Меню

Ток срабатывания отсечки формула

Токовые отсечки без (МТО) и с выдержкой времени (ТОВВ). Выбор тока срабатывания и оценка чувствительности.

Токовыми называются защиты с относительной селективностью, реагирующие на ток, проходящий по защищаемому элементу. Эти защиты приходят в действие при превышении током в месте их включения заранее установленного значения.

Защиты с относительной селективностью могут срабатывать при внешних КЗ в режиме резервирования, но требуют для обеспечения согласования с защитами смежных элементов выдержки времени на срабатывание.

Отсечка является разновидностью токовой защиты, позволяющей обеспечить быстрое отключение КЗ. Токовые отсечки подразделяются на отсечки мгновенного действия и отсечки с выдержкой времени.

Токовые отсечки применяются как в радиальной сети с односторонним питанием, так и в сети, имеющей двустороннее питание.

Мгновенная токовая отсечка (МТО). Выбор тока срабатывания и оценка чувствительности.

Мгновенной токовой отсечкой называется защита, отключающая защищаемый объект без выдержки времени при превышении током, протекающим по объекту, тока срабатывания защиты.

Селективность МТО может быть обеспечена соответствующим выбором тока срабатывания. Селективность отсечки достигается ограничением ее зоны работы так, чтобы отсечка не действовала при КЗ на смежных участках сети. Для этого ток срабатывания отсечки должен быть больше максимального тока КЗ , проходящего через защиту при повреждении, в конце выбранной зоны действия. Ток КЗ рассчитывается для таких режимов работы системы и вида повреждения, при которых он оказывается наибольшим.

— эквивалентная ЭДС источников

— сопротивление системы и участка линии до точки КЗ

— удельное сопротивление линии

— длина защищаемой линии от ее начала до точки КЗ

Ток срабатывания МТО по условию селективности должен быть больше максимального тока КЗ, проходящего через защиту: , где:

— коэффициент отстройки, учитывающий погрешность в расчете тока КЗ и погрешность в токе срабатывания реле. Для реле РТ-40 . Для реле РТ-80 .

— максимальный ток КЗ в фазе линии при КЗ

Оценка зоны действия МТО:

1) если МТО защищает 15-20% линии, то ее зона действия считается приемлемой

2) если МТО не защищает 15-20% линии, то установка этой ступени защиты не целесообразна

Зона действия МТО определяется графически. Строятся кривые тока КЗ в зависимости от расстояния до точки КЗ для максимальных и минимальных режимов и по точке пересечения их с прямой находится конец зоны действия отсечки в данных режимах.

Зона действия МТО зависит от характера (крутизны кривой) спада тока по длине линии. Чем больше различаются токи при КЗ вначале и конце линии, тем больше получается зона, охватываемая отсечкой.

Также зону действия отсечки можно определить по формуле:

Время действия отсечки складывается из времени срабатывания токовых и промежуточных реле. Промежуточное реле облегчает работу контактов токовых реле и позволяет не учитывать апериодическую составляющую тока КЗ.

Токовая отсечка с выдержкой времени (ТОВВ). Выбор тока срабатывания и оценка чувствительности.

Чтобы выполнить защиту всей линии с минимальным временем действия, применяется отсечка с выдержкой времени.

Токовая отсечка с выдержкой времени дополняет МТО и обеспечивает защиту от коротких замыканий в конце линии, где мгновенная отсечка имеет мертвую зону, т.е. резервирует МТО.

Селективность ТОВВ может быть обеспечена соответствующим выбором тока срабатывания и соответствующим выбором выдержки времени на отключение.

Для обеспечения селективности:

1. защита действует на отключение с выдержкой времени (эта выдержка времени для всех ТОВВ в сети обычно равна ступени селективности – наименьшей выдержке времени обеспечивающей селективное действие защиты)

2. выбирают соответствующим образом ток срабатывания

Ток срабатывания второй ступени защиты производится по условию отстройки от токов срабатывания первой ступени защиты предыдущего участка и по условию отстройки от токов трехфазного КЗ за понижающим трансформатором приемной подстанции (предполагается что за трансформатором есть защита какой-то линии, которая имеет большую выдержку времени следовательно возможно неселективное срабатывание ТОВВ) . За расчетное значение тока срабатывания принимается большее значение.

