Защиты и автоматика 6-35 кВ

1.

1 ступень МТЗ (МТО)
K*I(1)дуг.
1 ступень МТЗ (МТО)
2 ступень МТЗ. АУ ступень.ТАУ = 0,1 сек.
3 ступень МТЗ
Блокировка ЛЗШ СВ-10 и ввода 10 кВ АТ
Контроль тока ЗДЗ
Отстройка от максимального тока трехфазного
КЗ за кабелем 0,4 кВ трансформатора.
Iмто > Котс.* I(3) макс.
Котс. = 1,3 - коэффициент отстройки
ЗОЗЗ. Откл.АВ-0,4/вв.10 кВ ТСН
ТСН
Отстройка от броска тока намагничивания ТСН
(1)
I дуг.
Iмто > 7 * Iном.
ТМТО = 0
I(3)макс.
АВ-0,4 кВ
I(2)дуг.
I(1)дуг.

2.

2 ступень МТЗ
K*I(1)дуг.
1 ступень МТЗ (МТО)
2 ступень МТЗ. АУ ступень.ТАУ = 0,1 сек.
3 ступень МТЗ
Блокировка ЛЗШ СВ-10 и ввода 10 кВ АТ
Контроль тока ЗДЗ
Автоматически ускоряемая ступень при включении
выключателя.
Должна обеспечивать чувствительность к
КЗ в
конце присоединения
ЗОЗЗ. Откл.АВ-0,4/вв.10 кВ ТСН
ТСН
(1)
I дуг.
Отстройка от броска тока намагничивания ТСН
для ступени, ускоряемой автоматически
Iмтз > 7 * Iном.
Согласование с МТО вводного автомата 0,4 кВ
(3)
I макс.
АВ-0,4 кВ
I(2)дуг.
I(1)дуг.
ЩСН
Iмтз > Ксогл. * Iмто авт. 0,4
Ксогл. = 1,2,
Iмто авт. 0,4 кВ – уставка МТО автомата,
приведенная к напряжению ВН ТСН
Тмтз > Т авт.0,4 кВ + ∆Т

3.

3 ступень МТЗ
K*I(1)дуг.
1 ступень МТЗ (МТО)
2 ступень МТЗ. АУ ступень.ТАУ = 0,1 сек.
3 ступень МТЗ
Блокировка ЛЗШ СВ-10 и ввода 10 кВ АТ
Контроль тока ЗДЗ
Отстройка от максимального нагрузочного тока
трансформатора
Iмтз > (Котс. * Кпер. * Iном.ТСН) / Кв
Котс. = 1,1 – коэффициент отстройки
ЗОЗЗ. Откл.АВ-0,4/вв.10 кВ ТСН
ТСН
(1)
I дуг.
Кпер. – коэффициент, учитывающий возможность
перегруза трансформатора на 40%
Для трансформаторов 6-10 кВ мощностью до 630 кВА
допускается длительная перегрузка трансформаторов
(3)
I макс.
АВ-0,4 кВ
I(2)дуг.
I(1)дуг.
до 1,6 – 1,8 номинального тока.
Кв = (0,9 – 0,95) - коэффициент возврата для МП
защит
Кв = 0,8 - коэффициент возврата для
электромеханических реле

4.

Согласование с МТО вводного автомата 0,4 кВ
K*I(1)дуг.
1 ступень МТЗ (МТО)
2 ступень МТЗ. АУ ступень.ТАУ = 0,1 сек.
3 ступень МТЗ
Блокировка ЛЗШ СВ-10 и ввода 10 кВ АТ
Контроль тока ЗДЗ
ЩСН
Iмтз > Ксогл. * Iмто авт. 0,4
Ксогл. = 1,2,
Iмто авт. 0,4 кВ – уставка МТО автомата,
ЗОЗЗ. Откл.АВ-0,4/вв.10 кВ ТСН
ТСН
(1)
I дуг.
приведенная к напряжению ВН ТСН
Тмтз > Т авт.0,4 кВ + ∆Т
Проверка чувствительности при дуговом КЗ в
конце кабеля 0,4 кВ ТСН
(3)
I макс.
АВ-0,4 кВ
I(2)дуг.
I(1)дуг.
Кч = Iдуг. / Iмтз
Кч > 1,5 – требуемая чувствительность при КЗ в
основной зоне

5.

