Методические указания по выбору характеристик и уставок защиты электрооборудования с использованием микропроцессорных терминалов серии

МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ЭНЕРГЕТИКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ЭНЕРГЕТИКЕ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ РУКОВОДЯЩИХ РАБОТНИКОВ

И СПЕЦИАЛИСТОВ
-

(ПЭИпк)

КАФЕДРА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ, СЕТЕЙ И СИСТЕМ

А.Л. Соловьев

Методические указания по выбору

характеристик и уставок защиты электрооборудования с использованием микропроцессорных терминалов серии

SEPAM

производства фирмы

Шнейдер Электрик

Часть первая

г. Санкт-Петербург

2005
СОЛОВЬЕВ АЛЕКСАНДР ЛЕОНИДОВИЧ, кандидат технических наук, доцент

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫБОРУ ХАРАКТЕРИСТИК И УСТАВОК ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ ТЕРМИНАЛОВ СЕРИИ SEPAM ПРОИЗВОДСТВА ШНЕЙДЕР ЭЛЕКТРИК

Методические указания с примерами

Часть первая

Одобрены и рекомендованы к опубликованию Ученым Советом Института

Протокол № 2 от 27 октября 2004 г.

В первой
части рассмотрены методы и примеры выбора времятоковых характеристики и уставок ступенчатых защит сетей 6 - 35 кВ от междуфазных коротких замыканий (КЗ) концерна Шнейдер Электрик серии Sepam. Рассмотрены варианты согласования терминалов Sepam с различными типами реле. Предназначено для специалистов, работающих в области релейной защиты и системной автоматики, эксплуатирующих цифровые защиты серии SEPAM.

Научный редактор: М.А.Шабад, кандидат технических наук, доцент

Издание Петербургского энергетического института повышения квалификации руководящих работников и специалистов

Минпромэнерго РФ

2005

Предисловие

Известная электротехническая фирма "Шнейдер Электрик" выпускает и поставляет в Россию различное электрооборудование и в том числе микропроцессорные (цифровые) реле-терминалы серии SEPAM.

Компания Шнейдер Электрик с 2000 года приступила к выпуску новой серии микропроцессорных защит Sepam 1000+. Применяемые при разработке этой серии технические решения позволили создать фактически универсальные устройства релейной защиты с широким спектром применения в сетях 6-35 кВ. Цифровые терминалы серии Sepam 1000+ обладают всеми стандартными функциями микропроцессорных защит: измерением, релейной защиты, системной автоматики, самодиагностики, диагностики работы коммутационного аппарата и сети, цифрового осциллографирования и имеют связь с системой АСУ по интерфейсу RS-485 c открытым протоколом MODBUS. Данные устройства имеют модульную конструкцию и программное формирование защит. Применяя эти принципы при построении терминалов Sepam компания Шнейдер Электрик предлагает потребителю многофункциональные программируемые устройства для различных применений в системах релейной защиты и системной автоматики. Таким образом, наладив производство трех типов электронных аппаратов: Sepam серии 20, Sepam серии 40 и Sepam серии 80, компания Шнейдер Электрик выпускает целую серию надежных и простых в эксплуатации устройств. Снижение номенклатуры выпускаемой продукции позволило обеспечить более высокую надежность этих устройств. Терминалы Sepam имеют 16 типов различных времятоковых характеристик защит. Это позволяет использовать эти реле для работы совместно с другими устройствами релейной защиты, включая электромеханические реле.

Sepam серии 20 представляет собой терминал для использования в простых защитах одного присоединения, основанных на измерении токов или напряжений. Например: защита воздушных линий со встроенным АПВ; защита вводов и фидеров подстанции от междуфазных КЗ и замыканий на землю; защита трансформаторов 6-10 кВ малой мощности от перегрузок (в том числе тепловая защита с учетом температуры окружающей среды и двумя группами уставок для разных режимов обдува); защита двигателей от внутренних повреждений и повреждений, зависящих от нагрузки с контролем режима пуска, включая защиту от перегрузок (в том числе термическая защита с учетом температуры окружающей среды и кривой холодного состояния, которую можно отрегулировать в соответствии с характеристиками двигателя). Устройства Sepam серии 20 B21 и B22 с модулями измерения напряжения применяются для контроля напряжения и частоты сети; обнаружения потери питания при помощи органов скорости изменения частоты (для распредустройств с генераторами).

