Реконструкция релейной защиты и автоматики подстанции 220/110/10 кВ "Аргамак"

Реле позволяют выполнять по две независимых отключаемых и сигнальных цепи. Кнопкой опробования можно проверить работу реле при опускании поплавков и отдельно - при действии напорной пластины. Винт регулирования установок по скорости потока масла выведен на крышку корпуса реле и при наличии стенда для проверки реле позволяет отрегулировать установку без вскрытия реле.

Реле устойчивы к вибрациям в трех взаимно перпендикулярных направлениях с ускорением 5g при частотах 5-150 Гц, к одиночным ударам в вертикальном направлении с ускорением 5g, к землетрясению с амплитудой ускорения 0,5g.

5.3.2 Защита ВЛ 220, 110 кВ

По /1/:

3.2.106. Для линий в сетях 110-500 кВ с эффективно заземленной нейтралью должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от многофазных замыканий и от замыканий на землю.

3.2.107. Защиты должны быть оборудованы устройствами, блокирующими их действие при качаниях, если в сети возможны качания или асинхронный ход, при которых вероятны излишние срабатывания защиты. Допускается выполнение защиты без блокирующих устройств, если она отстроена от качаний по времени (около 1,5--2 с).

3.2.110. На одиночных линиях с односторонним питанием от многофазных замыканий следует устанавливать ступенчатые токовые защиты или ступенчатые защиты тока и напряжения. Если такие защиты не удовлетворяют требованиям чувствительности или быстроты отключения повреждения (см. 3.2.108), например на головных участках, или если это целесообразно по условию согласования защит смежных участков с защитой рассматриваемого участка, должна быть предусмотрена ступенчатая дистанционная защита. В последнем случае в качестве дополнительной защиты рекомендуется использовать токовую отсечку без выдержки времени.

От замыканий на землю должна быть предусмотрена, как правило, ступенчатая токовая направленная или ненаправленная защита нулевой последовательности. Защита должна быть установлена, как правило, только с тех сторон, откуда может быть подано питание.

По /18/:

9.9.5. Должна предусматриваться возможность оперативного и автоматического ускорения ступенчатых защит и выбора ускоряемых

ступеней.

9.9.6. На линиях 110-220 кВ с односторонним питанием используются два комплекта ступенчатых защит, каждый из которых включает:

- токовую (если удовлетворяется требование селективности) или дистанционную защиту от многофазных КЗ,

- токовую направленную/ненаправленную защиту от КЗ на землю.

9.9.7. Защиты, имеющие цепи напряжения, неисправность которых приводит к ложному отключению, должны блокироваться при нарушении цепей напряжения.

По пункту 6.2.18 /7/ в качестве основной быстродействующей защиты применяем дифференциально-фазную (ДФЗ) защиту.

Автоматика.

По /1/:

3.3.2. Устройства АПВ должны предусматриваться для быстрого восстановления питания потребителей или межсистемных и внутрисистемных связей путем автоматического включения выключателей, отключенных устройствами релейной защиты.

Должно предусматриваться автоматическое повторное включение:

- воздушных и смешанных (кабельно-воздушных) линий всех типов напряжением выше 1 кВ.

3.3.4. При применении АПВ должно, как правило, предусматриваться ускорение действия релейной защиты на случай неуспешного АПВ. Ускорение действия релейной защиты после неуспешного АПВ выполняется с помощью устройства ускорения после включения выключателя, которое, как правило, должно использоваться и при включении выключателя по другим причинам (от ключа управления, телеуправления или устройства АВР). При ускорении защиты после включения выключателя должны быть приняты меры против возможного отключения выключателя защитой под действием толчка тока при включении из-за неодновременного включения фаз выключателя.

3.3.6. Могут применяться, как правило, устройства ТАПВ однократного или двукратного действия (последнее - если это допустимо по условиям работы выключателя). Устройство ТАПВ двукратного действия рекомендуется принимать для воздушных линий, в особенности для одиночных с односторонним питанием.

3.3.9. На линиях, отключение которых не приводит к нарушению электрической связи между генерирующими источниками, например на параллельных линиях с односторонним питанием, следует устанавливать устройства ТАПВ без проверки синхронизма.

3.3.19. Устройства АПВ с проверкой синхронизма следует выполнять на одном конце линии с контролем отсутствия напряжения на линии и с контролем наличия синхронизма, на другом конце - только с контролем наличия синхронизма. Схемы устройства АПВ с проверкой синхронизма линии должны выполняться одинаковыми на обоих концах с учетом возможности изменения очередности включения выключателей линии при АПВ.

Рекомендуется использовать устройство АПВ с проверкой синхронизма для проверки синхронизма соединяемых систем при включении линии персоналом.

Для защиты воздушной линии 220кВ будем использовать шкафы микропроцессорных защит.

· ШЭ2607- 082;

· ШЭ2607- 021;

· два шкафа ШЭ2607- 019.

Представим в таблице выбранные защиты по нормативным документам и функции, выполняемые выбранными блоками.

Таблица - 5.2 Виды РЗиА для ВЛЭП 220кВ

Виды защит по нормативным документам	Функции блока	Используемые функции
1. ДФЗ 2. ДЗ 3. ТО 4. ТНЗНП 5. АПВ 6. УРОВ	БЭ2704V082: 1) ДФЗ БЭ2704 021: 1) трехступенчатая дистанционная защита (ДЗ) 2) четырехступенчатая токовая направленная защита нулевой последовательности (ТНЗНП) 4) токовая отсечка (ТО) 5) автоматика разгрузки при перегрузке по току (АРПТ) БЭ2704 019 1) АУВ 2) УРОВ 3) АПВ	БЭ2704V082: 1) Д ФЗ БЭ2704 021: 1) трехступенчатая дистанционная защита (ДЗ) 2) четырехступенчатая токовая направленная защита нулевой последовательности (ТНЗНП) 4) токовая отсечка (ТО) 5) автоматика разгрузки при перегрузке по току (АРПТ) БЭ2704 019 1) АУВ 2) УРОВ 3) АПВ БЭ2704 определение мест повреждений

Передача сигналов ВЧТО на другой конец линии осуществляется при помощи приемопередатчика ПВЗУ-Е.

Рисунок 5.4 - Приемопередатчик ПВЗУ-Е.

Для защиты воздушной линии 110кВ будем использовать шкафы микропроцессорных защит типа ШЭ2607- 083 на базе микропроцессорного терминала типаБЭ2704V083, ШЭ2607- 016 на базе микропроцессорного терминала БЭ2704 016.

Шкаф дифференциально-фазной защиты типа ШЭ2607 082.

