8. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА И ВЫБОРА УСТРОЙСТВ ЗАЩИТЫ ОТ К. 3. НА ПОДСТАНЦИЯХ 10/0,4 кВ
Пример 8-1. Для однотрансформаторной подстанции ПС1 (рис. 36,а), выполненной в виде комплектной трансформаторной подстанции /(777, необходимо выбрать номинальные токи плавких предохранителей, установленных на стороне 10 кВ и на стороне 0,4 кВ трансформатора, и проверить, обеспечивается ли селективность этих предохранителей, а также селективность релейной защиты РЗ линии 10 кВ BЛ2 и предохранителей 10 кВ при к. з. за трансформатором (точка КЗ).
Исходные данные. Для расчета защиты от токов к. з. должны быть известны параметры защищаемого трансформатора (тип, мощность, напряжение к. з., схема соединения обмоток) и параметры питающей энергосистемы (наибольшие и наименьшие значения сопротивлений до выводов 10 кВ трансформатора или токов к. з. в этом месте, точка К2). Параметры указаны на схеме рис. 36,а. Условия выбора предохранителей и проверки их селективности приведены в § 6.
Рис. 36. Расчетная схема (а) и карта селективности (б) к примерам 8-1 и 8-2 (токи к. з. приведены к напряжению 10 кВ)
Расчет токов к. з. По заданному значению тока к. з. на шинах 10 кВ питающей подстанции Б, равному 2500 А (одинаковому при всех режимах питающей энергосистемы), определяется полное сопротивление энергосистемы до точки К.1:
Определяются полные сопротивления линий до точки К.2: участка BЛ2 (2 км, провод марки АС-70) и ответвления от BЛ2 до ПС1 (8 км, провод марки АС-35). Для первого участка активное сопротивление одного километра 0,773 Ом, двух километров—1,55 Ом, для второго, соответственно, 0,42 Ом и 3,36 Ом. Индуктивное сопротивление в практических расчетах принимаем равным 0,4 Ом для одного километра, для этого примера оно равно 4 Ом [5]. Полное сопротивление до точки к2:
Значение тока при трехфазном к. з. в точке К2
Определяется сопротивление трансформатора ПС1 мощностью 1160 кВ-А при ик=4,5%, отнесенное к стороне 10 кВ:
Значение тока при трехфазном к. з. в точке КЗ, сопротивление до которой составляет 8,8+28=36,8 Ом,
При однофазном к. з. на землю за трансформатором со схемой соединения обмоток Y/Y ток к. з. примерно в три раза меньше, чем при трехфазном к. з. на той же стороне 0,4 кВ. При этом на стороне 10 кВ в одной из фаз проходит 0,67 этого тока, приведенного к стороне 10 кВ, а в двух других— по 0,33 этого тока [5], что может привести к срабатыванию только одного из предохранителей 10 кВ и вызвать опасный неполнофазный режим.
Выбор предохранителей.
В соответствии с указаниями § 6 на стороне 10 кВ выбираются кварцевые предохранители 10 кВ типа ПКТ-101-10-20-12,5, у которых номинальный ток 20 А (см. табл. 1), номинальный ток отключения 12,5 кА (значительно больший, чем максимальный ток к. з. в точке К2). Времятоковые характеристики этих предохранителей приведены на рис. 32,а. На стороне 0,4 кВ выбираются кварцевые предохранители типа ПН-2 с номинальным током 315 А (табл. 2).
Проверка селективной работы предохранителей 10 кВ и 0,4 кВ при к. з. в точке КЗ.
