4 Расчет защиты кабельных линий

В общем случае кабельные линии промышленных предприятий защищают при следующих повреждениях и ненормальных режимах:

- при междуфазных КЗ;

- при замыканиях на землю (трехфазных, двухфазных, двойных, однофазных);

- при разрывах фазы;

- при перегрузке.

4.1 Защита кабельной линии л7

Для защиты кабельной линии при междуфазных КЗ принимается максимальная токовая защита с независимой характеристикой выдержки времени. Схема соединения трансформаторов тока – неполная звезда.

При определении тока срабатывания МТЗ кабельной линии исходят из реальных условий ее эксплуатации и возможных послеаварийных режимов ее работы, Если они неизвестны, то перед расчетом необходимо ими задаться.

Защиты двух и более соединенных элементов, например, трансформатор – линии – двигатели, согласовывают по чувствительности и времени. Ток срабатывания МТЗ рассматриваемой линии, который отстраивается от тока самозапуска I_САМ асинхронных двигателей, определяется по следующей формуле:

,

где К_U,д – напряжение на зажимах асинхронных двигателей в относительных единицах, определяемое при расчете самозапуска этих двигателей. Допустимое значение К_U,д находится в пределах (0,55 – 0,7)U_ном.

Ток самозапуска определяется как ток трехфазного короткого замыкания за эквивалентным сопротивлением Z_Э на шинах РП3, т.е. .

Трансформатор тока выбирается по условию I_1.НОМ >ΣI_АД

Ток срабатывания реле

.

Выдержка времени МТЗ принимается на ступень селективности больше времени срабатывания токовой отсечки асинхронных двигателей, т.е.

t_МТЗ.Л7 = t_ОТС + Δt

В связи с тем, что для защиты асинхронных двигателей от междуфазных КЗ применяют токовую отсечку с использованием токовых реле РСТ и промежуточного реле РП-26, замедляющего время действия токовой отсечки и позволяющего благодаря этому отстроиться от апериодической составляющей пускового тока, принимается t_ОТС = 0,1 с.

Коэффициент чувствительности определяется при двухфазном КЗ на шинах РП3, к которым подключены асинхронные двигатели

.

Если в результате расчета коэффициент чувствительности окажется меньше 1,5, то следует либо уменьшить количество двигателей, самозапускающихся одновременно, если это допустимо по технологии производства, либо дополнить МТЗ пуском от реле минимального напряжения.

Защита от однофазных замыканий на землю

Устанавливается трансформатор тока нулевой последовательности. Схема включения – полная звезда, К_СХ =1.

4.2 Защита кабельной линии л5, л6

Согласно ПУЭ, на линиях 10 кВ должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от многофазных замыканий и от однофазных замыканий на землю. От многофазных замыканий устанавливается двухступенчатая токовая защита, первая ступень которой выполнена в виде токовой отсечки без выдержки времени, а вторая – в виде максимальной токовой защиты с независимой характеристикой выдержки времени.

4.2.1 Токовая отсечка без выдержки времени

Тип трансформатора тока и его номинальное значение выбирается по допустимому току кабеля. Максимальный рабочий ток

Выбирается трансформатор тока. Коэффициент трансформации:

.

Схема включения трансформаторов тока – неполная звезда, следовательно коэффициент схемы К_сх =1.

Определяется ток срабатывания защиты и ток срабатывания реле I_ср.р

,

где К_отс – коэффициент отстройки, К_отс = 1,2;

.