Andreev Задачи по РЗА

Тогда ток у места установки защиты А2 (см. пункт 1)

Iл1 IсIII.з2 lмIII.з2 Iк /[(l1 lмIII.з2 ) l2 l3 ], или 240 lмIII.з2 2000 /(10 lмIII.з2 ) .

После преобразования получим:

2240lмIII.з2 2400 , и lмIII.з2 =2400/2240=1,08 км; lмIII.з2 0,35l1 .

Для защиты А5 lмIII.з5 0,95 км , lмIII.з5 0,475l3 .

1.36

На линии с двусторонним питанием напряжением 110 кВ установлены токовые отсечки А1 и А2 без выдержки времени от междуфазных КЗ (рис. 1.48).

Выбрать токи срабатывания отсечек IсI.з1 и IсI.з2 и определить их защищаемые зоны lАI 1 и lАI 2 , а также обосновать, если в этом будет необходимость, целесообразность выполнения одной из отсечек с органом направления мощности.

тивления обратной последовательности равны сопротивлениям прямой последовательности.

Рис. 1.48. К примеру 1.36. Схема электрической сети.

Решение.

1. Выберем токи срабатывания. Для этого необходимо знать токи, проходящие по защищаемой линии при трехфазных КЗ в точках K1 и K2 . Поврежде-

направления мощности, то их токи срабатывания должны быть выбраны так,

91

чтобы исключить срабатывания отсечек как при КЗ в точке K1 , так и в точке K2 . Это выполняется, если принять IсI.з1 IсI.з2 kотсI Iк(3)2 1,2 2,1 2,52 кА.

Эти выражения можно было использовать для определения lАI 2 защиты А2, если бы ее ток срабатывания отстраивался не от тока Iк(3)2 , а от тока Iк(3)1 . Но это

возможно при наличии у отсечки А2 органа направления мощности. При этом в указанные выражения вместо X с1 следует ввести X с2 25 Ом. В этом случае

защищаемые зоны защиты А2 при трехфазном КЗ lАI 2 31,25 км, при двухфазном КЗ lАI 2 18,54 км. При отсутствии органа направления мощности ток сраба-

тывания, как отмечалось выше, IсI.з2 kотсI Iк(3)2 kотсI Eф / X с1 l X пг .

Он должен быть равен току в защите при КЗ в конце зоны

Таким образом, при отсутствии органа направления мощности защита А2 использована быть не может, поскольку ее защищаемая зона окажется равной нулю.

1.37

В примере 1.36 учесть возможность нарушения синхронной работы генераторов и уточнить в связи с этим токи срабатывания отсечек А1 и А2.

Решение.

1. Определим максимальный уравнительный ток Iурmax в линии при

наибольшего тока внешнего КЗ Iк(3)2 , равного 2,1 кА.

92

2. Уточним токи срабатывания отсечек А1 и А2. При асинхронной работе генераторов, как и при внешних КЗ, отсечки работать не должны, но при асинхронном режиме органы направления мощности могут срабатывать неправильно. Поэтому, если определяющим при выборе тока срабатывания является уравнительный ток Iурmax (как в нашем случае), то отсечки выполняют нена-

правленными. В этом случае IсI.з1 IсI.з2 kотсI Iурmax 1,2 2,3 2,76 кА. В примере 1.36 IсI.з1 2,52 кА, но, учитывая асинхронный режим, его следует принять рав-

ным 2,76 кА. При этом несколько уменьшатся защищаемые зоны защиты А1. Как следует из решения примера 1.36, защита А2 уже при токе срабатывания

IсI.з2 2,52 кА не защищает линию, ее защищаемая зона lАI 2 0 . Тем более она

окажется нечувствительной при токе срабатывания, равном 2,76 кА. Из сказанного выше следует, что устанавливать токовую отсечку А2 нет смысла.

1.38

На линии Л2 (рис. 1.49) напряжением 10 кВ установлена максимальная токовая защита А2, использующая индукционное реле РТ-81/1. Ток срабатывания

защиты IсIII.з2 80 А. Принятая времятоковая характеристика реле имеет в независимой части tсIII.р 0,5 с (характеристика 1 на рис. 1.50). Необходимо прове-

рить возможность использования в защите А1 линии Л1 микропроцессорного комплектного устройства SPAC 801.01 с характеристиками выдержек времени третьей ступени защиты: «нормальной» ( 0,02 , 0,14); «экстремальной » ( 2 , 80 ) [28]. Ток срабатывания третьей ступени защиты принято обо-

значать как I , т.е. I IсIII.з1 100 А. Характеристики «нормальная» и «экстремальная» изображены на рис. 1.7, а и рис. 1.8, а.

Максимальный ток внешнего КЗ (повреждение в точке K (3) ) равен

Iк(3).внmax 400 А.

Рис. 1.49. К примеру 1.38. Схема сети напряжением 10 кВ.

93

Решение.

Необходимо обеспечить селективное действие защит при КЗ в точке K (3) . 1. Определим время срабатывания защиты А2. Для нее кратность тока

Iк(3).внmax /Iс.з2 400 / 80 5 . При такой кратности время срабатывания защиты tсIII.з2 0,5с (см. рис 1.50, характеристика 1).

Для выбора характеристики устройства SPAC 801.01 защиты А1 необходимо знать значение временного коэффициента k (см. рис. 1.7 и 1.8).

Из выражения 1.5

Iк(3).внmax /Iс.з1 400 / 100 4 .

