Расчет зоны действия ТО, принцип действия. Коэффициент чувствительности токовой отсечки по пуэПроблема с чувствительностью токовой отсечки (Страница 1) — СпрашивайтеДобрый день, уважаемые коллеги!Столкнулся с такой ситуацией:На ГЭС имеется ТСН 10/0,4 кВ 630 кВА. Питается от ПС расположенной примерно в 10 км по ВЛ. Со стороны 10 кВ имеется выключатель. защиты ТСН реализованы в терминале ЭКРА 211 используются токовая отсечка и МТЗ. Проблема в том, что при коэффициент чувствительности токовой отсечки меньше требуемых 2.При соединении ТТ в звезду Кч=1,45, при соединении в треугольник 1,7, а если уменьшить коэффициент надежности с 1.1 до 1.05 (он же не нормирован, а кратность при двухфазном КЗ к номинальному току ТТ составит чуть больше 2, т.е погрешность при том что кабель в токовых цепях короткий и сечение можно взять побольше, минимальная) то Кч будет равен 1.8, что составляет 90% от требуемых около 2.ПУЭ 3.2.21.8. Токовые отсечки без выдержки времени, устанавливаемые на генераторах мощностью до 1 МВт и трансформаторах, при КЗ в месте установки защиты - около 2,0. Можно ли при этом считать что это около 2? Ростехнадзор на это отвечает около 2 это 2 и больше, но я считаю тогда бы написали не менее 2, а не около 2. Ток КЗ поднять конечно же нет возможности, за трансформатором тоже его не снизить так как трансформатор уже стоит и Uк ему не поменяешь.Применение ДЗТ, тоже ПУЭ не разрешает:ПУЭ 3.2.54. "Для защиты от повреждений на выводах, а также от внутренних повреждений должны быть предусмотрены:1. Продольная дифференциальная токовая защита без выдержки времени на трансформаторах мощностью 6,3 МВ•А и более, на шунтирующих реакторах 500 кВ, а также на трансформаторах мощностью 4 МВ•А при параллельной работе последних с целью селективного отключения поврежденного трансформатора.Дифференциальная защита может быть предусмотрена на трансформаторах меньшей мощности, но не менее 1 МВ•А, если:токовая отсечка не удовлетворяет требованиям чувствительности, а максимальная токовая защита имеет выдержку времени более 0,5 с;"Токовая отсечка в данном случае около 2, выдержка времени МТЗ в данном случае не будет более 0,5 секунд, так как 0.5 с, отстройка от времени срабатывания расцепителя вводного АВ 0.4 кВ и так как защиты реализованы с помощью МП терминала требуется 0,4-0,5 с.Подскажите как можно выйти из данной ситуации. www.rzia.ru 1.7 Расчет токовой отсечки питающей лэп.В ПУЭ предусматривают на одиночных линиях с односторонним питанием для защиты от многофазных КЗ установку ступенчатых токовых защит или ступенчатых защит тока и напряжения. Если такие защиты не отвечают требованиям чувствительности или быстроты срабатывания предусматриваются ступенчатые дистанционные защиты, в этом случае в качестве дополнительной защиты используют токовую отсечку без выдержки времени. Для защиты от замыканий на землю предусматривается ступенчатая токовая защита нулевой последовательности (направленная или ненаправленная). Токовая отсечка не защищает всю длину линии, поэтому не может использоваться как основная защита, однако в частном случае, когда защищаемая линия питает тупиковую подстанцию, отсечка может выполняться чувствительной при КЗ в любой точке линии. 1. Выбирается ток срабатывания отсечки но следующему условию: [А] (1.7.1) где . Производим расчёт по формуле(1.7.1):
Ток срабатывания проверяется по условию от броска намагничивающего тока трансформатора: [А] (1.7.2) где (А) Производим расчёт по формуле(1.7.2):
Выбираем большее .
2. Проверяется чувствительность токовой отсечки при 2-хфазном КЗ в конце линии. (1.7.3) Производим расчёт по формуле(1.7.3):
29
3. Определяется зона действия отсечки в минимальном и максимальных режимах. Зона действия отсечки охватывает всю линию. 4. Время срабатывания отсечки определяется типом используемых реле тока и промежуточных реле, и обычно не более 0.1 сек.
