Меню

Коэффициент чувствительности минимального тока



Коэффициент чувствительности дифференциальной защиты

Коэффициент чувствительности дифференциальной защиты:

(10)

где Iр.мин – минимальный ток в реле при сквозном двухфазном КЗ;

Iс.р. – ток срабатывания реле, соответствующий числу витков первичной обмотки НТТ реле РНТ, ДЗТ, используемых на той стороне, по которой проходит ток Iр.мин.

Для трансформаторов распределительных сетей характерно именно одностороннее питание. При этом значения расчетного тока в реле дифференциальной защиты Iр.мин могут быть определены по таблице 2. Как правило, требуется kч ≈ 2, но допускается для редких случаев снижение kч до 1.5.

Таблица 2 – формулы для определения расчетных токов в реле дифференциальных защит при двухфазном КЗ.

Схемы выполнения защиты kсх при симметричном режиме Токи в реле при двухфазном КЗ
В месте установки защиты или за трансформатором / -0 За трансформатором /Δ-11
Полная звезда
Неполная звезда с двумя реле
Неполная звезда с тремя реле (третье реле включено в обратный провод)
Треугольник с тремя реле
Треугольник с двумя реле
Схема включения одного реле на разность токов двух фаз А и С Схема не применяется (отказывает при КЗ фаз А и В)

Примечание. – ток трехфазного КЗ, приведенный к напряжению той питающей стороны, где установлена рассматриваемая защита; nт – коэффициент трансформации трансформаторов тока этой защиты.

Расчет токов небаланса.

1) Составляющая, обусловленная погрешностью трансформаторов тока:

(11)

где Iк.макс – максимальный ток сквозного трехфазного КЗ;

ε – относительное значение тока намагничивания ТТ. Принимается равным 0.1;

kодн – коэффициент однотипности, принимается равным 1, если на всех сторонах трансформатора имеется не более одного выключателя, может приниматься 0.5, если трансформатор присоединен к сети через два выключателя;

kапер – коэффициент, учитывающий переходный режим, может быть принят равным 1.

2) Составляющая , обусловленная регулированием напряжения трансформатора, в данных руководящих указаниях не учитывается.

3) Составляющая, обусловленная неточностью установки на коммутаторе реле РНТ (ДЗТ) расчетных чисел витков уравнительных обмоток:

(12)

где ωIрасч – расчетное число витков обмоток РНТ для неосновной стороны (где проходит меньший ток);

IIк.макс.. – периодическая составляющая тока КЗ (при t = 0), проходящем при расчетном внешнем КЗ на стороне, где используется число витков ωI.

Выбор числа обмоток реле.

В начале расчета определяются вторичные токи в плечах дифференциальной защиты трансформатора. Сторону, где проходит наибольший ток, рекомендуется принимать за основную. Для этой стороны ток срабатывания реле:

(13)

где Iс.з.осн – ток срабатывания защиты приведенный к напряжению основной стороны;

nт.осн – коэффициент трансформации ТТ на основной стороне;

– коэффициент схемы для трансформаторов тока на основной стороне.

Число витков обмотки реле РНТ, подключаемой к ТТ основной стороны:

(14)

где Fс.р. – МДС, необходимая для срабатывания реле, А (для реле РНТ-565 равна 100 А).

При расчете витков рекомендуется для основной стороны принимать ближайшее целое число витков, а для неосновной – ближайшее меньшее число витков.

Источник

Расчет уставок и проверка чувствительности МТЗ в сети с односторонним питанием. Выбор схем защит

Таблица 2-3 - Формулы для определения расчетных токов в реле максимальных токовых защит при однофазных КЗ Таблица 2-1 - Формулы для определения расчетных токов в реле максимальных токовых защит при двухфазном КЗ

Расчет уставок и проверка чувствительности МТЗ в сети с односторонним питанием. Выбор схем защит

Задание

Для МТЗ 1 и 2 в сети, изображенной на рис. 3.1:

1) определить токи срабатывания Iсз1 и Iсз2, времена срабатывания tсз1 и tсз2, а также токи срабатывания реле тока Iср1 и Iср2 этих защит,

2) выбрать схему включения реле тока МТЗ 1 и 2 и оценить чувствительность МТЗ 1 и 2.