Оценка чувствительности ТОВВ:

После расчета токов срабатывания необходимо ТОВВ проверить на чувствительность, так как эта ступень предназначена для действия, в основном, при КЗ в пределах «мертвой зоны» МТО, то ее чувствительность проверяется при КЗ в конце этой «мертвой зоны», т.е. на шинах подстанции, питающейся от защищаемой линии.

Рассчитывается по выражению:

— минимальный ток протекающий по защите при КЗ на шинах подстанции, питающейся от защищаемой линии.

Достоинства: простота и быстродействие

1. наличие мертвой зоны в конце защищаемого участка сети, из-за этого защита не может быть основной

Читайте также:  Как найти хомяков в тока бока

2. защищаемая и мертвая зоны не постоянны, зависят от режима работы системы и вида КЗ

3. защищаемая зона зависит от крутизны спада тока

Источник

Токи срабатывания защиты (отсечки) и реле определяем по формулам

date image2015-01-21
views image10488

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

А;

А,

где – ток, проходящий через ТТ защиты при трехфазном КЗ на стороне низкого напряжения (НН):

А,

где – номинальный первичный ток трансформатора; uк — напряжение КЗ трансформатора, %; – ток трехфазного КЗ.

Выбираем реле тока РТ-40/100 и промежуточное реле РТ-26.

Для защиты трансформатора при внешних КЗ и резервирования ТО и газовой защиты принимаем МТЗ с выдержкой времени. Схема соединений «ТТ – неполная звезда». Максимальную токовую защиту отстраиваем от тока самозапуска полностью заторможенных ответственных двигателей, присоединенных к шинам НН. Токи срабатывания защиты и реле находим по формулам

А;

А,

где – коэффициент самозапуска, принимаемый равным 3 — 3,5, когда нет данных о присоединенных двигателях; в этом случае можно считать, что ток в трансформаторе возрастает в 3 — 3,5 раза по сравнению с номинальным током.

Принимаем реле тока РТ-40/20.

Коэффициент чувствительности защиты определяем при трехфазном КЗ за трансформатором (т.е. на стороне НН) по формуле

.

Приведенная формула справедлива для МТЗ (в двухфазном трехрелейном исполнении) трансформаторов со схемой соединения обмоток «треугольник — звезда с нулем». В этом случае два токовых реле включают на фазные токи, а одно реле – на сумму токов двух фаз; за счет такого включения повышается чувствительность защиты к двухфазным КЗ на стороне НН цеховых трансформаторов.

Для МТЗ в двухфазном двухрелейном исполнении реактированных линий, трансформаторов со схемой соединения обмоток «звезда – звезда с нулем» находят по формуле

.

Выдержку времени МТЗ трансформатора выбирают из условия избирательности на ступень выше наибольшей выдержки времени защит присоединений , питающихся от трансформатора, т.е.

с.

Если МТЗ не удовлетворяет требованию чувствительности, то ее выполняют с пуском от реле минимального напряжения.

Для защиты цехового трансформатора при однофазных КЗ в обмотке и на выводах НН, а также в сети НН принимаем МТЗ нулевой последовательности с выдержкой времени с использованием реле РТ-40. Защиту выполняем с помощью одного токового реле, включенного на ТТ, установленный в цепи заземления нейтрали цехового трансформатора. В реле протекает полный ток однофазного КЗ.

Токи срабатывания защиты и реле определяем по формулам

А,

где – ток срабатывания защиты нулевой последовательности на стороне 0,4 кВ, который согласуется, в свою очередь, с током отсечки автоматического выключателя; ;

А.

Принимаем реле тока с запасом по шкале РТ-40/20.

