3.4.8. Защита, устанавливаемая на линии W1

3.4.8. Защита, устанавливаемая на линии W1

На головной линии 35 кВ W1 на подстанции № 1 должна быть установлена трехступенчатая токовая защита.

Ток срабатывания первой ступени (селективной токовой отсечки):

Проверяется отстройка от бросков тока намагничивания трансформаторов:

I_{СЗ W1-1} ? (4–5) ? (I_{НОМ Т1 ВН} + I_{НОМ Т2 ВН} + I_{НОМ Т3 ВН}) =

= (4–5) ? 495 = (1980–2475) А < 4420 А.

Отстройка обеспечивается.

Выбираются ТТ типа ТФНД-35М с коэффициентом трансформации k_Т = 1000/5. Схема соединения вторичных обмоток ТТ и катушек реле — «неполная звезда — неполная звезда».

Ток срабатывания реле первой ступени:

Выбирается реле РТ-40/50.

Определяется зона действия первой ступени защиты (рис. 3.18). Протяженность этой зоны составляет 60 % длины линии W1.

Ток срабатывания второй ступени (токовой отсечки с выдержкой времени срабатывания) выбирается по условию отстройки от токов КЗ при повреждениях в конце зоны действия быстродействующей защиты трансформатора Т2 и первой ступени защиты линии W3:

В этих условиях необходимо принять:

I_{C3 W1-2} = 4030 А.

Ток срабатывания реле второй ступени:

Для второй ступени защиты выбирается реле РТ-40/50.

Выдержка времени второй ступени защиты должна быть согласована с временем срабатывания быстродействующих защит, установленных на трансформаторе Т2, линии W3 и линии W4:

t_{СЗ W1-2} = t_{СЗ W32-1} + ?t = 0,1 + 0,4 = 0,5 с.

Третья ступень защиты — МТЗ. Ее ток срабатывания выбирается по условию возврата защиты в исходное состояние в наиболее тяжелом для линии W1 послеаварийном режиме. Этот режим может возникнуть при самозапуске электродвигателей всех нагрузок в сети (Н1—Н5), если в исходном нормальном режиме трансформаторы Т1, Т2 и Т3 получают питание по линии W1 (линия W2 выведена из работы, а секционный выключатель Q15 на подстанции № 3 включен). В этих условиях, в случае отключения головной линии W1, последующего ее включения устройством АПВ и восстановления питания на шинах 35 кВ подстанций № 3 и 2, в линии W1 может возникнуть наибольший ток:

Здесь I_{СЗАП W1} — ток в линии W1 в месте установки защиты, обусловленный самозапуском электродвигателей в нагрузке Н1:

нагрузке Н2:

нагрузке Н3:

нагрузке Н4:

нагрузке Н5:

и приведенный к стороне 35 кВ

Ток срабатывания третьей ступени:

При этом защита отстроена от максимального рабочего тока в линии W1, и можно принять:

I_{СЗ W1-3} = 1022 А.

Ток срабатывания реле третьей ступени защиты:

I_{СP W1-3} = k_CX ? I_{СЗ W1-3} / k_T = 1022 / 200 = 5,1 А.

Коэффициент чувствительности третьей ступени защиты в режиме основного действия:

Здесь

— ток в месте установки защиты на линии W1 при двухфазном КЗ в расчетной точке К3, приведенный к стороне 35 кВ.

Как видно, третья ступень защиты имеет достаточную чувствительность.

Для третьей ступени защиты выбирается реле тока PT-40/10 с диапазоном уставок от 2,5 А до 10 А.

Выдержка времени третьей ступени защиты должна быть согласована с выдержкой времени срабатывания МТЗ, установленной на трансформаторе Т2, и третьей ступени защиты, установленной на линии W3 на подстанции № 3 (6,5 с):

t_{СЗ W1-3} = t_{СЗ W33-2} + ?t = 6,5 + 0,5 = 7 с.

Реле времени для второй и третьей ступеней защиты линии W1 — ЭВ-132 с диапазоном выдержек времени от 0,5 до 9 с и номинальным напряжением питания 220 В.

Промежуточные реле — РП-221 с номинальным напряжением питания 220 В.

Указательные реле — РУ-21/0,01.

Схема защиты, устанавливаемой на линии W1 на подстанции № 1, показана на рис. 3.19.

Производится проверка ТТ на 10 %-ную погрешность.

Определяется предельная кратность тока для ТТ на подстанции № 1:

k₁₀ = I_1РАСЧ / I_{1НОМ ТТ} = 1,1 ? I_{CЗ W1-1} / I_{1НОМ ТТ} = 1,1 ? 4420 / 1000 = 4,8.

По кривым предельной кратности для ТФНД-35М (прил. 5) определяется максимальное значение сопротивления нагрузки ТТ — 10 Ом. Расчетное наибольшее сопротивление нагрузки ТТ:

Z_{H РАСЧ} = 2 ? R_ПР + 2 ? Z_PT-40/50 + Z_PT-40/10 + R_ПEР.

Здесь

— сопротивление реле РТ-40 при минимальной уставке; S_Р и I_{CP MIN} — расчетная мощность реле и минимальный ток срабатывания реле (для реле РТ-40/50 S_P = 0,8 ВА, I_{CP MIN} = 12,5 А; для реле РТ-40/10 S_P = 0,5 ВА, I_{CP MIN} = 2,5 А); [9]; R_ПР — активное сопротивление проводников в сигнальном кабеле (можно принять R_ПР = 0,05 Ом); R_ПЕР — активное сопротивление переходных контактов (можно принять R_ПЕР = 0,1 Ом).

Значение расчетного наибольшего сопротивления:

Z_{Н РАСЧ} = 2 ? 0,05 + 2 ? 0,8 / (12,5)² + 0,5 / (2,5)² + 0,1 = 0,29 Ом.

Это значение (0,29 Ом) значительно меньше допустимого (10 Ом). Следовательно, в режиме работы ТТ защиты, установленной на линии W1 на подстанции № 1, полная погрешность ТТ не превысит 10 %.