Ток трехфазного к. з., приведенный к напряжению 0,4 кВ, 165-10/0,4=4125 А; при этом токе время плавления предохранителей ПН-2, определяемое по их времятоковым характеристикам (в этой книге они не
приведены), ^ло,4=0,1 с. При этих же условиях по рис. 32,а определяется ю=0,2 с. Коэффициент запаса по выражению (6) оказывается меньше 3, что объясняется выбором номинального тока ПН-2 по табл. 2, т. е. с учетом возможной длительной перегрузки трансформатора. Если трансформатор не подвергается таким перегрузкам, то ПН-2 можно выбрать по табл. 1 с номинальным током 250 А, для которого при том же токе к. з. 0,4« 0,07с. В этом случае селективность предохранителей 10 кВ и 0,4 кВ обеспечивается с рекомендуемым коэффициентом запаса.
Проверка селективности защиты РЗ питающей линии ВЛ2 и предохранителей ПКТ-10.
Для обеспечения полной селективности ток срабатывания максимальной токовой защиты питающей линии должен быть не менее чем на 40% выше, чем ток плавления ПКТ-10, соответствующий времени плавления 5 с [5]. По времятоковой характеристике ПКТ с номинальным током 20 А (рис. 32,а) значение этого тока равно 80 А. Следовательно, ток срабатывания защиты питающей линии должен быть не ниже 112 А. Как правило, селективность защиты линии и предохранителей трансформаторов обеспечивается, если мощность трансформаторов не превышает 160 кВ-А.
Проверка дальнего резервирования.
Как видно из расчета токов к. з., токи при трехфазном, и тем более при однофазном, к. з. за трансформатором относительно небольшой мощности (160 кВ-А) невелики по сравнению с током срабатывания максимальной токовой защиты линии, особенно при выполнении ее на реле прямого действия типа РТВ. Поэтому защиты питающих линий весьма часто не резервируют к. з. за трансформаторами, что вынужденно допускается «Правилами» [2]. В данном примере дальнее резервирование также не обеспечивается, минимальный коэффициент чувствительности защиты линии меньше 1 (165/240 А).
Пример 8-2. Для двухтрансформаторной подстанции ПС2 (рис. 36,а), выполненной в виде подстанции закрытого типа ЗТП, необходимо выбрать номинальные токи плавких предохранителей на стороне 10 кВ и выбрать автоматические выключатели на стороне 0,4 кВ трансформаторов, проверить, обеспечивается ли их селективность, а также селективность предохранителей 10 кВ трансформаторов и защит питающих линий ВЛ1 и ВЛ2 при к. з. за трансформатором (точка К5). Необходимо также выбрать время срабатывания устройства АВР на стороне 0,4 кВ.
Исходные данные. Параметры трансформаторов 77 и Т2 одинаковы и указаны на схеме (рис. 36,а). Исходные данные для расчета токов к. з. такие же, как в примере 8-1.
Расчет токов к. з. Ток трехфазного к. з в точке К4 определяется так же, как для точки К2 в предыдущем примере, с той лишь разницей, что протяженность линии 10 кВ с проводом АС-70 от питающей подстанции А или Б до ЗТП составляет 4 км. Активное сопротивление этого участка 4-0,42= 1,68 Ом, индуктивное 4-0,4=1,6 Ом, полное 2,35 Ом. Ток трехфазного к. з. в точке К4.
Определяется сопротивление трансформаторов 77, Т2 мощностью 400 кВ-А при ик—4,5%, отнесенное к стороне 10 кВ:
Значение тока при трехфазном к. з. в точке К5, сопротивление до которой составляет 2,4+2,35+11,25=16 Ом,
Для трансформаторов со схемой соединения обмоток Л/у ток при однофазном к. з. на землю на стороне 0,4 кВ равен по значению току трехфазного к. з., и это является одним из преимуществ трансформаторов Л/У по сравнению с трансформаторами со схемой соединения обмоток Y/'У- Однако при этом к. з. на стороне 0,4 кВ в выводах 10 кВ трансформаторов со схемой соединения обмоток Л/ У проходит ток, в 1,73 раза меньший, причем проходит только по двум фазам и может вызвать срабатывание только двух предохранителей 10 кВ. Но при установке предохранителей в сочетании с выключателями нагрузки (например, типа ВНП-16) это не является недостатком, так как ВНП отключается при срабатывании хотя бы одного из предохранителей 10 кВ. В данном примере расчетный ток на стороне 10 кВ при однофазном к. з. на стороне 0,4 кВ 380/1,73= =220 А.
