I с. р = I с. з. * К с х / Ктт, (7.2)
Где Ксх - коэффициент схемы. При схеме соединения трансформаторов тока и реле в неполную звезду Ксх = 1.
Ктт - коэффициент трансформации трансформаторов тока.
Ктт = I1н / I2н, (7.3)
Где I1н - первичный номинальный ток трансформаторов тока равный 30 А.
I2н - вторичный номинальный ток трансформаторов тока равный 5 А.
Ктт = 1 000 / 5 = 20
I c.р. = 45,34 * 1 / 10 = 2,26 А.
Принимаем реле тока РТ – 40 / 10 с током уставки равным 10 А
Определяем действительное значение токов срабатывания защиты
I с.з.д. = I у. * Ктт (7.4)
I с.з.д. = 2,5 * 20 = 50 А
Определяем чувствительность защиты
К ч = I к. з. min / I с.з.д.> 1,5 (7.5)
Где I к.з min - двухфазный ток короткого замыкания в конце ЛЭП
I к.з min = 1 387.1 А
К ч = 1 372,88 / 100 = 27
К ч > 1,5
Вывод: чувствительность защиты будет обеспечена.
Для защиты ЛЭП от максимальных токов короткого замыкания предусматриваем максимальную токовую отсечку. Отсечка защищает лишь часть линии. Выполняем отсечку на реле РТ – 40, действующих без выдержки времени. Отсечкой быстро отключается повреждённый участок.
Селективность максимальной токовой отсечки обеспечивается благодаря тому, что ток срабатывания отсечки выбирают больше максимального тока короткого замыкания в месте установки предыдущей защиты.
Определяем ток срабатывания отсечки.
I c.о = Кн * I к.з max. (7.6)
Где Кн - коэффициент надёжности, принимаемый для реле РТ – 40 равным 1,4 (Кн = 1,4)
I к.з. max - максимальный ток трёхфазного короткого замыкания в месте установки смежной, более удалённой от источника питания защиты
I к.з max = 1578 А
I с.о. = 1,4 * 1 578 = 2 209,2 А
Определяем ток срабатывания реле
I с.р. = I с.о. * Ксх / Ктт, (7.7)
I с.р. = 2 209,2 * 1 / 20 = 110 А
Принимаем реле РТ – 40 / 10 с I у = 2,5 А
Уточняем значение тока срабатывания защиты МТО (максимальной токовой отсечки)
I с. о = I у * Ктт / Ксх, (7.8)
I с. о = 120 * 20 / 1 = 2400 А
Целесообразность применения защиты без выдержки времени проверяем по условию:
Кч ≥ I (3) (к.з) (н.н) /Ic.о ≥ 2 (7.9)
Где Кч – коэффициент чувствительности.
I (3) (к.з) (н.н) = 5579 A
Кч ≥ 5579 / 2400 = 2,3
Кч ≥ 2
Условие выполняется.
В ЛЭП напряжением 35 кВ наиболее часто происходит однофазное замыкание на землю, которое приводит к ненормальному режиму работы ЛЭП, но не влияет на функционирование потребителей. Поэтому согласно ПУЭ режим замыкания на землю допустим в течение времени, необходимого для отыскания и устранения неисправностей. Это время должно быть минимальным.
При замыкании на землю напряжение повреждённой фазы относительно земли становится равным нулю, а здоровых фаз повышается в
√ 3 и становится равным междуфазному.
Провода воздушной линии обладают ёмкостью по отношению к земле, и через неё течёт ток замыкания на землю. Сила этого тока невелика, она составляет единицы или десятки ампер, но при некоторых условиях может вызвать отрицательные последствия. Поэтому необходимо знать силу тока замыкания на землю, чтобы оценить возможную опасность от его прохождения в сети.
Определяем ток замыкания на землю в ЛЭП – 35 кВ.
I з.н.з. = U * L / 350. (7.10)
Где U - линейное напряжение, кВ;
L - общая длина ЛЭП, км.
I з. н.з = 35 * 18,5 /350 = 1,84 А
В ЛЭП – 35 кВ, имеющих железобетонные опоры, ток замыкания на землю во всех случаях не должен превышать 10 А.
При токе однофазного короткого замыкания равным 1,59 А нет необходимости немедленно отключать линию, и она может работать до тех пор, пока не будет найден и отключен для ремонта повреждённый участок. Обычно это рекомендуется выполнить в течение не более 2 (двух) часов.
