Г

\_у ТУПЕНЧАТАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ ЛИНИЙ 11 0-220 КВ

ГОСЭНЕРГОИЗДАТ

РУКОВОДЯЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЕ

ВЫПУСК 2

СТУПЕНЧАТАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ ЛИНИЙ 110 -220 кв

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКВА    1961    ЛЕНИНГРАД

ГЛАВА ВТОРАЯ

РАСЧЕТ СТУПЕНЧАТЫХ ТОКОВЫХ НАПРАВЛЕННЫХ И НЕНАПРАВЛЕННЫХ ЗАЩИТ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ

ЛИНИЙ 110-220 кв

А. ОСНОВНЫЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ 1.    Целью расчета защиты является определение: а)    тока срабатывания и выдержки времени; б)    чувствительности, а также выявления необходимости установки в защите органа направления мощности. 2.    Ток срабатывания первой ступени защиты (отсечки без выдержки времени) должен быть отстроен: а)    от тока в линии при замыкании на землю на шинах ее противоположного конца при выполнении защиты направленной, а также и при замыкании на землю на шинах данного конца линии при выполнении защиты ненаправленной; б)    от токов нулевой последовательности в линии, возникающих при неодновременном включении фаз выключателя (п. ИА-8). Отстройка защиты по п. «б» необходима в случаях, когда время срабатывания защиты может оказаться меньше разброса времен включения отдельных фаз выключателя (например, при пофазном управлении приводами выключателя или при отсутствии на линии разрядников и применении в защите в связи с этим быстродействующего выходного промежуточного реле). При выборе тока срабатывания первой ступени защиты необходимо также учитывать случаи замыкания на предыдущей линии в режиме, когда эта линия вхлючена только со стороны подстанции, ближайшей к месту установки рассматриваемой защиты. Такие случаи возможны при каскадном отключении повреждения или при включении линии от устройства АПВ на неустранившесся замыкание. Так, например, ток срабатывания первой ступени защиты, установленной на линии п/ст. А — п/ст. Б со стороны п/ст. А (рис. 8). должен быть отстроен от тока в месте установки защиты в режиме, когда на линии л/ст. Б — п/ст. В, отключенной со стороны п/ст. В, имеется замыкание на землю. 3.    Ток срабатывания второй ступени защиты (отсечки с выдержкой времени) при выполнении ее направленной должен быть отстроен от тока в линии при замыкании в конце защищаемой зоны первой ступени предыдущей защиты, при этом выдержка времени второй ступени должна быть согласована с выдержкой времени первой ступени предыдущей защиты (рис. 6. характеристики защит 1,3 и 7). 0iril    в*тЬ —О— - быялючол+лЬ бклачвя —■— - выключатель отм&*н Рис. 8. Возможный расчетный режим для определения тока срабатывания отсечки без выдержки времени.

В случае если выбранная таким образом вторая ступень защиты нс удовлетворяет требованию чувствительности (п. ПА-17), то для увеличения чувствительности этой ступени может оказаться целесообразным ток срабатывания ее отстроить от тока в данной линии при повреждении в конце защищаемой зоны второй ступени предыдущей защиты; при этом выдержка времени рассматриваемой второй ступени должна быть согласована с выдержкой времени второй ступени предыдущей защиты (рис. 6. характеристика защиты 5). Ток срабатывания второй ступени защиты при выполнении ее ненаправленной должен быть дополнительно отстроен также от тока в линии при замыканиях в конце защищаемых зон первых ступеней (для защит с характеристиками /. 3 и 7. рис. 6) или соответственно вторых ступеней (для защиты с характеристикой 5, рис. 6) защит других линий, приключенных к шинам данной подстанции. 4.    Ток срабатывания третьей ступени защиты должен быть отстроен от тока небаланса в нулевом проводе трансформаторов тока при внешних замыканиях между фазами (п. ПА-15), если рассматриваемая ступень защиты нулевой последовательности имеет выдержку времени, равную или меньшую, чем защита от замыканий между фазами на поврежденном элементе; как правило, указанное соответствует условию отстройки от токов небаланса при замыканиях за трансформаторами подстанций, примыкающих к обоим концам линии. При таком выборе тока срабатывания третьей ступени защиты линии данная ступень защиты может оказаться не согласованной по чувствительности с дифференциальной защитой силовых трансформаторов. Однако возможность отключения линий при замыканиях на землю в трансформаторах мала, так как для этого необходимо маловероятное совпадение условий повреждения в зоне нечувствительности дифференциальной защиты трансформатора и отказа в действии его газовой защиты. Время действия резервной ступени защиты определяется по возможности по ступенчатому принципу. В некоторых случаях (например, в целях уменьшения времени отключения повреждения на защищаемой линии, для облегчения согласования характеристик защит) может оказаться целесообразным ограничить чувствительность третьей ступени защиты и согласовать ее со второй ступенью предыдущей защиты (или с третьей ступенью четырехступенчатой защиты, как показано на рис. 6 для характеристики защиты I). Для повышения селективности действия защиты при замыканиях в конце зоны резервирования, токи срабатывания третьих ступеней защит смежных участков сети желательно согласовывать по чувствительности; в большинстве случаев указанное условие согласования не приводит к загрублению защиты в связи с наличием подпитки (например, от трансформаторов с заземленными нейтралями) на промежуточной подстанции. 5.    Ступень защиты, имеющая ускорение после АГ1В, должна быть отстроена от: а) режима неодновременного включения фаз выключателя, поскольку этот режим сопровождается то-