Стандартный шкаф 2000*600*600

Терминал БЭ2704 V082:

Таблица - 5.3 - Виды РЗиА для ВЛЭП 110кВ

Виды защит по нормативным документам	Функции блока	Используемые функции
1) ДФЗ 2) ДЗ 3) ТО 4) ТНЗНП 5) АПВ 6) УРОВ	БЭ2704V083 - ДФЗ БЭ2704 016: 1) трехступенчатая дистанционная защита (ДЗ); 2) четырехступенчатая токовая направленная защита нулевой последовательности (ТНЗНП); 3) токовая отсечка (ТО); 4) автоматика разгрузки при перегрузке по току (АРПТ); 5) АУВ; 6) УРОВ; 7)АПВ	БЭ2704V083 - ДФЗ БЭ2704 016: 1) трехступенчатая дистанционная защита (ДЗ); 2) четырехступенчатая токовая направленная защита нулевой последовательности (ТНЗНП); 3) токовая отсечка (ТО); 4) автоматика разгрузки при перегрузке по току (АРПТ); 5) АУВ; 6) УРОВ; 7)АПВ. БЭ2704 - определение мест повреждений

- Дифференциально-фазная защита линии;

- УРОВ

Приемопередатчик:

- ПВЗУ;

- ПВЗУ-Е, ПВЗУ-ВОЛС;

- ПВЗ-90М1

Клемники, переключатели, БИ

Цепи внешней сигнализации, указательные реле

ШЭ2607 082 - для схемы с двумя выключателями на присоединении; Возможность суммирования токов выключателей, учет ремонтного состояния выключателей.

ШЭ2607 083 -для схемы «две системы шин с обходной»; Коэффициенты ТТ линейного и обходного выключателей могут быть разными, не требуются дополнительные согласующие ТТ.

Пусковые органы дифференциально-фазной защиты:

Пусковые органы для пуска ВЧ сигнала:

- по току обратной последовательности;

- по приращению тока I₂ или I₁;

- по току нулевой последовательности;

- по разности фазных токов;

- дистанционные органы.

Пусковые органы для подготовки цепей отключения:

- по току обратной последовательности;

по приращению тока I₂ или I₁;

- по току нулевой последовательности;

- по разности фазных токов;

- дистанционные органы.

ВЧ сигнал манипулируется выходной величиной I₁+KI₂

Порог манипуляции зависит от установки ПО по току обратной последовательности.

При разных коэффициентах трансформации ТТ по концам ВЛ не требуются промежуточные АТТ.

Рисунок 5.5 - Возможность совместной работы с электромеханическими панелями ДФЗ-201 и ДФЗ-504.

Принцип действия защиты основан на сравнении фаз токов по концам защищаемой линии.

При внутреннем КЗ (на защищаемой линии) токи по концам линии примерно совпадают по фазе (направлены от шин в линию) (рис. 6.3.2.3). При этом защита срабатывает без выдержки времени на отключение поврежденной ВЛ с обеих сторон.

Рисунок 5.6 - Фазы токов при КЗ на защищаемой ВЛ

При внешнем КЗ (вне защищаемой линии) токи по концам защищаемой линии находятся в противофазе: когда на одном конце ВЛ ток направлен от шин в линию, на другом конце - из линии к шинам, и наоборот (рис. 5.3.2.4). При этом защита не работает.

Рисунок 5.7 - Фазы токов при внешнем КЗ.

В нормальном режиме работы ДФЗ находится в исходном не сработавшем состоянии, ВЧ передатчики остановлены, в ВЧ канале ВЧ сигнал отсутствует.

ВЧ приемники в ДФЗ работают следующим образом: если в ВЧ канале имеется ВЧ сигнал, то на выходе ВЧ приемника ток равен нулю, если ВЧ сигнал в ВЧ канале отсутствует, то на выходе ВЧ приемника имеется постоянный ток, равный 20 мА. Следовательно, в нормальном режиме на выходах обоих ВЧ приемников имеется постоянный ток 20 мА.

5.3.3 Системы шин 220кВ и 110кВ

По /1/:

Для сборных шин 110 кВ и выше электростанций и подстанций отдельные устройства релейной защиты должны быть предусмотрены:

1) для двух систем шин (двойная система шин, полуторная схема и др.) и одиночной секционированной системы шин;

2) для одиночной не секционированной системы шин, если отключение повреждений на шинах действием защит присоединенных элементов недопустимо по условиям, которые аналогичны приведенным в 3.2.108, или 5 В качестве защиты сборных шин электростанций и подстанций 35 кВ и выше следует предусматривать, как правило, дифференциальную токовую защиту без выдержки времени, охватывающую все элементы, которые присоединены к системе или секции шин.

Для двойной системы шин электростанций и подстанций 35 кВ и выше с одним выключателем на присоединенный элемент дифференциальная защита должна быть предусмотрена в исполнении для фиксированного распределения элементов. В защите шин 110 кВ и выше следует предусматривать возможность изменения фиксации при переводе присоединения с одной системы шин на другую на рядах зажимов.

По /18/:

Защита систем шин 110-220 кВ должна выполняться с использованием одного комплекта дифференциальной токовой защиты.

Автоматика

По/1/:

АПВ шин электростанций и подстанций при наличии специальной защиты шин и выключателей, допускающих АПВ, должно выполняться по одному из двух вариантов:

1) автоматическим опробованием (постановка шин под напряжение выключателем от АПВодного из питающих элементов);

2) автоматической сборкой схемы; при этом первым от устройства АПВ включается один из питающих элементов (например, линия, трансформатор), при успешном включении этого элемента производится последующее, возможно более полное автоматическое восстановление схемы доаварийного режима путем включения других элементов. АПВ шин по этому варианту рекомендуется применять в первую очередь для подстанций без постоянного дежурства персонала.

При выполнении АПВ шин должны применяться меры, исключающие несинхронное включение (если оно является недопустимым).

Должна обеспечиваться достаточная чувствительность защиты шин на случай неуспешного АПВ.

По /18/:

На воздушных линиях, обходном выключателе, шинах напряжением 110-220 кВ должно применяться 3-фазное АПВ (ТАПВ) с пуском по цепи «несоответствия» и/или от защит.

На ВЛ с двухсторонним питанием ТАПВ должно выполняться с однократным действием, а на ВЛ с односторонним питанием - с двукратным действием.

Для защиты сборных шин 220кВ используем два комплект ШЭ2607 051 производства НПП «Экра». Шкаф предназначен для защиты шин напряжением 110-220 кВ с фиксированным присоединением элементов и с изменяемой фиксацией присоединения элементов.

Таблица 5.4 - Виды защит на шинах 220 кВ

Виды защит по нормативным документам	1) ДЗШ 2) ТАПВ
Функции блока	ШЭ2607 051 1) реле дифференциальной защиты ошиновки (ДЗО) 2) трехфазные реле тока УРОВ в каждом присоединении 3) индивидуальные трехфазные УРОВ для двух выключателей 4) реле минимального и максимального напряжений, реагирующие на междуфазные напряжения 5) реле минимального и максимального напряжений, реагирующие на напряжения обратной последовательности 6) реле контроля исправности токовых цепей 7) логика “очувствления” ДЗО 8) логика опробования 9) логика запрета АПВ 10) цепи отключения и пуска УРОВ 11) цепи для действия в защиты генератора 12) цепи запрета АПВ
Используемые функции	ШЭ2607 051 1) ДЗО 2) логика “очувствления” ДЗО 3) логика опробования 4) логика запрета АПВ 5) цепи отключения и пуска УРОВ 6) цепи запрета АПВ

Для защиты сборных шин 110кВ используем два комплекта ШЭ2607 061 производства НПП «Экра» (один - для 1 секции (1,2 системы шин) 110 кВ, второй - для 2 секции (3,4 системы шин) 110 кВ). Шкаф предназначен для защиты шин напряжением 110-220 кВ с фиксированным присоединением элементов и с изменяемой фиксацией присоединения элементов.

