Защита и автоматика электрических сетей агропромышленных комплексов - Максимальная токовая защита линий и блоков линия-трансформатор на реле РТ-80

Максимальное реле тока косвенного действия РТ-80 состоит из трех элементов: индукционного с обратно зависимой от тока выдержкой времени, электромагнитного мгновенного действия (отсечки) и указательного, сигнализирующего о срабатывании реле на замыкание или переключение контактов [3, 8]. В схемах защиты на постоянном или выпрямленном оперативном токе (рис. 12,а) при срабатывании реле типа РТ-81 его замыкающие контакты замыкаются и подают «плюс» оперативного тока на отключающий электромагнит (катушку) выключателя ЭО через вспомогательные контакты выключателя ВКВ.
В схемах защиты на переменном оперативном токе используются реле типа РТ-85, которые имеют такую же конструкцию и такие же времятоковые характеристики, что и реле РТ-81, но специальные — усиленные контакты, выполненные переключающими (рис. 12,6).

Рис. 12. Схемы максимальных токовых защит на реле типа РТ-80 (Р1, Р2) на постоянном (а) и переменном (б) оперативном токе
ЭО — электромагнит отключения выключателя В; ВКВ — вспомогательные контакты этого выключателя
До срабатывания реле PI (Р2) размыкающий контакт 1 замкнут и шунтирует соответствующий электромагнит отключения ЭО, а замыкающий контакт 2 разомкнут и ток через ЭО не проходит. При срабатывании реле Р1(Р2) его контакты переключаются таким образом, что сначала замыкается контакт 2, а затем размыкается контакт 1. Электромагнит отключения ЭО подключается к трансформаторам тока ТТ последовательно с катушкой соответствующего реле и при достаточном значении тока срабатывает на отключение выключателя. Такие схемы защиты называются схемами с дешунтированием электромагнитов отключения.
Сочетание в реле РТ-80 индукционного и электромагнитного элементов позволяет выполнить двухступенчатую защиту линии 10(6) кВ с помощью двух реле (рис. 12), а не четырех (рис. 9). Для повышения чувствительности защиты при двухфазных к. з. за трансформаторами 10(6) кВ со схемой соединения обмоток треугольник — звезда Д/Y рекомендуется установить третье реле РТ-85. Если в приводе выключателя имеется только два ЭО, в дополнительно устанавливаемом реле РТ-85 производится несложное изменение внутренних соединений для раздельного вывода на свободные внешние зажимы реле его катушки, замыкающего 2 и размыкающего 1 контактов. Замыкающий контакт 2 включается параллельно с аналогичным замыкающим контактом 2 реле Р1, а размыкающий контакт 1 включается последовательно с аналогичным контактом 1 реле Р1 [9]. Таким образом, реле Р1 и дополнительное реле при срабатывании вместе или по отдельности производят дешунтирование одного и того же ЭО. Катушка дополнительного реле включается в обратный провод схемы неполной звезды (аналогично реле 5 на рис. 9).
Времятоковые характеристики индукционного элемента реле РТ-80 имеют примерно такой же вид, как у реле PTB-IV—PTB-VI (рис. 11,с), и приводятся в справочной литературе [8]. Характеристики РТ-80 хорошо согласуются с времятоковыми характеристиками плавких предохранителей, которые защищают трансформаторы, подключенные к линиям 10(6) кВ. По сравнению с РТВ реле РТ-80 имеют более высокий коэффициент возврата индукционного элемента, принимаемый в расчетах равным 0,8, более широкие возможности выбора тока и времени срабатывания.
Реле PTB-IV—PTB-VI и РТ-80 позволяют выполнять согласование смежных защит в зависимых частях их время- токовых характеристик. При этом защиты могут иметь одинаковые уставки по времени (в установившейся части характеристики), но разные уставки по току срабатывания. При одном и том же значении тока к. з., проходящего через все смежные защиты, кратность тока в реле этих защит (/к//с.р) будет разная, причем более близкая к месту к. з. и самая чувствительная защита с наименьшим током срабатывания реле /с.р будет иметь наибольшую кратность тока в реле и наименьшее время срабатывания [5]. Таким образом, в ряде случаев можно обеспечить селективность защит без накопления выдержки времени по направлению к источнику питания. Однако при больших значениях токов к. з. и, следовательно, больших кратностях тока в реле все смежные защиты работают в установившейся части характеристики и тогда согласование между ними должно вестись по ступенчатому принципу, т. е. с накоплением выдержек времени. Это является недостатком защит на реле РТВ и РТ-80 при использовании их на линиях, состоящих из нескольких участков.
Электромагнитный элемент реле РТ-80 (отсечка) может быть плавно отрегулирован на ток срабатывания /с.0 в пределах от 2- до 8-кратного по отношению к току срабатывания максимальной токовой защиты /с.3 (рис. 13). При срабатывании отсечки короткие замыкания на линиях отключаются без выдержки времени (рис. 10,6). Но и при невозможности выполнения селективной отсечки электромагнитный элемент реле РТ-80 остается в работе. Благодаря этому в схемах с дешунтированием ЭО (рис. 12,6)