---

хами нулевой последовательности в месте включения зашиты; б)    бросков токов намагничивания питаемых по данной линии трансформаторов, имеющих заземленные нейтрали, в случаях, указанных в п. 1Б-8; в)    тока небаланса в нулевом проводе трансформаторов тока, соответствующего наибольшему току качаний. если на линии предусмотрено несинхронное АПВ. Отстройка защиты по п. «а» выполняется в соответствии с п. 1Б-8, ло я. «бэ — э соответствии с л. 1Б-8 и п. ПА-16 и яо п. «в» — в соответствии с п. ПА-44. Ступень защиты, имеющая ускорение после АПВ, должна удовлетворять требованию чувствительности в режиме одностороннего включения поврежденной линии (п. ПА-17). 6.    При наличии на одиночной линии ответвлений к подстанциям с трансформаторами (рис. 9) токи срабатывания отдельных ступеней защиты линии выбираются аналогично случаю отсутствия ответвлений на линии (п. ИА-2, 3 и 4). При этом предполагается, что для предотвращения потери линии при замыкании на землю в трансформаторе на ответвлении, на линии предусмотрено устройство АПВ, а защита трансформаторов на ответвлениях выполнена с самоудерживаиисм отключающего импульса в выходных цепях. В случае, когда нейтрали трансформаторов иа ответвлении заземлены, выбор токов срабатывания первой и второй ступеней защиты производится в реально возможном режиме отключения наибольшего числа трансформаторов на ответвлениях. Чувствительность зашиты линии при этом должна быть проверена для случая включения реально возможного наибольшего числа трансформаторов на ответвлениях. имеющих заземленные нейтрали. При наличии на линии ответвлений, трансформаторы которых имеют заземленные нейтрали, вследствие влияний последних защищаемая зона первой ступени защиты нулевой последовательности, как правило, охватывает только небольшую часть линии. В связи с этим для повышения чувствительности может возникнуть вопрос о целесообразности применения на линии токовой защиты обратной последовательности с блокировкой от тока или напряжения нулевой последовательности. При применении такой блокировки чувствительность защиты обратной последовательности повышается в связи с тем, что не требуется отстройка последней от замыканий за т^нсформатором ответвления. 7.    Защита нулевой последовательности линий с двусторонним питанием должна быть согласована с аналогичными защитами смежных линий с односторонним питанием в условиях, когда последние переводятся в нелолнофаэиый режим, при этом: а)    вторая ступень рассматриваемой защиты должка быть согласована с лерзой ступенью зашиты линии с односторонним витанием при переводе последней в неполнофазный режим; б)    ток срабатывания третьей ступени рассматриваемой защиты должен быть отстроен от токов нулевой последовательности нагрузки в неполиофазном режиме работы линии с односторонним питанием; определение токов нулевой последовательности для этого режима производится в соответствии с указаниями п. ПА-8. В тех случаях, когда согласование зашиты по п. «а* приводит к недопустимому ее загрублению, может оказаться необходимым снизить ток срабатывания первой ступени защиты линии, работающей в неполиофазном режиме, допуская неселективное действие этой защиты (учитывая, что такой кеполиофаз-ный режим обычно бывает кратковременным). 8.    Определение токов нулевой последовательности при неодновременном включении фаз выключателя про

изводится в соответствии с рис. 10. на котором даны схемы замещения и расчетные выражения для случаев разрывов одной н двух фаз. В выражениях (1) н (2) рис. 10 должен быть учтен угол расхождения э. д. с., имеющийся в рассматриваемом режиме. При несинхронном АПВ этот угол должен быть принят равным 180е. 9.    Первичный ток срабатывания ступеней защиты, выполняемых в виде токовых отсечек ‘ без выдержки и с выдержкой времени, определяется из выражения 7с.а“ Vp.c4*    <1Ы) где Iр*еч— расчетный ток (утроенный ток нулевой последовательности), от которого защита должна быть отстроена; км— коэффициент надежности, учитывающий ошибки реле, влияние апериодической слагающей и необходимый запас; принимается для токоаой отсечки без выдержки времени 1.2 —1,3 и с выдержкой времени порядка йн=* 1,1. 10.    Расчетный ток в выражении (11-1), как правило, следует принимать равным максимальному действующему значению периодической слагающей начального тока замыхания на землю, независимо от выполнения защиты с выдержкой времени или без таковой. Допустимость расчета защиты с выдержкой времени по начальному значению тока замыкания обусловлена следующим. Ток срабатывания указанной защиты, выбираемой по условию согласования с предыдущей защитой, определяется только током срабатывания последней и максимальным коэффициентом токораспре-деления Ат (п. ПА-13) в схеме замещения нулевой последовательности при замыкании * конце защищаемой зоны предыдущей защиты. С изменением во времени тока в месте замыкания на землю величина указанной зоны меняется, при этом коэффициент токорас-пределения кг остается постоянным для линий в сетях радиальной конфигурации и несколько изменяется в случаях, когда предыдущая защита установлена на параллельных или кольцевых линиях. Однако неучет в этих случаях изменения коэффициента токораспределения (йт) при расчете вторых ступеней защит допустим в связи с тем. что изменение тока в сторону увеличения из-за влияния регуляторов напряжения незначительно и им можно пренебречь, а уменьшение тоха приводит к сокращению зон действия рассматриваемых защит и как следствие этого к уменьшению коэффициента токораелределения йт; таким образом, согласование пусковых тоховых органов защит по начальным значениям токов короткого замыкания обеспечивает селективность этих защит при изменении во времени тоха повреждения. Для определения расчетного тока в большинстве сл\чгев допустимо пользоваться простейшим способом вычисления тска короткого замыкания, исходя из

---

э. д. с. генераторов, равной номинальному напряжению, приравнивая сопротивления обратной последовательности генераторов их сопротивлениям прямой последовательности и учитывая тольхо реактивные составляющие сопротивлений элементов системы, при этом нагрузочные сопротивления допустимо не учитывать.

И- При вычислении тока короткого замыкания /р*еч в выражении (11-1) в качестве расчетного повреждения принимается однофазное или двухфазное замыкание на землю в зависимости от того, при каком виде замыкания величина тока нулевой последовательности в месте повреждения (а значит, и в месте установки защиты) имеет большее значение.

Отношение токов нулевой последовательности в ме

сте повреждения при двухфазном (/^<‘^,|)) и при однофазном /q* замыканиях на землю равно:

С»

4°

^Z0l

It

²+2-

1 +

22

01

It

где

»

01-2)

2_0s и 2,_s—результирующие реактивные сопротивления нулевой и прямой (обратной) последовательностей.