Выбор предохранителей 10 кВ.
В соответствии с указаниями § 6 на стороне 10 кВ выбираются кварцевые предохранители 10 кВ типа ПКТ-103-10-50-31,5, у которых номинальный ток 50 А (см. табл. 1), номинальный ток отключения 31,5 кА (значительно больший, чем максимальный ток к. з. в точке К4, равный 1,28 кА). Времятоковые характеристики этих предохранителей приведены на рис. 32,6.
Ma стороне 0,4 кЁ трансформатора выбираются селективные автоматические выключатели, например, типа АВМ с номинальным током, большим, чем рабочий ток трансформатора, с учетом возможной перегрузки до 1,4—1,8 номинального тока, т. е. выбираются по току 1,4-580^800 А или 1,8-580=1000 А. Номинальный ток электромагнитного расцепителя (отсечки) /и.о выбирается по условию надежного несрабатывания после включения секционного автоматического выключателя от устройства АВР (рис. 36,а). В этом режиме через оставшийся в работе трансформатор проходит сумма токов самозапуска затормозившихся электродвигателей нагрузки одной секции и нагрузки другой секции, не терявшей питание (при значительной доле асинхронных электродвигателей ток нагрузки этой секции в режиме самозапуска нагрузки другой секции возрастает в 1,5—2 раза). Условие для выбора номинального тока электромагнитного расцепителя (отсечки) аналогично выражению (8). Для этого примера при моторной нагрузке
Время срабатывания отсечки выбирается по условию согласования с временем срабатывания аналогичной защиты на секционном автоматическом выключателе и не менее 0,4 с (если на секционном автомате £с^0,25 с). Таким образом, при к. з. на шинах 0,4 кВ с током, приведенным к этому напряжению, 1кКъ=380-10/0,4=9500 А отсечка автоматического выключателя на трансформаторе Т1 (Т2) будет работать надежно (9500/2400=4) и с временем 0,4 с.
Проверка селективности предохранителей 10 кВ с автоматическим выключателем 0,4 кВ трансформатора Т1 (Т2) при к. з. в точке К5 (рис. 36,а).
При трехфазном к. з. на стороне 0,4 кВ (точка К5) через предохранители 10 кВ проходит ток, равный 380 А. При этом токе время плавления выбранных предохранителей *ПЛ1о—=0,22 с (рис. 32,6). При однофазном к. з. значение тока уменьшается в 1,73 раза, а время плавления увеличивается до 0,8 с. Снижение значений тока к. з. и увеличение времени срабатывания предохранителей происходит и при к. з. через переходное сопротивление, что считается весьма вероятным. Таким образом, только при металлическом трехфазном к. з. на шинах 0,4 кВ не обеспечивается селективность предохранителей 10 кВ (tплю=0,22 с) и автоматических выключателей: секционного (0,25 с) и вводного (0,4 с). Особенно опасна неселективность секционного автоматического выключателя САв, поскольку при включении его на устойчивое металлическое трехфазное к. з. на одной из секций он не успеет сработать до того, как сработают плавкие предохранители на оставшемся в работе трансформаторе и произойдет погашение обеих секций 0,4 кВ. В таком случае устройство АВР своим действием может только утяжелить аварию. Поскольку увеличение номинальных токов предохранителей 10 кВ является крайне нежелательным, следует рассмотреть возможности снижения времени действия секционного автомата, выполнения устройств АВР на вторичных сборках или между электродвигателями вместо АВР на основном щите 0,4 кВ (показано на рис. 36,а), а также целесообразность включения трансформаторов через выключатели 10 кВ, оборудованные релейной защитой (§ 7). Выдержку времени релейной защиты на стороне 10 кВ всегда можно выбрать такой, чтобы обеспечить селективность между защитой трансформатора и электромагнитным расцепителем секционного автоматического выключателя 0,4 кВ.
