Название: Основные особенности продольных дифференциальных защит электрооборудования (Багинский, Л.В.)

Жанр: Технические

Просмотров: 1229


8.5.  определение  коэффициента чувствительности

 

Приемлемость выбранных параметров срабатывания ДЗТ для данного защищаемого объекта оценивается по величине минимально возможного значения коэффициента чувствительности KЧ. Нормативное значение его, с которым сопоставляется полученное в расчете, Кч норм= 2. Расчет коэффициента чувствительности ДО не отличается от аналогичного расчета для любой другой защиты. Для этого по наименьшему току КЗ (из всех возможных их видов в расчетной точке) минимального режима в той точке зоны защиты, где ток в месте КЗ минимален, IK min  и по току срабатывания отсечки  IДО  определяется искомый показатель

.                                                    (22)

Определение коэффициента чувствительности ДЗТ с несимметричной схемой торможения производится в общем случае в трех режимах: КЗ

в режиме опробования подачей напряжения с одной из сторон защищаемого объекта, в режиме КЗ с отключенной стороной, ток плеча которой является тормозным током (режим без торможения при несимметричной схеме торможения), и КЗ в режиме работы защищаемого объекта по штатной схеме (режим с торможением). Если защищаемый объект обладает собственным сопротивлением, расчет в первом из названных режимов ведется для точки КЗ, расположенной за защищаемым объектом на ветви с наибольшим сопротивлением. В этом режиме допускается величина коэффициента чувствительности меньше 2, причем нормативная величина устанавливается в зависимости от вида защищаемого объекта. Во втором режиме за расчетную точку КЗ принимают ветвь, со стороны которой расположен наименее мощный источник питания (т. е. имеющий наибольшее сопротивление в минимальном режиме ЭЭС). В последнем из названных режимов в общем случае расчет ведется для точек КЗ со всех сторон защищаемого объекта (т. е. для всех возможных сочетаний тормозного и дифференциального токов). Однако в этом режиме ток срабатывания ДЗТ зависит от тормозного тока. Ток срабатывания определяется графически  по тормозной характеристике по той же методике, что и для ДЗТ с симметричной тормозной характеристикой. Чувствительность ДЗТ с симметричной тормозной характеристикой определяется в режимах опробования и при работе в штатной схеме на основании следующих соображений. Расчетное значение тока КЗ определяется для условий металлического замыкания при тормозном токе, существующем при КЗ в расчетной точке. В то же время большинство КЗ – дуговые, т. е. через переходное сопротивление. В общем случае защищаемый объект имеет ветви нагрузки, т. е. ветви, не имеющие собственного источника питания. Поскольку расчетным видом КЗ всегда является несимметричное КЗ, при котором, как известно, в месте повреждения сохраняются напряжения прямой и обратной последовательностей, сохраняется и ток в ветви нагрузки, который увеличивает тормозной ток. Переходное сопротивление в месте КЗ будет увеличивать это напряжение, а значит, возрастут и токи нагрузки и тормозной. Предполагается, что в расчетных условиях при значительном повышении переходного сопротивления напряжение в месте КЗ достигает величины, соизмеримой с номинальной, а значение тока нагрузки – с номинальным током Iном. Естественно, рост переходного сопротивления вызывает уменьшение тока КЗ. Поэтому если отражать изменения величин токов КЗ и тормозного в поле координат тормозной характеристики в виде траектории расчетной точки КЗ, то эта точка с ростом переходного сопротивления будет не только снижаться. Она еще будет смещаться в сторону оси ординат, так как с уменьшением тока повреждения уменьшается и тормозной ток. Для упрощения расчетов принимают, что эта траектория есть прямая линия, направленная из расчетной точки в плоскости координат тормозной характеристики (полученной по результатам расчета тока металлического КЗ)

в точку на оси абсцисс Iном (рис. 15, прямая КН). Ордината точки пересечения этой прямой с тормозной характеристикой и есть искомый ток срабатывания ДЗТ при наличии торможения ICЧ. Если в ДЗТ использована линейная тормозная характеристика, ток срабатывания может быть определен аналитически по тем же формулам, что и для ДЗТ с симметричной тормозной характеристикой (см. ниже). Режим работы ЭЭС, вид КЗ и расчетная точка КЗ выбираются из тех же соображений, что при расчете коэффициента чувствительности ДО. Расчет величины коэффициента чувствительности  во всех этих режимах ведется по формуле (22).

 

Рис. 15

 

ДЗТ с симметричной схемой торможения, как правило, имеют нелинейную тормозную характеристику, показанную на рис. 15, которая состоит из отрезков прямых. Это дает возможность рассчитывать аналитически ток срабатывания защиты, увеличенный под влиянием торможения, в режиме внутренних КЗ при сохранении тока нагрузки. Для этого в координатах тормозной характеристики наносят расчетную точку КЗ К с координатами (IKp , ITОp), полученную по результатам   вычисления токов в расчетном по чувствительности режиме. В соответствии с описанным выше методом расчета необходимо определить величину тормозного тока при сквозном токе равном номинальному току защищаемого объекта (по формуле формирования тормозного тока) и отложить полученную величину на оси ординат. Если тормозная характеристика построена в относительных единицах, полученная величина тормозного тока будет равна 1 (точка Н на рис. 15). Соединив точки К и Н, получим точку пересечения этой прямой

с тормозной  характеристикой, ордината  которой определяет  расчетное по

чувствительности значение тока срабатывания IСЧ. Абсциссу этой точки IТЧ нетрудно найти как решение системы уравнений, описывающих прямые КН и наклонный участок тормозной характеристики. Уравнение наклонного участка тормозной характеристики известно, а уравнение прямой КН можно получить следующим способом. Если  продолжить эту прямую до пересечения с осью ординат (точка А), подучим начальную ординату прямой АК. Определив tg b = ICP/(ITH –1) и отрезок OA = 1 tg b, после простых преобразований получим систему исходных уравнений (в относительных единицах) для определения IТЧ:

В точке пересечения рассматриваемых прямых IC = IK, а  IT = IТЧ. После некоторых преобразований решение этой системы уравнений приобретает следующий вид:

.                              (23)

Тогда искомый ток срабатывания есть

.                                   (23а)

 

В частном случае, когда нелинейная характеристика построена с использованием луча из начала координат, уравнение наклонной части есть

IC = KTIT .                                                    (24)

Поэтому формула для определения тока IТЧ  получается после подстановки в формулу (23) (ICH, ITH) = 0, так как значения этих токов не определяют однозначно положение начальной точки наклонной части тормозной характеристики (оно зависит от параметров ICH  и KT , но эта точка всегда лежит на прямой, выходящей из начала координат).

Для ДЗТ с линейной тормозной характеристикой ток ICЧ можно определить, если в формулу (23) подставить ITH = 0.