При 2_0t<Z_lt /Р>4'>.

tf; CrtMO JOKfujtMUt npv cfp».'6t Myt Mtmdy гпцчкомиик S cttMt ouC„0.

T r -b£Ll bn. . -

/it* Z«c

iQ*i<ue*u0 при o6p*&e одной немой ппсикоми nthf & cte~e PUC..O*.

Рис. 10. Схема замещения и расчетные выражения для определения тока нулевой последовательности в линии при неполнофазных нагрузочных режимах.

Примечания:!. В выражениях (I) и (2) £_с]_а и £_сц,— эквивалентные э. я. с. систем должны быта определена* со выражению

*с*и

Z_C+Z_H'

2. Для случая одиосторомиего питания со стороны системы I:

*1с11=*2с11"*Ьс1Г"«»-

12.    При выборе расчетного режима для определения расчетного тока /р»в выражении (11-1) следует учитывать, что при внешнем для данной линии замыкании на землю ток нулевой последовательности в линии увеличивается: пктй 0( вкп Ь Q а)    с увеличением тока нулевой последовательности в месте замыкания на землю вследствие уменьшения эквивалентного сопротивления в схеме замещения прямой (обратной) последовательности; б)    с уменьшением отношения сопротивления нулевой последовательности системы со стороны, где установлена рассматриваемая защита, к сопротивлению нулевой последовательности системы с противоположной стороны. При выборе расчетного режима маловероятные режимы учитывать не следует. 13.    Расчетный ток в выражении (П-1) для выбора тока срабатывания второй ступени защиты по условию согласования ее по чувствительности с первой ступенью предыдущей защиты может быть определен графическим или аналитическим способом. Принцип применения графического способа для определения расчетного тока иллюстрирован на рис. 11. Ток срабатывания второй ступени защиты 1 отстраивается от тока в линии    при    замыкании    на землю на смежном участке в конце защищаемой зоны первой ступени защиты 2 в расчетном режиме. При аналитическом способе расчетный ток определяется по выражению W.-V&-    С'-3 4) где /'■* — ток срабатывания первой ступеии прсдыду- *’* шей защиты, с которой производится согласование; h —максимальный коэффициент токораспрсдсле-г ния (в схеме замещения нулевой последовательности) для данной линии при замыкании в конце защищаемой зоны первой ступени предыдущей защиты, представляющий отношение тока в данной линии к току в смежной линии, с защитой которой производится согласование. Если в расчетном режиме при перемещении места замыкания на предыдущей линии (с зашитой которой производится согласование) коэффициент токораспре-деления кт для данной линии остается постоянным, то его величина может быть подсчитана исходя из схемы замещения нулевой последовательности сети для случая замыкания в любой точке предыдущей линии (или для замыкания на шинах). Указанное определение коэффициента *т полностью применимо для сетей радиальной конфигурации и кольцевых сетей с одиночными линиями без диагональных связей (рис. П-7). Как показано в приложении И, в таких кольцевых сетях расчетным режимом является режим каскадного отключения поврежденной линии (или одностороннее включение линии от устройства АПВ на иеустранив-шееся повреждение), поскольку при этом для линии, смежной с поврежденной, коэффициент токораспрсдс-ления имеет наибольшую величину, причем значение его не меняется при перемещении места замыхаиия на поврежденной линии. В тех случаях, когда в расчетном режиме при перемещении места повреждения на предыдущей линии, с первой ступенью защиты которой производится согласование, коэффициент токораспрсделения kr меняется (например, в случае параллельных линий на предыдущем участке или при наличии в схеме замещения нулевой последовательности обходной связи для прсды-

Лкп в

---

Рис. 12. Определение коэффициента токораспределения kT для случаев выбора вторых ступеней защит и характеристики защит. гае /||б уст— ток небаланса в нулевом проводе транс-форматоров тока в установившемся режиме при внешних замыканиях между тремя фазами (п. ИЛ-15); 1.25 — коэффициент надежности, учитывающий ошибку реле и необходимый запас; коэффициент, учитывающий переходный режим (наличие апериодической составляющей тока); при отсутствии в данной ступени защиты ускорения после АПВ *,nrp= I, при выполнении третьей ступени защиты с ускорением после АПВ kaMp может быть принят равным: 2,0 —при времени действия защиты до 0.1 сек; 1,5 — при времени действия защиты до 0,3 сек. 15. Ток небаланса в нулевом проводе трансформаторов тока в установившемся режиме трехфазного короткого замыкания /и6 уст для трансформаторов тока, выбранных по кривым кратности при 10% погрешности, может быть с достаточной для практических расчетов точностью определен по выражению [Jl.lJ /ив.уст“ ^ (*) где /иб, — геометрическая сумма основных гармоник токов намагничивания трех трансформаторов тока; /ц<53 — арифметическая сумма третьих гармоник токов намагничивания (/,} трех трансформаторов тока - £/,); U — коэффициент, отражающий возможность наличия ряда неучтенных факторов, влияющих на увеличение /нб (конструктивные различия трансформаторов тока, возможность неодинакового числа витков их вторичных обмоток и пр.); принимается kf «■ 2. фициента С, устанавливающего связь между и током намагничивания /ипм трансформаторов тока, в соответствии с выражением ^иб.уст    (И-6) На рис. 14 приведены кривые вспомогательного коэффициента С для определения токов небаланса Первая слагающая (/нб() выражения (11-5) обусловлена различием токов намагничивания трансформаторов тока в отдельных фазах я принципиально может быть определена в соответствии с рис. 13,а. В условиях эксплуатации слагающая /||б, для конкретного комплекта трансформаторов тока приближенно может быть определена экспериментально по кривым намагничивания трансформаторов тока отдельных фзз. входящих в комплект. Эта слагающая примерно равна разности Д/„ам наибольшего и наименьшего из полных токов намагничивания трансформаторов тока рассматри