Коэффициент чувствительности защиты нулевой последовательности определяем при однофазном КЗ на выводах НН трансформатора по формуле

,

где – минимальный ток однофазного КЗ на шинах НН; для цеховых трансформаторов с соединением обмоток «треугольник-звезда с нулем» ;

А,

где – номинальный вторичный ток трансформатора.

Выдержку времени защиты нулевой последовательности, установленной в нейтрали цехового трансформатора, отстраивают от времени срабатывания автоматических выключателей двигателей и принимают равной 0,5 с.

Для защиты цехового трансформатора при перегрузке принимаем МТЗ, устанавливаемую со стороны ВН трансформатора, выполняемую с помощью одного токового реле, включенного на фазный ток, и действующую на сигнал с выдержкой времени. Максимальную токовую защиту отстраиваем от номинального тока трансформатора.

Токи срабатывания защиты и реле определяем по формулам

А,

А,

где – первичный номинальный ток трансформатора.

Выдержку времени МТЗ в этом случае выбирают больше времени защиты трансформатора от КЗ.

Полная схема релейной защиты цехового трансформатора показана на рис. 1.

Рис. 1. Схема релейной защиты цехового трансформатора

Варианты контрольной работы №2

Источник



Расчет уставок токовой отсечки.

Лекция 8. Токовая отсечка

8.1. Назначение и принцип действия токовой отсечки.

8.2. Расчет уставок токовой отсечки.

8.3. Расширение защищаемой зоны токовой отсечки.

8.4.Схемы токовых отсечек.

8.5. Общая оценка ТО.

Назначение и принцип действия токовой отсечки.

Релейная защита линий 6…35 кВ выполняется ступенчатыми токовыми защитами. Первая ступень — токовая отсечка без выдержки времени, вторая ступень — токовая отсечка с небольшой выдержкой времени и третья самая чувствительная ступень – МТЗ с выдержкой времени. На коротких линиях выполнить трехступенчатую защиту часто бывает невозможно по условию недостаточной чувствительности первой или второй ступеней. Тогда применяют либо две ступени – отсечку без выдержки времени и МТЗ, либо одну ступень – только МТЗ.

Читайте также:  Определить абсолютную погрешность трансформатора тока

Токовая отсечка (ТО) – токовая защита, селективность действия которой обеспечивается соответствующим подбором тока срабатывания. Для обеспечения селективности ТО отстраивается от тока КЗ в конце защищаемой линии или от КЗ за трансформатором. ТО является первой ступенью токовой защиты и работает без выдержки времени.

Собственное время ТО складывается из собственных времен токового и промежуточного реле и составляет 0.03…0.06 с. Апериодическая составляющая тока КЗ к этому времени существенно затухает и поэтому учитывается лишь действующее значение периодической составляющей тока внешнего КЗ в начальный момент КЗ.

Зона действия ТО охватывает только часть линии и изменяется в зависимости от режима питающей системы (рис.8.1). Поэтому ТО рекомендуется применять в том случае, если зона ее действия составляет не менее 20% длины линии. Чем больше длина линии, тем больше разница в значениях токов КЗ в начале и конце защищаемой линии и тем больше зона действия ТО. ТО применяется на относительно длинных линиях, а также на линиях с реакторами и трансформаторами.

ТО является простой и надежной защитой и поэтому ее применение является обязательным. Обычно ТО применяют совместно с МТЗ, чем устраняют основной недостаток МТЗ – большие выдержки времени при отключении КЗ вблизи источников питания. Иногда применяется еще и ТО с небольшой выдержкой времени для защиты участка линии не входящего в зону действия отсечки без выдержки времени. В этом случае защита называется трехступенчатой токовой защитой. Такие защиты (МТЗ и ТО) входят в состав микропроцессорных реле.

Рис. 8.1 Графическое определение зоны действия ТО в зависимости от режима работы питающей системы

Расчет уставок токовой отсечки.

