и время отключения силового выключателя. Таким образом, время срабатывания предохранителя на ПС2

при внутренних повреждениях трансформатора Т2 меньше времени отключения линии W1, следовательно, указанное повреждение будет отключено и предохранителем ПС2, и выключателем линии W1, который затем может быть включен обратно устройством АПВ. Это означает, что токовую отсечку с выбранной уставкой 1080 А можно использовать для защиты линии W1 в сочетании с АПВ. Зона действия первой ступени защиты 1 при этой уставке составляет по графику 26 % длины линии,

поэтому этот вариант выполнения защиты 1-1 более эффективен и именно его следует принять в качестве окончательного решения.

Принимается IСЗ 1-1 1080 А.

2. Выбирается уставка второй ступени, т.е. токовой отсечки 1-2 с

выдержкой времени по следующим условиям:

а) Вторая ступень согласуется по чувствительности с первой

ступенью защиты 3, т.е. токовой отсечкой 3-1 трансформатора Т3:

IСЗ 1-2 kЗ [IСЗ 3-1 + (IНОМ Т2 + IНОМ Т4)]

1,25 (380 + 33) 520 А,

где IСЗ3-1 - ток срабатывания первой ступени защиты3 трансформатора Т3; kЗ 1,25 [8] - коэффициент запаса.

б) Вторая ступень 1-2 согласуется с отсечкой 2 линии W2:

IСЗ 1-2 kЗ [IСЗ 2-1 + (IНОМ Т2 + IНОМ Т3)]

(1,3 1,4) (305+43)

450 490 А,

где IСЗ2-1 - ток срабатывания первой ступени защиты2 трансформатора Т4; kЗ (1,3 1,4) - коэффициент запаса, который при согласовании с защитами, выполненными на реле РТ-80, должен иметь повышенное значение [8].

в) Вторая ступень 1-2 согласуется с предохранителем подстанции ПС2. При внутреннем КЗ в трансформаторе Т2 подстанции ПС2

плавкая вставка с номинальным током 75 А при токе КЗ, равном току срабатывания защиты 1-2, т.е. 520 А, отключает трансформатор через

0,35 с. Защита 1-2 может быть отстроена от предохранителей подстанции ПС2 за счет выдержки времени:

tСЗ 1-2 0,35 + t,

где t - ступень селективности ( t 0,4 0,6 с); tСЗ 1-2 - выдержка времени срабатывания защиты 1-2.

Учитывая все условия согласования, для защиты 1-2 следует принять:

IСЗ 1-2 520 А; tСЗ 1-2 0,9 с.

3.Выбираются уставки третьей ступени защиты 1, т.е. максимальной токовой защиты (МТЗ) 1-3. При этом необходимо учесть два условия:

а) Защита 1-3 должна отстраиваться от токов в линии W1 в

послеаварийном режиме. Поэтому предварительно необходимо определить максимальный ток самозапуска в послеаварийном режиме или коэффициент самозапуска kСЗ. Если среди нагрузок нет крупных электродвигателей, то можно принять kСЗ (1,2 1,3) [8]. Если в электрической сети есть крупные электродвигатели, то необходимо рассчитать коэффициент самозапуска, что представляет собой от-

дельную задача. В данном случае коэффициент самозапуска задан и равен

1,8.

Ток срабатывания защиты 1-3:
IСЗ 1-3	kЗ kСЗ (IНОМ Т2 + IНОМ Т3 + IНОМ Т4)/kВ	1,2 1,8 59,5 / 0,85	151,2 А.
б) Защита 1-3 отстраивается от второй ступени защиты 2 линии W2:
IСЗ 1-3	kЗ [IСЗ 2-2 + (IНОМ Т2 + IНОМ Т3)]	(1,3 1,4) (100 + 43)	185 200 А.

где kЗ 1,3 1,4 - коэффициент запаса при согласовании с защитой

2-2, выполненной на реле серии РТ-80.

При выборе тока срабатывания защиты 1-3 необходимо учесть время срабатывания смежных защит.