ваемого комплекта (рис. 13,6) при расчетном значении индукции Итралч в их сердечниках. Индукция Втр4СЧ находится по вторичной э. д. с. трансформаторов тока в расчетном режиме и их конструктивным данным. Вторая слагающая (/нСЗ) выражения (11-5) для конкретного комплекта трансформаторов тока также может быть приближенно определена экспериментально при снятии кривых иамагнк чаяния; ориентировочно полагая, что ток намагничивания состоит только из основной и третьей гармоник (/, и * ), эти гармоники могут быть определены на осиовани показаний амперметра и ваттметра. обмотка напри*' <ня которого включена на синусоидальное напряжеш .• 50 гц. В общем случае в фоектных условиях составляющая тока небаланса /<Л| для расчетных значений индукции может быть приближенно подсчитана, аналогично тому, как это показано на рис. 13,6, по заводским данным, отображающим предельные (диапазонные) положения кривых намагничивания для рассматриваемой марки стали (Л. 2 и 3]. На рис. 13,в приведены такие кривые для стали марки Э310 (ХВП). В соответствии с рис. 13,а: /ив,=гД//. Вторая слагающая (/иСа) выражения (И-5) также может быть приближенно определена ка основании заводских кривых, дающих для рассматриваемой марки стали отношение третьей гармоники к первой в токе наыагниЧк- в зависимости от индукции (например, кривые рис. 13,г), причем первая гармоника /, принимается приближенно рас мой наибольшему полному току намагничивания/|1ам, соответствующему по диапазонной кривой намагничивания втргсч н Нмллс (рис. 13,в). В этом случае слагающая может быть ориентировочно принята равной утроенному значению третьей гармоники тока намагничивания для данного значения индукции. Расчет тока небаланса /11в >ст на основании кривых рис 13,в и г может быть упрощен при наличии предварительно построенной кривой вспомогательного коэф- мб.уст

---

•€

В данном выпуске Руководящих указаний рассмотрены токовые направленные и ненаправленные защиты нулевой последовательности со ступенчатой характеристикой выдержки времени, устанавливаемые на линиях 110—220 кв с двусторонним питанием в сетях с большим током замыкания на землю.

В работе даны типовые схемы защит нулевой последовательности и указания по расчету этих защит. Для иллюстрации способов расчета защит приведен ряд примеров выбора параметров этих защит и оценки их действия для сетей 110—220 кв.

В окончательной редакции.учтены отзывы энергосистем и проектных организаций, а также решения, принятые на совещании представителей ряда энергосистем и других организаций, созванном в мае 1959 г. при ТУ МСЭС (главный специалист-электрик П. И. Устинов) по вопросам защиты линий 110— 220 кв от замыканий на землю.

Данный выпуск Руководящих указаний разработан институтом Теплоэлек-тролроект (гл. электрик — А. Б. Крикуичик), группой типовых работ Отдела релейной защиты, автоматики, телемеханики и устойчивости (ОРЗАТУ): гл. инженер проекта А. Б. Чернин. руководитель группы А. К. Мержанов, инженер Н. В. Мураш ко, пол общим руководством А. М. Федосеева.

В процессе разработки данного выпуска Руководящих указаний в обсуждении и принятии решений принимали участие работники сектора релейной защиты и автоматики отдела (начальник сектора В М. Ермоленко, гл. инженер проекта С. Я. Петров гл. инженер проекта Н. Е. Рибель и руководитель группы М. М. Богина).

В работе использованы материалы Ленинградского отделения института Гидроэнергопроект (сектор релейной защиты и автоматики, зам. нач. сектора

П. А. Фомин).

Много ценных соображений и рекомендаций по Руководящим указаниям было получено от отдельных работников ряда организаций (Е. Д. Зсйлид-зои — Союзглавэнерго, Н. В. Виноградов — Мосэнерго. О. Л. Ривкин — Леи-энерго, М. И. Царев —ВНИИЭ, Б. А. Хомутов—Новосибирскэнерго. В. А. Сатаров и Н. С. Кобякова — Мосэиергопроект. В. И Дорофеев — Днепроэнерго, Е. С. Габа — Донбассэнерго. В. Н. Блинова —ОДУ Урала и другие).

6П2.13 Руководящие указания по релейной защите. Вдп. 2. Стуленштая токовая защита нулевой последователь-Р84 пости от замыканий на землю линий 110—220 кв. М,—Л., Госэнергоиздат, 1961.

64 с. с черт.    6П2.13

Редактор А. К. Мержанов    Техн.    редактор    //.    И.    Борунов

Сдано в набор 20/XIJ 1960 г.    Бумага    84X108'/,,    Подписано    к    печати    3/V    1961    г.

Т-05907    Тираж    25    000    экз.    Цена    44    коп.    6,56 печ. л. Уч. изд. л. 8,8    Зак.    2633

Типография Госэнергоиздата. Москва, Шлюзовая наб.. 10.

Рис. 14. Вспомогательный коэффициент С для определения /кврас^ в нулевом проводе трансформаторов тока. Nt кривой Материал сердечнике* Типы трансформаторов тока 1 8810 ТФНМ0. ТФН230. ТФКН220. ТФКНЗЭ0, нее исполнен»* ТВТ (•строенные и силовые трансформаторы). TBMII0. ТВДМП0 г 942 тнмпо. тндммо. твдг» в нулевом проводе для ряда типов трансформаторов тока 110—220 кв в соответствии с выражением (М-6). (И-7) Для нахождения значения С следует по вторичной 9. д. с. трансформаторов тока в расчетном режиме подсчитать индукцию в сердечниках трансформаторов тока. Ток намагничивания /«а* в выражении (П-в) определяется для расчетного значения индукции ло конструктивным данным трансформаторов тока и соответствующей кривой намагничивания. На рис. 15 [Л. 2) приведены конструктивные данные ряда типов трансформаторов тока 110—220 кв, а также кривые намагничивания для сталей марок Э42 и ЭЗЗО. необходимые для пользования кривыми рис. 14. Для трансформаторов тока, выполненных на марках стали, отличных от марок, приведенных на рис. 13 н 15. должны быть использованы соответствующие заводские характеристики или получены экспериментальные данные для построения кривых, аналогичных таковым на рис. 13—15.