Рис. 3.1. Схема сети

В расчетах принять коэффициент отстройки kотс=1,2; коэффициент возврата kв= 0,9; коэффициент запуска двигателей нагрузки kз = 1,5; ступень селективности Δt = 0,5 с. Максимальные рабочие токи нагрузок, токи трехфазных КЗ и времена срабатывания МТЗ 3-6 приведены в табл. 3.1. Трансформаторы тока (ТА) выбираются в соответствии со шкалой первичных номинальных токов Iном и коэффициентов трансформации КI (табл. 3.2).

Методические указания

К п. 1). Токи и времена срабатывания МТЗ 1 и 2 выбираются в соответствии с выражениями (2.1) — (2.5), приведенными в методических указаниях к упражнению 2. После определения тока срабатывания защиты рассчитывается ток срабатывания реле Iср, значение которого зависит от схемы соединения вторичных обмоток трансформаторов тока и его коэффициента трансформации:

где kсх(3) коэффициент схемы в симметричном режиме (определяется как отношение тока в обмотке реле к вторичному току ТА); КI — коэффициент трансформации трансформатора тока (определяется как отношение первичного номинального тока Iном к вторичному номинальному току 5 А). Трансформаторы тока для защит следует выбирать с первичными номинальными токами, большими соответствующих максимальных рабочих ТОКОВ (Iраб.maxI и Iраб.max2), т.е.

Значения kсх(3) зависят от схемы соединения ТА и цепей тока защит, варианты выполнения которых приведены на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Варианты выполнения схем токовых защит от междуфазных КЗ

К п. 2). В сетях с Uном≤35кВ, в которых не бывает однофазных КЗ, защиты линий целесообразно выполнять с двумя ТA (двухфазные схемы), обычно включаемыми во всей сети в одноименные фазы (А и С). В сетях с Uном≥110кВ, которые работают с глухо заземленными нейтралями трансформаторов (автотрансформаторов), для защит необходимо иметь ТА во всех трех фазах (трехфазные схемы) для обеспечения их работы и при однофазных КЗ.

На практике применяются следующие схемы токовых защит, приведенные на рис. 3.2:

а — неполная звезда (двухфазная с двумя реле тока КА1 и КА2);

б — неполная звезда (двухфазная с тремя реле тока, в которой третье реле тока КАЗ включено на сумму токов двух фаз);

в — полная звезда (трехфазная с тремя реле тока);

г — полный треугольник (трехфазная с тремя реле тока);

д — неполный треугольник (двухфазная с одним реле тока).

Для реализации защит от междуфазных КЗ используют двухфазные схемы. На участке 2 следует рассмотреть возможность использования схемы неполного треугольника (см. рис. 3.2, д), как наиболее простой. В случае недостаточной се чувствительности следует перейти к схеме неполной звезды (см. рис. 3.2, а). Чувствительность защиты 2 оценивается коэффициентом чувствительности

где Iр.min — минимальный ток, протекающий в реле тока при КЗ в конце защищаемого участка (точка К2) и в конце резервируемого участка (точка К4). Минимальное значение тока Iр.min имеет место при двухфазном КЗ, поскольку в месте КЗ имеет место следующие соотношения.

Читайте также:  Задачи по физике направление электрического тока

Минимальное значение тока Iр.min имеет место при двухфазном КЗ, поскольку в месте КЗ имеет место следующее соотношение:

При КЗ в точке К2 проверяется чувствительность защиты 2 как основной:

а в точке К4 — как резервной:

Согласно ПУЭ [3] необходимо иметь kч.осн≥1,5 и kч.рез≥1,2.

Если схема неполного треугольника для защиты 2 не удовлетворяет требованиям ПУЭ, следует перейти к схеме неполной звезды (см. рис. 3.2а), коэффициенты чувствительности которой при КЗ в тех же точках будут больше в √3 раз. Это связано с тем, что для этой схемы 1, а значит в соответствии с выражением (3.1) ее ток Iср будет меньше в √3 раз по сравнению со схемой неполного треугольника.