30 1.8 Расчёт комбинированной отсечки по току и напряжению.В случае недостаточной чувствительности отсечки при КЗ в конце линии, её необходимо дополнить пусковым минимальным органом напряжения. 1. Выбор токов срабатывания. Ток срабатывания отсечки выбирается из условия обеспечения достаточной чувствительности при двухфазном КЗ в конце линии в минимальном режиме . [А] (1.8.1) Производим расчёт по формуле(1.8.1):
Кроме этого условия должен удовлетворять условию надёжной отстройки от токов самозапуска в режиме АПВ, при неисправностях в цепях напряжения. [А] (1.8.2) где [А]
Производим расчёт по формуле(1.8.2):
Выбираем большее значение , А.
2. Напряжения срабатывания выбирается таким образом, чтобы оно было меньше остаточного напряжения в месте установки отсечки при КЗ за трансформатором при протекании по линии тока равному току срабатывания отсечки . [кВ] (1.8.3) Производим расчёт по формуле(1.8.3):
Нижняя граница напряжения определяется минимальной уставкой стандартного реле напряжения. Верхняя, необходимость отстройки от возможных отклонений напряжения в сети. (1.8.4) где ,
31 Производим расчёт по формуле(1.8.4):
Из двух принимаем меньшее.
2. Определяем коэффициент чувствительности отсечки по напряжению.
где - остаточное напряжения в месте установки отсечки при КЗ в конце линии, в режиме при котором это напряжения максимально: , [кВ] (1.8.5) (1.8.6) Производим расчёты по формулам(1.8.5-1.8.6):
Если не обеспечивается нужный коэффициент чувствительности, то это происходит из-за длины , комбинированная отсечка является неэффективной, то есть чем короче и мощнее , тем больше шансов, что отсечка будет эффективной. Так как , а это не удовлетворяет требованиям условия, то линию необходимо дополнить пусковым минимальным органом напряжения.
32 studfiles.net Токовая отсечка. Расчет и принцип действияТоковая отсечка – это разновидность максимальной токовой защиты с ограниченной зоной действия, предназначенная для быстрого отключения короткого замыкания. Отсечки бывают мгновенные и с малой выдержкой времени до 0,6 секунд. Отличие отсечки от мтз в отсутствии у токовой отсечки реле времени. Селективность действия токовой отсечки достигается ограничением ее зоны действия. Эта защита отстраивается от тока КЗ в конце защищаемой линии или места, до которого она должна действовать. Ниже рассмотрим принцип действия различных токовых отсечек и их расчет. Мгновенная токовая отсечка на линии с односторонним питаниемЗона действия токовой отсечки определяется графически. На рисунке наша защищаемая линия между точками АВ. Сначала строится кривая зависимость значения тока короткого замыкания от расстояния до точки КЗ. Точка КЗ в нашем примере – это конец линии, точка А. Затем строится прямая параллельная оси расстояния равная току срабатывания отсечки. Область пересечения прямой и кривой представляет собой зону действия защиты. В нашем примере зона действия защиты – это отрезок ВБ. Также зону действия токовой отсечки можно определить по выражению: где:
Ток срабатывания защиты определяется по выражению ниже: где:
Коэффициент надежности учитывает погрешности при расчете тока кз и погрешность срабатывания реле. Коэффициент чувствительности отсечки рассчитывается по выражению: где в числителе максимальный ток КЗ в начале защищаемой линии, в примере это точка В, а в знаменателе ток срабатывания защиты. Мгновенная токовая отсечка на линии с двусторонним питаниемРассмотрим схему линии с двусторонним питанием. По обоим концам расположены генераторы. Вначале необходимо определить максимальные токи короткого замыкания в конце линии с обеих сторон. Тот из токов, величина которого будет больше, и будет принят за максимальный ток короткого замыкания. На линиях с двусторонним питанием ставится два комплекта отсечек с обеих сторон линии. Зоны действия определяются аналогично, как и для линии с односторонним питанием. На рисунке у нас одна отсечка защищает при кз в точке А, вторая при кз в точке В. Зона действия первой – ВБ, второй – АГ. Максимальный ток кз в нашем случае больше Ik(A). Его и принимаем за расчетный для обеих отсечек. Ток срабатывания защиты выбирается по большему из двух выражений: Второе выражение используют при расчетах на линиях с двусторонним питанием. При