Материал: РЗА Копьев

3.2.2 Пример выполнения схемы максимальной токовой защиты

На Рис.38 показана полная схема максимальной токовой защиты на постоянном оперативном токе c электромеханическими токовыми реле. Трансформаторытокаи релесоединеныпо схеменеполнойзвезды.

Рис.38 Схема максимальной токовой защиты:

а) схема цепей переменного тока; б) схема цепей постоянного тока

Оперативный ток нужен для питания реле в схемах релейной защиты, сигнализации, управления выключателями. В качестве источников оперативного тока применяются аккумуляторные батареи, трансформаторы тока и напряжения, трансформаторы собственных нужд. Аккумуляторные батареи используются на крупных энергетических объектах, так как их применение требует специально оборудованных помещений и наличие обслуживающего персонала. Остальные источники оперативного тока используются в системах энергоснабжения промышленных объектов, объектов сельского хозяйства и т. д.

Работа схемы. При возникновении короткого замыкания срабатывают два или три токовых реле и подают питание на реле времени KT. Реле времени, отработав установленную выдержку, подает "плюс" на выходное промежуточное реле KL . Срабатывание выходного реле приводит к подаче питания через блок-контакт выключателя Q.1 на электромагнит отключения YAT. Указательное реле KH сигнализирует о срабатывании защиты.

В более общем виде, без учета конкретной элементной базы, принцип и алгоритм работы максимальной токовой защиты можно проиллюстрировать с помощью алгебры логики, Рис.39.

45

Контролируемый сигнал от трансформаторов тока ТА подается на токовые реле КА1, КА2, КА3. Сигнал на выходе каждого из этих реле в режиме дежурства равен нулю, а при возникновении короткого замыкания сработавшие токовые реле формируют на выходе единицу. DW - логический элемент ИЛИ; сигнал на его выходе становится равным единице, если хотя бы один входной сигнал равен единице. В элементе DT реализуется выдержка времени защиты, необходимая для обеспечения требований селективности защиты; KL - выходной орган защиты; КН - элемент сигнализации

Рис.39 Представление работы максимальной токовой защиты с использованием элементов логики

Если поведение защиты представить в виде логической функции Т, то условие срабатывания можно записать в виде

T = ( KA1 OR KA2 OR KA3 ) AND DT1 ↑ = 1, где KA1, KA2, KA3 -

ных органов защиты; DT1 ↑ - оператор временной задержки

3.2.3 Расчет параметров максимальной токовой защиты

Расчет параметров максимальной токовой защиты сводится к выбору тока срабатывания и выдержки времени и оценке чувствительности защиты.

Выбор тока срабатывания

При выборе токасрабатывания Iсз нужноучестьследующие факторы:

1. Защита не должна работать от максимально возможного рабочего тока

Iсз I раб макс .

2.После отключения внешнего короткого замыкания пусковые органы защиты должны вернуться в исходное состояние

46

Iср - ток срабатывания реле.

3. При выборе тока срабатывания необходимо учесть увеличение тока при пускедвигателей:

где kcз I пуск дIном д - коэффициент самозапуска, равный отношению пускового тока двигателя Iпуск д к его номинальному значению Iном д .

Обычно значение kcз находится в пределах (1- 4). Точное значение определяется расчетом или задается в качестве исходных данных.

4. Учитывая погрешности расчета, погрешности трансформаторов тока и реле, выражение для тока срабатывания защиты окончательно запишется в виде:

где kн - коэффициент надежности;

kн (1.15 1.3) - для полупроводниковых реле; kн (1.2 1.3) - для электромагнитных реле; kн 1.5 - для индукционных реле.

Для того чтобы определить ток срабатывания реле, достаточно учесть коэффициент трансформации трансформаторов тока и схему соединения трансформаторов тока и реле:

Iсз kkнkncзkсх I раб макс

втт

где nтт - коэффициент трансформации трансформаторов тока;

kсх - коэффициент схемы, равный отношению тока в реле к вторичному току трансформатора тока.

Выбор времени срабатывания

Максимальные токовые защиты могут иметь независимую и зависимые характеристики срабатывания.

47

Максимальные токовые защиты с независимой характеристикой срабатыва-

ния. Для обеспечения правильной работы защит время срабатывания защиты, наиболее удаленной от источника питания, принимается минимальным. Выдержка времени каждой предыдущей увеличивается на ступеньселективности t

tn tn 1 t.

Ступень селективности должна учитывать тип установленных выключателей и элементную базу, на основании которой выполняется задержка на срабатывание защиты и обычно составляет

t (0,4 0,6) с.

Максимальные токовые защиты с зависимой характеристикой срабатывания,

Наличие зависимой от значения тока выдержки времени позволяет повысить быстродействие и эффективность максимальной токовой защиты, например, при необходимости учета перегрузочной характеристики оборудования.

Рис.40 Пример характеристик времени срабавтывания максимальной токовой защиты с зависимой выдержкой времени

Структура защиты практически совпадает со схемой, представленной на Рис. 39, с заменой элемента с независимой выдержкой времени элементом с зависимым временем работы. В соответствии со стандартами IEC и ANSI/IEEE основные характеристики можно описать выражением

t (I / I G) 1 H D,

P

где G, , H коэффициенты, определяющие форму требуемой характеристики;

48

I - ток короткого замыкания; I P - уставка реле;

D - постоянная времени.

Расчет выдержек времени защит с зависимыми выдержками времени для сети можно проиллюстрировать на примере радиальной сети, Рис.41:

Рис.41 Согласование защит с зависимыми выдержками срабатывания

1.Рассчитывается время срабатывания защиты РЗ2 исходя из условия отстройки от времени работы защиты РЗ3

t2 t3 t.

2.Рассчитывается значение тока трехфазного короткого замыкания IК1 в точке K1 .

3.Выбирается требуемая характеристика срабатывания измери-

тельного органа защиты РЗ2, которая бы проходила через точку с координатами t2; I K1I P .

4.Рассчитывается значение тока трехфазного короткого замыкания IК2 в точке K2 и по выбранной характеристике определяется время t2 '.

49