Для схемы защиты 1 головного участка следует рассмотреть схему неполной звезды с двумя реле (см. рис. 3.2а), если ее чувствительность окажется достаточной при КЗ за понижающим трансформатором Т (точка КЗ), или с тремя реле (см. рис. 3.2б) в противном случае. Схема с тремя реле тока при двухфазном КЗ за трансформатором с соединением обмоток Y/Δ-11 в 2 раза более чувствительна, чем схема с двумя реле (см. рис. 1.5, упражнение 1).

Из векторных диаграмм рис. 1.8 и 1.11 следует невозможность использования схемы неполного треугольника для защиты 1. В результате расчета коэффициентов чувствительности защиты 1 при КЗ в точке К1 (как основной) и в точках К2 и К2 (как резервной) выбирается приемлемая схема.

Пример расчета МТЗ I и 2 по варианту а).

1. Определяем Iраб.max 2 и Iраб.max1 :

2. Определяем токи срабатывания МТЗ:

3. Определяем времена срабатывания защит:

4. Выбираем по табл. 3.2 ТА для защит 1 и 2 — KI = 100/5.

5. Принимаем для защиты 2 схему неполного треугольника (kсх(3)=√3) и определяем ток срабатывания реле:

6. Проверяем чувствительность МТЗ 2 в точках К2 и К4:

т.е. МТЗ 2 выполняется по схеме неполного треугольника.

7. Принимаем для защиты 1 схему неполной звезды (kсх(3)= 1) и определяем ток срабатывания реле:

8. Проверяем чувствительность МТЗ 1 в точках Kl, К2 и КЗ:

т.е. МТЗ 1 должна быть выполнена по схеме неполной звезды с тремя реле, у которой

Таблица 3.1

Максимальные рабочие токи нагрузок, токи КЗ и времена срабатывания защит 4 — 6

*Токи нагрузок и токи трехфазных КЗ приведены к стороне ВН.

Таблица 3.2

Первичные номинальные токи и коэффициенты трансформации трансформаторов тока

УПРАЖНЕНИЕ 4

Принцип работы токовых отсечек

При протекании в сети электрического тока ее элементы начинают нагреваться. Это так называемая рабочая температура, позволяющая функционировать в течение длительного времени в обычном режиме.

При коротком замыкании в сети происходит значительное возрастание силы тока. Как правило, это приводит к возгораниям, разрушениям и прочим негативным последствиям. Элементы, способные долго выдерживать действие короткого замыкания, экономически невыгодно производить.

Величина тока, вызывающая срабатывание защиты, носит название уставки. Ее значение должно обеспечивать отключение цепи до того момента, когда начнутся разрушения. Для создания токовой отсечки существуют различные способы. Чаще всего эта процедура проводится с использованием электромагнитных реле. Замыкание контактов в этих устройствах происходит под влиянием электромагнитной силы. Таким образом, прибор подает сигнал, отключающий защищаемый элемент. Этот же принцип применяется в различных конструкциях автоматических выключателей.

Эффективным средством защиты являются предохранители. Здесь ведущую роль играет температура, возрастающая под действием тока и оказывающая свое воздействие. Когда ее значение достигает определенного предела, происходит разрушение плавкой вставки предохранителя и разрыв электрической цепи.

Основные разновидности отсечки

Описываемый способ (в том числе и для трансформаторов) делится на несколько видов. На сегодняшний день известно две разновидности токовой отсечки. Отличаются они друг от друга временем срабатывания и выдержке. Рассмотрим каждый вид более подробно:

  • С выдержкой времени. В такую отсечку во время производства включают специальное устройство, позволяющее задавать временные параметры. Диапазон срабатывания отсечки при участии специального устройства не превышает 6 секунд. Устройство, помогающие регулировать и одновременно контролировать время подачи тока называют автоматическим селективным выключателем. Надо заметить, что селекция используется не всегда и она необязательна. Для максимальной защиты всей линии зачастую используется устройства с дифференциальной защитой.
  • Мгновенная отсечка. Все действия системы контролируются собственным временем токовой отсечки. Все происходит автоматически. Принцип действия не основывается на дополнительном временном устройстве (то есть выдержке). Главный элемент во мгновенном виде — это токовое реле. Реле отвечает за подачу отключающего сигнала расцепителю выключателя. Наряду с реле, используются и некоторые вспомогательные элементы. Среди них выделяют специальные релейные устройства, которые установлены с целью подачи своевременного сигнала на разрыв. Диапазон срабатывания в автоматическом режиме мгновенной отсечки — от 4 до 6 секунд.