Токовая отсечка без выдержки времени (первая ступень токовой защиты) предназначена для ускорения отключения близких КЗ. Ее уставка (ток срабатывания) выбирается из условия отстройки (несрабатывания) от КЗ на смежных присоединениях: линиях, трансформаторах, т.е. от максимального трехфазного тока КЗ в конце защищаемой линии или на выводах НН трансформатора.

Ток срабатывания ТО выбирается больше максимального тока, протекающего по защищаемой линии АБ при внешних повреждениях (точка К, рис.8.1)

Для токовой отсечки АК (рис. 8.1) ток срабатывания

где Кн – коэффициент надежности, принимаемый для цифровых реле 1,15…1,2; для реле РТ40 или РСТ – Кн = 1,2…1.3; при использовании электромагнитного элемента реле РТ-80 Кн = 1,5…1,6; для реле РТМ – Кн = 1,8…2.0.

Величина Кн определяется погрешностью при расчете токов КЗ, погрешностью реле и наличием апериодической составляющей в токе КЗ.

Отсюда следует вывод, что применить отсечку можно только на тех линиях, где отношение токов КЗ в начале и в конце защищаемой линии превышает величину Кн. Очевидно, что на коротких линиях применить отсечку без выдержки времени невозможно. В этом случае используется реле только одна защита – МТЗ.

После вычисления тока срабатывания ТО определяется ток срабатывания реле (вторичный) , который устанавливается на реле. Значение тока срабатывания реле рассчитывается по выражению

где — ток срабатывания защиты (первичный);

КI — коэффициент трансформации ТТ;

Ксх — коэффициент схемы соединения вторичных обмоток ТТ и реле.

По значению Iс.р выбирают тип электромеханического реле РТ-40 или реле РСТ в зависимости от пределов регулирования уставок.

Чувствительность отсечек проверяется по току двухфазного КЗ в месте установки защиты при минимальном режиме работы питающей системы, т.е. при токах КЗ в начале защищаемой линии, соответственно

При этом коэффициент чувствительности должен удовлетворять условию Кч ³ 1,2, т.к. ТО является резервной защитой.

Источник

5. Токовые отсечки

5.1. Принцип действия

Токовая отсечка – разновидность токовой защиты, позволяющая обеспечить быстрое отключение КЗ.

Токовые отсечки (ТО) подразделяются на

– отсечки мгновенного действия;

– отсечки с выдержкой времени (0,3. 0,6 с).

Селективность токовых отсечек достигается ограничением их зоны работы.

Величина тока КЗ, протекающий по линии, зависит от места повреждения:

где EC – ЭДС системы;

XC – сопротивление системы;

XWK – сопротивление линии до точки КЗ;

XY – удельное сопротивление линии;

LK – длина от начала линии до места КЗ.

Для обеспечения селективности ток срабатывания защиты IC > I КЗ1 – тока КЗ на шинах противоположной подстанции.

Токовые отсечки применяются как в радиальных сетях с односторонним питанием, так и в сети, имеющей двустороннее питание.

5.2. Схемы отсечек

В сети с глухозаземленной нейтралью применяют трехфазные схемы, от КЗ всех видов. Для защиты от междуфазных КЗ используется двухфазная схема «неполная звезда». Схемы ТО аналогичны схемам МТЗ за отсутствием реле времени у мгновенных отсечек.

Читайте также:  Защита электродвигателя по току от перегрузки электронная трехфазная

В сети с изолированной нейтралью или заземленной через большое сопротивление применяются двухфазные схемы.

Как и МТЗ, ТО выполняется на постоянном и переменном оперативном токах.

5.3. Отсечки мгновенного действия на линиях с односторонним питанием

5.3.1. Ток срабатывания отсечки

По условию селективности защита не должна работать за пределами защищаемой линии АВ, в токе В (см. рис. 5.3.1):

где I К(В)макс – максимальный ток КЗ в фазе линии при КЗ на шинах подстанции В ;

k Н – коэффициент надежности, 1,2. 1,3 – для отсечек ЛЭП с реле типа РТ.