Проверка селективности защиты РЗ питающей линии BЛ1 (BЛ2) и предохранителей 10 кВ Т1 (Т2).
Для обеспечения полной селективности ток срабатывания максимальной токовой защиты питающей линии должен быть не менее чем на 40% выше, чем ток плавления ПКТ-110, соответствующий времени плавления 5 с [5]. По времятоковой характеристике ПКТ с номинальным током 50 А (рис. 32,6) значение этого тока равно 190 А. Ток срабатывания защиты линии должен быть по этому условию не менее 266 А, а по другим условиям он выбран равным 240 А (рис. 36,а). Следовательно, не во всем диапазоне возможных токов к. з. обеспечивается селективность. В таких случаях требуется обеспечить ее, по крайней мере, при минимальных токах к. з. на выводах 10 кВ защищаемого трансформатора (точка К4). При трехфазном к. з. в этой точке 1кк,= 1280 А, при двухфазном к. з.— на 15% меньше: 1100 А; с учетом коэффициента запаса, равного 1,2, учитывающего неточность работы предохранителей, расчетный ток к. з. равен 900 А. При этом значении тока время плавления предохранителей 10 кВ составляет менее 0,05 с (рис. 32,6). При этом же значении тока время срабатывания реле PTB-I максимальной токовой защиты BЛ1 (BЛ2) равно 1 с (ток срабатывания защиты 240 А, время в установившейся части характеристики II с при 1,6-240=384 А). Таким образом, селективность защиты питающей линии и плавких предохранителей 10 кВ трансформатора полностью обеспечивается при к. з. на выводах трансформатора (1 с и 0,05 с) и частично при к. з. в трансформаторе. По этому условию селективности на питающей линии можно было бы выполнить защиту с тем же током срабатывания, но на реле типа РТ-85 с минимальным временем срабатывания реле в установившейся части 0,5 с (рис. 36,6), но это нежелательно, так как у автоматических выключателей на стороне 0,4 кВ трансформаторов 77, Т2 время срабатывания выбрано около 0,4 с, а защита линии достаточно чувствительна к трехфазным к. з. на шинах 0,4 кВ: &ч=380/240—1,6. Поэтому время срабатывания защиты линии, по возможности, должно быть выбрано не менее 0,7 с учетом исправления неселективного действия защиты линии устройством АПВ, а лучше всего —около 1 с.
Проверка дальнего резервирования.
Как уже выяснилось, при трехфазном к. з. на стороне 0,4 кВ 77 (Т2) защита питающей линии достаточно чувствительна и обеспечивает дальнее резервирование для ПС2. При однофазных к. з. дальнее резервирование не обеспечивается (значение тока на стороне 10 кВ в 1,73 раза меньше, чем при трехфазном к. з.). При двухфазном к. з. при установке трех реле максимальной токовой защиты чувствительность такая же, как при трехфазном к. з. При трех реле РТ-85, но при двух дешунтируемых ЭО, в этих ЭО при одном из видов двухфазного к. з. за трансформатором Д/Y может проходить только по половине значения тока трехфазного к. з., т. е. 190 А. При токе срабатывания ЭО, равном 5 А (200 А, приведенным к первичной стороне 40 кВ)\ этого тока к. з. не хватит для срабатывания ЭО. Несмотря на то, что «Правила» допускают не резервировать к. з. за трансформаторами, следует искать технические возможности для обеспечения дальнего резервирования (установка трех ЭО, использование ЭО с меньшим; током срабатывания и т. д.). В данном примере целесообразно выполнить защиту линии на трех реле РТВ. Возможно применение защиты ТЗВР (§ 2).