Исходя из рассмотренного, можно заключить, что защита выключателям и трансформаторам предоставляется самыми различными способами. Благодаря продуманным подходам надёжную защиту получают не только начальные или конечные участки цепей, но и вся электрическая цепь.

Что называют отсечкой?

В самом начале обсуждения этой темы, следует ближе познакомиться с понятиями. Отсечкой называют мгновенную и действующую защиту. Она используется на специальных токовых участках. Зона применения имеет свои границы. Она ограничивает в определённом смысле распространение тока. А каков же принцип действия токовой отсечки?

Чтобы дать ответ на этот вопрос, достаточно напомнить принцип работу электрической сети. По мере удаления от источника питания происходит падение показателей тока. Происходит это из-за увеличения возникающего сопротивления. Именно в момент уменьшения показателей своё действие начинает токовая отсечка. Она должна предотвратить возникновение разного рода поломок и повреждений (например, в работе трансформатора). При этом показатели отсечки в трансформаторе или другой системе обязательно должны быть выше и мощнее показателей максимального значения тока.

Владельцам частных домов будет полезна статья о том, как подключить генератор к сети дома.

Из чего состоит такая форма защиты?

Рассматриваемый способ устранения возникающих коротких замыканий вначале рабочей зоны состоит из следующих элементов:

  • Цепь сигнализации. Работает на основе бинкеров. Такие цепи предназначены для анализа действия защиты, а также выступают в качестве помощника для оперативного персонала, который следит за состоянием работы схемы. Кроме того, цепи сигнализации способны контролировать действия цепей управления.
  • Измерительный орган. Располагается в реле тока. Измерительный орган срабатывает при возникновении металлического замыкания. Такое замыкания может случиться в конце зоны защиты. Эта составляющая часть отсечки реагирует на изменения даже при минимальной нагрузке.
  • Промежуточное реле. Реле тесно связано с измерительным органом. От измерительного органа передаётся напряжение на промежуточное реле. Поступивший на реле контакт далее попадает на силовой выключатель (соленоид отключения). Промежуточный орган отключает силовой выключатель.
  • Реле времени. Иногда в состав включён и этот элемент. Реле времени, как правило, располагается между исполнительным органом и измерительным. Главная задача временного реле — создание временной задержки во время срабатывания сразу нескольких защит.
Читайте также:  Что говорит электрик когда его бьет током

Советуем изучить — Требования к электроприводам лифтов

Разновидности максимально-токовых защит

Ориентируясь на условия работы в конкретной электросети, можно выбрать один из четырех типов системы.

МТЗ с независимой от тока выдержкой времени

Параметр задержки здесь неизменен, период активации зависит только от ступени селективности: на каждом последующем отрезке время увеличивается на эту величину.

МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени

Используется расчет выдержки по нелинейной формуле. Параметр зависит от величины тока на обмотках. Используется в системах, где предохранение от избыточных нагрузок имеет особенную значимость для безопасности.

МТЗ с ограниченно-зависимой от тока выдержкой времени

Здесь совмещены две компоненты: не зависящая от тока часть и зависящая, причем у последней время-токовая характеристика имеет вид гиперболы. Чем больше перегрузка, тем более пологий вид имеет графическое представление. Такая установка используется в высокомощных электромоторах.

МТЗ с пуском (блокировкой) от реле минимального напряжения

Здесь инициатором размыкания контактов становится разность потенциалов. Уставка привязывается к падению напряжения ниже определенной границы.