Для нахождения повреждённого участка применяют неселективную и селективную сигнализацию о замыкании на землю с помощью устройства УСЗ – 2 и УСЗ – М, селективную защиту ЗЗП – 1М, а также переносные устройства для измерения расстояния до точки ЗЗ (замыкания на землю).
Возникающие в ЛЭП – 35 короткие замыкания могут быть устойчивыми или неустойчивыми. В любом случае ЛЭП отключается релейной защитой, и электроснабжение потребителей на некоторое время прерывается. Чем быстрее восстанавливается электроснабжение, тем меньший ущерб будет причинён потребителям.
Для этого предназначено автоматическое повторное включение (АПВ).
Для ЛЭП – 35 кВ предусматриваем трёхфазное однократное АПВ. По способу воздействия на привод выключателя – электрическое (релейное).
Согласно ПУЭ устройства АПВ должны удовлетворять следующим требованиям:
АПВ должно происходить при отключении выключателя релейной защитой, за исключением срабатывания релейной защиты сразу после оперативного включения выключателя. Это необходимо во избежание включения при устойчивом коротком замыкании;
АПВ не должно осуществляться при оперативном отключении выключателя дистанционно или по каналам телеуправления;
Необходим автоматический возврат, т. е. готовность к новому действию через небольшой интервал времени после успешного срабатывания;
Должна быть обеспечена достаточная длительность импульса для надёжного включения выключателя.
При быстром отключении повреждённого элемента менее существенны последствия неисправности. Поэтому целесообразно ускоренное включение после неуспешного АПВ
К основным требованиям к АПВ можно отнести следующие:
- интервал времени между аварийным отключением и подачей импульса на действие АПВ должен быть по возможности наименьшим, но при этом большим, чем время необходимое для деионизации дугового промежутка в месте повреждения, а при АПВ, выполняемом на выключателях с гасительными камерами, - больше времени, необходимого для заполнения гасительной камеры маслом. Для ЛЭП – 35 кВ и ниже время деионизации дугового промежутка t д ≤ 0,1с и практически не влияет на выбор времени действия АПВ. Время, необходимое для заполнения маслом гасительной камеры, принимают равным 1 с
В соответствии с ПУЭ время подачи первого импульса на АПВ составляет 0,3…2 с
АПВ должно действовать с установленной для него кратностью.
9. ЗАЩИТА ВЛ 35 ОТ АТМОСФЕНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
Общие понятия
.
Изоляция элекроустановок распреелительных сетей непрерывно находится под воздействием соответствующего номинального напряжения с возможным небольшим отклонение (+ 15%). Со временем изменяются физические и химические свойства материала изоляции и снижается её электрическая прочность.
При изготовлении электрооборудования учитывают влияние напряжённости электрического поля, длительность его воздействия на изоляцию и другие факторы. Но в процессе эксплуатации на изоляцию воздействуют напряжения, значительно превышающие номинальные, - перенапряжения. Перенапряжения, возникающие в результате аномальных или аварийных режимов работы электроустановки, а оборудования, называют внутренними. Перенапряжения, из-за грозовых разрядов вблизи установки или при прямом ударе молнии в неё относятся к внешним, или атмосферным. Наиболее опасны для изоляции значения атмосферных перенапряжений от нескольких десятков киловольт при разрядах в стороне от электроустановок до десятков киловольт при прямом ударе молнии в опору или провода ВЛ. Максимальный ток молнии составляет десятки или сотни килоампер, а время его действия – микросекунды. Он вызывает механическое воздействие, вызывающие трещины и разрушения опор, электромагнитное воздействие, вызывающие вторичные разряды с объекта на заземлённые конструкции.
Особенно опасен прямой удар в провода ВЛ электропередач. Под воздействием высокого напряжения могут быть повреждения изоляции оборудования и аварии в электроустановках.
ВЛ 35 киловольт от атмосферных перенапряжений защищают тросовым молниеотводом по всей длине только при подходе к подстанциям мощностью 2*1,6 МВА, если число грозовых часов в году более 60, а также мощностью 1*1,6 МВА, когда нет резервирования на напряжении 10 киловольт. В остальных случаях на указанной длине заземляют арматуру железобетонных опор.