наличии двух источников питания (генераторов), между ними проходят токи качания. Максимальный ток качания определяется как сумма ЭДС генераторов деленная на сопротивление цепи между двумя генераторами, включая сопротивления генераторов (сверхпереходные x”d). Мгновенные токовые отсечки являются самыми простыми защитами. К их плюсам можно отнести быстродействие и простоту схемы. К недостаткам относится область действия, так как она не распространяется на всю линию. Кроме линий, токовые отсечки применяются на трансформаторах. Стоит упомянуть и токовые отсечки, с выдержкой времени. А если соединить отсечку с выдержкой времени, мгновенную и максимальную токовую защиту, то получится трехступенчатая защита, которая может заменить более сложные защиты. Поделитесь с коллегами и сокурсниками pomegerim.ru принцип работы, ток срабатывания защиты, зона действия, коэффициент чувствительности, принципиальная схема, достоинства и недостатки.Мгновенной токовой отсечкой называется защита, которая отключает защищаемый объект без выдержки времени при превышении током, протекающим по защищаемому элементу, величины, равной току срабатывания защиты. На рис. 1, а показана схема сети с радиальным питанием. Каждый элемент этой схемы (линии W1 и W2, нагрузки Н1, Н2, Н3) имеет свой комплект защит. Рассмотрим, например, линию (ЛЭП) W1. Левый конец этой линии W1 присоединен к шинам подстанции ПС-1 (с этой стороны вся схема получает питание). С правой стороны к этой линии присоединены сборные шины подстанции ПС-2, от которых, в свою очередь, питаются другие элементы СЭС.
На обоих концах линии W1 установлены выключатели (Q1 и Q5), которые предназначены для включения и отключения этой линии. При КЗ на линии W1 (например, в точках Kl, K2, КЗ) по ней протекает ток, величина которого зависит от места расположения точки КЗ, т. е. от расстояния Lкз от места установки защиты до точки короткого замыкания. Кроме того, величина тока КЗ зависит от режима работы питающей системы и вида КЗ. При работе системы в максимальном режиме сопротивление системы минимально и равно Хс min (в сети включено максимальное количество генераторов). В этом случае при трехфазном КЗ по ЛЭП протекает максимальный ток I(3)кз max – сплошная линия 1 (рис. 1, б). При работе системы в минимальном режиме сопротивление системы максимально и равно Хс max (в сети включено минимальное количество генераторов). В этом случае при этом же виде КЗ по ЛЭП протекает минимальный ток I(3)кз min – пунктирная линия 2 (рис. 1, б). Причем, монотонно убывающая линия 1 (зависимость тока КЗ для максимального режима) проходит выше, чем аналогичная линия 2 (зависимость тока КЗ для минимального режима). Кривую тока КЗ, соответствующую максимальному режиму системы, обычно используют для расчета (выбора) тока срабатывания защиты, а кривую тока КЗ для минимального режима – при проверке чувствительности защиты. Из названия мгновенной токовой отсечки следует, что эта защита не имеет специального органа выдержки времени, а время ее действия фактически зависит только от собственного времени срабатывания измерительного органа (реле) этой зашиты. Селективность действия этой защиты обеспечивается только соответствующим выбором тока срабатывания ее измерительного органа (реле). Рассмотрим защиту А1 – мгновенную токовую отсечку МТО1, установленную на выключателе Q1. Расчет этой защиты заключается в выборе ее тока срабатывания I1сз1.В принятом обозначении тока цифра в нижнем индексе указывает номер комплекта защиты, а верхний индекс – номер ступени защиты данного комплекта. Предположим, что на выключателе Q2 также установлена защита А4 – мгновенная токовая отсечка МТО2. Допустим, что КЗ произошло, например, в точке К4, т. е. в начале линии W2 (рис. 1, а). Если мгновенная токовая отсечка А1 (МТО1), установленная на выключателе Q1, среагирует на это КЗ и сработает, то она отключит выключатель Q1. Одновременно с этим токовая отсечка А4 (МТО2), установленная на выключателе Q2, также среагирует на это КЗ и отключит выключатель Q2. Следовательно, отключение выключателя Q1 при этом случае будет происходить неселективно, так как линия W1 исправна и должна питать других потребителей (нагрузку Н1), подключенных к шинам подстанции ПС-2. Обеспечение селективности защиты А1 в таких случаях достигается путем ограничения зоны действия МТО1, то есть этой защите запрещается действовать (срабатывать) при КЗ на смежном элементе СЭС (на линии W2). С этой целью выбор тока срабатывания МТО производят по формуле: I1сз1= Котс I(3)кз вн 1, (1)
