Коэффициент схемы релейной защиты

Коэффициент схемы релейной защиты

Релейная защита

В последнее время увеличилось число случаев выхода из строя силовых трансформаторов в связи с естественным старением изоляции обмоток и несанкционированным сливом масла из бака трансформатора, в результате чего происходят необратимые процессы в изоляции обмоток.
Периодическое проведение технического обслуживания и ремонта, диагностика, испытание трансформаторов на их пригодность к дальнейшей эксплуатации не исключают возможности возникновения повреждения, считают наши украинские авторы. Для минимизации повреждений они предлагают свой способ построения релейной защиты трансформатора.

Альфред Манилов, инженер, ПТИ «Киеворгбуд»	Анна Новичкова, инженер, ООО «Высоковольтный союз – Украина»
г. Киев, Украина

МТЗ линии 6-35 кВ

Я уже рассматривал МТЗ, но, повторение — мать ученья. Максимальная токовая защита с выдержкой времени выступает в качестве первой ступени трехступенчатой защиты линии. Для расчета необходимо рассчитать ток срабатывания защиты, ток уставки, выдержку времени и отстроиться от соседних защит.

1) На первом этапе определяем ток срабатывания защиты с учетом токов самозапуска и других сверхтоков, которые протекают при ликвидации КЗ на предыдущем элементе:

в данной формуле мы имеем следующие составляющие:

Iс.з. — ток срабатывания защиты 2РЗ, величина, которую мы и определяем

kн — коэффициент надежности, который на самом деле можно считать скорее коэффициентом отстройки для увеличения значения уставки; для микропроцессорных равен 1,05-1,1, для электромеханических 1,1-1,4.

kсзп — коэффициент самозапуска, его смысл в том, что при КЗ происходит просадка напряжения и двигатели самозапускаются. Если нет двигателей 6(10) кВ, то коэффициент принимается 1,1-1,3. Если нагрузка есть, то производится расчет при условии самозапуска ЭД из полностью заторможенного состояния. Коэффициент самозапуска определяется, как отношение расчетного тока самозапуска к максимальному рабочему току. То есть зная ток самозапуска, можно не узнавать максимальный рабочий ток, хотя без этого знания не получится рассчитать ток самозапуска — в общем, сократить формулу не удастся особо.

kв — коэффициент возврата максимальных реле тока; для цифровых — 0,96, для механики — 0,65-0,9 (зависит от типа реле)

Iраб.макс. — максимальный рабочий ток с учетом возможных перегрузок, можно узнать у диспетчеров, если есть телефон и полномочия. Для трансформаторов до 630кВА = 1,6-1,8*Iном, для трансформаторов двухтрансформаторных подстанций 110кВ = 1,4-1,6*Iном.

2) На втором этапе определяем ток срабатывания защиты, согласуя защиты Л1 и Л2:

Iс.з.посл. — ток срабатывания защиты 2РЗ

kн.с. — коэффициент надежности согласования, величина данного коэффициента от 1,1 до 1,4. Для реле РТ-40 — 1,1, для РТВ — 1,3. 1,4.

kр — коэффициент токораспределения, при одном источнике питания равен единице. Если источников несколько, то рассчитывается через схемы замещения и сопротивления элементов.

Первая сумма в скобках — это наибольшая из геометрических сумм токов срабатывания МТЗ параллельно работающих предыдущих элементов. Вторая сумма — геометрическая сумма максимальных значений рабочих токов предыдущих элементов, кроме тех, с которыми происходит согласование.

3) На третьем этапе выбираем наибольший из токов, определенных по условиям 1) и 2) и рассчитываем токовую уставку:

kсх — коэффициент схемы, данный коэффициент показывает во сколько раз ток в реле больше, чем ток I2 трансформатора тока при симметричном нормальном режиме работы; при включении на фазные токи (звезда или разомкнутая звезда) равен 1, при включении на разность фазных токов (треугольник) равен 1,73.

nт — коэффициент трансформации трансформатора тока.

4) Далее определяется коэффициент чувствительности, который должен быть больше или равен значения, прописанного в ПУЭ.

Отношение минимального тока, протекающего в реле, при наименее благоприятных условиях работы, к току срабатывания реле (уставке). Для МТЗ значение kч должно быть не менее 1,5 при кз в основной зоне защиты и не менее 1,2 при кз в зонах дальнего резервирования.

5) Определяемся с уставкой по времени

Смысл уставок по времени в следующем: если у нас КЗ как на рисунке выше, то сначала должен отключиться выключатель Л1 (находящийся ближе к КЗ), это необходимо, чтобы оставить в работе неповрежденные участки системы.

То есть tс.2рз=tс.1рз+dt, где дельта t — ступень селективности. Эта величина зависит от быстродействия защит (в частности точности работы реле времени) и времени включения-отключения выключателей.

Если предыдущая РЗ является токовой отсечкой или же РЗ выполнена на электронных (полупроводниковых) реле — dt можно принять 0,3с. Если же в РЗ используются электромеханические реле, то dt может быть 0,5. 1,0. Для различных реле эта величина может доходить до нескольких секунд.

Как было написано выше, особенностью МТЗ является накапливание выдержек времени от элемента к элементу. И чем больше величина dt, тем большей будет отдаленная уставка. Для решения этой проблемы следует устанавливать цифровые РЗ (dt=0,15. 0,2с) и одинаковые выключатели. Ведь, если выключатели одного типа, то и время срабатывания у всех одинаковое. А если, оно невелико, то и суммарная величина будет мала.