Таблица 5.5 - Виды защит на шинах 110 кВ

Виды защит по нормативным документам	1) ДЗШ 2) ТАПВ
Функции блока	ШЭ2607 061 1) дифференциальная защита шин 2) реле напряжения 3) цепи “очувствления” 4) цепи запрета АПВ 5) цепи опробования 6) УРОВ
Используемые функции	ШЭ2607 061 1) ДЗШ 2) логика “очувствления” 3) логика опробования 4) логика запрета АПВ 5) цепи запрета АПВ 6) УРОВ

Шкаф защиты сборных шин с торможением типа ШЭ2607 061.

Стандартный шкаф 2000х1200х600

ДЗШ до 18 присоединений с жесткой и изменяемой фиксацией присоединений

· Комплект А1 (A2, A3) - терминал типа БЭ2704V061:

· дифференциальная защита шин с торможением с пусковым и избирательными органами 1 с.ш. и 2 с.ш.;

· три комплекта УРОВ для ШСВ, СВ1 и СВ2;

· логика очувствления ДЗШ;

· логика опробования для 8 присоединений;

· логика запрета АПВ;

· цепи отключения, пуска УРОВ и запрета АПВ;

Выравнивание КТТ по заказу

Клемники, переключатели, БИ

Ключи в выходных цепях отключения

Цепи внешней сигнализации, указательные реле

Рисунок 5.8 - Шкаф защиты сборных шин с торможением типа ШЭ2607 061.

Реле тока ДЗШ включаются на сумму токов всех присоединений СШ (рис. 5.8). При КЗ на СШ сумма токов всех присоединений равна току КЗ, ДЗШ срабатывает и отключает поврежденную СШ. Во всех остальных случаях: в нормальном режиме, при качаниях, при асинхронном режиме, при внешних КЗ сумма токов всех присоединений СШ равна нулю (в соответствии с первым законом Кирхгоффа для данной СШ) и ДЗШ не работает.

Рисунок 5.9 - Включение ДЗШ на сумму токов всех присоединений СШ.

Следовательно, ДЗШ является защитой с абсолютной селективностью и при КЗ на СШ действует на отключение поврежденной СШ без выдержки времени. При срабатывании ДЗШ отключает выключатели всех питающих присоединений поврежденной СШ, тупиковые присоединения могут не отключаться от ДЗШ.

Защищаемая зона ДЗШ определяется местами установки ТТ. То есть, в защищаемую зону ДЗШ входят не только собственно шины, но и шинные разъединители и выключатели присоединений. Линейные разъединители в зону ДЗШ не входят (они входят в зону защит ВЛ).

Для обеспечения чувствительности ко всем видам КЗ ДЗШ выполняется трехфазной: три реле тока ДЗШ включаются на сумму токов фаз А, В и С.

5.3.4 Шиносоединительные, секционные и обходные выключатели 110кВ

По /1/:

На обходном выключателе 110 кВ и выше при наличии шиносоединительного (секционного) выключателя должны быть предусмотрены защиты (используемые при проверке и ремонте защиты, выключателя и трансформаторов тока любого из элементов, присоединенных к шинам);

трехступенчатая дистанционная защита и токовая отсечка от многофазных КЗ;

четырехступенчатая токовая направленная защита нулевой последовательности от замыкания на землю.

При этом на шиносоединительном (секционном) выключателе должны быть предусмотрены защиты (используемые для разделения систем или секций шин при отсутствии УРОВ или выведении его или защиты шин из действия, а также для повышения эффективности дальнего резервирования):

двухступенчатая токовая защита от многофазных КЗ;

трехступенчатая токовая защита нулевой последовательности от замыканий на землю.

Допускается установка более сложных защит на шиносоединительном (секционном) выключателе, если это требуется для повышения эффективности дальнего резервирования.

Рекомендуется предусматривать перевод основных быстродействующих защит линий 110 кВ и выше на обходной выключатель.

По /18/:

На ОВ должен быть предусмотрен комплект ступенчатых защит (дистанционной и токовой направленной нулевой последовательности)

Необходимо использовать возможности микропроцессорных устройств РЗА ОВ по изменению групп установок.

На ШСВ и СВ должна быть предусмотрена ступенчатая защита от междуфазных и от однофазных.

Автоматика

По /1/:

Устройства АПВ должны предусматриваться для быстрого восстановления питания потребителей или межсистемных и внутрисистемных связей путем автоматического включения выключателей, отключенных устройствами релейной защиты.

Должно предусматриваться автоматическое повторное включение: для осуществления АПВ по п. 1-3 должны также предусматриваться устройства АПВ на обходных, шин соединительных и секционных выключателях.

Устройства АВР должны предусматриваться для восстановления питания потребителей путем автоматического присоединения резервного источника питания при отключении рабочего источника питания, приводящим к обесточиванию электроустановок потребителя. Устройства АВР должны предусматриваться также для автоматического включения резервного оборудования при отключении рабочего оборудования, приводящем к нарушению нормального технологического процесса.

Устройства АВР также рекомендуется предусматривать, если при их применении возможно упрощение релейной защиты, снижение токов КЗ и удешевление аппаратуры за счет замены кольцевых сетей радиально-секционированными и т. п.

Устройства АВР могут устанавливаться на трансформаторах, линиях, секционных ишиносоединительных выключателях, электродвигателях и т. п.

По /18/:

На ОВ должен быть предусмотрен АПВ для переводимых на ОВ присоединений, аналогичный комплекту, используемому в нормальном режиме эксплуатации присоединения, а также УРОВ ОВ.

На ШСВ (СВ) должно быть предусмотрено однократное АПВ.

Для защиты ОВ используем комплект ШЭ2607 016 производства НПП «Экра». Шкаф предназначен для управления и защиты ОВ.

Таблица 5.6 - Виды защит на ОВ 110 кВ

Виды защит по нормативным документам	1) трехступенчатая дистанционная защита (ДЗ) 2) четырехступенчатая токовая направленная защита нулевой последовательности (ТНЗНП) 3) токовая отсечку (ТО) 4) АУВ 5) УРОВ 6) АПВ
Функции блока	ШЭ2607 016 1) трехступенчатая дистанционная защита (ДЗ) 2) четырехступенчатая токовая направленная защита нулевой последовательности (ТНЗНП) 3) токовая отсечка (ТО) 4) автоматика разгрузки при перегрузке по току (АРПТ) 5) АУВ 6) УРОВ 7)АПВ
Используемые функции	ШЭ2607 016 1) трехступенчатая дистанционная защита (ДЗ) 2) четырехступенчатая токовая направленная защита нулевой последовательности (ТНЗНП) 3) токовая отсечка (ТО) 4) АУВ 5) УРОВ 6) АПВ

Для защиты ШСВ и СВ используем комплект ШЭ2607 015 производства НПП «Экра». Шкаф предназначен для управления и защиты ШСВ и СВ.