Выбор времени срабатывания пускового органа напряжения устройства АВР на стороне 0,4 кВ подстанции ПС2 (рис. 36,а). В большинстве схем автоматики на ЗТП пусковой орган минимального напряжения выполнен на электромеханическом реле времени типа ЭВ-225, катушка которого в нормальном режиме находится под напряжением. При исчезновении напряжения якорь этого реле времени возвращается (отпадает)', а размыкающий контакт замыкается с заданной выдержкой времени и дает команду на отключение автоматического выключателя трансформатора, потерявшего питание (77 или Т2 на рис. 36,а).
Отключение автоматического воздушного выключателя происходит лишь в том случае, если на другой секции 0,4 кВ имеется напряжение. При отключении любого из автоматических воздушных выключателей трансформаторов 77 или Т2 с помощью их вспомогательных контактов подается оперативный ток на катушку реле времени переменного напряжения типа ЭВ-248, которое дает команду на включение секционного автомата САв. Для обеспечения однократности АВР команда дается с помощью импульсного контакта этого реле, который затем размыкается и находится в разомкнутом; состоянии до тех пор, пока любой из автоматических выключателей трансформаторов 77 или Т2 отключен. Если секционный автоматический выключатель включится на секцию с устойчивым к. з., он сразу же отключится своим защитным устройством (расцепителем), но второй раз уже не сможет включиться.
Несмотря на то, что время АВР равняется суммарному времени действия обоих реле времени, время пуска схемы АВР и отключения автоматического выключателя трансформатора определяется временем замыкания размыкающего контакта только первого из реле времени (ЭВ-225). Это время следует выбирать большим, чем время действия устройства АПВ на питающей линии 10 кВ или устройства АВР на элементах 10 кВ или более высокого напряжения. В связи с этим может потребоваться замена реле ЭВ-225 (шкала до 3,5 с) на аналогичное реле ЭВ-235 (шкала до 9 с) или ЭВ-245 (шкала до 20 с).
В данном примере (рис. 36,а) на питающих линиях 10 кВ BЛl, BЛ2 установлено устройство АПВ однократного действия с выдержкой времени, равной 1 с, время действия защиты РЗ этих линий также равно '1 с. Выдержка времени на замыкание размыкающего контакта реле ЭВ-225, пускающего схему АВР, может быть принята равной 3,5 с. При возникновении к. з. на питающей линии 10 кВ, например BЛ1, исчезнет напряжение на 77 ПС2, катушка реле времени пуска схемы АВР (реле ЭВ-225)' потеряет питание и реле начнет отсчет времени. Через 1 с защита РЗ отключит головной выключатель ВЛ1, а еще через 1 с устройство АПВ даст команду на включение этого выключателя. После успешного АПВ напряжение на 77 восстановится и реле ЭВ-225 возвратится в исходное положение до того, как замкнется его размыкающий
контакт. Таким образом обеспечивается преимущественное действие устройства АПВ питающей линии.
Однако при времени действия АПВ на питающих линиях 10 кВ от 2 до 5 с для первого цикла и около 15 с для второго цикла необходимо соответствующим образом повышать и время пуска устройств АВР на стороне 0,4 кВ. Ступень селективности следует принимать от 2 до 3,5 с, учитывая невысокую точность электромеханических реле времени со шкалой 9 с, и особенно 20 с. С появлением более точных полупроводниковых реле времени ступень селективности будет уменьшаться.
Пример 8-3. Для двухтрансформаторной ЗТП-10 кВ необходимо выбрать параметры срабатывания (уставки) устройств релейной защиты трансформаторов 77 и т2: токовой отсечки, максимальной токовой защиты (без пуска по напряжению), специальной токовой защиты от к. з. на землю на стороне 0,4 кВ (Т, ТВ, Т0В на рис. 37,а).
