Указания к выполнению работы

1. Ознакомиться с аппаратурой на стенде, замерить рабочие токи и токи при коротких замыканиях в точках К₁, К₂, К₃ и К₄.

2. Разобрать принцип выполнения каждой из исследуемых схем, назначение отдельных элементов, оценить работу контактов реле трансформаторов тока и подобрать аппаратуру и реле для каждой схемы.

3. Рассчитать токи срабатывания МТЗ, подобрать уставки реле, определить коэффициент чувствительности защиты при коротком замыкании в конце защищаемой зоны, проверить трансформаторы тока на 10%-ю погрешность.

Поставить уставки на реле и, поочередно собирая схемы защит (рис. 7.29а, б), проверить их поведение при нормальном режиме работы и при коротких замыканиях вблизи шин и в удаленной точке сети. Дать сравнительную оценку защит.

В схемах с питанием оперативных цепей от трансформаторов тока для выбора тока уставки реле к рассмотренным ранее условиям несрабатывания от максимального тока нагрузки и согласования защит по чувствительности добавляется также условие надежного отключения привода при токах срабатывания.

Дополнительное условие для схемы с реле прямого действия РТВ:

I_с.р > I_у.min,

где I_у.min – минимальная уставка тока срабатывания используемого реле РТВ (I_y.min = 5 А).

Для схемы с дешунтированием электромагнитов отключения I_с.р должен быть больше тока срабатывания электромагнита отключения. При использовании стандартных ЭО (в том числе и реле РТМ в приводах ПП-61 и ПП-67) с током срабатывания 5 А уставка реле РТ-85 имеет

При использовании специальных ЭО (ТЭО в приводе ПП-67 или ЭО_т.т в приводе выключателя ВМПП-10) с током срабатывания 3 А уставки реле РТ-85 имеет

I_у ≥ 3,6 А.

Схемы защит выполняют в однолинейном исполнении. Замеренные токи короткого замыкания соответствуют току трехфазного к.з. Исходные данные для работы:

k_сзп = 1,2; k_сх = 1.

Значения коэффициентов k_н и k_в для реле типов РТ-85, РТВ приведены далее:

Тип реле k_н k_в

РТ-85 1,2 0,85

РТВ 1,3 0,7

Уставка выдержки времени защиты 2 (рис. 7.30) t_y2 = l с.

Порядок расчета и расчетные выражения приведены в примере.

Пример расчета максимальной токовой защиты для линий 10 кВ. Исходные данные. Схема защиты МТЗ: двухфазная, двухрелейная с реле типа РТ-85, дешунтирующими при срабатывании ЭО выключателя; максимальный рабочий ток линии 70 А; ток к.з. на шинах 10 кВ I⁽³⁾_к.ш.max = 4 кА, в конце линии I⁽³⁾_н.л.min = 0,42 кВ; на линии установлены трансформаторы тока типа ТВЛМ-10 с коэффициентом трансформации п_т.т = 150/5.

Определяем ток срабатывания защиты из условия отстройки от максимального тока нагрузки:

2. Ток срабатывания реле:

а)

б) из условия надежного срабатывания электромагнита отключения с током срабатывания 5 А:

3. Принимаем ток уставки реле РТ-85/1 равным 6 А (большее значение из двух рассмотренных условий; для секционированной линии рассматривается также третье условие согласования по чувствительности I_{с.з п} > I_{с.з n–1}). Тогда уточненное значение тока срабатывания защиты (с учетом выбранной уставки):

4. Коэффициент чувствительности защиты в основной зоне:

Для секционированной линии определяем также коэффициент чувствительности защиты в резервной зоне:

где I⁽²⁾_{к.min рез} – минимальный ток двухфазного к. я. в конце резервной зоны.

5. Время срабатывания защиты выбираем из условия обеспечения ступени селективности Δt с предыдущей защитой.

6. Проверяем трансформатор тока ТТ:

1) по условию обеспечения надежной работы переключающих (дешунтирующих) контактов реле РТ-85/1, которые могут надежно дешунтировать ЭО при максимальном значении вторичного тока ТТ до 150 А. Это требование обеспечивается, если номинальный первичный ток ТТ:

где I⁽³⁾_к.max – максимальный ток трехфазного к.з. в месте установки ТТ.

В нашем случае 150 > 0,03·4000, поэтому условие удовлетворяется;

2) на 10%-ю погрешность:

а) определяем предельную кратность k₁₀ расчетного тока по отношению к первичному номинальному току ТТ I_1н:

Для токовой отсечки и МТЗ с независимой токовой характеристикой I_расч = 1,1 I_с.з; для МТЗ с зависимой характеристикой I_расч принимают равным току, при котором начинается независимая часть характеристики: для МТЗ с реле PTB-I РТВ-II РТВ-III I_расч ≈ 1,6I_с.з с реле РТВ-IV, PTB-V, PTBV1 I_расч ≈ 3I_с.з; для МТЗ с реле РТ-85 I_расч ≈ 5I_c.з.

Для рассматриваемого примера

б) по кривой предельных кратностей для используемого типа И определяем допустимую вторичную нагрузку ТТ (2Ндоп), при которой полная погрешность ТТ не превышает 10 %;

для ТТ типа ТВЛМ-10 с n_т.т = 150/5 при k₁₀ = 6, z_н.доп = 2,5 Ом;

в) сравниваем расчетную (фактическую) нагрузку на ТТ (z_н.расч) с z_н.доп. Если z_н.расч ≤ z_н.доп, то ТТ работает с полной погрешностью менее 10 %. Для МТЗ по схеме с дешунтированием ЭО10%-я погрешность должна обеспечиваться только до дешунтирования ЭО. Расчетная вторичная нагрузка на ТТ для двухфазной двухрелейной схемы:

z_н.расч = 2r_пр + r_р + r_пер = 2·0,7 + 0,28 + 0,1 = 0,52 Ом.

Здесь Ом – сопротивление соединительных алюминиевых проводов длиной l = 10 м и сечением S_c = 4 мм²; Ом –сопротивление обмотки реле РТ-85/1 при токе уставки I_у = 6 A (S – потребляемая мощность при токе уставки); r_пер – переходное сопротивление в контактах.

Так как z_н.доп > z_н.расч, требуемая точность работы трансформатора тока обеспечивается.

Контрольные вопросы и задания

1. Оцените достоинства и недостатки трансформаторов тока как источников питания оперативных цепей.

2. В чем состоят особенности выполнения защит с питанием оперативных цепей от трансформаторов тока? Перечислите условия выбора токов срабатывания реле.

3. Сравните между собой исследуемые схемы с точек зрения: простоты исполнения, нагрузки на трансформаторы тока, условий работы контактов, чувствительности защиты.

4. Какие реле могут использоваться в схемах с де­шунтированием электромагнита отключения? Перечислите основные требования к этим реле и назовите их типы. Как определить максимальный вторичный ток для проверки надежности работы контактов реле?

5.Поясните порядок расчета МТЗ в схеме с дешунтированием ЭО реле РТ-85.

6. Какие причины ограничивают область применения защит с реле РТВ?

7. Поясните порядок проверки трансформаторов тока из условия 10%-й погрешности.

8. Почему схема включения ТТ и реле влияет на значение z_2расч?

* В зависимости от конкретных условий защиты реле РТВ и РТ-85 (совместно с соответствующей аппаратурой) могут размещаться на двух отдельных стендах