Источник

Примеры расчета коэффициента чувствительности МТЗ трансформатора

В приведенных примерах будет рассматриваться только расчет коэффициента чувствительности максимально токовой защиты трансформатора со схемами соединения обмоток звезда-звезда и треугольник-звезда с выведенной нейтралью на стороне 0,4 кВ, подробно расчет токов КЗ и выбор токов срабатывания МТЗ трансформатора — не рассматривается!

Как нужно рассчитывать уставки трансформатора 10/0,4 кВ подробно рассмотрено в статье:«Расчет уставок релейной защиты трансформатора 10/0,4 кВ».

Согласно [Л1. с.165] проверять чувствительность максимально токовой защиты трансформатора нужно не только при двухфазных КЗ, но и при однофазных КЗ на землю на стороне 0,4 кВ. В таблицах 2-1 и 2-3 [Л1. с.158 и с.166] приведены формулы для определения расчетных токов в реле при различных схемах защиты.

Сразу, хотел бы отметить, что в таблице 2-3, есть не которая неточность, схема соединения трансформаторов тока полная звезда – ПРИМЕНЯЕТСЯ и в настоящее время очень часто, ток в реле при однофазном КЗ за трансформатором при таком соединении определяется так же как и при схеме соединения трансформаторов тока неполная звезда с тремя реле.

Таблица 2-1 - Формулы для определения расчетных токов в реле максимальных токовых защит при двухфазном КЗ Таблица 2-3 - Формулы для определения расчетных токов в реле максимальных токовых защит при однофазных КЗ

Пример 1 – Определение чувствительности защиты МТЗ трансформатора со схемой соединения обмоток Y/Y-0

Требуется определить чувствительность защиты МТЗ для трансформатора типа ТМ-400/10, мощность 400 кВА, на напряжение 10/0,4-0,23 кВ, напряжение короткого замыкания Uк = 4,5%, со схемой соединения обмоток Y/Y-0.

Ток 3х фазного КЗ на шинах 10 кВ в минимальном режиме равен — Iк.з.min(3)=11 кА;

Значение тока 3х фазного КЗ на шинах 0,4 кВ, приведенное к стороне 10 кВ равно — Iк.з.min(3) =523 А.

Первичный ток срабатывания МТЗ трансформатора составляет Iсз = 48,3 A.

Проверяем чувствительность МТЗ трансформатора для схемы представленной на рис.1.

Рис.1 - Схема включения реле тока КА1-КА4 (а) трансформатора с соединением обмоток Y/Y-0

1. Определяем ток срабатывания реле:

Определяем ток срабатывания реле

  • Ксх.= 1 – когда вторичные обмотки трансформаторов тока, выполнены по схеме «полная звезда» и «неполная звезда»;
  • nт =100/5 — коэффициент трансформации трансформаторов тока.

2. Определяем ток в реле при двухфазном КЗ за трансформатором для двухрелейной схемы в соответствии с таблицей 2-1:

Определяем ток в реле при двухфазном КЗ за трансформатором для двухрелейной схемы в соответствии с таблицей 2-1

Для трехрелейной схемы формула будет иметь такой же вид как и для двухрелейной схемы.

3. Определяем коэффициент чувствительности при двухфазном КЗ за трансформатором по формуле 1-4 [Л1. с.19]:

Определяем коэффициент чувствительности при двухфазном КЗ за трансформатором по формуле 1-4

4. При однофазном КЗ за трансформатором см.рис.1 расчетный ток в реле определяется по току однофазного металлического КЗ, который вычисляется без учета сопротивления питающей энергосистемы и переходного сопротивления в месте КЗ. Для практических расчетов формула имеет следующий вид [Л1. с.176]:

формула по опредлению однофазного КЗ за трансформатором на стороне 0,4 кВ

Значения сопротивлений 1/3Zтр. (1) или Zт/3 определяются по таблице 2 [Л2] и по таблице П-4 из приложения [Л1. с.325].

Таблица 2 - Расчетные сопротивления маслянных трансформаторов ГОСТ 12022-76

Таблица П-4 - Сопротивления маслянных трансформаторов ГОСТ 12022-76

5. Определяем полное сопротивление для трансформатора ТМ-400, мощность 400 кВА 1/3Zтр. (1) = 0,065 Ом.