Таблица 5.7 - Виды защит на ШСВ и СВ 110 кВ

Виды защит по нормативным документам	1) двухступенчатая максимальная токовая защита (МТЗ) от многофазных КЗ 2) трехступенчатая токовая ненаправленная защита нулевой последовательности (ТЗНП) от КЗ на землю 3) АУВ 4) АПВ
Функции блока	ШЭ2607 015 1) максимальная токовая защита (МТЗ) от междуфазных КЗ 2) токовая ненаправленная защита нулевой последовательности (ТЗНП) от КЗ на землю 3) АУВ 4) АПВ 5) УРОВ
Используемые функции	ШЭ2607 015 1) двухступенчатая максимальная токовая защита (МТЗ) от многофазных КЗ 2) трехступенчатая токовая ненаправленная защита нулевой последовательности (ТЗНП) от КЗ на землю 3) АУВ 4) АПВ 5) УРОВ

5.3.5 Вводной выключатель 10кВ

По /18/:

На вводных выключателях необходимо предусматривать:

- максимальную токовую защиту с комбинированным пуском по напряжению;

- дуговую защиту;

- защиту минимального напряжения;

Автоматика.

По /18/:

На вводных выключателях необходимо предусматривать:

- УРОВ.

Для защиты вводного выключателя 10кВ будем использовать терминал микропроцессорных защит типа БЭ2502А03.

Представим в таблице выбранные защиты по нормативным документам и функции, выполняемые выбранным блоком.

Таблица 5.8 -Виды РЗиА вводного выключателя 10кВ

Виды защит по нормативным документам	Функции блока	Используемые функции
1) МТЗ 2) Дуговая защита 3) ЗМН 4) УРОВ	БЭ2502А03 1) трехступенчатая максимальная токовая защита от междуфазных повреждений (МТЗ) 2) защита от несимметричного режима (ЗНР) 3) защита от дуговых замыканий (ЗДЗ) 4) логическая защита шин (ЛЗШ) 5) ИО минимального напряжения пуска МТЗ по напряжению 6) УРОВ 7) АПВ 8) АВР 9) АУВ	БЭ2502А03 1) максимальная токовая защита (МТЗ) 2) защита от дуговых замыканий (ЗДЗ) 3) защита минимального напряжения (ЗМН) 4) АУВ 5) УРОВ 6) АПВ

5.3.6 Секционный выключатель 10 кВ

По /1/:

на шиносоединительном (секционном) выключателе 3-35 кВ должна быть предусмотрена двухступенчатая токовая защита от многофазных КЗ.

По /18/:

9.15.2 на секционном выключателе предусматривать:

· максимальную токовую защиту;

· дуговую защиту;

· ЛЗШ

Автоматика

По /1/:

Из общего раздела по релейной защите пункт 3.2.18 для общего повышения надежности на всех электроустановках предусматривается устройство резервирования при отказе выключателей (УРОВ) для осуществления ближнего резервирования.

Согласно пункту 3.3.30 на секционном выключателе применяется согласованное с АПВ шин устройство АВР, которое предусматривается для восстановления питания потребителей путем автоматического присоединения резервного источника питания при отключении рабочего источника питания, приводящем к обесточиванию электроустановок потребителя.

По /18/:

9.15.2 на секционном выключателе предусматривать:

· автоматическое включения резерва (АВР).

· УРОВ

Для защиты вводного выключателя 10кВ будем использовать терминал микропроцессорных защит типа БЭ2502А02.

Представим в таблице выбранные защиты по нормативным документам и функции, выполняемые выбранным блоком.

Таблица 5.9 - Виды РЗиА секционного выключателя 10кВ

Виды защит по нормативным документам	Функции блока	Используемые функции
1) МТЗ 2) Дуговая защита 3) ЛЗШ 4) АВР 5) УРОВ	БЭ2502А02 1) трехступенчатая максимальная токовая защита (МТЗ) 2) защита от дуговых замыканий (ЗДЗ) 3) логическая защита шин (ЛЗШ) 4) устройство резервирования отказов выключателя (УРОВ) 5) автоматическое включение резерва (АВР) 6) автоматика управления выключателем (АУВ)	БЭ2502А02 1) трехступенчатая максимальная токовая защита (МТЗ) 2) защита от дуговых замыканий (ЗДЗ) 3) логическая защита шин (ЛЗШ) 4) АУВ 5) УРОВ 6) АВР

5.3.7 Шины НН 10 кВ

Согласно пункту 3.2.126 /1/ специальные устройства релейной защиты для одиночной секционированной системы шин 6-10 кВ понижающих подстанций, как правило, не следует предусматривать, а ликвидация КЗ на шинах должна осуществляться действием защит автотрансформаторов от внешних КЗ и защит, установленных на секционном выключателе.

Однако согласно НТП пункту 9.15.3 /18/ на каждой секции шин должна быть предусмотрена:

дуговая защита шин, реагирующая на появление электрической дуги в ячейках КРУ. Защита действует без выдержки времени на отключение питающих элементов секции шин 6-10 кВ (вводного и секционного выключателей). Кроме того, если электрическая дуга возникла в ячейке ввода, дуговая защита действует с выдержкой времени порядка 0,5 секунды на отключение автотрансформатора, питающего данную секцию;

логическая защита шин (ЛЗШ), для выполнения которой используется обмен информацией между защитами питающих элементов (вводных и секционных выключателей) и защитами фидеров. Принцип действия ЛЗШ на каждом питающем элементе: если сработали токовые реле питающего элемента и не сработали токовые реле ни на одном фидере, следовательно, это КЗ на секции шин, при этом ЛЗШ действует без выдержки времени на отключение питающего элемента;

неселективная сигнализация от замыканий на землю, реагирующая на напряжение 3Uо. Защита срабатывает при возникновении замыкания на землю в любой точке электрически связанной сети 10 кВ и действует на сигнал с выдержкой времени 9 секунд.

По /18/:

На каждой секции шин должна быть предусмотрена:

· дуговая защита шин;

· логическая защита шин;

· сигнализация замыканий на землю.

Автоматика

По пункту 3.3.25 /1/ на двухтрансформаторных понижающих подстанциях при раздельной работе автотрансформаторов предусматриваются устройства АПВ шин низшего напряжения в сочетании с устройствами АВР; при внутренних повреждениях автотрансформаторов должно действовать АВР, при прочих повреждениях - АПВ.