Исходные данные. Параметры защищаемых трансформаторов мощностью 1 MB-А указаны на схеме (рис. 37,а). Здесь же приведены результаты расчета токов трехфазного к. з., которые выполнены так же, как в примере 8-1. При этом в целях упрощения расчетов в учебном примере принято, что значения токов к. з. на шинах 10 кВ ЗТП одинаковы при питании от основного источника А и резервного — Б. В числителе указаны максимальные, в знаменателе — минимальные значения токов
Рис. 37. Расчетные схемы к примерам 8-3 (а) и 8-4 (б) (токи к. з. приведены к напряжению 10 кВ)
Трехфазного к. з., отнесенные к напряжению 10 кВ. Описания защит приведены в § 7.
Расчет токовой отсечки. Ток срабатывания отсечки выбирается по условию отстройки от максимального значения тока к. з. за трансформатором. При установке реле РТВ или РТ-85 (схема с дешунтированием ЭО, рис. 12,6) ток срабатывания отсечки выбирается /с.0=1,6-817= =1300 А, где 1,6 — коэффициент надежности . несрабатывания [5], 817 А — максимальное значение тока при к. з. за трансформатором (рис. 37,а). Коэффициент чувствительности отсечки определяется при двухфазном к. з. на выводах 110 кВ защищаемого трансформатора при минимальном значении тока к. з. и при условии, что погрешность трансформаторов тока не более 10% [5, 9]: £ч<2)=0,865 • 2800/1300= 1,86 » 2.
В данном примере коэффициент чувствительности соответствует «Правилам» (около 2), но надо иметь в виду, что при менее мощных источниках питания значения коэффициентов чувствительности токовой отсечки оказываются значительно меньше 2. В таких случаях «Правила» рекомендуют выполнять либо дифференциальную защиту (практически для рассматриваемых трансформаторов она не применяется), либо устанавливать на максимальной токовой защите выдержку времени не более 0,5 с. Последнее в общем случае допустимо, если на секционном автоматическом выключателе (рис. 36,а) выдержка времени электромагнитного расцепителя в независимой части характеристики не превышает 0,25 с.
Расчет максимальной токовой защиты. Ток срабатывания выбирается по наиболее тяжелому условию обеспечения несрабатывания защиты при АВР на стороне 0,4 кВ, аналогичному выражению (8):
или 4,9 номинального тока трансформатора. В этом расчете коэффициенты надежности 1, 3 и возврата 0,65 приняты для реле прямого действия типа РТВ. Коэффициент 0,7 учитывает фактическую загрузку каждого из трансформаторов, которая должна выбираться таким образом, чтобы после отключения одного из трансформаторов рабочий ток оставшегося трансформатора был бы не более 1,4 его номинального тока. Коэффициенты самозапуска (2) и увеличения тока нагрузки неотключавшейся секции (1,5) приняты в предположении, что нагрузка подстанции состоит преимущественно из асинхронных электродвигателей 0,4 кВ, участвующих в самозапуске.
Коэффициент трансформации трансформаторов тока 1ТТ может быть выбран 100/5 или 150/5 (по максимальному рабочему току защищаемого трансформатора). При /гт= 150/5 ток срабатывания реле РТВ можно выбрать У А (270 А первичных) или ilO А (300 А первичных). При установке трех реле РТВ (рис. 9) чувствительность защиты одинакова при трехфазном и всех видах двухфазного к. з. за трансформатором со схемой соединения обмоток А/у:
При установке только двух РТВ коэффициент чувствительности при одном из видов двухфазного к. з. уменьшается в 2 раза и становится равным 1,3, что недостаточно.
При однофазном к. з. на землю на стороне 0,4 кВ через реле максимальной токовой защиты на стороне 10 кВ проходит ток, в 1,73 меньший, чем при трехфазном к. з. Коэффициент чувствительности Ач(1)=2,6/1,73=1,5. Формально в данном случае можно было бы не устанавливать специальную токовую защиту от к. з. на землю на стороне 0,4 кВ, но практически она выполняется, так как является высокочувствительной защитой сети 0,4 кВ, способной к дальнему резервированию при наиболее частых видах повреждения.