где Котс = 1,2…1,3 – коэффициент отстройки, который учитывает: неточность расчета периодической составляющей полного тока КЗ, отклонение фактической уставки реле от расчетной величины, наличие апериодической составляющей в составе полного тока КЗ; I(3)кз вн 1 – максимальный ток КЗ, протекающий в месте установки защиты, при металлическом КЗ на шинах подстанции ПС-2 (в точке К3). Если выбрать ток срабатывания МТО1 согласно формуле (1), то, как видно из рис. 1, б, при КЗ в любой точке линии W2 (или в нагрузке Н1) будет возникать ток КЗ, величина которого недостаточна для срабатывания МТО1. Следовательно, она не будет срабатывать, а рассматриваемая токовая отсечка А1 будет работать селективно. Расчет тока срабатывания защиты (обеспечение селективности защиты) должен сопровождаться проверкой ее чувствительности. Чувствительность мгновенной токовой отсечки определяют коэффициентом чувствительности Кч. Зона действия МТО1 определяется (ограничивается) точкой пересечения линий: тока КЗ (линия 1) и характеристики тока срабатывания (горизонтальная прямая с ординатой I1сз1 на рис. 1, б). Действительно, если ток КЗ, протекающий по линии (защите), больше тока срабатывания защиты А1, то эта защита срабатывает, если же он меньше тока срабатывания защиты, то она не срабатывает. Расчет тока срабатывания (1) защиты МТО1 проводят для "наихудшего случая", т. е. для максимального тока КЗ, а чувствительность защиты проверяют для режима наиболее неблагоприятного для действия защиты КЗ на защищаемом объекте, т. е. для минимального тока КЗ. Поэтому, при определении чувствительности в качестве расчетного принимают минимальный режим работы системы, при котором и ток КЗ, и зона действия защиты – минимальны (см. рис. 1, б). В соответствии с ПУЭ, чувствительность защиты считается удовлетворительной, если защищаемая зона составляет не менее (10…20) % от длины ЛЭП, а коэффициент чувствительности Кч равен не менее двух. Основными достоинствами защиты МТО являются ее простота и быстродействие, а основным недостатком – наличие "мертвой зоны", т. е. участка в конце линии lмз, при КЗ на котором защита не срабатывает (см. рис. 1, б).
В начало dabarov.narod.ru 2.3. Расчет токовой отсечки без выдержки времени от междуфазных кз для линий с двухсторонним питаниемТоковая отсечка без выдержки времени от междуфазных КЗ в составе защит шкафа ШЭ2607.011.021 используется как вспомогательная защита и служит, в основном, для устранения мертвых зон при КЗ вблизи места установки защиты. Поэтому она выполняется ненаправленной и должна быть отстроена от максимального тока, проходящего через защиту при внешних КЗ с двух сторон защищаемой линии. 2.3.1. Технические данные токовой отсечки [9]. Схема токовой отсечки содержит (рис.1.4): - три реле максимального тока; - цепи логики. Диапазон уставок по току срабатывания реле максимального тока от 0,35 до 30 Iном. Коэффициент возврата реле максимального тока не менее 0,9. Время срабатывания реле максимального тока при подаче входного тока, равного 2 Iср не более 0,025 с Время возврата реле максимального тока при сбросе входного тока от 10 Iср до 0 не более 0,04 с. В защите обеспечен диапазон уставок по выдержке времени токовой отсечки от 0.0 до 1,0 с. Токовая отсечка может быть введена в работу постоянно или только при включении выключателя. Время ввода отсечки при включении выключателя задается в диапазоне от 0,7 до 2,0 с. 2.3.2. Выбор параметров срабатывания Ток срабатывания отсечки без выдержки времени выбирается большим из расчета по двум условиям: а) по условию отстройки от трехфазных КЗ вне защищаемой линии: (2.17) где kотс = 1.2 - коэффициент отстройки, учитывающий наличие апериодической составляющей в токе КЗ, а также погрешности расчетов и настройки реле; - наибольшее из значений периодической составляющей тока в защите при трехфазном КЗ на шинах подстанций с двух сторон защищаемой линии (точка К1 и К2, рис.2.5) . За расчетный принимается больший из токов и.