Согласно 3.3.30 /1/ устройства АВР должны предусматриваться для восстановления питания потребителей путем автоматического присоединения резервного источника питания при отключении рабочего источника питания, приводящем к обесточиванию электроустановок потребителя. Устройства АВР должны предусматриваться также для автоматического включения резервного оборудования при отключении рабочего оборудования, приводящем к нарушению нормального технологического процесса.

Устройства АВР также рекомендуется предусматривать, если при их применении возможно упрощение релейной защиты, снижение токов КЗ и удешевление аппаратуры за счет замены кольцевых сетей радиально-секционированными и т. п.

Устройства АВР могут устанавливаться на секционных и шиносоединительных выключателях и т. п. На проектируемой подстанции устройство АВР установлено на секционном выключателе 10 кВ и подключено к трансформаторам напряжения.

Таблица 5.10 - Виды защит на шинах НН

Виды защит по ПУЭ	Функции блока	Используемые функции
1) дуговая защита; 2) ЗОЗЗ 3) логическая защита	Дуга -МТ 1) Дуговая защита БЭ2502А04 1) трехступенчатая автоматика ограничения снижения напряжения (АОСН) 2) защита от повышения напряжения (ЗПН) 3) защита от однофазных замыканий на землю (ЗОЗЗ) по напряжению нулевой последовательности 3U0	Дуга -МТ 1) Дуговая защита; ШЭ2607 042043 1) Логическая защита БЭ2502А04 1) ЗОЗЗ

Цифровое устройство защиты от дуговых замыканий «ДУГА-МТ». Его область применения: распределительные устройства напряжением 6-35 кВ; ячейки КРУ, КРУН, КСО; комплектные трансформаторные подстанции КТП, ТПСН и т.п.

Рисунок 5.10 - Внешний вид блока ДУГА-МТ.

Устройство «ДУГА-МТ» обеспечивает селективное отключение выключателей:

· вводов РУ;

· силовых автотрансформаторов;

· секционных;

· отходящих присоединений РУ.

Распределено-централизованная структура устройства «ДУГА-МТ» позволяет:

· изменять конфигурацию устройства при реконструкции или изменении состава РУ;

· учитывать особенности главной схемы конкретного РУ при программном назначении входов и выходов центрального блока устройства;

· определять место дугового замыкания с указанием изолированного отсека защищаемой ячейки;

· минимизировать длину ВОД за счет установки БР непосредственно в ячейках РУ;

· реализовать защиту от дуговых замыканий при работе БР с цифровыми устройствами РЗА любых производителей без применения центрального блока;

· обеспечить непосредственное действие БР на выключатели ячеек РУ, минуя центральный блок устройства.

Для регистрации аварий, на подстанции устанавливается регистратор аварий. Терминал типа БЭ2704 V900 предназначен для установки на электрических станциях и подстанциях с целью регистрации аналоговых и логических сигналов при возмущениях, сопровождающих ненормальные режимы в энергосистеме.

6. Расчет уставок релейной защиты

6.1 Расчет установок ДЗТ АТ

6.1.1 Общий принцип действия дифференциальной защиты АТ

Принцип действия дифференциальной защиты АТ: защита реагирует на геометрическую сумму токов со всех сторон АТ (при условных положительных направлениях токов в сторону АТ, рис. 6.1), называемую дифференциальным током:

IД = IВН+IСН+IНН

Защита выполняется пофазной, то есть вычисляет дифференциальный ток каждой фазы IД.А, IД.В, IД.С и сравнивает данные токи с током срабатывания. Защита срабатывает при превышении хотя бы одним фазным дифференциальным током тока срабатывания защиты.

Рисунок 6.1 - Условные положительные токи дифференциальной защиты АТ.

Защищаемая зона дифференциальной защиты определяется местами установки трансформаторов тока (ТТ). При КЗ в зоне между ТТ (КЗ в защищаемой зоне, внутреннее КЗ) (рис. 6.2 а) дифференциальный ток защиты равен току КЗ, защита срабатывает.



Рисунок 6.2 - Защищаемая зона дифференциальной защиты АТ.

Во всех остальных режимах работы АТ (холостой ход, нагрузка, перегрузка, качания, асинхронный ход, внешние КЗ) (рис. 6.2 б) дифференциальный ток защиты теоретически должен быть равен нулю и защита не срабатывает. Практически дифференциальный ток не равен нулю, а равен некоторой величине, называемой током небаланса: IД = IНБ

Основными причинами наличия тока небаланса являются:

1. Погрешности трансформаторов тока: даже при сумме первичных токов со всех сторон АТ равной нулю сумма вторичных токов, поступающих в защиту от трансформаторов тока, не равна нулю из-за наличия погрешностей ТТ.

2. Наличие РПН у защищаемого АТ: даже если сумма токов, поступающих в защиту, строго равна нулю в среднем положении РПН, то при изменении коэффициента трансформации АТ изменяется соотношение токов на сторонах АТ, и сумма токов, поступающих в защиту, становится не равной нулю.

3. Неточность настройки (выравнивания токов) самой дифференциальной защиты: защита специально настраивается так, чтобы при отсутствии погрешностей трансформаторов тока в среднем положении РПН защищаемого АТ сумма токов в защите была равна нулю. В действительности никакая защита не может быть настроена идеально точно, в любой дифференциальной защите имеется погрешность выравнивания токов.

Одной из основных задач при расчете дифференциальной защиты АТ является расчет максимально возможного тока небаланса и принятие тока срабатывания защиты с запасом больше тока небаланса с целью обеспечения несрабатывания защиты при отсутствии КЗ в защищаемой зоне:

IСЗ ? КОТС·IНБ.МАКС

где: - IСЗ - ток срабатывания защиты.

- КОТС > 1 - коэффициент отстройки, обеспечивающий отстройку (несрабатывание) защиты от тока небаланса.

- IНБ.МАКС - максимальный расчетный ток небаланса.

Вторая основная задача расчета дифференциальной защиты АТ - проверка чувствительности защиты к минимальному току при КЗ в защищаемой зоне (на сторонах ВН, СН, НН АТ). Для обеспечения надежного срабатывания защиты при КЗ в защищаемой зоне должно выполняться условие:

где: - КЧ - коэффициент чувствительности защиты.

- IК.МИН - минимальный ток КЗ в защищаемой зоне.

То есть, при КЗ в защищаемой зоне с минимальным расчетным током коэффициент чувствительности защиты должен быть не менее 2 для обеспечения надежной работы защиты.

Кроме рассмотренных выше трех причин появления тока небаланса в дифференциальной защите АТ имеется еще четвертая причина - ток намагничивания (ток холостого хода) АТ, который входит в зону дифференциальной защиты со стороны питания АТ и не выходит со стороны нагрузки (рис. 6.3). При этом ток небаланса дифференциальной защиты АТ равен току намагничивания АТ (без учета рассмотренных выше трех причин тока небаланса):

IНБ = IНАМ

Так как ток намагничивания современных АТ составляет около 0,5% от номинального тока АТ, то в установившемся режиме работы увеличение тока небаланса дифференциальной защиты из-за наличия тока намагничивания совершенно незаметно.

Рисунок 6.3 -Ток намагничивания АТ.

