Выбор плавкой вставки высоковольтного предохранителя

Для предотвращения срабатывания предохранителя в нормальном режиме ток плавкой вставки предварительно выбирается из условия, А:

,

где I_ном.тр – номинальный ток трансформатора, А:

,

где U_ВН – напряжение на высокой стороне трансформатора.

Из стандартного ряда для высоковольтных предохранителей, например, серии ПКТ выбирается ток плавкой вставки . Затем выбранная плавкая вставка проверяется по селективности с защитами смежных участков (в частности, по условию селективности с вводным автоматом окончательно может быть выбрана плавкая вставка больше, чем была выбрана предварительно) – см. рис. 4.1.

4.4. Расчет двухступенчатой защиты и защиты от замыканий
на землю высоковольтной кабельной линии

1. Расчет максимальной токовой защиты (МТЗ).

Ток срабатывания защиты рассчитывается по формуле:

где  коэффициент запаса (для индукционных реле , для электромагнитных реле , для полупроводниковых реле) ;  коэффициент самозапуска, учитывающий самозапуск электродвигателей (  – для промышленных потребителей;  – для жилых районов); коэффициент возврата реле, принимается равным 0,7–0,9 (чаще всего – 0,8);  максимальный рабочий ток линии, питающей трансформатор, А:

.

Коэффициент чувствительности МТЗ в основном режиме:

где  ток двухфазного к. з. в конце кабельной линии, А:

где  расчетный ток трехфазного к. з. в конце защищаемого элемента.

Коэффициент чувствительности МТЗ в режиме резервирования:

где  минимальный ток к.з. в конце защищаемого смежного элемента по направлению от источника питания к потребителям.

Ток срабатывания реле тока МТЗ, А:

где  коэффициент схемы (для схемы соединения трансформаторов тока в «неполную звезду» или «полную звезду» K_СХ = 1; для схем «треугольник», «разность токов двух фаз» K_СХ =  (при трехфазных к. з.));  коэффициент трансформации трансформаторов тока – отношение первичного тока ко вторичному:

;

выбирается из условий:

и

где  максимальный ток к. з. в начале кабельной линии;  коэффициент перегрузки трансформатора тока (трансформатор тока не должен быть перегружен более чем в 10–20 раз).

Выбирают трансформаторы тока (ТТ) типов ТПЛ, ТПОЛ, ТПЛК и др. [18−20].

Из стандартного ряда, ориентируясь на рассчитанный ток срабатывания реле, для выбранного типа реле выбирают ближайшую номинальную уставку.

Выдержка времени МТЗ, с:

где максимальное время срабатывания защиты смежного участка (в частности, это может быть максимальное время срабатывания высоковольтного предохранителя, которое определяется по характеристике плавкой вставки при ), ступень селективности, принимается равной из диапазона 0,4–1,0. Чаще всего принимают с.

2. Расчет токовой отсечки (ТО).

Ток срабатывания защиты с учетом коэффициента запаса, А:

.

Коэффициент чувствительности ТО:

где  ток двухфазного к. з. в начале кабельной линии, А:

Для индукционных реле (например, РТ-80) проверяют кратность отсечки:

< 8−10.

Ток срабатывания реле ТО рассчитывается аналогично току срабатывания реле МТЗ.

В качестве вспомогательных реле выбирают реле промежуточные, указательные (сигнальные), при необходимости – реле времени и др.

ТТ проверяют на допустимую 10 %-ную погрешность по расчетной кратности тока:

.

Если полученное значение не превышает паспортную предельную кратность 10 %-ной погрешности ТТ (m_{10 %}), то выбранный ТТ проходит по условиям проверки.

ТТ необходимо проверить также по допустимой вторичной нагрузке, причем расчетная вторичная нагрузка должна быть меньше номинальной, установленной для данного ТТ [20].

Расчет ступенчатой защиты воздушной линии, питающей центральный распределительный пункт предприятия или района в высоковольтных сетях, рассчитывается аналогично. В воздушных линиях часто применяются электромагнитные реле типа РТ-40 со ступенчатой характеристикой выдержек времени.

3. Расчет защиты от замыканий на землю (ЗНЗ).

Защита от ЗНЗ не должна срабатывать при повреждениях на других присоединениях сети, когда по защищаемой линии проходит ток, обусловленный емкостью данной линии. Однако защита должна надежно срабатывать (коэффициент чувствительности для кабельной линии ) при повреждениях на защищаемом присоединении. В последнем случае через трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП) проходит емкостный ток всей сети, за исключением тока, обусловленного емкостью данной линии.

Согласно каталожным данным для каждой отходящей кабельной линии от распределительного устройства 6−10 кВ определяют следующие параметры:

– удельный емкостной ток (в зависимости от сечения и типа кабеля) ;

– длину линии L, км.

Далее определяют емкостные токи кабельных линий по формуле:

Рассчитывают ток замыкания на землю кабельной линии:

.

Если то защита выполняется с действием на отключение, если то защита выполняется с действием на сигнал.

Ток срабатывания защиты от ЗНЗ:

где  коэффициент, учитывающий бросок емкостного тока и запас (для защит с выдержкой времени);  емкостной ток защищаемой кабельной линии.

Находят суммарный емкостной ток линии без учета тока защищаемой линии (т. е. ток, проходящий через ТТНП):

.

Осуществляется проверка чувствительности:

.

Принимаются к установке соответствующие трансформаторы тока и высокочувствительные реле тока.