ЗРУ-6 кВ

2. ЗРУ-6 кВ

В соответствии с ПУЭ на ПС «Гежская» 110/6 кВ предусматриваются следующие виды защиты:

1) защита силового трансформатора:

а) максимальная токовая защита от токов короткого замыкания с двумя выдержками времени «меньшей» - отключается выключатель ввода 6 кВ, со второй выдержкой времени «большей» - отключается выключатель 110 кВ.

При использовании микропроцессорного блока Micom Р632 защита называется максимально-токовой с независимой характеристикой времени срабатывания;

б) защита от перегрузки на вводе 110 кВ силового трансформатора, действующая на сигнал;

в) дифференциальная токовая защита от токов короткого замыкания, действующая на отключение вводов 110 и 6 кВ силового трансформатора.

2) защита шин 6 кВ

Специальной защиты шин 6 кВ на подстанции не предусмотрено. При коротком замыкании. При коротком замыкании на шинах 6 кВ отключается выключатель ввода 6 кВ или секционный выключатель 6 кВ при работе одного трансформатора на две секции шин 6 кВ.

Выключатель ввода 6 кВ отключается от защиты силового трансформатора. Секционный выключатель 6 кВ отключается от собственной максимальной токовой защиты.

3) защита отходящих линий 6 кВ

На отходящих линиях 6 кВ предусмотрена двухступенчатая максимальная токовая защита. Защита выполнена в двухфазном двухрелейном исполнении на микропроцессорном блоке Micom Р123 и действует на отключение выключателя.

Первая ступень действует мгновенно, вторая с выдержкой времени.

На ПС предусмотрен следующий объем автоматики:

1) автоматическое повторное включение (АПВ) выключателей вводов 6 кВ и отходящих линий 6 кВ;

2) автоматическое включение резервного питания (АВР) на секционном выключателе 6 кВ.

Общие положения расчёта и выбора уставок на терминале Micom Р123:

На каждой из сторон трансформатора предусмотрено по три ступени максимальной токовой защиты, используется одна из них.

Ток срабатывания максимальной токовой защиты выбирается с учетом следующих соображений: отстройка от максимально возможного тока нагрузки, согласование защиты по току с защитами последующих элементов, обеспечение необходимой чувствительности.

Выдержка времени выбирается, исходя из условия согласования с выдержкой времени последующей защиты. 1 ступень защиты может быть выбрана с зависимой или независимой от тока характеристикой выдержки времени. Как правило, на трансформаторах применяется независимая выдержка времени. Для этого в уставки ступени I > реле необходимо ввести

тип – НЕЗАВИС.

Расчёт уставок производится с учетом требований выпуска 13Б Руководящих указаний по релейной защите (Москва 1985год) и методике по выбору уставок с учетом особенностей защит, уставки которых выбираются [14].

До начала выбора защиты трансформатора 110 кВ ПС «Гежская» необходимо рассчитать защиты отходящих линий 6 кВ.

Токовую отсечку обычно называют одну из ступеней двухступенчатой или трёхступенчатой максимальной токовой защиты. Токовая отсечка защищает только часть линии или обмотки трансформатора, расположенные ближе к источнику питания. Отсечка срабатывает без специального замедления, то есть t=0 с.

Расчёт тока срабатывания селективной токовой отсечки без выдержки времени, установленной на линии, на понижающем трансформаторе и на блоке линия- трансформатор. Селективность токовой отсечки мгновенного действия обеспечивается выбором её тока срабатывания  большим, чем значение тока КЗ  при повреждении в конце защищаемой линии электропередачи или на стороне НН защищаемого понижающего трансформатора:

≥

Коэффициент надёжности  для токовых отсечек без выдержки времени, установленных на линии электропередачи и понижающих трансформаторах, при использовании цифровых реле, в том числе Micom, может приниматься в пределах от 1,1 до 1,15. Для сравнения можно отметить, что при использовании в электромеханических дисковых реле РТ- 40 электромагнитного элемента (отстройки) принимаются в приделах = 1,3 – 1,4.

Еще одним условием выбора токовой отсечки, является отстройка от суммарного броска тока намагничивания трансформаторов, подключенных к линии. Эти броски тока возникают в момент включения под напряжение ненагруженного трансформатора и могут первые несколько периодов превышать номинальный ток в 5 – 7 раз. При расчёте токовой отсечки линии электропередачи, по которой питается несколько трансформаторов, необходимо в соответствии с условием отстройки от тока КЗ обеспечить несрабатывание отсечки при КЗ за каждым трансформатором и дополнительно проверить надёжность несрабатывания отсечки при суммарном значении бросков тока намагничивания всех трансформаторов, подключённых как к защищаемой линии, так и предыдущим линиям, если они одновременно включаются под напряжение. При включении линии под

напряжение при выдержке времени отсечки порядка 0,05с. ток срабатывания отсечки должен быть равен пяти суммарным номинальным токам:

≥

Если это последнее условие оказывается расчетным, следует попытаться использовать загрубление на время включения.

Проверка чувствительности защиты:

ПУЭ требуют для токовых защит коэффициент чувствительности 1.5 при коротких замыканиях на защищаемом оборудовании, и 1.2 в зоне резервирования. Коэффициент чувствительности определяется по выражению:

Для расчета берется ток двухфазного КЗ в минимальном режиме.

Расчёт токовой отсечки по отходящим фидерам представлен в приложении лист 5.

Принцип действия МТЗ основан на том, что при возникновении КЗ ток увеличивается и начинает превышать ток нагрузочного режима. Селективность действия при этом достигается выбором выдержек времени.

В пределах каждого элемента МТЗ устанавливается как можно ближе к источнику питания.

Для того чтобы защита работала при КЗ и не работала в нормальных режимах необходимо определять ток срабатывания защиты – .

 – это наименьший первичный ток, необходимый для действия ПО защиты. При этом необходимо обеспечить несрабатывание МТЗ при максимальных токах () и пусковых токов () нагрузки. Для этого необходимо выполнение следующих условий:

1.   – пусковые органы защит не должны приходить в действие при максимальном рабочем токе нагрузки;

2.  Пусковые органы защиты, пришедшие в действие при внешнем КЗ, должны вернуться в исходное состояние после его отключения и снижения до . Для выполнения этого условия ток возврата защиты  должен удовлетворять требованию , где  - коэффициент самозапуска двигательной нагрузки, учитывает возрастание тока при самозапуске двигателей, .

Токи  и  связаны коэффициентом возврата :

,

где , для МТЗ на цифровых реле .

Следовательно, при выполнении условия 2 всегда выполняется условие 1, поэтому выражение для определения  можно получить следующим образом:

где  - коэффициент надёжности, учитывает погрешность в определении , при использовании цифровых реле, в том числе Micom, может приниматься в пределах от 1,1 до 1,15.

.

Зная величину , можно определить  - ток срабатывания реле, как ток , пересчитанный на вторичную обмотку ТА , где  - коэффициент схемы, зависящий от схемы соединения ТА и обмоток реле и равный отношению тока в реле ко вторичному току ТА;  - коэффициент трансформации ТА. По рассчитанному значению  определяют  - ток уставки. Участи токовых реле  регулируется плавно, у других – ступенчато, при этом округление  до  производится в большую сторону.

Данные расчета уставок МТЗ ЗРУ-6 кВ представлены в Приложении лист 6.