Гораздо хуже обстоит дело в момент включения АТ под напряжение. В этот момент бросок тока намагничивания может достигать величины до 6 номинальных токов АТ. Бросок тока намагничивания, протекая только с одной стороны защищаемого АТ, целиком попадает в дифференциальную защиту, аналогично току КЗ в защищаемой зоне. При разработке дифференциальной защиты АТ должны быть предусмотрены меры, предотвращающие срабатывание защиты от броска тока намагничивания.

6.1.2 Основные параметры и характеристики дифференциальной защиты АТ в шкафу ШЭ2607 042

1. Дифференциальная защита АТ в шкафу ШЭ2607 042 имеет три входа для подключения к трем трехфазным группам трансформаторов тока: со стороны ВН, со стороны СН и со стороны НН АТ (рис. 7.1).

2. Трансформаторы тока со всех сторон АТ соединяются по схеме звезда независимо от группы и схемы соединения обмоток АТ. Компенсация фазового сдвига и коэффициента схемы при этом осуществляется программно микропроцессорным терминалом.

3. В защите используются базисные токи сторон АТ - вторичные номинальные токи сторон АТ, соответствующие номинальной мощности АТ:

где: - IБАЗ.ВН, IБАЗ.СН, IБАЗ.НН - базисные токи сторон АТ, А.

- IВ.НОМ, IС.НОМ, IН.НОМ - первичные номинальные токи сторон АТ, А.

- КТТ.ВН, КТТ.СН, КТТ.НН - коэффициенты трансформации ТТ на сторонах АТ.

При этом для расчета базисных токов дифференциальной защиты АТ используются не реальные номинальные первичные токи, соответствующие номинальным мощностям обмоток АТ (которые могут быть разными), а условные номинальные токи сторон АТ, соответствующие номинальной мощности АТ (номинальной мощности наиболее мощной обмотки АТ).

4. Допустимый диапазон базисных токов дифференциальной защиты АТ в шкафу ШЭ2607 042 - от 0,25 А до 16 А. Следовательно, коэффициенты трансформации ТТ на сторонах АТ для дифференциальной защиты должны быть выбраны таким образом, чтобы базисные токи со всех сторон АТ находились в данном диапазоне.

5. При расчете и настройке установок дифференциальной защиты АТ используются относительные вторичные токи (относительные токи сторон АТ, относительный дифференциальный ток защиты и др.), равные отношению вторичных токов к базисным токам соответствующих сторон АТ, которые далее в целях упрощения будут называться просто токами без слова "относительные":

6. Защита срабатывает при превышении дифференциальным током тока срабатывания защиты:

IД ? IСЗ

7. Величина дифференциального тока защиты равна модулю геометрической суммы токов со всех сторон защищаемого АТ:

8. Погрешность выравнивания токов сторон АТ (небаланс) в терминале БЭ2704 V042 не превышает 3%.

9. Для отстройки от достаточно больших токов небаланса и обеспечения при этом чувствительности к достаточно малым токам КЗ дифференциальная защита АТ имеет характеристику срабатывания с торможением: дифференциальный ток срабатывания защиты увеличивается при увеличении тормозного тока.

Упрощенная характеристика защиты (зависимость дифференциального тока срабатывания защиты от тормозного тока) приведена на рис. 6.4.

Защита имеет начальный ток срабатывания IД.0 при малых тормозных токах (горизонтальный участок характеристики). При тормозном токе IТ.0 (ток начала торможения) начинается торможение защиты: дифференциальный ток срабатывания защиты увеличивается пропорционально тормозному току. Коэффициентом торможения защиты называется тангенс угла б, равный отношению приращения дифференциального тока срабатывания к приращению тормозного тока:

Рисунок 6.4 -Упрощенная характеристика дифференциальной защиты АТ

При этом зависимость дифференциального тока срабатывания защиты от тормозного тока выражается следующей формулой:

I_СР = I_Д.0+К_Т·(I_Т-I_Т.0)

Величина коэффициента торможения должна обеспечить несрабатывание защиты при всех возможных величинах тока небаланса, в том числе - при максимальной величине тока небаланса, имеющейся при максимальном сквозном токе, протекающем через АТ при внешнем КЗ.

Тормозной ток в защите определяется следующим образом:

Из трех вторичных токов током называется ток, имеющий максимальную величину:

Током называется геометрическая сумма двух оставшихся токов. Следовательно:

Если фазы токов и отличаются больше чем на 90є (при внешнем КЗ токи и сдвинуты по фазе примерно на 180є: ток вытекает из АТ в сторону КЗ, а ток равен сумме токов, втекающих в АТ с двух других сторон), то величина тормозного тока определяется по формуле:

где: б - угол между векторами токов и :



При внешнем КЗ угол между токами и примерно равен 180є, следовательно, угол б ? 0. Тогда тормозной ток:

Следовательно, при внешних КЗ тормозной ток примерно равен току КЗ, протекающему через АТ. При этом за счет торможения защиты обеспечивается отстройка защиты от токов небаланса: чем больше величина сквозного тока КЗ через АТ, тем больше ток небаланса, но тем больше и тормозной ток и ток срабатывания защиты.

Если фазы токов и отличаются меньше чем на 90є (при КЗ в защищаемой зоне токи и направлены в сторону АТ и примерно совпадают по фазе), то защита принимает тормозной ток равным нулю. Следовательно, при внутренних КЗ защита работает без торможения, то есть, ток срабатывания защиты равен минимальному значению (начальному току срабатывания защиты I_Д.0), что обеспечивает высокую чувствительность защиты.

Диапазоны регулирования основных параметров дифференциальной защиты АТ в шкафу ШЭ2607 042:

- начальный ток срабатывания защиты I_Д.0 регулируется от 0,2 до 1,0.

- ток начала торможения I_Т.0 регулируется от 0,6 до 1,0.

- коэффициент торможения К_Т регулируется от 0,2 до 0,7.

При больших токах внешних КЗ трансформаторы тока могут насыщаться и работать с большими погрешностями. Соответственно ток небаланса в дифференциальной защите АТ при этом резко увеличивается, что может привести к излишнему срабатыванию защиты. Для обеспечения надежной отстройки защиты от токов небаланса при больших токах внешних КЗ защита имеет характеристику не такую простую, как показано на рис. 7.4, а несколько более сложную, показанную на рис. 6.5.

Рисунок 6.5 -Более сложная характеристика дифференциальной защиты АТ

В защите имеется дополнительный параметр IТ.БЛ (тормозной ток блокировки) - тормозной ток, при котором происходит излом характеристики защиты.

При этом в зависимости от величины тормозного тока возможны следующие режимы работы защиты:

1. Если тормозной ток меньше IТ.БЛ, то защита, как обычно, срабатывает при дифференциальном токе, большем тока срабатывания защиты с учетом торможения.

2. Если тормозной ток больше IТ.БЛ, то возможны два варианта:

а) Если один из токов или меньше IТ.БЛ, то защита также срабатывает при дифференциальном токе, большем тока срабатывания защиты с учетом торможения.