При выполнении максимальной токовой защиты на реле типа РТ-85 ток срабатывания может быть выбран несколько меньшим, чем при установке реле РТВ, поскольку для более точных реле РТ-85 можно принять в расчете kK—\,2, а &в=0,8 [5]. По формуле, аналогичной выражению (8), определяется
или 3,6 номинального тока трансформатора. При ит= = 150/5 ток срабатывания реле равен 7 А, что можно выполнить на реле типа РТ-85/il. Кратность отсечки ka= =1300/210=6,2, что также выполнимо на этих реле.
Коэффициент чувствительности должен определяться отдельно для реле и для дешунтируемых ЭО в зависимости от числа реле и ЭО. При трех реле кч=790/210=3,76, что указывает на допустимость установки в данном случае только двух реле (кч=1,88). При двух дешунтируемых ЭО с током срабатывания 5 А, что составляет 150 А (первичных), коэффициент чувствительности для ЭО 0,5Х Х7У0/150=2,6, что больше, чем требуется (1,8). При однофазных к. з. на землю на стороне 0,4 кВ чувствительность защиты также обеспечивается.
Коэффициенты чувствительности максимальной токовой защиты должны быть определены при междуфазных к. з. также в зонах дальнего резервирования, т. е. в конце отходящих линий 0,4 кВ (в этой книге расчеты токов к. з. в сетях 0,4 кВ не рассматриваются: см., например, работу [14]). Чувствительность при однофазных к. з. на землю в сети 0,4 кВ для этой защиты может не определяться, так как при этих видах к. з. дальнее резервирование осуществляется специальной токовой защитой нулевой последовательности 0,4 кВ.
Выдержка времени максимальной токовой защиты, как уже указывалось, выбирается в зависимости от чувствительности токовой отсечки. Если токовая отсечка имеет коэффициент чувствительности около 2, то время срабатывания максимальной токовой защиты выбирается около 1 с, чтобы обеспечить селективность при к. з. на стороне 0,4 кВ трансформатора (уставка по времени максимального расцепителя автоматического воздушного выключателя 0,4 или 0,6 с). При этом выдержка времени защит питающих элементов (линий 10 кВ) выбирается по условию согласования с токовой отсечкой трансформатора, т. е. может выбираться в пределах 0,4—0,5 с. Если коэффициент чувствительности токовой отсечки значительно меньше 2, то время срабатывания максимальной токовой защиты должно выбираться равным 0,5 с [2].
Расчет специальной токовой защиты нулевой последовательности от к. з. на землю на стороне 0,4 кВ. По условию несрабатывания защиты при несимметричной нагрузке и появлении токов небаланса в нулевом проводе трансформатора, куда включен трансформатор тока 2ТТ (рис. 37), ток срабатывания защиты выбирается в преде- лх (1,2-Н1,5)/Ном г, т. е. (1,2-М,5).58-10/0,4=1740+ 2175 А, отнесенных к напряжению 0,4 кВ. Ток в месте однофазного к. з. за трансформатором со схемой соединения обмоток Д/ V равен по значению току трехфазного к. з., т. е. 790 А, отнесенным к напряжению 10 кВ или 19 750 А, приведенным к стороне 0,4 кВ. Таким образом, коэффициент чувствительности этой защиты при однофазном к. з. за трансформатором может быть равен 9—10, что значительно больше, чем требуется. Однако при однофазных к. з. в зонах резервирования токи не столь велики.
Поскольку сопротивление линий 0,4 кВ при этом виде к. 3. значительно выше, чем при междуфазных к. з. При проектировании сетей 0,4 кВ необходимо выбирать сечения проводов и длины воздушных и кабельных линий 0,4 кВ таким образом, чтобы при однофазном к. з. в конце каждой линии обеспечивалось необходимое значение коэффициента чувствительности для специальной защиты нулевой последовательности питающего трансформатора 10 (6)/0,4 кВ. По «Правилам» [2] наименьшее значение этого коэффициента для токовых защит при к. з. в зоне резервирования должно быть равно 1,2.
