III. Основные теоретические сведенья

II. Содержание работы

1. Ознакомление с принципом работы защиты.

2. Расчет и настройка защиты по току и времени.

3. Экспериментальная проверка работы защиты на участке сети на двух последовательно включенных линиях.

1. Принцип работы защиты. В сети, состоящей из одиночных линий с односторонним питанием (рис.1), мощность при нормальном режиме работы и при КЗ имеют одно направление. Возникновение КЗ может быть установлено по значительному увеличению тока в линии в сравнении с нормальным режимом работы. Это позволяет применять простую максимальную токовую защиту от КЗ между фазами.

Рис.1

Правильная настройка защиты должна обеспечить селективное отключение ближайшего к месту повреждения выключателя и отключение повреждений смежных линий при отказе их защит или выключателей (дальнее резервирование). Максимальная токовая защита может быть с независимой или ограниченно зависимой характеристикой выдержки времени. Она действует если ток в защищаемой линии превосходит заранее установленную величину и отключает линию по истечении заданного выдержки времени с помощью выключателя.

Q – привод выключателя; YAT – электромагнит отключения; KT – реле; KA – реле тока; TA – (ТТ) – измерительный трансформатор тока.

В нормальном режиме ток меняется незначительно. При возникновении КЗ ток в линии резко увеличивается. Это вызывает срабатывание токового реле КА. Через некоторое время срабатывает реле времени КТ. Что приводит к срабатыванию электромагнитного отключения YAT.

Вид схемы максимальной токовой защиты зависит от режима нейтрали сети, схемы соединения вторичных обмоток ТТ и реле, соотношений величины тока, проходящего по защищенной линии в нормальном режиме и при КЗ, вида оперативного тока и др. Трехфазная схема максимальной токовой защиты с независимой характеристикой выдержки времени, применяемая в сетях с глухозаземленой нейтралью, приведена на рис. 2.

Рис. 2

На данном рисунке использованы следующие обозначения: КА1, КА2, КА3, КА0 – реле тока, КТ – реле времени, КН – указательное реле, YAT – катушка отключения выключателя, SQ - блок-контакт выключателя.

Трехфазная схема регулирует на все виды межфазных КЗ и на однофазные КЗ, имея при этом равную чувствительность.

Рис.3

В сетях с изолированной нейтралью или нейтралью, заземленной через дугогасящую катушку, применяется двухфазная схема максимальной токовой защиты с соединением ТТ и реле тока по неполной звезде (рис. 3) или одним реле тока, включенным во вторичную цепь ТТ на разность токов двух фаз (рис. 4). Последняя схема имеет меньшую чувствительность и для защиты линии применяется реже, чем схема с двумя реле тока. В приведенных схемах защит выдержка времени осуществляется одним реле времени КТ. О действии защиты сигнализирует указательное реле КН, сигнал на отключение выключателя передается через промежуточное реле КL.

Рис4

2. Расчет и настройка защиты по току. От защиты требуется, чтобы она не отключала элемент в непредусмотренных для нее режимах, например, при перегрузках линии. Расчет защиты начинается с определения величины тока срабатывания по формуле:

где – коэффициент отстройки;

– коэффициент, учитывающий токи самозапуска электродвигателей при восстановлении напряжения после отключения КЗ;

– коэффициент возврата реле;

– максимальный рабочий ток (ток нагрузки) Защищаемого элемента, величина которого определяется в конкретных условиях, главным образом, в зависимости от вида защищаемого элемента (воздушная линия, кабельная линия, трансформатор и др.) и возможных режимов его работы.

Ток срабатывания реле определяется по формуле:

где – коэффициент схемы, определяемый отношением тока в катушке реле к вторичному току в ТТ при нормальном режиме работы, его величина зависит от схемы соединения вторичной обмоток реле, при схемах соединения в полную или неполную звезду , при схеме соединения обмоток ТТ в треугольник, а реле в звезду или включения обмоток реле на разность токов двух фаз ;

– коэффициент трансформации трансформатора тока защиты;

Трансформаторы тока для каждого защищаемого элемента выбираются по номинальному току нагрузки элемента и номинальному напряжению сети. Токи срабатывания защит должны быть согласованы между собой так, чтобы ток срабатывания защиты, расположенной ближе к источнику питания, был бы больше тока срабатывания защиты, установленной дальше по направления передачи мощности (Рис. 1), т.е.

Ток срабатывания, выбранный путем отстройки от нагрузки, проверяется по условию чувствительности защиты. Проверка ведется по минимальному значению тока при повреждении в конце зоны защиты. Чувствительность защиты оценивается коэффициентом чувствительноси:

Минимальное значение тока КЗ в расчетной точке берется при двухфазном КЗ.

Согласно ПУЭ, коэффициент чувствительности для защищаемой линии должен быть , а на участке резервирования .

3. Расчет и настройка защиты по времени. Выдержка времени максимальной токовой защиты возрастает в направлении от потребителя к источнику.

Выдержка времени предыдущей защиты должна быть на ступень селективности больше последующей:

Величина ступени селективности должна быть такой, чтобы успела сработать защита и отключиться выключатель на поврежденном участке, прежде чем истечет выдержка времени защиты на вышестоящем неповрежденном участке.

Дата добавления: 2014-01-15