Sepam серии 40 позволяет одновременно измерять токи и напряжения. Поэтому, в дополнение к функциям Sepam серии 20, реле Sepam серии 40 обеспечивает реализацию направленных защит. Sepam серии 40 позволяют выполнить защиты кольцевых сетей или сетей с вводами, работающими параллельно; защиты от замыканий на землю для сетей с глухозаземленной нейтралью, изолированной нейтралью и резистивным заземлением нейтрали. В 40-й серии имеется редактор логических уравнений, позволяющий реализовывать различные функции автоматики. Цифровой осциллограф обеспечивает запись 12 аналоговых и 16 дискретных параметров на временном интервале до 20 секунд. В энергонезависимой памяти реле сохраняются подробный журнал последних 200 аварийных состояний и осциллограммы последних 5 аварийных режимов. Устройства 40 серии позволяют выполнять технический учет электроэнергии.

Sepam серии 80 могут быть использованы для защиты любого электроэнергетического оборудования в сетях 6-35 кВ и силовых трансформаторов 110 (220) кВ. Устройства 80 серии обладают всеми необходимыми защитами, имеют большое число дискретных входов и выходных реле (в максимальном варианте - до 42 входов и 23 выходов), расширенный редактор логических уравнений. Это позволяет применять эти терминалы в устройствах сложной системной автоматики. Терминалы Sepam серии 80 имеют возможность построения (по 30 точкам) и реализации "пользовательской" времятоковой характеристики для токовых защит. Цифровые терминалы Sepam серии 80 применяются для защиты генераторов средней и большой мощности, трансформаторов 35-220 кВ, мощных синхронных и асинхронных двигателей, трансформаторных вводов с напряжением 6-10 кВ. Функциональное назначение терминалов Sepam серии 80 и алгоритм работы системной автоматики определяются программным обеспечением сменного картриджа. В программу сменного картриджа также записываются все настройки и регулировки, выполненные пользователем. Заменой картриджа можно изменить назначение цифрового терминала. Для сохранения большого объема записанных осциллограмм аварийных процессов (при исчезновении оперативного питания) применяется литиевая батарея.

Какие функции и параметры срабатывания (уставки) выбрать и задействовать, чтобы стандартное
заводское "реле" превратить в "релейную защиту" конкретной
электроустановки? Ответам на эти практические вопросы посвящено данное учебное пособие, предназначенное для пользователей цифровых реле-терминалов серии SEPAM.

В учебном пособии по расчетам характеристик и уставок релейной защиты электроустановок с терминалами SEPAM рассматриваются следующие вопросы:

1. Времятоковые характеристики ступенчатых токовых защит сетей 6 и 10 кВ от междуфазных коротких замыканий (КЗ) и от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) в терминалах SEPAM, предназначенных для присоединений 6-35 кВ распределительных сетей России.

2. Выбор рабочих уставок максимальной токовой защиты (МТЗ) по току и по времени при междуфазных КЗ и при ОЗЗ. Рассматриваются варианты использования различных типов реле (терминалов) на питающих и отходящих линиях в сочетаниях: SEPAM – SEPAM, SEPAM – РТ-80(РТВ), SEPAM – SPAC и т.п., а также SEPAM – ПКТ (предохранитель 6 или 10 кВ). Варианты ОЗЗ рассматриваются для разных режимов заземления нейтрали 6 (10) кВ. Приводятся численные примеры расчетов. Рассматриваются варианты выбора рабочих уставок по току и по времени для токовых отсечек, логической защиты шин 6 (10) кВ.

3. Выбор рабочих уставок защит понижающих трансформаторов 6/0,4 кВ и 10/0,4 кВ: токовой отсечки, максимальной токовой защиты, защиты от ОЗЗ, защиты от КЗ на землю в сети 0,4 кВ.

4. Ввод выбранных характеристик и уставок в цифровых терминалах Sepam.

Расчеты уставок релейной защиты и автоматики электрооборудования в России и других странах имеют многолетние традиции, им посвящен ряд изданий [1 - 6]. Современный расчетчик релейной защиты в России эти традиции должен учитывать при использовании российских и зарубежных устройств РЗА, в том числе новых микропроцессорных (цифровых) реле-терминалов серии SEPAM.

1. Выбор уставок защит линий 6-35 кВ

1-1. Основные виды и схемы сетей 6-35 кВ

Распределительные сети 6-35 кВ предназначены для передачи электроэнергии потребителям и состоят из линий электропередачи, питающих ряд трансформаторных подстанций, или вводов к электроустановкам потребителей, а также из трансформаторных подстанций и распределительных пунктов [1,2].

Электрические сети различаются по конструктивному выполнению (воздушные и кабельные линии, токопроводы), по роду тока, напряжения (табл.1-1), по режиму заземления нейтралей трансформаторов, конфигурации, назначению. К распределительным сетям относятся сети переменного тока с номинальным напряжением 0,38-35 кВ, а также сети 110 кВ, а иногда и 220-330 кВ, не входящие в так называемую основную сеть энергосистемы и предназначенные для питания трансформаторных подстанций.