Следует отметить, что определение тока небаланса в нулевом проводе трансформаторов тока по выражениям (II-5) и (11-6) производится в режиме трехфазного короткого замыкания (как было отмечено выше), а не замыкания между двумя фазами. Указанное обусловлено тем. что в последнем случае расчетное значение тока небаланса меньше (при неизменном первичном токе), поскольку при этом вторая слагающая тока небаланса в выражении (11-5) равна разности значений третьих гармоник токов намагничивания трансформаторов тоха. Для грубо ориентировочных расчетов. при отсутствии данных для производства расчета по выражению (II-5) или (II-6). ток небаланса /„е. те» может быть определен но следующему выражению. составленному в предположении, что трансформаторы тока удовлетворяют кривым кратности тока при 10% погрешности: ^иб.уст “ т^расч’ где    0-5    —    1.0 — коэффициент од нотипности трансформаторов тока (в зависимости от кратности токов короткого замыкания и значения сопротивлений во вторичных цепях трансформаторов тока); /т*» 0,1—относительная максимально возможная погрешность трансформаторов тока при внешнем замыкании; /    — расчетный ток внешнего замыка- р ния между тремя фазами. 16. Выбор тока срабатывания защиты по условию отстройки его от броска токов намагничивания трансформаторов, имеющих заземленные нейтрали и включаемых под напряжение при включении линии, следует производить с учетом следующего. Наибольший бросок тока в нулевом проводе трансформаторов тока имеет место при включении трансформатора в момент прохождения вынужденной слагающей тока намагничивания в одной из его фаз через максимум, так как это сопровождается появлением в данной фазе апериодической составляющей наибольшей величины: при этом влиянием токов намагничивания двух других фаз можно пренебречь ввиду их малости. При наличии линии большой протяженности бросок тока намагничивания уменьшается в зависимости от соотношения сопротивлений рассеяния трансформатора и суммарного сопротивления линии и системы, к которой она приключена; при этом затухание апериодической слагающей тока, как правило, ускоряется ввиду наличия активного сопротивления линии и системы. Ввиду отсутствия проверенных расчетных данных о бросках тока намагничивания в нулевом проводе трансформаторов тока, впредь до уточнения указанного вопроса. 70к срабатывания защиты нулевой последовательности грубо ориентировочно можно принимать:

---

ПРЕДИСЛОВИЕ

Последнее издание Руководящих указаний по релейной защите (части I! и III —типовые примеры схем и расчетов), выпущенное в 1948 г. а качестве дополнения к директивной части Руководящих указаний 1945 г., в настоящее время устарело и не соответствует действующим директивным материалам по релейной защите (раздел III «Защита и автоматика» Правил устройства электроустановок 1957 г., решения, эксплуатационные и противоаварнйные циркуляры). Практика проектирования и эксплуатации релейной защиты в последние годы показала, что содержащиеся и Правилах устройства электроустановок общие указания недостаточны для унификации и распространения наиболее передовых решений. В частности, отсутствие конкретных примеров рекомендуемых схем приводило к чрезмерному и необоснованному разнообразию исполнения устройств релейной зашиты, в том числе и неоправданно сложных. Руководящие указания по релейной защите подготовлены Институтом Теплоэлектропроект и утверждены Главэнергонроектом Министерства строительства электростанций и Главным энергетическим управлением при Госплане СССР (Союзглавэнерго). Они будут издаваться отдельными выпусками по мере их подготовки к печати.

Настоящие Руководящие указания в основном соответствуют разделу III «Защита и автоматика» Правил устройства электроустановок 1957 г. и директивным материалам. Однако не исключена возможность временных расхождений между Руководящими указаниями и этими документами, которые будут изданы в дальнейшем. В таких случаях обязательными явятся Правила и директивные материалы. Руководящие указания являются рекомендуемыми материалами, которым должны следовать как проектные. так и эксплуатирующие организации с целью максимального применения типовых решений, удешевления и ускорения строительства электроустановок, внедрения в эксплуатацию наиболее совершенных и проверенных опытом решений. Отступления от соответствующих решений, приведенных в Руководящих указаниях. допускаются в тех случаях, когда это обосновано конкретными местными условиями, а также для ранее запроектированных, уже монтируемых или действующих устройств, если эти отступления не ведут к серьезным эксплуатационным недостаткам и не противоречат принципиальному направлению Руководящих, указаний.