5.3.2. Зона действия отсечки

Зона действия ТО определяется графически (рис. 5.3.1) или по формуле:

где XW – сопротивление линии;

XC – сопротивление системы.

ПУЭ рекомендуют применять отсечку, если её зона действия охватывает не меньше 20% защищаемой линии.

Для устранения мертвой зоны направленных защит отсечка применяется и при меньшей зоне действия.

При схеме работы линии блоком с трансформатором отсечку отстраивают от тока КЗ за трансформатором (рис. 5.3.2). В этом случае отсечка защищает всю линию и весьма эффективна.

5.3.3. Время действия отсечки

При применении быстродействующих промежуточных реле ( с временем срабатывания 0,02 с) t ТО =0,04. 0,06.

В схемах с промежуточными реле в расчетах не учитывается апериодическая составляющая тока, поскольку она затухает очень быстро, за 0,02. 0,03 с .

На линиях, защищенных от перенапряжений трубчатыми разрядниками, отсечка может срабатывать при их действии. Время срабатывания разрядника: tP =0,01. 0,02 с, а при их каскадном действии – 0,04. 0,06 с. В этом случае применяют промежуточные реле с временем действия – 0,06. 0,08 с.

5.4. Неселективные отсечки

Неселективная отсечка – это мгновенная отсечка, действующая за пределами своей линии.

Применяется в случаях, когда это необходимо для сохранения устойчивости. Неселективное действие исправляется при помощи АПВ, включающего обратно неселективно отключившуюся линию.

5.5. Отсечки на линиях с двусторонним питанием

Для определения тока срабатывания отсечек необходимо определить токи I К З( В)отG1 и I КЗ(А)отG2 .

Ток срабатывания защиты вычисляется по наибольшему из этих токов:

Во избежание неправильной работы отсечки при качаниях её ток срабатывания должен отстраиваться и от токов качания I кач :

где k Н – коэффициент надежности, k Н = 1,2. 1,3;

XAB – суммарное сопротивление от генератора А до В: XGA + XGB + XC ;

– сверхпереходное сопротивление генераторов;

XC – сумма сопротивлений всех остальных элементов, включенных между шинами генераторов.

Ток срабатывания выбирается по большему из двух значений (5.4) и (5.5).

5.6. Отсечки с выдержкой времени

5.6.1. Сеть с односторонним питанием

Мгновенная отсечка защищает только часть линии, чтобы выполнить защиту всей линии с минимальным временем действия применяется отсечка с выдержкой времени:

t ТО1 = t ТО2 + D t . Практически t ТО1 » 0 ,3 . 0,6 зависит от точности реле времени,

5.6.2. Сеть с двусторонним питанием

где I К1 – ток от системы при КЗ в конце зоны отсечки 2.

5.7. Токовая трехступенчатая защита

Обычно МТЗ сочетают с мгновенной отсечкой (МО) и отсечкой с выдержкой времени (ОВВ), (рис. 5.7.1).

5.8. Применение токовых отсечек

Токовые отсечки используются как основные (в сетях низкого напряжения) и резервные (сети высокого напряжения) защиты на линиях с односторонним питанием. На линиях с двусторонним питанием отсечки используются как резервные защиты.

Отсечки применяются как резервные защиты для мощных силовых трансформаторов и как основные для маломощных.

· токовая отсечка в двухфазном, двухрелейном исполнении – комплекты КЗ 9 и КЗ9/2;

· МТЗ с независимой выдержкой времени в двухфазном, двухрелейном исполнении – КЗ12;

· МТЗ в двухфазном двухрелейном исполнении и ТО – двухфазное, трехрелейное исполнение – комплект КЗ13;

· МТЗ с независимой выдержкой времени – двухфазное, трехрелейное исполнение – комплект КЗ17.

1. Конструктивно одна из самых простых защит.

2. Высокая быстрота действия.

1. Неполный охват зоной действия защищаемой линии.

2. Непостоянство зоны действия под влиянием сопротивлений в месте повреждения и изменений режима системы.

Источник