Таблица 1-1

Межфазные напряжения электрических распределительных

сетей трехфазного тока 50 Гц

Сети 6-35 кВ в России работают с изолированной или резонансно-компенси-рованной нейтралью. Они характеризуются малыми токами при однофазных замыканиях на землю (ОЗЗ), т.е. не более 30 А при напряжении 6 кВ и не более 20 А при напряжении 10 кВ. С середины 1990-х годов допускается [2] заземлять нейтраль в сетях 6 и 10 кВ через активное сопротивление (резистор). В режимах с резистивным заземлением нейтрали в зависимости от параметров питающей сети и сопротивления заземляющего резистора значения тока замыкания на землю могут находиться в широких пределах от 4 до 40 А (распределительные устройства собственных нужд некоторых тепловых и атомных электростанций) и до 1000 А в новых городских кабельных сетях.

Что касается сетей напряжением до 1 кВ (в основном сетей 0,4 кВ), работающих в режиме с глухозаземленной нейтралью на стороне низшего напряжения, то значения токов при однофазных КЗ на этой стороне зависят, главным образом, от схемы соединения обмоток питающего трансформатора 6/0,4 кВ или 10/0,4 кВ. При соединения обмоток по схеме при однофазном и трехфазном КЗ значения токов примерно одинаковы. При схеме ток однофазного КЗ может быть в 3 раза меньше, чем при трехфазном КЗ в этой же расчетной точке [9, 10].

Линии распределительных электрических сетей напряжением 6 и 10 кВ часто являются радиальными (рис.1-1).

Рис. 1-1. Радиальная линия 6 или 10 кВ

Пр – предохранитель; Н – нагрузки; В – выключатель; Т – трансформатор.

В распределительных сетях 6 и 10 кВ с двумя и более источниками питания параллельная работа этих источников, как правило, не предусматривается. Сеть работает в разомкнутом режиме с точкой (или точками раздела) и, таким образом, линии работают как радиальные (рис.1-2). В случае КЗ на участках 1-2 и 2-3 аварийная мощность (и ток) имеют направление от источника А к месту КЗ.

Рис. 1-2. Сеть 6(10) кВ с двумя источниками А и В, работающими раздельно

1-5 выключатели.

Однако в ремонтных и аварийных режимах возможен перенос раздела, например, с выключателя 3 на выключатель 1 (рис.1-3). При этом изменяется и направление потока мощности, например, через пункт секционирования 2, как в нормальном, так и в аварийном режиме, например, при КЗ на участке 1-2.

Рис.1-3. Ремонтная схема сети рис.1-2 (в ремонтном или аварийном режимах)

В этом режиме защита на пункте секционирования 2 должна иметь другие уставки по току и по времени, отличные от уставок для нормального режима (рис.1-2). Аналогично и на защите пункта 4 должно быть предусмотрено два набора уставок по току и по времени. Выбор уставок для этих защит производится дважды: один раз для режима по рис.1-2, другой раз для режима по рис.1-3 или ему подобному, но с питанием от источника А при отключенном выключателе 5. Однако в каждом из этих режимов линии рассматриваются как радиальные.

При расчетах уставок релейной защиты таким образом каждая из защит 1-5 рассматривается отдельно для всех режимов работы сети. Для возможности оперативного изменения уставок РЗ 2 и РЗ 4 (возможно, и других) необходимо устанавливать по два комплекта РЗ с аналоговыми реле или по одному цифровому реле с двумя наборами уставок, что проще и дешевле. В реле серии SEPAM имеется возможность использования двух или более наборов уставок. Например, для SEPAM S20 (при включении функции логической селективности) группа уставок А используется для выполнения логической селективности, а группа В как временные уставки. В SEPAM 80 серии (с помощью редактора логических уравнений) при наличии 8 ступеней МТЗ можно реализовать до 8 наборов уставок.

В случаях параллельной работы двух линий (рис.1-4) на приемных концах каждой из них (выключатели 2 и 4), как правило, устанавливается токовая направленная защита с небольшой выдержкой времени. При КЗ на одной из линий её направленная защита быстро отключает свой выключатель на приемном конце, и, таким образом, обе линии становятся радиальными. Известны и другие способы быстрого перевода подобных линий из режима параллельной работы в радиальный режим (поперечная дифференциальная защита на выключателях 2 и 4, защита «слабой связи» на секционном выключателе 5, который на рис.1-4 показан штриховыми линиями). Терминалы SEPAM 40 и 80 серий имеют в своем составе направленные токовые защиты (код ANSI 67).