Рис.2.5. К расчету токовых отсечек б) по условию отстройки от уравнительного тока при качаниях в системе: Ic.з = kотсIкач.max (2.18) где kотс = 1.1, Iкач.max - максимальный уравнительный ток качаний при асинхронном режиме системы. Максимальный ток качаний при условии, что векторы ЭДС двух частей системы расходятся на 180, а ЭДС генераторов на 5% больше номинального напряжения, может быть определен по выражению: (2.19) где ХA и ХБ- сопротивление двух частей системы, связанных рассматриваемой ЛЭП; XЛ - сопротивление ЛЭП (рис.2.6).
Рис. 2.6. К расчету токов качаний: а – поясняющая схема; б – схема замещения. Из двух полученных значений тока срабатывания отсечки за расчетный ток принимается его большее значение. Как видно из рис. 2.5, обе ненаправленные отсечки 1 и 2, установленные с двух сторон защищаемой ЛЭП, выбираются по одним и тем же условиям и имеют одинаковый ток срабатывания: Ic.з.1 = Iс.з.2 Зона действия отсечки может быть определена графически по кривым изменения токов КЗ в минимальном режиме. Если длина зоны отсечки менее (20 40)% защищаемой ЛЭП, то отсечка не используется. Возможна оценка пригодности отсечки по коэффициенту чувствительности: (2.20) где Iс,з - выбранный ток срабатывания отсечки, - ток двухфазного КЗ в минимальном режиме системы при повреждении вблизи места установки защиты (точка К3, рис.2.5). Допускается иметь kч 1.2. Определение тока срабатывания реле (уставки) производится по выражению , (2.21) где - коэффициент трансформации трансформаторов тока. 2.3.3. Пример расчета токовой отсечки без выдержки времени от междуфазных КЗ. Данные для расчета. Рассчитаем токовую отсечку для линии с двухсторонним питанием W1. Схема участка сети для этого случая приведена на рис.2.7. Параметры линии: Напряжение линии 230 кВ, длина 80 км, удельное сопротивление провода Худ = 0,4 Ом/км. Коэффициент трансформации трансформаторов тока KI= 1000/5. Токи трехфазного КЗ для замыканий в различных точках можно рассчитать на ЭВМ по программе, имеющейся на кафедре, или выполнить вручную. Рекомендации по расчету токов КЗ даны в главе 6. Токи двухфазного КЗ определяются по выражению: (2.22) Максимальные значения токов трехфазного КЗ по линии W1 для каждой точки КЗ (К1, К2, К3), рассчитанные отдельно от станции и от системы, приведены в табл.2.3. Таблица 2.3.