В этом случае временные коэффициенты:

для «нормальной» характеристики k 0,8 40,02 1 / 0,14 0,16 с; для «экстремальной» характеристики k 0,8 42 1 / 80 0,15с.

С такими коэффициентами k характеристик нет (см. рис. 1.7, а и рис. 1.8, а). Их необходимо рассчитать, используя выражение 1.5.

По данным табл. 1.40 на рис. 1.50 построены характеристики: «нормальная» 2 и «экстремальная» 3.

94

4

3

3

1

2

1

Рис. 1.50. К примеру 1.38. Защитные характеристики: 1 – реле РТ-81/1; 2 – расчетная «нормальная» и 3 – расчетная «экстремальная» устройства SPAC 801.01; 4 – типовая «нормальная» SPAC 801.01 для временнóго коэффициента

k 0,3 .

Из рисунка следует, что селективность между защитами А1 и А2 (защитная характеристика 1) обеспечивается только при использовании в защите А1 расчетной «экстремальной» характеристики 3. Причем по мере удаления точки

K (3) кратность тока оказывается меньше 4 и ступень селективности возрастает. При повреждении на защищаемой линии Л1 согласования между защитами не требуется, но желательно быстрое отключение поврежденной линии, что и обеспечивает защита А1 с «экстремальной» характеристикой.

Из анализа стандартных «нормальных» характеристик, изображенных на рис. 1.7, а следует, что в защите А1 можно использовать «нормальную» характеристику, но с временным коэффициентом k 0,3 с. Эта характеристика изображена на рис. 1.50 пунктиром (характеристика 4). Она при всех кратностях располагается выше характеристики 1 защиты А2. Но она не обладает требуемым быстродействием при КЗ на защищаемой линии Л1.

95

1.39

На трансформаторе T (рис. 1.51) с высшим напряжением 10 кВ, мощностью 630 кВ А установлен предохранитель F типа ПКТ. Линия, питающая трансформатор, защищена максимальной токовой защитой А с зависимым от тока временем срабатывания (третья ступень) микропроцессорного комплектного устройства SPAC 801.01. Выбрать защитную характеристику предохранителя ( Iвс.ном ) и «нормальную» ( 0,02, 0,14, см. рис. 1.7, а) времятоковую характеристику устройства SPAC 801.01, обеспечивающие селективное отклю-

чение трансформатора при коротком замыкании в точке K (2) [28]. Ток двухфазного КЗ Iк(2) 700 А.

Рис. 1.51. К примеру 1.39. Схема электрической цепи.

Решение.

1. Определим номинальный ток плавкой вставки Iвс.ном предохранителя F

Iвс.ном 1,4Iт.ном .

Номинальный ток трансформатора Т

Iт.ном Sт.ном / 3Uном 630 / 3 10 36 А. Iвс.ном 1,4 36 50 А.

Из рис. 1.10 выбираем характеристику с Iвс.ном 50 А и изображаем ее на рис. 1.52 (характеристика 1).

Время перегорания плавкой вставки при КЗ в точке K (2) необходимо определить с учетом погрешности, равной 20% , т.е. при токе Iрсч 0,8Iк(2) . В на-

шем случае Iрсч 0,8 700 560А.

Из рис. 1.52 (характеристика 1) следует, что при этом токе плавкая вставка перегорит за время tпр 0,2 с.

2. Определим «нормальную» времятоковую характеристику третьей ступени устройства SPAC 801.01.

96

При коротком замыкании в точке K (2) время срабатывания защиты tсIII.з должно быть на ступень селективности t 0,3с больше времени tпр 0,2 с, т.е. tсIII.з tпр t 0,2 0,3 0,5 с.

Ток срабатывания защиты IсIII.з , как и для аналоговой максимальной токо-

1.38) k tсIII.з [ Iк(2) /IсIII.з 1]/ 0,5 50,02 1 / 0,14 0,12 с.

На рис. 1.7, а для такого коэффициента характеристики нет. Поэтому рассчитаем и построим ее для различных кратностей ( Iк /IсIII.з ), используя выраже-

ние 1.7 из примера 1.38.

Результаты расчета сведены в табл. 1.41.

Характеристика построена на рис. 1.52 (характеристика 2). Сравнивая ее с характеристикой 1 предохранителя, можно сделать вывод, что селективность

обеспечивается только при КЗ в точке K (2) . Однако при повреждении в трансформаторе кратность тока уменьшается и селективность не обеспечивается. Из рис. 1.7, а следует, что селективного действия можно добиться, если принять стандартную характеристику с завышением коэффициента k равным 0,2 с.

97

Рис. 1.52. К примеру 1.39. Защитные характеристики: 1 – предохранителя ПКТ; 2 – устройства SPAC 801.01.

1.40

Для условий задачи 1.39 проверить возможность использования в защите А микропроцессорного комплексного устройства SPAC 801.01 с временными характеристиками (см. рис. 1.8) [28]:

-«очень зависимой» ( 1, 13,5 );

-«экстремальной» ( 2 , 80).

Решение.

Используя порядок расчета «нормальной» характеристики, принятый в примере 1.39, определены «очень зависимая» и «экстремальная» характеристики. Результаты расчета даны в табл. 1.42. В нее включены и параметры защитной характеристики предохранителя ПКТ с номинальным током плавкой встав-

ки Iвс.ном 50 А.

98

Из анализа табл. 1.42 можно сделать вывод, что селективность между защитой и предохранителем обеспечивается, если в защите SPAC 801.01 использовать расчетную «экстремальную» характеристику.

99