---

ГЛАВА ПЕРВАЯ

СХЕМЫ ЗАЩИТ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ОТ ЗАМЫКАНИЙ

НА ЗЕМЛЮ ЛИНИЙ 110-220 лгв

А. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 1.    В настоящем разделе рассмотрены типовые схемы ступенчатых токовых защит нулевой последовательности от замыканий на землю линий 110—220 кв в сетях с большим током замыкания на землю(рис. 1—4). 2.    Схема защиты, приведенная на рис. 1, дана для случая выполнения защиты с трехступенчатой, на рис. 2 — с двухступенчатой и на рис. 3 — с четырех-ступскчатой характеристиками выдержки времени (последняя схема—для параллельных линий с включением ■гегвертой ступени зашиты на сувгыу токов этих линий). На рис. 4 приведена предварительная схема комплектного реле защиты нулевой последовательности, намеченного к выпуску Чс<хжсарским электроаппаратным заводом, которое может быть использовано для выполнения защит с трех- и двухступенчатыми характеристиками выдержки времени (рис. 1 и 2). Б. ПРИНЦИПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ СХЕМ ЗАЩИТЫ 1.    В схемах, приведенных на рис. 1—4, все ступени защит, кроме последней, являются токовыми отсечками, ток срабатывания которых отстроен от тока замыкания на землю в фиксированной точке, а последняя ступень. выполняющая также функцию резервирования защиты предыдущего участка.—токовой защитой с током срабатывания, отстроенным, как правило, от токов небаланса в нулевом проводе трансформаторов тока при внешних замыканиях между фазами. 2.    Схемы предусмотрены для выполнения защит от замыканий на землю, используемых в качестве как основных, так и резервных для линий с двусторонним питанием. При использовании защиты в качестве основной требования к быстродействию и чувствительности ее при повреждении на защищаемой линии в ряде случаев должны быть более высокими, чем при использовании защиты в качестве резервной. Вопросы защиты линий с односторонним питанием, учитывающие неполнофазный режим работы этих линий. в данной работе не рассматриваются. 3.    В схемах все ступени защиты приняты направленными в предположении, что это необходимо для всех ступеней по условию согласования характеристик защит. Для отдельных ступеней защиты орган направления мощности может быть исключен, если по условию селективности необходимость в нем отсутствует или он не может быть использован по условию чувствительности. В качестве органа направления мощности приняты реле типов РБМ-178 и ИМБ-178 (возможно также применение реле типа РБМ-177. намечаемого к выпуску Чебоксарским элехтроаппаратным заводом), реагирующие на мощность Sp= i/p/p sin (?p-f- 20°). В схеме на рис. 2 в качестве варианта показано применение реле направления мощности с токовой поляризацией. Учитывая относительно большое потребление цепей напряжения реле типа РБМ-178 и большую слож

ность его регулировки по сравнению с реле типа ИМБ-178, в качестве органа направления мощности целесообразно применять реле типа ИМБ-178. если оно удовлетворяет требованию чувствительности (я. ИА-20)5. Принципиальная схема присоединения обмоток реле направления мощности к трансформаторам тока и напряжения приведена на рис. 5. Пояснения о контроле цепей напряжения 3(/о. показанном в этой схеме, даны в п. 1Б-17. 4.    Предотвращение неправильного действия ступени защиты без выдержки времени при работе разрядников достигается наличием выходных промежуточных реле, имеющих время срабатывания не менее 70 мсек (РП-251). 5.    Предполагается, что токи срабатывания ступеней защит без выдержки времени отстроены от токов нулевой последовательности, возникающих при неодновременном включении фаз выключателей (л. ПА-8). 6.    Защиту от замыканий на землю, как правило, следует выполнять трехступенчатой (рис. 1 и 4). В отдельных случаях может оказаться целесообразным применение четырехступенчатой защиты с третьей ступенью, ток срабатывания и выдержка времени которой определяются условием согласования со второй ступенью защиты предыдущего участка. Применение такой защиты может потребоваться для обеспечения отключения повреждения на защищаемой линии с минимально возможной выдержкой времени (например, при использовании рассматриваемой защиты в качестве основной, по требованию устойчивости параллельной работы и пр.), в связи с чем предполагается, что вторая ступень защиты должна быть выполнена с наименьшей выдержкой времени /**0,5 сек. Прн этом вопрос о целесообразности применения четырехступенчатой защиты возникает при следующих условиях: а)    когда вторая ступень защиты с выдержкой времени /*»0.5 сек не удовлетворяет требованию чувствительности даже в режиме каскадного отключения повреждения на защищаемой линии, а время отключения такого повреждения с выдержкой времени третьей ступени при выполнении защиты трсхступснчатой чрезмерно велико; б)    когда на подстанции противоположного конца линии отсутствует надежно действующая специальная защита шин и вторая ступень зашиты линии с /<=»0.5 сек не удовлетворяет требованию чувствительности при повреждении на этих шинах, а время отключения по. вреждения с выдержкой времени третьей ступени при выполнении защиты трехступенчатой чрезмерно велико; в)    на параллельных линиях, когда для обеспечения чувствительности защиты к замыканиям в зоне резервирования необходимо включить последнюю ступень токовой защиты нулевой последовательности на сумму токов этих линий, а вторая ступень защиты с выдержкой времени /*=0.5 сек не удовлетворяет трс-

---

(Ю *220.1

Реле тпраВле HUt ГКПЦ*ХГ\) и Выходные реле Реле первой ступени Реле Второе ступени

ип ~1г- 9РПЬг ГГ пру 7Р$
U If SP1 -Wv— $P$ и гее, tfpy Нел wc^ tee, ucy ~C~3 tens /гОтсЯЯГ0 _jnZ___ NfV A 9РП6, чве •"* tOPfl A ЮРП ’Zl I ПО ОЮЖл ОЫМ 'О	Цели етктсуени»
клхвно упрЫлен ив t)Cxemo цепей оперативного тоже Крепе __ пагктени* Т«аоДОЦ

1    ступень

2    ступень 9 ступень

ы

Репе третьей ступени

Укахзтельмое репе В цепи искоренив лощить после РПв

а) Пояснгпощар схета

м ПРУ II ±Г2РУ If- пру ^ *Jr7 и х ШРУ II-

Но сигнал „ Vi реле не поднят ’

К лощите от лотытнии memdy tpajanu

11 Смете цепей нерешенного mono

Рис. I. Трехступенчатая токовая направленная защита нулевой последовательности.

ЬРП

в) Слета цепей напряжение

От mp-pcS напряжение шин <Ю+2204 иерее контакты реле голо те нив шинных рольеВикшпепей

бованию чувствительности в режиме каскадного отключения повреждения на защищаемой линии (см. раздел I В. описание схемы рис. 3).

г) когда это облегчает согласование характеристик защит; так. например, на рис. 6 четырехступенчатая характеристика защиты 3 позволяет снизить выдержку времени третьей ступени защиты /.

В дальнейшем там. где это не оговорено особо, предполагается, что защита выполнена трехступеичатой.

7. Схемы трехступеичатой и четырехступенчатой защит (рис. 1, 3 и 4) предусматривают использование отдельных реле времени для второй и третьей ступеней.