б) Если оба тока больше IТ.БЛ, то защита не срабатывает (блокируется) независимо от величины дифференциального тока.

При этом возможны следующие режимы работы АТ и защиты:

1. КЗ в защищаемой зоне при работе АТ на холостом ходу (рис. 6.6). При этом со стороны питания АТ протекает ток КЗ, а с двух других сторон АТ ток равен нулю. При этом токи в дифференциальной защите:

I_Д = I_К

I_Т = 0

Так как тормозной ток равен нулю, то, во-первых, он меньше тормозного тока блокировки I_Т.БЛ (независимо от величины I_Т.БЛ), и, следовательно, защита сработает, если дифференциальный ток будет больше тока срабатывания защиты, а во-вторых, ток срабатывания защиты равен начальному току срабатывания I_Д.0, то есть, защита работает с минимальным током срабатывания (что обеспечивает максимальную чувствительность защиты).

Рисунок 6.6 -КЗ в защищаемой зоне при работе АТ на холостом ходу

Условие срабатывания защиты при этом: I_К > I_Д.0

2. КЗ в защищаемой зоне при работе АТ в тупиковом режиме (с односторонним питанием) (рис. 6.7). При этом со стороны питания АТ в сторону АТ протекает сумма тока КЗ и тока нагрузки, а с других сторон АТ могут протекать токи нагрузки в сторону от АТ. При этом токи в дифференциальной защите:



То есть, токи и по величине различны, а по фазе примерно противоположны. Тормозной ток примерно равен среднему геометрическому их значений:

Если тормозной ток окажется меньше I_Т.БЛ, то защита сработает, если дифференциальный ток будет больше тока срабатывания защиты с учетом торможения.

Рисунок 6.7 -КЗ в защищаемой зоне при работе АТ в тупиковом режиме с односторонним питанием

Если тормозной ток окажется больше I_Т.БЛ и при этом ток будет больше I_Т.БЛ, а ток меньше I_Т.БЛ, то защита сработает, если дифференциальный ток будет больше тока срабатывания защиты с учетом торможения.

Если и тормозной ток и оба тока и окажутся больше I_Т.БЛ, то защита не сработает (отказ защиты при КЗ в защищаемой зоне). Для предотвращения отказа защиты в таком режиме необходимо обеспечить выполнение условия:

то есть:

Следовательно, величина тормозного тока блокировки должна приниматься с запасом больше максимального тока нагрузки защищаемого АТ. При этом при КЗ в защищаемой зоне даже если тормозной ток будет больше I_Т.БЛ и ток будет также больше I_Т.БЛ, а ток , равный току нагрузки АТ, будет меньше I_Т.БЛ, то защита сработает, если дифференциальный ток будет больше тока срабатывания защиты с учетом торможения.

Тормозной ток блокировки регулируется от 1,2 до 3,0.

13. Отстройка защиты от броска тока намагничивания защищаемого АТ осуществляется за счет блокировки током второй гармоники.

При КЗ в защищаемой зоне дифференциальный ток равен току КЗ, в котором вторая гармоника практически отсутствует. Защита при этом не блокируется и срабатывает, если дифференциальный ток больше тока срабатывания защиты.

При броске тока намагничивания дифференциальный ток защиты равен броску тока намагничивания АТ. При броске тока намагничивания трехфазного АТ в двух фазах протекает апериодический ток намагничивания с амплитудой броска до 4•I_НОМ (при коэффициенте выгодности равном 2), а в третьей фазе - периодический ток намагничивания с амплитудой броска до 1•I_НОМ (при коэффициенте выгодности равном 2). В апериодическом броске тока намагничивания вторая гармоника составляет около 15% от первой, а в периодическом - не менее 40%. Защита при этом блокируется: не срабатывает независимо от величины дифференциального тока.

В терминале 042 выполнена перекрестная блокировка, при которой блокируется работа дифференциальной защиты во всех трех фазах при появлении тока второй гармоники хотя бы в одной фазе.

Ток второй гармоники, при котором защита блокируется, регулируется от 8% до 20% от тока первой гармоники дифференциального тока.

14. Для обеспечения надежного срабатывания дифференциальной защиты при больших токах КЗ (КЗ на выводах АТ со стороны питания) в защите используется дифференциальная отсечка - дифференциальная защита с большим током срабатывания I_ОТС, не зависящим от тормозного тока и отстроенным от броска тока намагничивания защищаемого АТ и от максимального тока небаланса при внешних КЗ (рис. 6.8).

Рисунок 6.8 -Полная характеристика дифференциальной защиты АТ

Ток срабатывания дифференциальной отсечки регулируется от 6,5 до 12.

6.2 Расчет установок ДЗО 220кВ

6.2.1 Основные параметры и характеристики дифференциальной защиты ошиновки в шкафу ШЭ2607 051

1. Шкаф ШЭ2607 051 (ШЭ2607 051051) предназначен для защиты ошиновок 110-750 кВ, а также для защиты сборных шин с фиксированным присоединением элементов с числом присоединений не более четырех.

2. Дифференциальная защита ошиновки (ДЗО) в шкафу ШЭ2607 051 выполнена пофазной и имеет четыре входа для подключения к четырем трехфазным группам ТТ. Входные трансформаторы тока шкафа позволяют подключать его к вторичным цепям ТТ с номинальным вторичным током 1 или 5 А. Выравнивание входных токов ДЗО производится с точностью ±3%.

3. В ДЗО используются относительные токи - токи, отнесенные к базисным токам. Первичный базисный ток ДЗО (одинаковый для всех сторон ДЗО) принимается равным наибольшему номинальному первичному току трансформаторов тока. При этом вторичный базисный ток для стороны с наибольшим номинальным первичным током ТТ равен номинальному вторичному току данного ТТ (5 А или 1 А). Для других сторон ДЗО с меньшими номинальными первичными токами ТТ вторичные базисные токи определяются по формуле:

где: - I_{БАЗ.ВТОР.1} и I_{БАЗ.ВТОР.2} - вторичные базисные токи сторон ДЗО соответственно с большим и с меньшим коэффициентом трансформации ТТ.

- К_ТТ1 и К_ТТ2 - коэффициенты трансформации ТТ соответственно наибольший и меньший.

Допустимый диапазон вторичных базисных токов ДЗО - от 1 А до 16 А. Следовательно, коэффициенты трансформации ТТ со всех сторон ДЗО должны быть выбраны таким образом, чтобы базисные токи находились в данном диапазоне.

4. ДЗО реагирует на величину дифференциального тока, равную геометрической сумме токов со всех сторон ДЗО. ДЗО имеет характеристику с торможением, показанную на рис. 7.2.1.1. Тормозной ток равен арифметической полусумме входных токов. Зависимость тока срабатывания ДЗО от тормозного тока:

I_СР = I_Д0+К_Т•(I_Т-I_Т0)

где: - I_СР - дифференциальный ток срабатывания ДЗО.

