Первая ступень токовой защиты

Токовые защиты линий электропередачи

ЛЕКЦИЯ 3

Исторически сложилось так, что в связи со сложной реализацией централизованных устройств РЗ на электромеханической базе и отсутствием недорогих каналов связи защиты на каждой электроустановке проектировались автономными. Этот аспект не только ухудшает их селективность, чувствительность и быстродействие, но именно из-за этого защиты должны резервировать другие участки и по структуре быть многоступенчатыми.

Первую ступень токовой защиты также называют токовой отсечкой (ТО) без выдержки времени (ВВ). Рассмотрим ЛЭП W1, питающуюся от шин подстанции А (рис. 3.1).

Рисунок 3.1. Схема для определения тока срабатывания первой ступени ТЗ

Поскольку высшим свойством РЗ является селективность, то с учетом этого найдем ток срабатывания токовой защиты первой ступени. Прежде всего необходимо обеспечить, чтобы защита не срабатывала при КЗ в начале следующей линии, более того, ток срабатывания должен быть с необходимым запасом больше этого тока:

. (3.1)

Необходимый запас обеспечивается коэффициентом отстройки k_ОТС, тогда ток срабатывания соответствует выражению

, (3.2)

где I^I,А_С,З ― ток срабатывания защиты первой ступени на подстанции А; I_К1,МАХ ― максимальный ток короткого замыкания в точке К1; k_ОТС ― коэффициент отстройки (надежности или запаса), включает погрешность ТТ, погрешность реле, ошибку персонала и некоторые другие факторы; k_ОТС= 1,2…1,5.

Ток срабатывания защиты I_С,З ― это первичный ток в линии, при котором происходит отключение Q1. Ток срабатывания реле I_С,Р ―это ток во вторичной обмотке ТТ, при котором реле подает сигнал на отключение Q1:

, (3.3)

где k_Т ― коэффициент трансформации ТТ. Расчет релейной защиты производят обычно по первичному току ЛЭП, т.е. находят I_С,З.

В соответствии со вторым требованием РЗ необходимо обеспечить быстродействие, то есть первая ступень ТЗ должна работать с минимальным временем срабатывания. С другой стороны, мы не можем сделать , так как защита должна быть отстроена от времени работы разрядников, которое равно t_РАЗР = 0,06…0,08 с. Однако специальной задержки для первой ступени ТЗ не делают, так как благодаря собственному времени задержки измерительного токового реле (например, РТ-40 не более 0,03 с), и промежуточного (например, РП‑25 не более 0,06 с) производится естественная отстройка от работы разрядников.

По третьему требованию, предъявляемому к РЗ, защита должна обладать необходимым (в соответствии с правилами [5]) коэффициентом чувствительности к наименьшему току КЗ в начале ЛЭП (в точке К2), а именно:

. (3.4)

В соответствии с работой [6], отсечку можно принять в качестве основной защиты, если защищаемая зона составляет более 20% от всей ЛЭП.