максимальных токовых защит линии 10 кВ на реле РТ-40 и РВ (кривые i1 и /'), РТ-80 или РТВ (кривая 2) и времятоковой характеристикой плавкого предохранителя 10 кВ (кривая 3), защищающего трансформатор 10/0,4 кВ, подключенный к этой линии Л;.о' 'с.а — токи срабатывания отсечки и максимальной защиты
можно не опасаться возврата реле РТ-85 после его срабатывания и подключения ЭО к трансформаторам тока (из-за увеличения их погрешности). Несмотря на то, что ток в катушке реле может снизиться в 2—3 раза по сравнению с режимом до дешунтирования ЭО, возврата реле РТ-85 не происходит из-за низкого коэффициента возврата его электромагнитного элемента, что обеспечивает надежное отключение выключателя поврежденной линии [5, 9].
Схемы с дешунтированием ЭО (рис. 12,6) могут применяться при условии, что максимальное вторичное значение тока к. з. не превышает 150 А при полном сопротивлении дещунтируемых ЭО, не превышающем 4,5 Ом при токе 3,5 А, и не более 1,5 Ом при токе 50 А [8]. Вторичное значение тока к. з. /гк определяется по выражению
/2к = /1к/Пт,         (1)
где 11к — первичное значение тока через защиту при к. з. в месте ее установки, А; пт — коэффициент трансформации трансформаторов тока, выбираемый по номинальному току защищаемого присоединения.
На современных подстанциях 110/10 кВ в сельской местности с понижающими трансформаторами мощностью 10 MB-А и более первичные значения токов при к. з. на линиях 10 кВ близ подстанции могут превышать 5 кА. При установке на линиях трансформаторов тока с пт= = 100/5 и 150/5 расчетное значение /2к по выражению (1) 26 превышает 150 А. Для уменьшения значения /2к увеличивают пт, но при этом необходимо убедиться в достаточной чувствительности не только реле защиты, но и дешунтируемого электромагнита отключения ЭО при к. з. в конце защищаемой линии и зон резервирования, особенно в тех случаях, когда ток срабатывания ЭО равен 5 А.
На действующих подстанциях, где защита линий 10 (6) кВ выполнена по схеме с дешунтированием ЭО (рис. 12,6), при увеличении расчетных значений /2к>150А (например, при замене питающего трансформатора на более мощный) можно оценить значение /2к с учетом токовой погрешности трансформаторов тока [5, 9]. Например, при Iik—4 кА и ит= 100/5 по выражению (1) /2к=200 А и схема с дешунтированием ЭО оказывается непригодной. Но при такой большой кратности тока к. з. по отношению к номинальному первичному току трансформаторов тока (4000/100= 40) погрешность стандартных трансформаторов тока 10 (6) кВ, как правило, значительно превышает 10%. Для схем защиты, смонтированных в КРУ, погрешность трансформаторов тока достигает 30—50% и, следовательно, фактические значения /2к будут находиться в пределах 0,7-^0,5 от значений /2к, рассчитанных по выражению (1). В данном примере это составит от 140 до 100 А, т. е. меньше 150 А [5, 9].
Для точной работы индукционного элемента реле РТ-80 необходимо, чтобы погрешность трансформаторов тока не превышала 50%) при токе срабатывания электромагнитного элемента (отсечки). Опыт проектирования и обслуживания защит в сельских сетях показывает, что все перечисленные условия применения реле РТ-80, как правило, могут быть выполнены.