Максимальный ток качаний Iкач max = 2,6 кА. Расчет тока срабатывания токовых отсечек. Ток срабатывания отсечки без выдержки времени выбирается по двум условиям: а) по условию отстройки от внешнего трехфазного КЗ, при этом из двух токов внешнего КЗ выбираем больший = 2,24 кА. = 1,2 ·2,24 = 2,69 кА. б) по условию отстройки от уравнительного тока при качаниях = 1.1 · 2,6 = 2,86 кА. Из двух полученных значений за расчетный ток срабатывания принимаем больший. Обе ненаправленные отсечки, установленные с двух сторон защищаемой ЛЭП, будут иметь одинаковый ток срабатывания кА. На рис.2.7 построены расчетные кривые токов трехфазного и двухфазного КЗ и определены зоны действия отсечек. Как видно из рисунка, обе отсечки имеют достаточные зоны действия и их следует устанавливать. Рис.2.7. Рассчитанные кривые токов трехфазного КЗ и зоны действия мгновенных токовых отсечек Можно оценить эффективность отсечек по коэффициенту чувствительности при двухфазном КЗ вблизи места установки отсечки. Для отсечки 1 > 1,2. Для отсечки 2 > 1,2. Ток срабатывания реле (уставка) равен А. studfiles.net Использование токовой отсечкиОтсечка, выбранная таким образом, полностью линию не защищает, и получается такая характеристика: см. рис 6.13. Начало линии с большим ТКЗ защищается токовой отсечкой, а конец с током КЗ, меньшим уставки отсечки – максимальной защитой. При выполнении уставки отсечки, следует принимать во внимание особенности ее выполнения на разных типах реле. Если на устройстве УЗА-10уставка задается непосредственно в единицах тока и времени, то на релеУЗА-АТуставка задается в виде кратности к току срабатывания максимальной защиты.
Защиты от замыканий на землюПри выборе уставок ненаправленной защиты от замыканий на землю, в сети где отсутствует компенсация, необходимо определить расчетом суммарный ток замыкания на землю и токи замыкания на землю конкретного фидера. где Iзз – емкостной ток замыкания на землю конкретного фидера; kн– коэффициент надежности, принимается равным 1,5 для защиты имеющей выдержку времени порядка 0,3 сек и более. Если требуется нулевая выдержка времени, тоkн должен быть увеличен до 3-4для отстройки от броска емкостного тока в переходном режиме замыкания на землю. Поскольку в большинстве случаев защита действует на сигнал, целесообразно ввести выдержку времени, чтобы не понижать чувствительность защиты. Проверяется чувствительность защиты по общему току замыкания на землю сети, за вычетом тока замыкания на землю данного фидера.
Защиты по току нулевой последовательности, подключаемые к трансформаторам тока нулевой последовательности отечественного производства, нельзя настраивать, непосредственно выставляя уставку в реле. Коэффициент трансформации этих трансформаторов резко меняется в зависимости от нагрузки из-заих малой мощности см. п. 6.1. На уставку влияет даже сопротивление соединительных проводов. Поэтому, настройка ведется по первичному току, подаваемому через провод, пропущенный через зазор ТНП. Для начала можно принять коэффициент трансформации ТНП, равным 25. Защиты ЭМВ -УЗА-10А.2,УЗА-АТградуируются непосредственно в первичном токе, проходящем через трансформатор тока типа ТЗЛМ. Направленные защиты от замыканий на землю не отстраиваются от тока замыкания на землю конкретного фидера, поэтому, могут быть выполнены более чувствительными. Уставки определяются необходимостью обеспечить нужную чувствительность при замыкании на землю. В заключении следует отметить, что решение ПТЭ о возможности работы линии с замыканием на землю, сейчас подвергнуто сомнению. Провод, лежащий на земле или на сооружениях, очень опасен для окружающих в густонаселенной местности. Однако защиту от замыканий на землю на указанных принципах трудно выполнить селективной. Для обеспечения селективности за рубежом применяется, и начинает применяться и у нас, режим заземления нейтрали через резистор. У нас применяется резистор 100 Ом. Активный ток замыкания на землю с таким резистором равен 60 А в сети 10 кВ и 36 А в сети 6 кВ. Такого тока вполне достаточно для обеспечения четкой и селективной работы токовой защиты нулевой последовательности, в том числе и при ее включении в нулевой провод фазных трансформаторов тока. В таких условиях защита от замыкания на землю должна работать на отключение. Для линий 35кВ, даже кабельных, трансформаторы тока нулевой последовательности отсутствуют. Поэтому защиты от замыканий на землю, которые применяются на кабельных линиях 6-10кВ использовать нельзя. Замыкание на землю определяется после срабатывания сигнализации «земли» по напряжению, путем поочередного отключения линий. Устройство АПВАПВ обязательно применяется на воздушных и смешанных линиях, иногда применяется и на кабельных линиях. Уставки АПВ на тупиковых линиях не требуют специальных расчетов. Необходимость задания выдержки времени АПВ диктуются следующими соображениями: studfiles.net |