Схемы с одним общим для этих обеих ступеней защиты реле времени (с временно замыкающим контактом). запускаемым токовым реле третьей ступени, могут иметь ограниченное применение вследствие того, что при этом в ряде случаев возможно неправильное действие защит. Последнее обусловлено тем, что в схе-

Обозначение Наименование Тип /В Выключатель.......... 2Т Г Трансформатор тока..... — ЗРТ-5РТ ЭТ-521 6РМ Р.-ле направления мощности . . рБМ-178 (ил И МБ-178) 7РВ Реле времени .......... ЭВ-124 ЯРВ Реле времени......... ЭВ-132 9РПО Реле промежуточное ..... РП-261 ЮРП Реле промежуточно? .... РП-232 ИРУ—74РУ Реле указательное сери.-сное . 9С-21/0.025 ЧУ О Устройство отключающее . . . НКР-2 МйН Блок испытательный...... БИ-4 пел Сопротиалекие добавочно: 1 о я ПЭ-50 18СД Сопроти*пение добавочное ПЭ-25 4 cm ом.....*.....

Примечания:]. В качестве реле ЮРП используется реле блокировки от многократных включений. 2. В цепи ускорение авииты после ЛПВ предусмотрено использование временно звмыкакхцего контакте реле ЯРВ в свези с предположением наличия пофвзиого управления приводами выключателя. 3- В качестве варяаита и схеме лредусчотрскя возможиость выполнения ускорения защиты после АПВ с использованием контакта без ззмедлсиия реле временя второй ступени. При этом вместо контакта 2 реле СРВ используется контакт 2 реле 7РВ.

1Ю+220Л

Реле направления мощности и выходные реле. Реле второй ступени Указательное реле в цепи ускорения лощит# после ЙПЬ

Реле первой ступени

• » НЯ7 $рпвг <£Г» Г" юру 7РВ II 7 ев. II 11*4 ВРПв _3 1_ТЧз. ">/— ”1 0*4 А \/V^-■ ксл Sens, II Н*> V 9*1 Акт imra Аллягл в А -IFJ— ООП 1 1 ll и ключа упровпения

I ступень Ц ступень

д) С/емо цепей оперативного тока

-Т?

пIPV

ir

ItPH

.aev

nr

Цели

отключения

На сигналу каратель реле не повнят*

ОСхета цепей переменного тока

_    к нейтрали Ыноят

I    ПО ^220кв силового тр-ра

6РМ    От    тр-ров напрянсекия

,-W——d    шин по-220ко через

>Лконтакты реле пело**-

¹-«5    ни    я    шинных разоевинит*

лей линии.

I). Скота гитануР галяризиющви _:тл„■ ;еле направления пошнхгпи от тр-роЕ тока

(ВаоиомтЖ)

(iCxema питания поляризующей olnomnj реле направления мощности от mp+gg £ШЕ>*Ш£

(Вариант J)

Рис. 2. Двухступенчатая токовая направленная зашита нулевой последовательности.

/а 2ТТ, ЗТТ 4РТ. SPT 6РМ 7РВ вРПВ 9РП

Выключатель.........

Трансформатор тока.....

Реле тока .........

Реле направления мощности .

Реле времени .........

Реле промежуточное.....

Реле промежуточное.....

ЭТ-521

ЭВ-124

РП-251

РП-232

ЮРУ-И РУ 13УО НИН

асд

16СД

Реле указательное серяеснос. . Устройство отключающее . . .

Блок испытательный.....

Сопротивление добавочное I ом Сопротивление добавочное 4 00.1 ом ............

ЭС-21ЛЛЯ ИКР 2 БИ-4 ПЭ-М

ПЭ-25

Примечания: 1. В качестве реле 9РП используется реле блокировки от многократных включений.

При    .^^^к1°^Н1Н"^я    ****    направления    мощности    с    пол «рва уюте В обмоткой тока (ио варианту 'll).

^    мощности    с    поляризующей    обмоткой напряжении по варианту I трансформатор тока J7T

должен быть исключен из спецификации, а реле 6РМ принято типа РЬМ-178 (иди ИМВ-178).    р    <*юрм    тор

М+220ш€

' »    !    —т

•у

25

Ре* -о^- лом* лад- M^'TV u/er

1ПФРрШ ре* 0 cf#*V ycrtpteo* рсшиш после ЛЯ6

*Л*

—;}*.

Qr> т? #6 t*ppo***ap

u*J* вО i ПО* *ро» жввШФввШ ре* /слоте ли»

ШМ*#ЫШ peti*0jMUmf*4j A4»*vfl'l

_    0-1    Л-1

с' Роъуъощоо слепа

п

I •# $) Спето целой мою»***™* 1 -О

От Opyiu* Jсшит и к**с*о ^раблем** *г 20Р€г К откла*о*ощс*у устреостёу to wm /1-2

К souivr* cm Kt~vrom*J nt*Oy <?Q/0~V Т960 От лощи ты муле $$0 лсслеЫот лтм

<М Сяе*о исгеи гъромрыныо тело (Зсроомт I) От яоисивш Ф«г4я/ лослеОЬОот лмл/^2

Cm испытет    5*7 ОРТ 7РТ

Олеко Г9бв у Suenu mp-pot ^< тско ,шжм/1-1<

1-2) Света целей *ере****ого тока/QopuoemJ)

2) Скепа цепей олероти4ноео тс^о
J."* <г и	Mj eu/wo/9 У*оютель реле *е псЗлмт •
6) Спето цело0 сиглаки/аиио

Рис. 3. Четырехступеичатая токовая направленная защита нулевой последовательности параллельных линий с включением четвертой ступени защиты на сумму токов обеих линий.