Токи в трансформаторе со схемой соединения трансформатора «Υ/Υ-0»
при однофазном КЗ на стороне «Υ-0»
Сторона ВН – сеть с изолированной нейтралью
Токи в фазах на стороне ВН трансформатора
IА= I1А+I2A = 2/3 * I(1)
IВ = 1/3 * I(1) , IC = 1/3 * I(1)
I2А«Υ
»
I1А«Υ»
I1А IВ
I2А
I1В«Υ»
I1С«Y»
IА=2/3*I(1)
I1В
IВ=1/3*I(1)
IС=1/3*I(1)
I2В
IС
I2В«Υ»
I2С«Υ»
I1С
Y
I2С
I1А
I2А«Υ
»
I1А«Υ»
Y
I0В
I1В
I0А I0В I0С
I2В
I2А
I0С
I0А
I1С
I1С«Y»
I1В«Υ»
I2В«Υ»
I2С«Υ»
I2С
IА=I(1)

6.

Токи в трансформаторе со схемой соединения трансформатора «Δ /Υ-0» при однофазном КЗ на
стороне «Υ-0»
При переходе от схемы соединения обмоток «Υ» к схеме «Δ»
симметричные составляющие прямой последовательности поворачиваются на угол + 30 град,
симметричные составляющие обратной последовательности поворачиваются на угол – 30 град.
Токи в фазах на стороне ВН трансформатора
IА= I1А+I2A = 2 * (I(1)/3) * cos 30 = (1/ 3) * I(1)
IС = (1/ 3) * I(1) , IВ = 0
IА«Δ»=(1/ 3)*I(1)
+ 30
IА«Δ»
- 30
I2В«Δ»
I1А«Δ»
IС«Δ»=(1/ 3)*I(1)
I1В«Δ»
I2А«Δ»
I2С«Δ»
IС«Δ»
I1С«Δ»
Токи в фазах на стороне НН трансформатора
Δ
IА= I1А+I2A+I0A = I(1)
IВ = 0, IC = 0
Y
I1А«Y»
I1А«Y»
I0А«Y»
I2А«Y»
I0В«Y»
I0В«Y» I0С«Y»
I1В«Y»
I2А«Y»
I2В«Y»
I1С«Y»
I1В«Y»
I2В«Y»
I2С«Y»
I0А«Y»
I0С«Y»
I1С«Y»
I2С «Y»
IА «Y»=I(1)

7.

8.

• В случае, когда МТЗ не обеспечивает чувствительность к однофазным
дуговым замыканиям на стороне 0,4 кВ, необходима установка специальной
защиты нулевой последовательности
• Уставка срабатывания специальной защиты нулевой последовательности
должна быть отстроена:
1) от наибольшего допустимого тока небаланса в нулевом проводе:
Iтзнп > Котс. * Iнб >0,5 * Iном
2) Согласована по току и времени срабатывания с автоматами без защиты
нулевой последовательности
• Согласно пункту ПУЭ 3.2.66 допускается не согласовывать данную защиту с
защитами отходящих присоединений 0,4 кВ (т.е допускается неселективное
отключение ТСН при дуговом однофазном замыкании на отходящем
присоединении)

9.

Выбор уставок радиальных линий напряжением 6–35 кВ
1 ступень МТЗ (МТО)
Отстройка от максимального тока КЗ в месте установки защиты при КЗ на шинах противоположной ПС в
случае установки защиты на радиальной линии
Iмто > Котс. * I(3)макс.
Котс. = 1,2 - 1,3
2Т
(3)
I
Защита 1
1ст.МТЗ (МТО)
ЛЭП1
Защита 2
1Т
3Т
I(3)макс.
ЛЭП2

10.

• Отстройка от максимального тока КЗ за трансформатором ответвления
Iмто > Котс. * I(3)макс.
Котс. = 1,2 - 1,3
• Отстройка от суммарного броска тока намагничивания трансформаторов, включаемых под
напряжение при включении линии
Iмто > 6 * ∑Iном. тр. = 6 * (Iном.1Т + Iном.2Т + Iном.2Т)
2Т
I(3)
Защита 1
1ст.МТЗ (МТО)
ЛЭП1
1Т
I(3)макс.
Защита 2
3Т
ЛЭП2

11.

