Сторінка 18 з 24
глава п'ята
Струмове відсічення від міжфазних К. 3.
1. Принцип дії і область застосування
Токовий отсечкой називається швидкодіюча максимальний струмовий захист з обмеженою зоною дії. Стосовно до знижувальним трансформаторів в зону дії відсічення входить тільки частина обмотки трансформатора з боку ВН, де включені реле відсічення (рис. 5-1). При к.з. за трансформатором (точка К \) відсічення ні в якому разі не повинна
приходити в дію. Ця умова забезпечується тим, що струм спрацьовування відсічення вибирається більшим, ніж максимальний струм к. З. в точці К \. Завдяки цьому струмовий відсічення трансформатора не може спрацювати і при к. З. на лініях, що відходять НН (точка / Сг) і, отже, може бути виконана без витримки часу.
Мал. 5-1. Первинна схема, яка пояснює зони спрацьовування і неспрацьовування струмового відсічення (Г) понижувального трансформатора
Струмовий відсічення відноситься до групи захистів з абсолютною селективністю [2]. Перевагою її є швидкодія при відключенні к. З. на висновках і в частині обмотки ВН трансформатора (точка Кг) у т. е. там, де струми к. з. мають найбільші значення, оскільки вони не обмежуються опором самого трансформатора. Слід мати на увазі, що виконання струмового відсічення на трансформаторі прискорює відключення к. З. не тільки в захищуваному трансформаторі, а й на живильних лініях, оскільки максимальні струмові (або дистанційні) захисту цих ліній за умовами селективності з відсічення трансформаторів можуть мати мінімальні витримки часу при спрацьовуванні, а саме 0,4 с [5, 14]. Перевагою струмового відсічення є також простота виконання (§ 5-2). Недолік струмового відсічення в тому, що вона не захищає трансформатор при к. З. на висновках НН і в частині обмотки, а також не здатна резервувати к. з. на лініях, що відходять НН.
Відповідно до Правил [1] струмового відсіченням повинні бути обладнані всі понижуючі трансформатори з вищою напругою 3 кВ і вище, потужністю до 6,3 MB-А, якщо відсічення має достатню чутливість. Чутливість визначається розрахунком при виборі струму спрацювання відсічки.
5-2. Схеми виконання та розрахунок струму спрацьовування
З розгляду принципу дії струмового відсічення видно, що селективність (вибірковість) її роботи забезпечується тільки вибором струму спрацьовування по умові
(5-1)
де / к3) Макс. вн-максимальне значення струму трифазного к. з. за трансформатором, т. е. поза зоною дії відсічення, наведеного до сторони ВН, де встановлена відсічення A; kH - коефіцієнт надійності, значення якого залежать від типу застосовуваних струмових реле: 1,3-1,4 -для реле типу РТ-40 і приблизно 1,6 - для реле РТ-80 (ІТ-80) і РТМ [5].
Струм / к. макс. вн визначається при максимальному режимі живильної системи (коли опір системи має мінімально можливе значення), а для трансформаторів РПН додатково слід приймати і мінімально можливе значення опору трансформатора, що захищається при крайньому положенні його регулятора напруги (§ 2-5).
Струм спрацьовування струмових реле відсічення (уставка) визначається за виразом, загальним для всіх вторинних струмових реле, т. Е. Реле, включених через трансформатори струму:
(5-2)
де / с. про - первинний струм спрацьовування відсічення, обраний за умовою (5-1); пт - коефіцієнт трансформації трансформаторів струму ТТ на стороні ВН трансформатора; коефіцієнт схеми при симетричному режимі, який показує, у скільки разів ток в реле захисту (відсічення) більше, ніж вторинний струм трансформаторів струму.
Для схеми з'єднання трансформаторів струму в зірку Сх = 1 для всіх видів к. З. (Рис. 5-2, а). Для схеми з'єднання трансформаторів струму на різницю струмів двох фаз (рис. 5-2, б) при симетричному нагрузочном режимі і при трифазному к. З.
= Л / з; але для двофазних к. з. А - В і В - З значення kcx = 1. З порівняння цих схем, що застосовуються для виконання відсічення трансформаторів 6-35 кВ, видно, що при однакових значеннях / с. про та пт струм спрацьовування (уставка) струмових реле в схемі рис. 5-2, б, за умовою (5-2), вийде в раз більшим, ніж для схеми рис. 5-2v а. Це має дуже велике значення при оцінці чутливості, яка здійснюється за допомогою так званого коефіцієнта чутливості
(5-3)
де / р. хв - мінімальне значення струму в реле при металевому двофазному. з. на висновках ВН трансформатора, що захищається (точка К на рис. 5-2), А; / С. р - струм спрацювання реле (уставка), обчислений за умовою (5-2).
Значення kч за Правилами [1] має дорівнювати приблизно 2.
Для схеми на рис. 5-2, а при першій-ліпшій нагоді двухфазного к. З. і для схеми на рис. 5-2, б при к. З. між фазами А і В, В і С kcx = 1 і, отже,
(5-4)
де / ^ хв - мінімальне значення первинного струму при трифазному к. з. на висновках ВН трансформатора, що захищається, обчислене при найбільшому опорі живильної системи.
Для захисту трансформаторів з ВН 110 кВ широко застосовуються схеми з'єднання трьох трансформаторів струму в трикутник (рис. 5-2, в). У цій схемі кожне з трьох реле (/ -3) включено на різницю струмів двох відповідних трансформаторів струму. Отже, при симетричному режимі ток в реле в у з разів більше вторинного струму трансформатора струму. Тому для схеми трикутника V3, і, отже, струм спрацьовування реле (уставка), обчислений за виразом (5-2), буде в д / З разів більше, ніж при інших рівних умовах для реле схеми на рис. 5-2, а. Однак при установці трьох струмових реле при будь-якому з варіантів двофазного к.з. в одному з реле пройде подвоєне значення струму двофазного к. з. 2 / (к2). І коефіцієнт чутливості виявиться навіть більше, ніж для схеми на рис. 5-2, а, в 2 / д / 3 = 1,15 рази. Але якщо зробити відсічення дворелейним, виключивши, наприклад, реле 2 на рис. 5-2, в, коефіцієнт чутливості знизиться в 2 рази через те, що при одному з варіантів двофазного к.з. (В і С в даному випадку) подвоєний струм пройде за тією ланцюга, в якій немає реле, а в двох інших реле пройде лише одноразовий струм двофазного к. З.
Відсічення, виконана за схемою рис. 5-2, в, реагує також на однофазні к.з. на висновках і в обмотці ВН (рис. 1-2). Однак ця схема відносно рідко застосовується для виконання струмового відсічення, оскільки в даний час на всіх трансформаторах 110 кВ прагнуть встановлювати подовжню диференціальну захист, має значно менший струм спрацьовування, ніж струмове відсічення, і тому звичайно досить чутливу до к. З. на стороні ВН і при дворелейним виконанні.