С одной стороны, выдержка времени срабатывания защиты 1-3

должна быть больше, чем время срабатывания защиты 2 линии W2 при КЗ в общей зоне действия на ступень селективности. С другой стороны,

выдержка времени защиты 1-3 должна быть меньше, чем время срабатывания защиты 6 трансформатора Т1.

Рисунок19 - Схема сети

Рисунок 20Расчетная схема ТКЗ

Пример № 2

4.Защита высоковольтного электродвигателя

В соответствии с [1,пп.5.3.43.-5.3.54] и [2,табл.1] мощность двигателя не превышает 2,5МВА, и на данных двигателях должны быть установлены и рассчитаны следующие защиты:

- защита от многофазных замыканий в обмотках электродвигателя [1,

п.5.3.46-2];

-защита от перегрузки[1,п.5.3.49];

-защита от однофазных замыканий на землю[1,п.5.3.48];

-защита минимального напряжения [1,пп.5.3.52-5.3.53].

Пример расчета защиты высоковольтного асинхронного электродвигателя

Выбрать типы защит и определить их уставки электродвигателя гидронасоса по данным: UД.ном= 6 кВ; РД.ном = 400 кВт; IД.ном = 48,4 А; kП = 5,1; ТТ с nТ = 150/5 установлены на фазах А и С; ток трехфазного к.з. на шинах распределительного устройства собственных нужд (РУСН) Iк(3) = 13000 А; ток замыкания на землю в РУСН Iз.< 10 А.

Решение. По технологии работы двигатель является неответственным.

Согласно ПУЭ на таких электродвигателях мощностью менее 2000 кВт применяют однорелейную двухфазную токовую защиту без выдержки времени (отсечку), отстроенную по току от токов самозапуска, и защиту от перегрузки, отстроенную от токов самозапуска по времени (Рис. 38, а). Кроме того, при токе замыкания на землю более 10 A применяют токовую защиту нулевой последовательности без выдержки времени, состоящую из трансформатора тока нулевой последовательности типа ТЗЛ и реле типа РТ-

40/0,2, РТЗ-51 (реле 1, 2 Рис. 21). Однолинейная схема защиты (токовая отсечка) включается на разность вторичных токов (обычно фаз А и С).

Рисунок 21Схемы соединений ТТ и реле защит электродвигателей: а) - однорелейная двухфазная; б) – двухрелейная двухфазная.

1- реле РТ 10/0,2 (РТЗ-51); 2- реле РТ 40/2; 3,4 – реле РТ 90 или РТ 40

Если однорелейная схема отсечки двигателей мощностью менее 2000

кВт не обеспечивает требуемый по ПУЭ коэффициент чувствительности

kч=2, то применяют двухфазную двухрелейную схему «неполная звезда»,

которая чувствительнее в √ раз (Рис. 34, б).

Первичный ток срабатывания защиты отстраивается от пускового тока

электродвигателя и определяются по выражению:

Iср.1 kН kП I Д .ном ,					(2.1)
где kН=1,8 – для реле серии РТ-80 и kН=1,4 – для реле серии РТ-40;
kП – коэффициент пуска электродвигателя;
I Д .ном – номинальный ток двигателя.
Вторичный ток срабатывания определяется по выражению:
	k (3)	I
Iñð.2	ñõ		ñð.1	,	(2.2)
	nÒ

где nТ - коэффициент трансформации трансформаторов тока,

kñõ(3) 3 при включении реле на разность токов двух фаз ТТ (Рис. 38, а) и kсх(3) 1 при включении реле на токи фаз ТТ (Рис. 38, б).

Коэффициент чувствительности защиты для однорелейной схемы

определяется при двухфазном к.з. на выводах электродвигателя между фазами А и В или В и С, при которых ток в реле в 2 раза меньше, чем при к.з. между фазами А и С, по выражению:

kч(2)	Iк(.2)з.	,	(2.3)
	Iср.1

Для двухрелейной схемы токи в обоих реле при к.з. между любыми двумя фазами одинаковы.