6. Определяем ток однофазного КЗ на стороне 0,4 кВ по формуле 2-18а [Л1. с.176]:

Определяем ток однофазного КЗ на стороне 0,4 кВ по формуле 2-18а

7. Приведем ток однофазного КЗ на стороне 0,4 кВ к напряжению 10 кВ:

Приведем ток однофазного КЗ на стороне 0,4 кВ к напряжению 10 кВ

8. Определяем ток в реле при однофазном КЗ за трансформатором при двухрелейной схеме защиты (КА1, КА2 см.рис.1) в соответствии с таблицей 2-3:

Определяем ток в реле при однофазном КЗ за трансформатором при двухрелейной схеме защиты (КА1, КА2 см.рис.1)

9. Определяем ток в реле при однофазном КЗ за трансформатором при трехрелейной схеме защиты (КА1, КА2, КА3 см.рис.1) в соответствии с таблицей 2-3:

Определяем ток в реле при однофазном КЗ за трансформатором при трехрелейной схеме защиты (КА1, КА2, КА3 см.рис.1)

10. Определяем коэффициент чувствительности при однофазном КЗ за трансформатором по формуле 1-4 [Л1. с.19] для двухрелейной схемы защиты:

Определяем коэффициент чувствительности при однофазном КЗ за трансформатором по формуле 1-4

11. Определяем коэффициент чувствительности при однофазном КЗ за трансформатором по формуле 1-4 [Л1. с.19] для трехрелейной схемы защиты:

Определяем коэффициент чувствительности при однофазном КЗ за трансформатором по формуле 1-4 [Л1. с.19] для трехрелейной схемы защиты

Как видно из результатов расчета при однофазном КЗ за трансформатором на стороне 0,4 кВ при двухрелейной схеме чувствительности МТЗ — не достаточно, следует применять трехрелейную схему.

Если же у вас чувствительности МТЗ при однофазном КЗ при трехрелейной схеме — не достаточно, тогда нужно дополнительно устанавливать специальную защиту нулевой последовательности на стороне 0,4 кВ (реле КА4 на рис.1), которая работает при однофазных КЗ на землю.

Для наглядности, результаты расчетов сводим в таблицу 1.

Виды КЗ за трансформатором на стороне 0,4 кВ Значение тока КЗ, А Ток в реле Iр.мин, А Коэффициент чувствительности kчувст. Наименование
Трехфазный ток КЗ Iк(3)=523 Не проверяется
Двухфазный ток КЗ при схеме соединения ТТ полная, неполная звезда с тремя и двумя реле Iк(2)= √3/2*Iк(3)=0,865*523=452 22,6 9,4 > 1,5 Условие выполняется
Однофазный ток КЗ при схеме соединения ТТ неполная звезда с двумя реле 142 2,37 1 1,5 Условие выполняется

1. Для двухрелейной и трехрелейной схемы при схеме соединения трансформаторов тока неполная звезда и полная звезда чувствительность защиты при двухфазном КЗ – одинакова.
2. Наименее благоприятным режимом для МТЗ трансформатора является однофазное КЗ за трансформатором на стороне 0,4 кВ.
3. При использовании трехрелейной схемы защиты, мы увеличиваем чувствительность защиты в 2 раза по сравнению с двухрелейной схемой при однофазном КЗ.

Читайте также:  Сила тока точка приложения

Пример 2 — Определение чувствительности защиты МТЗ трансформатора со схемой соединения обмоток ∆/Y-11

Определять чувствительность защиты МТЗ будем для трансформатора ТМ-400/10 со схемой соединения обмоток ∆/Y-11.

Все исходные данные применяем из примера 1:

  • Iк.з.min(3)=11 кА на стороне 10 кВ;
  • Iк.з.min(3)=523 А на стороне 0,4 кВ приведенное к стороне 10 кВ;
  • nт =100/5 — коэффициент трансформации трансформаторов тока.
  • Iс.з = 48,3 A — первичный ток срабатывания МТЗ трансформатора.
  • Iс.р = 2,4 A — ток срабатывания реле МТЗ трансформатора.