Время действия выбирается в пределах 0,4—0,5 с. Желательно выполнять специальную токовую защиту нулевой последовательности с двумя ступенями выдержки времени: с первой, меньшей, действовать на отключение секционного автомата САв, а со второй, несколько большей,— на отключение автомата своего трансформатора.
Пример 8-4. Выбираются параметры срабатывания (уставки) токовой отсечки и максимальной токовой защиты для блока линия-трансформатор (Г, ТВ на рис. 37,6).
Исходные данные. Параметры защищаемых линий BЛ1 и трансформатора 77 мощностью II MB-А, а также значения токов трехфазного к. з. показаны на схеме, причем в числителе — максимальные, в знаменателе— минимальные значения токов, отнесенные к напряжению 10 кВ. Описания защит приведены в § 7.
Расчет токовой отсечки. По условию несрабатывания отсечки при к. з. за трансформатором (точка КЗ) при использовании реле РТВ или РТ-85 ток срабатывания выбирается /с.о=1,6-740=1180 А таким же образом, как в предыдущем примере. Коэффициент чувствительности при двухфазном к. з. на выводах 10 кВ трансформатора (точка К2) при условии, что погрешность трансформаторов тока 1ТТ не превышает 10%, &ч<2>=0,865-2040/1180=11,5. Поскольку в «Правилах» [2] не указывается наименьшее значение коэффициента чувствительности для токовых отсечек блоков линия-трансформатор, а говорится лишь о необходимости частичной защиты трансформатора быстродействующей защитой линии, считаем, что в данном примере отсечка достаточно эффективна.
Расчет максимальной токовой защиты. Ток срабатывания выбирается так же, как в предыдущем примере, т. е. 300 А при использовании реле РТВ и 210 А — при РТ-85. При обязательной установке трех реле коэффициенты чувствительности при к. з. в точке КЗ равны 2,4 и 3,4, соответственно, и, таким образом, максимальная токовая защита блока надежно защищает весь трансформатор при двухфазных и трехфазных к. з., а также и при однофазных к. з., но с меньшими в 1,73 раза коэффициентами чувствительности (1,4 и 2). Поэтому можно не выполнять собственную защиту трансформатора (рис. 37,6) от междуфазных к. з. на стороне 10 кВ. При этом время действия максимальной токовой защиты блока линия-трансформатор не должно превышать 1 с [2].
Специальную токовую защиту нулевой последовательности на стороне 0,4 кВ рекомендуется выполнять во всех случаях, но в особенности тогда, когда невелики значения коэффициентов чувствительности максимальной токовой защиты блока линия-трансформатор при однофазном к. з. на стороне 0,4 кВ трансформатора (менее 1,5). В данном примере это относится к варианту выполнения максимальной токовой защиты на реле РТВ (&ч(1)=1,4).
Параметры срабатывания специальной токовой защиты нулевой последовательности выбираются так же, как в предыдущем примере. Защита действует на отключение только автоматического воздушного выключателя 0,4 кВ, поскольку по «Правилам» [2] допускается не прокладывать специальный контрольный кабель для обеспечения действия этой защиты на выключатель линии 10 кВ. Однако следует помнить, что однофазное к. з. на участке между трансформатором и местом установки автомата на главном щите 0,4 кВ не ликвидируется после отключения этого автомата, для отключения этого к. з. требуется достаточная чувствительность максимальной токовой защиты линии 10 (6) кВ именно к однофазным к. з. Для трансформаторов со схемой соединения обмоток A/Y необходимая чувствительность в большинстве случаев может быть обеспечена, а для трансформаторов y/Y — наоборот, в большинстве случаев не обеспечивается. Это является одной из причин требования Госэнергонадзора Минэнерго о применении трансформаторов со схемой соединения обмоток A/Y.