Из (2.2) и (2.3) следует, что при двухфазной двухрелейной схеме защита в √ раз чувствительнее, поэтому по ПУЭ ее требуется применять на электродвигателях мощностью 2000 кВт и более.

Ток срабатывания защиты от перегрузки определяется по условию отстройки от IД.ном по выражению:

Iпер.1	kН I Д .ном	,	(2.4)
	kв

где kН=1,2 и kв=0,8 – коэффициенты надежности и возврата реле соответственно.

Из (2.2) и (2.4) определяем выражение для вычисления тока

срабатывания реле перегрузки

Iпер.2	k		k (3)	I
		Н	П		Д .ном	,	(2.5)
			kв nТ

Выдержка времени защиты от перегрузки при схеме с реле серии РТ-

90 принимается 16с в независимой части, и если его недостаточно, то

устанавливают еще дополнительное реле времени типа ЭВ-144 со шкалой 0-

20с.

При схеме с независимой характеристикой выдержки времени принимают реле типа ЭВ - 144 или типа Е -513 со шкалой 6 - 60с, в

зависимости от времени пуска или самозапуска двигателей.

Для заданного электродвигателя проверим возможность применения однорелейной схемы с реле типа РТ90.

Первичный ток срабатывания отсечки определяем по (2.1):

Iотс.1 kН kП I Д .ном 1,8 5,1 48,4 445А

Вторичный ток срабатывания элемента отсеки в реле определяем по

(2.2):

				I
			k (3)		îòñ .1			3 445		25,6 À
I			ñõ
	îòñ .2			nÒ				30

Коэффициент чувствительности вычисляем по (2.3):

(2)		I (	2)		0,867 13000	14,65
		к
kч
					25,6 30
		Iотс.2 nТ

Ток срабатывания индукционного элемента реле РТ-90 с выдержкой времени от перегрузки определяем по (2.5) (электромагнитная отсечка):

			k	Í kÏ(3) I			1,2		48,4
I					Ä .íîì			3		4,18 À
	ïåð .2			kâ nÒ			0,8		30

Принимаем реле типа РТ-90/2 с уставками Iср=4,5 А и выдержкой времени в независимой части характеристики 16 с.

Кратность отсечки к уставке индукционного элемента:

k	I	пер.2		25,6	5,7
		Iср		4,5

По каталогу разброс тока срабатывания отсечки примерно 30%.

Коэффициент чувствительности защиты от перегрузки не определяется, поскольку она не предназначена для действия при к.з.

Опыт эксплуатации показал неправильное (излишнее) срабатывание отсечки в реле серии РТ-90, установленных в шкафах КРУ, от сотрясений при операциях с выключателями соседних шкафов. Поэтому в последнее время защита от перегрузки электродвигателей собственных нужд выполняется с независимой выдержкой времени посредством реле тока РТ-

40 и реле времени ЭВ - 144 для двигателей с временем пуска или самозапуска более 20 с.

Так как рассматриваемый двигатель неответственный, то предусматриваем его отключение от первой ступени защиты минимального напряжения: Uсз (0,65 0,7)U ном и t = 0,5с.

Защиту от замыканий на землю не предусматриваем, исходя из того,

что для двигателей 6 кВ мене 2000 кВт при токе Iз. менее 10 А по ПУЭ она не устанавливается.

Пример № 3

5.Релейная защита трансформатора

Общие положения В процессе эксплуатации электроэнергетических систем возникают

повреждения отдельных ее элементов. Наиболее опасными и частыми видами повреждений являются КЗ между фазами электрооборудования и однофазные КЗ на землю. В трансформаторах и электрических машинах имеют место и межвитковые замыкания. Вследствие возникновения КЗ нарушается нормальная работа электроэнергетической системы, что создает ущерб для потребителей.

Протекание токов КЗ также приводит к термическому и динамическому повреждению элементов энергосистемы. Для уменьшения размеров повреждения и предотвращения развития аварии устанавливают совокупность автоматических устройств, называемых релейной защитой и