4.4.4. Расчёт параметров срабатывания трёхступенчатых токовых защит нулевой последовательности от коротких замыканий на землю

Токовая отсечка нулевой последовательности (ТО₀) является первой ступенью комплекта защит нулевой последовательности для линий 110 кВ. Ток срабатывания ТО₀ выбирается, как правило, по условиям отстройки от утроенного тока нулевой последовательности, протекающего по защите при однофазном или двухфазном замыкании на землю (берётся большее значение) на шинах противоположной подстанции (в конце защищаемого участка) [12]:

, (4.42)

где − коэффициент надёжности;

−максимальное значение утроенного тока нулевой

последовательности, протекающего по защите при однофазном или

двухфазном КЗ на землю на шинах противоположной подстанции.

На чувствительность первая ступень защиты нулевой последовательности не проверяется [13].

Максимальная токовая защита нулевой последовательности (МТО₀) является второй и третьей ступенью комплекта защит нулевой последовательности линий 110 кВ.

Ток срабатывания второй ступени защиты отстраивается от утроенного тока нулевой последовательности, проходящего в месте установки защиты при КЗ на землю за трансформатором следующей подстанции [13]:

, (4.43)

где − коэффициент надёжности;

−максимальное значение утроенного тока нулевой

последовательности, проходящий в месте установки защиты при

замыкании на землю за трансформатором противоположной

подстанции на стороне его, примыкающей к сети с глухозаземлённой

нейтралью.

Чувствительность МТО₀ второй ступени оценивается коэффициентом чувствительности по выражению:

, (4.44)

где − минимальное значение утроенного тока нулевой

последовательности, протекающего по защите при однофазном или

двухфазном КЗ на землю (меньшее значение) на тех же шинах, где

установлена защита.

Выдержка времени второй ступени должна быть согласована с выдержкой времени первой ступени предыдущей защиты, то есть на ступень селективности с больше.

Ток срабатывания третьей ступени защиты отстраивается от тока небаланса, протекающего по защите при максимальном значении трёхфазного тока КЗ в конце защищаемого участка [13]:

, (4.45)

где − коэффициент надёжности;

;

−коэффициент однотипности трансформаторов тока;

−коэффициент, учитывающий апериодическую

составляющую тока КЗ;

−максимально возможная относительная погрешность

трансформаторов тока;

−максимальное значение тока трёхфазного КЗ в конце

защищаемого участка.

Чувствительность МТО₀ третьей ступени оценивается коэффициентом чувствительности по выражению (4.44), только минимальное значение утроенного тока нулевой последовательности подставляется при КЗ на землю в конце защищаемого участка.

Выдержка времени третьей ступени определяется по ступенчатому принципу, то есть на ступень селективности больше выдержки времени срабатывания защит смежных участков.

Для линий «Гидростроитель – Заводская» 1,2 имеем следующее:

Ток срабатывания первой ступени защиты: А;

Ток срабатывания второй ступени защиты:

Для начала определим тройной ток нулевой последовательности при однофазном и двухфазном КЗ на землю на шинах ВН автотрансформатора подстанции Заводская по выражениям (3.11) и (3.12):

Сопротивления обмоток высокого и низкого напряжений автотрансформаторов подстанции Заводская, приведённые к ступени напряжения 115 кВ, соответственно равны: Ом иОм, тогда сопротивление прямой последовательности до точки КЗ будет равно:

Ом,

сопротивление нулевой последовательности:

Ом.

Тогда получим: А;

А;

А.

Чувствительность второй ступени защиты: , то есть вторая ступень защиты удовлетворяет требованиям ПУЭ.

Выдержку времени срабатывания второй ступени принимаем 0,5 с.

Ток срабатывания третьей ступени защиты:

Определим максимальный расчетный ток небаланса при трёхфазном КЗ в конце линии: А.

А.

Чувствительность третьей ступени защиты: >1,5, то есть чувствительность третьей ступени защиты удовлетворяет требованиям ПУЭ.

Выдержку времени срабатывания третьей ступени в соответствии с имеющимися данными о защитах смежных участках принимаем 1,5 с.

Последующие расчёты для остальных линий напряжением 110 кВ сведены в таблицу 4.2.