2 ступень МТЗ
Автоматически ускоряемая ступень. Должна обеспечивать чувствительность к КЗ в конце присоединения
в минимальном режиме сети
• Согласование с 1 ступенью МТЗ (МТО) ЛЭП, отходящих от шин приемной ПС
Iмтз > Ксогл. * (I 1ст.МТЗ + ∑Iнагр.)
Ксогл. = 1,1
I 1ст.МТЗ – уставка 1 ступени МТЗ (МТО) линии, отходящей от шин приемной ПС∑Iнагр. – суммарных ток
нагрузки линий и трансформаторов, отходящих от шин приемной ПС, за исключением нагрузки
поврежденной линии
2Т
Iнагр.2Т
(3)
I
Защита 1
2ст.МТЗ
ЛЭП1
1Т
Защита 2
1ст.МТЗ (МТО)
ЛЭП2
Iнагр.ЛЭП1
ЛЭП3
Iнагр.ЛЭП4
ЛЭП4
Iнагр.3Т
3Т

12.

• Отстройка от максимального тока КЗ в месте установки защиты при КЗ за трансформатором
смежной ПС
Iмто > Котс. * I(3)макс.
Котс. = 1,2 - 1,3
2Т
I(3)макс.
I(3)
Защита 1
2ст.МТЗ
ЛЭП1
1Т
Защита 2
ЛЭП2
Iнагр.ЛЭП1
ЛЭП3
Iнагр.ЛЭП4
ЛЭП4
3Т

13.

• В качестве уставки 2ступени МТЗ принимается наибольшее из полученных значений.
Проверка чувствительности при КЗ в основной зоне на шинах приемной ПС
Кч = I(2)мин. / Iмтз
Кч > 1,5 – требуемая чувствительность при КЗ в основной зоне
2Т
I(2)мин.
Защита 1
2ст.МТЗ
I(2)мин.
ЛЭП1
1Т
ЛЭП2
Защита 2
Iнагр.ЛЭП1
ЛЭП3
Iнагр.ЛЭП4
ЛЭП4
3Т

14.

Выбор выдержки времени 2 ступени МТЗ
• Выбирается по условию согласования с выдержками времени линий, отходящих от
приемной ПС
Т 2ст.МТЗ = Т 1ст.МТЗ ЛЭП1 + ∆Т
Т 2ст.МТЗ = Т 1ст.МТЗ ЛЭП2 + ∆Т
Т 2ст.МТЗ = Т 1ст.МТЗ ЛЭП3 + ∆Т
Т 1ст.МТЗ – выдержка времени 1 ст.МТЗ, отходящей от шин приемной ПС
∆Т = (0,3 - 0,5) сек. – ступень селективности
В качестве уставки принимается максимальная из выдержек времени

15.

3 ступень МТЗ
• Согласование со 2 ступенью МТЗ ЛЭП, отходящих от шин приемной ПС
Iмтз > Ксогл. * (I 2ст.МТЗ + ∑Iнагр.)
Ксогл. = 1,1
I 2ст.МТЗ – уставка 2 ступени МТЗ линии, отходящей от шин приемной ПС
∑Iнагр. – суммарных ток нагрузки линий и трансформаторов, отходящих от шин приемной
ПС, за исключением нагрузки поврежденной линии
Iнагр.2Т
2Т
I(3)
Защита 1
3ст.МТЗ
ЛЭП1
1Т
Защита 2
2ст.МТЗ
ЛЭП2
Iнагр.ЛЭП1
ЛЭП3
Iнагр.ЛЭП4
ЛЭП4
Iнагр.3Т
3Т

16.

• Отстройка от максимального нагрузочного режима
Iмтз > (Котс. * Ксам. * ∑Iнагр.) / Кв
Котс. = (1,1 – 1,2) – коэффициент отстройки
Ксам. = (1,3 – 1,5) – коэффициент самозапуска с преобладанием бытовой нагрузки
• При наличии двигателей необходимо выполнить расчет коэффициента самозапуска
Ксам. = Iпуск. / Iнагр.
∑Iнагр. – максимальный нагрузочный ток линии
Кв – коэффициент возврата реле
Кв = 0,9 – для МП терминалов
Кв = 0,8 – для электромеханических реле
В качестве уставки 3 ступени МТЗ принимается наибольшее из полученных значений.

17.

• Проверка чувствительности при КЗ в резервной зоне в конце ВЛ, примыкающих к шинам
приемной ПС и КЗ на шинах НН трансформаторов приемной ПС
Кч = I(2)мин. / Iмтз
Кч > 1,2 – требуемая чувствительность при КЗ в резервной зоне
Iнагр.2Т
I(2) мин.
Защита 1
3ст.МТЗ
ЛЭП1
1Т
2Т
Защита 2
2ст.МТЗ
ЛЭП2
Iнагр.ЛЭП1
ЛЭП3
Iнагр.ЛЭП4
ЛЭП4
Iнагр.3Т
3Т

18.