В общем выбор мтз состоит из трех этапов:

• несрабатывание 2РЗ при сверхтоках послеаварийных режимов
• согласование 2РЗ с 1РЗ
• обеспечение чувствительности при КЗ в конце Л1(рабочая зона) и в конце Л2 (зона дальнего резервирования)

Доводы “против расчета в первичных величинах”

1. Вы должны учитывать количество токовых каналов в микропроцессорном терминале и логику работы самой защиты. Есть двух- и трехтрансформаторные типы подключения блока релейной защиты, а также есть двух- и трехрелейные максимальные токовые защиты.

Для разных схем подключения будут разные коэффициенты чувствительности. Как вы это учтете, если будете оперировать только первичными токами короткого замыкания?

1. Терминал защиты имеет определенный диапазон измерения тока и напряжения. Для того, чтобы понять не выходит ли измеряемый ток за этот диапазон, вам придется его перевести во вторичные значения.

Если ток выходит за допускаемые границы, то защита будет работать с погрешностью

1. Не забывайте, что в микропроцессорных защитах трансформаторов 110 кВ и выше применяется так называемый «цифровой треугольник».

Это внутренняя операция терминала, которая применяется для дифференциальной защиты, чтобы выровнять вторичные токи по разным сторонам трансформатора, а для максимальной токовой защиты — чтобы удалить из измеренных токов нулевую последовательность.

Операция «цифрового треугольника» аналогична сборке обмоток трансформаторов тока в треугольник. Модуль измеренных токов в этом случае, как и при сборке цепей в треугольник, увеличивается в 1,73 раза, но при этом сама схема сборки не видна!

Отсутствие учета этого множителя (1,73) — одна из самых распространенных ошибок современных проектов.

Конструкция РЗА

Устройство релейной защиты представляет собой схему из следующих частей:

1. Пусковые органы – реле напряжения, тока, мощности. Предназначены для контроля режима работы электрооборудования, а также обнаружения нарушений в цепи.
2. Измерительные органы – могут также находиться в пусковых органах (реле тока, напряжения). Основное назначение – запуск других устройств, подача сигнала в результате обнаружения ненормального режима работы, а также мгновенное отключение приборов или с задержкой по времени.
3. Логическая часть. Представлена таймерами, а также промежуточными и указательными реле.
4. Исполнительная часть. Отвечает непосредственно за отключение или же включение коммутационных аппаратов.
5. Передающая часть. Может быть использована в дифференциально-фазной защите.

Напоследок рекомендуем вам просмотреть полезное видео по теме:

Это и все, что мы хотели рассказать вам о назначении релейной защиты и требованиях, предъявляемых к ней. Надеемся, теперь вы знаете, что такое РЗА, какая у нее область применения и из чего она состоит.

Будет полезно прочитать:

Резервная токовая защиты

Защита трансформаторов от сверхтоков в обмотках, обусловленных внешними короткими замыканиями Для защиты понижающих трансформаторов от токов, обусловленных внешними короткими замыканиями, предусматривается максимальная токовая защита без пуска или с пуском от реле минимального напряжения, действующая на отключение выключателя.

В связи с наличием гальванической связи генератора с сетью потребителей по реактированной линии защита от замыканий на землю в обмотке статора выполнена на емкостном токе с применением трансформатора тока нулевой последовательности с подмагничиванием типа ТНПШ. Участком в данном случае служит одна из понижающих обмоток. При разряде кратковременно загорается лампа JIP.

Бычков АЛ. Гогичайшвили П. В связи с наличием гальванической связи генератора с сетью потребителей по реактированной линии защита от замыканий на землю в обмотке статора выполнена на емкостном токе с применением трансформатора тока нулевой последовательности с подмагничиванием типа ТНПШ.

Особенностью дифзащиты трансформаторов по сравнению с дифзащитой генераторов, линий и т. Фельдман А.

Используемая при отключенном выключателе Q2 дополнительная максимальная токовая защита МТЗ подключается ко вторичным обмоткам встроенных в трансформатор блока трансформаторов тока, соединенных в треугольник. Работа таких защит основана на трансформаторах тока, вот парочка самых распространённых схем подключения. Печные трансформаторы должны быть оборудованы защитой от перегрузок, а также при возникновении К. Нагревательные элементы таких печей могут работать от пониженного напряжения от — Вольт.

Второе отделение газового реле подключается непосредственно к масляному контуру трансформатора и соединяет его вертикальные каналы, открывая путь для поднимающегося газа. Буренин А. Для защиты трансформатора применяется целый комплекс мероприятий и электромеханических схем, вот основные из них: Дифференциальная защита.

Такой элемент защиты даёт возможность персоналу, не понимающему причины отключения, повторно произвести включение, которое может принести вред оборудованию или пожар. Сигнальная страховка при помощи специальных компьютерных программ. Защита трансформатора от перегрузки при наличии дежурного персонала должна выполняться с действием на сигнал. Федосеев А. С меньшей выдержкой времени на отключение ввода 10кВ, а с большей — на отключение трансформатора со всех сторон.

Защита трансформатора дифференциальная Это одна из самых быстродействующих и важных защит, которая необходима для надёжной эксплуатации следующих трансформаторов: На понижающих одиночно работающих трансформаторах мощность которых выше чем кВА; При параллельной работе данных устройств с мощностью кВА и выше. С учетом этого номинальный ток предохранителя.
Как читать электрическую схему РЗА.