IB. 2В	Выключатель..........		!8У0	Устройство отключающее . . .	НКР-2
ЗТТ. 4ТТ	Трансформатор тоха.....	—	4ОБИ	Блок испытательный	ВИ-в
SP7—7PT	Реле тока • • .......	ЭТ-521	госд	Conpoiявление добавочное 1 ом	ПЭ-5Э
8РМ	Реле направления мощности • •	РБМ-178 «или ИМБ-178)	ЛСД	Сопротивление добавочное 4 ОХ) ом...........	ПЭ-25
9РВ	Реле времени . . .......	ЭВ-114	22 Р Г	Реле тока ............	ЭТ-521
I0PB	Реле времени...........	ЭВ-124	23 Р В	Реле времени ..........	ЭВ-134
IIP/JB	Реле промежуточное......	РП-251	24P/I	Реле промежуточное......	РП-23
Г2РП	Реле промежуточное......	РП-23	25РУ	Реле указательное сериссиое . •	ЭС-21/0.015
12РП	Реле промежуточное......	РП-232	26УО	Устройство отключающее ....	НКР-2
14РУ—17РУ	Реле указательное сернескос . .	ЭС-21/0.025

Примечания: I. В качестве реле ISРП используется реле блокировки от многократных включения.

_ 2. На чертеже даны схема и спецификация индивидуальной защиты линии Л-i (J6 5—2!) и суммарной защиты линий Л-1 и Л-2 по вар. I (М 22 — 26). Выполнение индивидуальной защиты линии Л-2 аналогично приведенной защите линии Л-1.

3. В схеме рис. 6-2 роде тока 22РТ’ предполагается выполненным с двумя обмотками, каждая из которых состоит из двух секций, расположенных на обоих полюсах реле.

IB. 7В	Выключатель..........
ЗТГ. 4ТТ	Трансформатор тока......	—
5-1РГ—S-3PT	Реле тока ............	ЭТ-621
S-4PM	Реле направления мощности . .	РВМ-1'8 (или
		И МО 178)
5-iPB	Реле времени ...........	ЭВ-124
S-6PB	Реле времени ..........	ЭВ-132
&-7РПВ	Реле промежуточно*......	РП-251
В4РУ- 5-11РУ	Реле указательное ссряесиос . .	ЭС-21/0.07$(или ЭС-21/0.06)
S-I2CM	Сопротивление добавочное
	4 ООО ом (пли 1 ОСО ом).....	ПЭ-28

STT
Рис. 4. Трехступенчатая токовая направленная защита нулевой последовательности при использовании комплектного реле (предварительная схема)

6) Цепи переменного тою

Примечания:!. Знаком 0 обозначены зажимы комплектного реле. Номера зажимов даны условно.

2.    Предполагается, что в реле времени 5-SPB и 5-6РВ предусмотрены искрогасительимс контуры, включенные параллельно обмоткам.

3.    Испытателым* блоки в схеме-не показаны.

«. Параметры указательных реле в-ЛРУ— 6-ПРУ и добавочного сопротивления 8-1КД длкы п спецификации для напряжения оперативного постоянного тока 220 в; для напряжения оперативного постоянного тока ПО • соответствующие данные приведены я скобках.

1

   Защита предназначена для параллельных линий, оборудованных выключателями с трехфазным приводом. и выполнена исходя из следующих условий:

а)    обеспечение требования чувствительности защиты к замыканням в зоне резервирования обусловливает необходимость включения пускового органа се последней ступени на сумму токов обеих линий;

б)    вторая ступень защиты с выдержкой времени /*>0,5 сек не удовлетворяет требованию чувствительности даже в режиме каскадного отключения повреждения на защищаемой линии, а увеличение выдержки времени данной ступени для повышения ее чувствительности нежелательно в целях максимально возможного сокращения времени отключения повреждения на линии;

в)    третья ступень защиты удовлетворяет требованию чувствительности в режиме каскадного отключения повреждения на защищаемой линии.

2

   Применение суммарного включения четвертой ступени защиты, помимо указанного выше повышения ее чувствительности, облегчает согласование характе ркстик защит (повышая нх стабильность) и сокращает количество реле, необходимых для защиты линий.

Основными недостатками суммарного включения ступени защиты по сравнению с включением се на ток одной линии являются:

3

Рис. N. Определение тока срабатывания второй ступени защиты графическим способом.

4

—ток срабатывания первой ступени защиты 7:    —ток

срабатывания агорой ступени защиты /; /_расч —расчетный ток для определения    й„ — коэффициент надежности.

дущего участка) применение аналитического способа не может быть рекомендовано ввиду затруднительности определения расчетной величины коэффициента k_t. Использование в этих случаях коэффициентов fe_T, найденных аналитическим способом по условию замыкания на шинах, может привести к большим погрешностям при определении /_р,_сч.

Например, для схемы рис. 12,з при выборе тока срабатывания второй ступени защиты / по условию согласования с первой ступенью защиты 2 пользование аналитическим способом затруднительно, если расчетным режимом является работа обеих параллельных линий п/ст. Б — п/ст. В (п. 11 Б-9). так как в этом случае коэффициент токораспределення k_T для линии п/ст. А — п/ст. Б меняется при перемещении места повреждения- вдоль линии п/ст. Б — п/ст. Ь.

В случае выбора тока срабатывания второй ступени защиты 1 по условию согласования со второй ступенью 2 (рис. 12,а и 12,6) определение расчетного тока    как    правило, может быть произведено ана

литическим способом по коэффициенту токораспределе-ния А_т, найденному для случая замыкания из шинах п/ст. В. Подсчитанный таким образом расчетный ток /_р4СЧ будет иметь преувеличенное значение, если при замыкании (в расчетном режиме) на шинах п/ст. В ток в линии п/ст. Б — п/ст. В будет меньше тока срабатывания второй ступени защиты 2. Указанное обусловлено тем. что при работе обеих линий п/ст. Б — п/ст. В и замыкании на одной из них коэффициент *_т для линии п/ст. А—п/ст. Б растет с перемещением места замыкания к шинам п/ст. В. Поэтому в этих случаях такой способ расчета тока срабатывания защиты допустим, если и при его использовании рассматриваемая ступень защиты с запасом удовлетворяет требованию чувствительности.

14. Отстройка тока срабатывания третьей ступени защиты от тока небаланса трансформаторов тока производится по выражению

5

Необходимо отметить, что в эксплуатации в некоторых случаях выявлена вибрация контактов реле типа РБМ-178 при токах, презышающих 3/_иом.