- I_Д0 - начальный ток срабатывания ДЗО при отсутствии торможения.

- К_Т - коэффициент торможения ДЗО.

- I_Т - тормозной ток ДЗО.

- I_Т0 - ток начала торможения (величина тормозного тока, при котором начинается торможение ДЗО).

Рисунок 6.9 - Характеристика ДЗО

5. Коэффициент торможения равен отношению приращения тока срабатывания ДЗО к приращению тормозного тока и равен тангенсу угла наклона характеристики ДЗО:



6. Тормозной ток равен арифметической полусумме входных токов.

Рисунок 6.10 - Тормозной ток при внешнем КЗ

При внешнем КЗ, например, при КЗ в точке К на рис. 7.10, через защищаемую зону ДЗО протекает сквозной ток:

I_СКВ = I_ТР = I_ВЛ+I_СВ

Если токи I_ВЛ и I_СВ совпадают по фазе, то геометрическая сумма данных токов равна их арифметической сумме:

I_ВЛ+I_СВ = |I_ВЛ|+|I_СВ|

При этом тормозной ток:

I_Т = 0,5•(|I_ВЛ|+|I_СВ|+|I_ТР|) = 0,5•(|I_СКВ|+|I_СКВ|) = |I_СКВ|

Если фазы токов I_ВЛ и I_СВ несколько различаются, то арифметическая сумма данных токов будет несколько больше их геометрической суммы. И тогда тормозной ток:

I_Т ? I_СКВ

То есть, при внешнем КЗ тормозной ток равен сквозному току, протекающему через защищаемую зону ДЗО.

При внутреннем КЗ (КЗ в защищаемой зоне ДЗО), например, при КЗ в точке К на рис. 6.11, ток КЗ равен:

I_К = I_ВЛ+I_СВ

Если токи I_ВЛ и I_СВ совпадают по фазе, то геометрическая сумма данных токов равна их арифметической сумме:

I_ВЛ+I_СВ = |I_ВЛ|+|I_СВ|

При этом тормозной ток:

I_Т = 0,5•(|I_ВЛ|+|I_СВ|) = 0,5•|I_К|

Если фазы токов I_ВЛ и I_СВ несколько различаются, то арифметическая сумма данных токов будет несколько больше их геометрической суммы. И тогда тормозной ток:

I_Т ? 0,5•I_К

То есть, при внутреннем КЗ тормозной ток равен половине тока КЗ.



Рисунок 6.11 - Тормозной ток при внутреннем КЗ

7. Относительный начальный ток срабатывания ДЗО I_Д0 регулируется в диапазоне от 0,4 до 1,2.

Относительный ток начала торможения I_Т0 регулируется в диапазоне от 1 до 2.

Коэффициент торможения регулируется в диапазоне от 0,2 до 1,2.

6.2.2 Исходные данные для расчета установок ДЗО

Для выполнения расчета ДЗО необходимы следующие исходные данные:

1. Максимальные сквозные токи КЗ, протекающие через защищаемую зону ДЗО при внешних КЗ со всех сторон ДЗО, - для отстройки ДЗО от токов небаланса в данных режимах. Например, на рис. 6.12 показана ДЗО одной секции на подстанции, выполненной по схеме мостика. Внешними КЗ, при которых через защищаемую зону ДЗО протекают сквозные токи, являются КЗ в точках К1-К3. Расчетным является максимальный сквозной ток, протекающий через защищаемую зону ДЗО, при КЗ в одной из точек К1-К3.

2. Минимальный ток КЗ в защищаемой зоне ДЗО (на рис. 6.12 - КЗ в точке К4) - для проверки чувствительности ДЗО. Иногда (при больших коэффициентах торможения) минимальный коэффициент чувствительности ДЗО получается не при минимальном токе КЗ, а при максимальном токе КЗ в защищаемой зоне. Поэтому для проверки чувствительности ДЗО целесообразно рассчитывать и минимальный и максимальный токи КЗ в точке К4.

Рисунок 6.12 - Расчетные токи КЗ

6.2.3 Выбор установок ДЗО

Токи КЗ.

Максимальные сквозные токи, протекающие через защищаемую зону ДЗО, при внешних трехфазных КЗ в точках К1-К3 (рис. 6.13):

I_{К1(3)МАКС} = 10,072 кА

I_{К2(3)МАКС} = 7,112 кА

I_{К3(3)МАКС} = 3,323 кА

Расчетный максимальный ток внешнего трехфазного КЗ:

I_{К(3)ВН.МАКС} = I_{К1(3)МАКС} = 10,072 кА

Относительный максимальный ток внешнего трехфазного КЗ:

Минимальный ток трехфазного КЗ в защищаемой зоне (КЗ в точке К4 при отключенной ВЛ):

I_К4(3)МИН = 3,323 кА

Минимальный ток двухфазного КЗ в защищаемой зоне:

Относительный минимальный ток двухфазного КЗ в защищаемой зоне:

Максимальный ток трехфазного КЗ в защищаемой зоне (в точке К4):

I_{К4(3)МАКС} = I_{К1(3)МАКС} = 10,072 кА

Относительный максимальный ток трехфазного КЗ в защищаемой зоне:

Токовые цепи ДЗО.

Упрощенная принципиальная схема токовых цепей ДЗО (на одну фазу) приведена на рис. 6.13. Коэффициенты трансформации ТТ ВЛ, СВ и трансформатора:

К_ТТ.ВЛ1 = 2000/5

К_ТТ.ВЛ2 = 2000/5

К_ТТ.ТР = 2000/5

Базисные токи.

Первичный базисный ток, равный номинальному первичному току трансформаторов тока с наибольшим коэффициентом трансформации:

I_{БАЗ.ПЕРВ} = 2000 А



Рисунок 6.13 - Токовые цепи ДЗО

Вторичные базисные токи:

I_{БАЗ.ВТОР.ВЛ1} = I_{БАЗ.ВТОР.ВЛ2} == 5 А

Вторичные базисные токи со всех сторон ДЗО имеют величины от 4,5 А до 15 А, что соответствует допустимому диапазону вторичных базисных токов шкафа ШЭ2607 051 (от 1 А до 16 А).

Ток начала торможения.

Принимается относительный ток начала торможения:

I_Т0.ОТН = 0,5

Ток начала торможения:

I_Т0 = I_Т0.ОТН•I_{БАЗ.ПЕРВ} = 0,5•2000 = 1000 А

Начальный ток срабатывания ДЗО.

Относительный ток небаланса при токе начала торможения:

I_{НБ.ТОРМ.НАЧ.ОТН} = (К_ПЕР•К_ОДН•е+Дf_ВЫР)•I_Т0.ОТН = (1•1•0,05+0,03)•0,5 = 0,04

где - К_ПЕР = 1 - коэффициент, учитывающий переходный процесс.

- К_ОДН = 1 - коэффициент однотипности трансформаторов тока.

- е = 0,05 - относительная погрешность трансформаторов тока.

- Дf_ВЫР = 0,03 - относительная погрешность выравнивания токов сторон ДЗО.