Выбор характеристик цифровых защит

По мощности трансформатора из справочных таблиц определим номинальный ток плавной вставки:

S ном, кВА 63 100 160 250 400 630 Iн пр, А 10 16 20 31,5 50 80

В нашем случае I_{н пр} = 20А.

По формуле I_сз = (К_н К_сзп / К_в ) I_{раб мах} определяем ток срабатывания защиты на цифровом реле (К_Н=1,05; К_в=0,96).

Допустим, получили I_сз= 75А.

Труднее всего обеспечить селективность работы SPAA при к.з. на высоковольтных вводах трансформатора, т.к. этот ток самый большой в зоне защиты предохранителя. Напомним, что, эти к. з. наиболее вероятны. Допустим, ток двухфазного к.з. на высоковольтных вводах I_k⁽²⁾=150A.

По времятоковой характеристике предохранителя (из справочника) определим время плавления вставки (fuse link) соответствующее расчетному току I_расч=0,8I_к⁽²⁾=120А. (Коэффициент 0,8 учитывает возможный разброс характеристик предохранителя на ±20%). При этом расчетном токе время срабатывания цифрового реле должно быть на ступень селективности ∆t =0,3с больше, чем t_пл =0,4с, т. е. t_сз2=0,7с. Вычисляем кратность тока I₀=0,8I _к ⁽²⁾/I_сз2⁼120/75=1,6. Теперь можно подбирать подходящую времятоковую характеристику реле SPAA. Рекомендуется начинать с «нормальной» характеристики, для которой α=0,02, β =0,14.

По формуле К= t_сз (I₀^α-1)/β вычисляем коэффициент К

0,7(1,6^0.02 - 1)

K= =0,047;

0,14

Принимается ближайшая уставка 0,05. На карте селективности (рис.2) строится по точкам «нормальная» характеристика релеSPAA:

При I₀ =1,3; I_сз2=100А; t_сз2=k β /(I_*^α-1)=l,9c,

При I₀=1,5; I_сз2 =112А; t _сз2 =0,86с,

При I=2; I_сз2=150А; t_сз2 =0,5с,

При I=2,5; I_сз2=187А; t_сз2=0,4с.

Построения на карте селективности показывают, что селективность обеспечивается при всех токах к.з.

Пример2.

Пусть ток срабатывания защиты 2 Iсз2=50А. Все остальное аналогично примеру 1. В этом случае кратность тока I₀= 120/50=2,4, коэффициент

0,7(2,4^0/02 - 1)

К= =0,09.

0,14

Координаты точек «нормальной» времятоковой характеристики следующие

I₀ = 1,3 (65А) tcp₂ = 2,6с

1,5 (75А) 1,7с

2,0 (100А) 1,0с

2,5 (125А) 0,7с

3,0 (150А) 0,6с

График этой кривой - пунктирная линия на рис. 2. Она пересекается с характеристикой предохранителя, что говорит об отсутствии селективности при малых токах к. з. Такие значения токов соответствует междуфазным к. з. внутри трансформатора. Эти к. з. маловероятны, но лучше попробовать «очень зависимую» (vегу inverse) характеристику. Для этой характеристики α=1, β=13,5. Коэффициент

0,7(2,4¹ -1)

К= =0,07.

13,5

Координаты точек «очень зависимой» характеристики следующие:

Характеристика построена на рис.3. График показывает, что при переходе к характеристике «VI» несколько уменьшается время срабатывания защиты 2 при больших токах к. з., но при малых селективности нет. Сделаем расчет для «экстремальной» характеристики (а=2, р=80). Коэффициент К=0,04. Координаты точек следующие

Графики рис. 3 показывают, что «экстремальная» характеристика селективность обеспечивает.