Проверять чувствительность МТЗ трансформатора будем для схемы представленной на рис.2.

Рис.2 - Схема включения реле тока КА1-КА4 (а) трансформатора с соединением обмоток ∆/Y-11

1. Определяем ток в реле при двухфазном КЗ за трансформатором для неполной звезды с двумя реле (КА1, КА2 см.рис.2) в соответствии с таблицей 2-1:

Определяем ток в реле при двухфазном КЗ за трансформатором для неполной звезды с двумя реле (КА1, КА2 см.рис.2)

2. Определяем ток в реле при двухфазном КЗ за трансформатором для неполной (полной) звезды с тремя реле (КА1-КА3 см.рис.2) в соответствии с таблицей 2-1:

Определяем ток в реле при двухфазном КЗ за трансформатором для неполной (полной) звезды с тремя реле (КА1-КА3 см.рис.2)

3. Определяем коэффициент чувствительности при двухфазном КЗ за трансформатором по формуле 1-4 [Л1. с.19] для неполной звезды с двумя реле:

Определяем коэффициент чувствительности при двухфазном КЗ за трансформатором по формуле 1-4 [Л1. с.19]

4. Определяем коэффициент чувствительности при двухфазном КЗ за трансформатором по формуле 1-4 [Л1. с.19] для неполной (полной) звезды с тремя реле:

Определяем коэффициент чувствительности при двухфазном КЗ за трансформатором по формуле 1-4 [Л1. с.19] для неполной (полной) звезды с тремя реле

При однофазном КЗ на стороне 0,4 кВ трансформатора со схемой соединения обмоток ∆/Y-11, ток Iк.з.(1)

Iк.з.min(3), это связано с тем, что у этих трансформаторов полные сопротивления прямой и нулевой последовательности практически равны.

Исходя из этого, принимаем, что ток однофазного КЗ будет равен: Iк.з.(1)

5. Определяем ток в реле при однофазном КЗ за трансформатором для неполной, полной звезды с двумя и тремя реле, формула по определению тока в реле имеет одинаковый вид в соответствии с таблицей 2-3:

Определяем ток в реле при однофазном КЗ за трансформатором для неполной, полной звезды с двумя и тремя реле, формула по определению тока в реле имеет одинаковый вид в соответствии с таблицей 2-3

6. Определяем коэффициент чувствительности при однофазном КЗ за трансформатором по формуле 1-4 [Л1. с.19] для неполной, полной звезды с двумя и тремя реле:

Определяем коэффициент чувствительности при однофазном КЗ за трансформатором по формуле 1-4 [Л1. с.19] для неполной, полной звезды с двумя и тремя реле

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты расчетов

Виды КЗ за трансформатором на стороне 0,4 кВ Значение тока КЗ, А Ток в реле Iр.мин, А Коэффициент чувствительности kчувст. Наименование
Трехфазный ток КЗ Iк(3)=523 Не проверяется
Двухфазный ток КЗ при схеме соединения ТТ полная, неполная звезда с тремя реле Iк(2)= √3/2*Iк(3)=0,865*523=452 26,15 10,9 > 1,5 Условие выполняется
Двухфазный ток КЗ при схеме соединения ТТ неполная звезда с двумя реле Iк(2)= √3/2*Iк(3)=0,865*523=452 13,08 5,45 > 1,5 Условие выполняется
Однофазный ток КЗ при схеме соединения ТТ полная, неполная звезда с тремя и двумя реле Iк(1)=Iк(3)/√3=523/√3=302 15,1 6,3 > 1,5 Условие выполняется

1. Для двухрелейной и трехрелейной схемы и при схеме соединения трансформаторов тока неполная звезда и полная звезда чувствительность защиты при однофазном КЗ – одинакова.
2. Наименее благоприятным режимом для МТЗ трансформатора является однофазное КЗ за трансформатором на стороне 0,4 кВ.
3. При использовании схемы соединения ТТ: полная, неполная звезда с тремя реле, мы увеличиваем чувствительность защиты в 2 раза по сравнению со схемой соединения ТТ неполная звезда с двумя реле при двухфазном КЗ.

1. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. 2003 г. М.А.Шабад.
2. Рекомендации по расчету сопротивления цепи «фаза-нуль». Главэлектромонтаж. 1986 г.
3. Выпуск №10. Методика выбора уставок защит Sepam присоединений РП (РТП) 6-10 кВ с ячейками SM6. А.Н. Ермишкин. 2007 г.

Источник

Релейная защита: чувствительность и её коэффициент

Релейная защита: чувствительность и её коэффициент

В отечественной практике термином «чувствительность» принято обозначать свойство релейной защиты, позволяющее выявлять расчётные виды повреждений и ненормальных режимов энергосистемы в зоне действия релейной защиты.

В ПУЭ [1] понятие, обозначаемое термином «чувствительность» [2] используют для характеристики любых защит, независимо от напряжения электроустановки, но определение понятия, обозначаемого этим термином в данном документе нет.

Если чувствительность некоторых изделий можно определить непосредственно , то в релейной защите эту характеристику оценивают косвенно, причем способ оценки зависит от напряжения электроустановки [1].

Здесь необходимо отметить, что во многих других странах оценку чувствительности не производят [3].

Согласно ПУЭ для оценки чувствительности защит в электроустановках напряжением свыше 1000 В применяют коэффициент чувствительности [4, 5, 6].

Значение коэффициента чувствительности для защит, реагирующих на возрастание контролируемой величины, находят как отношение их расчетных значений в пределах защищаемой зоны к уставке срабатывания.

Для токовых защит линии коэффициент чувствительности в общем случае находят по формуле:

где — минимальный ток короткого замыкания для защищаемой линии (обычно – в конце защищаемого участка);

— ток срабатывания защиты.

Принято считать, что в общем случае такая защита будет работать правильно, если выполняется соотношение:

Разделив правую и левую часть неравенства на 100%, можно убедиться, что по своей сути это немного видоизмененный способ задания коэффициента чувствительности.

Сказанное выше позволяет сделать такие выводы:

1. Использование термина «чувствительность релейной защиты», прежде всего является данью традиции, а понятие, обозначаемое этим термином, не имеет стандартизированного определения.

2. Оценка чувствительности релейной защиты по-разному, в зависимости

от напряжения электроустановки, создает ложное впечатление о различии понятий, обозначаемых разными терминами:

— «кратность тока короткого замыкания» (используют в электроустановках напряжением до 1000В);

— «коэффициент чувствительности» (применяют в электроустановках напряжением свыше 1000 В).

3. Нормирование «коэффициента чувствительности»,

а тем более проверка этого коэффициента при расчетах уставок защит, во многом обусловлено свойствами применявшихся ранее реле защиты и перенесено на цифровые устройства без достаточных технических обоснований.

Литература:

1. Правила устройства электроустановок. М.: Главгосэнергонадзор России, 1998, 608 с.

2. Чувствительность// [Электронный ресурс «Всё о релейной защите], Режим доступа: /glossary/read/ChUVSTVITELNOST.html

3. Шалин А.И. Надежность и диагностика релейной защиты энергосистем.

Новосибирск, издательство НГТУ, 2002, 384 с.

4. Гондуров С.А., С.В. Михалев, М.Г. Пирогов, А.Л. Соловьев. Релейная защита электродвигателей напряжением 6-10 кВ терминалами БМРЗ. Методика расчета.

С-Петербург, ПЭИПК, 2013, 60 с.

5. Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. М.: Энергоатомиздат, 1998, 800 м.

6. Коэффициент чувствительности// [Электронный ресурс «Всё о релейной защите], Режим доступа: /glossary/read/KOEFFICIENT-ChUVSTVITELNOSTI.html

7. . Что такое коэффициент чувствительности защиты?//[Электронный ресурс], Режим доступа: http://www.energomir.net/releinaya/174-2010-01-30-16-08-25.html.

Например, в метрологии чувствительности средства измерения находят как отношение изменения выходного сигнала к изменению измеряемой величины.

Для получения требуемого значения коэффициента чувствительности пусковой ток не должен превышать 600 А.

Источник