• Выбор выдержки времени 3 ступени МТЗ
Выбирается по условию согласования с выдержками времени линий, отходящих от приемной
ПС
Т 3ст.МТЗ = Т 2ст.МТЗ ЛЭП1 + ∆Т
Т 3ст.МТЗ = Т 2ст.МТЗ ЛЭП2 + ∆Т
Т 3ст.МТЗ = Т 2ст.МТЗ ЛЭП3 + ∆Т
Т 2ст.МТЗ – выдержка времени 2 ст.МТЗ, отходящей от шин приемной ПС
∆Т = (0,3 - 0,5) сек. – ступень селективности
В качестве уставки принимается максимальная из выдержек времени

19.

• Выбор уставок секционного выключателя 6-35 кВ
1ступень МТЗ
• Согласование с 1 ступенью МТЗ (МТО) отходящих присоединений
Iмтз > 1,1 * (Iмто + ∑Iнагр.)
∑Iнагр. – суммарный нагрузочный ток секции шин за исключением тока нагрузки
поврежденного присоединения
Тмтз = Тмто + ∆Т
В качестве уставок 1 ступени МТЗ принимаются наибольшие из полученных значений по
току и времени.
• Проверка чувствительности при КЗ на шинах НН
Кч = I(2)мин. / Iмтз
Кч > 1,5 – требуемая чувствительность при КЗ в основной зоне

20.

2 ступень МТЗ
Ускоряется автоматически при включении выключателя
• Отстройка от суммарного броска тока намагничивания трансформаторов секции шин
для ступени, ускоряемой автоматически
Iмтз > 6 * ∑Iтр.
∑Iтр. – суммарный ток трансформаторов секции шин
• Согласование со 2 ступенью МТЗ отходящих присоединений
Iмтз > 1,1 * (Iмтз2 + ∑Iнагр.)
∑Iнагр. – суммарный нагрузочный ток секции шин за исключением тока нагрузки
поврежденного присоединения
Тмтз = Тмтз + ∆Т
В качестве уставок 2 ступени МТЗ принимаются наибольшие из полученных значений по
току и времени.

21.

3 ступень МТЗ
• Согласование с 3 ступенью МТЗ отходящих присоединений
Iмтз > 1,1 * (Iмто + ∑Iнагр.)
∑Iнагр. – суммарный нагрузочный ток секции шин за исключением тока нагрузки
поврежденного присоединения
Тмтз = Тмтз + ∆Т
В качестве уставок 3 ступени МТЗ принимаются наибольшие из полученных значений по
току и времени.
Проверка чувствительности при КЗ в зоне резервирования
Кч = I(2)мин. / Iмтз
Кч > 1,2 – требуемая чувствительность при КЗ в зоне резервирования

22.

• Выбор уставок ввода трансформатора (АТ)
1ступень МТЗ
• Согласование с 1 ступенью МТЗ секционного выключателя
Iмтз > 1,1 * (Iмтз + ∑Iнагр.)
∑Iнагр. – суммарный нагрузочный ток 1 и 2 секции шин
Тмтз = Тмтз + ∆Т
2 ступень МТЗ
Автоматически ускоряемая ступень
• Отстройка от суммарного броска тока намагничивания трансформаторов для ступени,
ускоряемой автоматически
Iмтз > 6 * ∑Iтр.
∑Iтр. – суммарный ток трансформаторов 1 и 2 секций шин

23.

3 ступень МТЗ
• Согласование с 3 ступенью МТЗ секционного выключателя
Iмтз > 1,1 * (Iмтз + ∑Iнагр.)
∑Iнагр. – суммарный нагрузочный ток 1 и 2 секции шин
Тмтз = Тмтз + ∆Т
• Проверка чувствительности при КЗ в зоне резервирования
Кч = I(2)мин. / Iмтз
Кч > 1,2 – требуемая чувствительность при КЗ в зоне резервирования

24.

Защита от несимметричного режима или обрыва фазы (ТЗОП)
• Выполнена на основе измерения тока обратной последовательности I2 расч.
• Может использоваться - для защиты присоединения с действием на отключение при
сниженной чувствительности МТЗ к двухфазным КЗ,
• По условию допустимой по ГОСТ несимметрии питающей сети уставку по току Iср.2
рекомендуется принимать равной 25 % от номинального тока присоединения
• У разных производителей есть различные варианты исполнения ЗНР:
НПП Бреслер
НПП ЭКРА
Реализация по коэффициенту
несимметрии, который рассчитывается
по формуле:
max