Рис.1-4. Схема сети с двумя параллельно работающими линиями Л1 и Л2

ТВ­ - направленная токовая защита SEPAM

Понижающие трансформаторы распределительных сетей различаются мощностями, напряжениями и схемами соединения обмоток (стандартными являются схемы соединения , , , а также и ), диапа- зонами и способами регулирования напряжения, напряжениями КЗ (uк
, %). Защита трансформаторов выполняется в зависимости от этих данных .

1-2. Требования к релейной защите

Релейная защита элементов распределительных сетей должна соответствовать требованиям «Правил устройств электроустановок» [2], которые предъявляются ко всем устройствам релейной защиты: быстродействие, селективность, надежность и чувствительность.

Быстродействие
релейной защиты должно обеспечивать наименьшее возможное время отключения коротких замыканий. Быстрое отключение КЗ не только ограничивает область и степень повреждения защищаемого элемента, но и обеспечивает сохранение бесперебойной работы неповрежденной части энергосистемы, электростанции, или подстанции. Быстрое отключение КЗ, как известно, предотвращает нарушение устойчивости параллельной работы синхронных генераторов и синхронных электродвигателей, облегчает самозапуск электродвигателей, повышает вероятность успешных действий устройств автоматического повторного включения (АПВ) и автоматического включения резервного питания (АВР).

Селективным
(избирательным) действием защиты называется такое действие, при котором автоматически отключается только поврежденный элемент электроустановки (трансформатор, линия, электродвигатель и т.п.).

Требования селективности и быстродействия наиболее просто удовлетворяются при использовании защит, обладающих абсолютной селективностью, как, например, дифференциальные защиты трансформаторов, линий и других элементов энергосистемы. По принципу действия они не срабатывают при КЗ на смежных элементах и поэтому выполняются с мгновенным действием на отключение поврежденного элемента. Но такие защиты не могут использоваться в качестве резервных при КЗ на смежных элементах, для этих целей применяются защиты, обладающие относительной селективностью (максимальные токовые, дистанционные), которые в общем случае должны выполняться с выдержками времени [3]. Время срабатывания этих защит в распределительных сетях выбирается, как правило, только по условию селективной работы при КЗ. Но могут быть случаи, когда требуется снижение времени отключения КЗ даже в ущерб селективности.

«Правила» [1] допускают неселективное действие защиты, исправляемое последующим действием устройств АПВ или АВР, в следующих случаях:

- для быстрого отключения КЗ с целью предотвращения нарушения устойчивой работы энергосистемы или электроустановок потребителей;

- при использовании упрощенных главных электрических схем подстанций с отделителями в цепях трансформаторов (или линий), которые отключаются в бестоковую паузу; это же допущение может быть отнесено к линиям, питающим трансформаторы, защищаемые плавкими предохранителями.

Допустимое время отключения КЗ по условиям предотвращения нарушения устойчивости работы энергосистемы или электроустановок потребителей определяется службами (группами) электрических режимов энергосистемы. Приближенно считается, что защита должна действовать без замедления при всех КЗ, обуславливающих остаточные напряжения ниже (0,6
¸
0,7)
U
ном
на сборных шинах, через которые осуществляется параллельная работа синхронных машин или питаются ответственные потребители.

Быстрое отключение КЗ может потребоваться и для сохранения в целости линий с малым сечением проводов, не обладающих необходимой термической стойкостью при имеющемся уровне токов КЗ.

Во всех остальных случаях действие защит с относительной селективностью может происходить с некоторым замедлением, однако следует стремиться к тому, чтобы замедление было минимальным. Это возможно при использовании современных цифровых реле и выключателей, при умелом применении обратнозависимых времятоковых характеристик токовых реле максимальных защит, что рассмотрено далее.

Надежность
функционирования релейной защиты предполагает надежное срабатывание устройства при появлении условий на срабатывание и надежное несрабатывание устройства при их отсутствии. Надежность функционирования релейной защиты должна обеспечиваться устройствами, которые по своим параметрам и исполнению соответствуют назначению и условиям применения, а также надлежащим обслуживанием этих устройств.

Однако многолетний опыт обслуживания аналоговых устройств РЗА, которые пока составляют большую часть работающих реле, показывает, что несмотря на проведение периодических трудоемких профилактических проверок, нет гарантии исправного состояния аналоговых реле. Цифровые реле SEPAM обладают функцией непрерывной диагностики.

Наряду с выполнением всех необходимых мероприятий по обеспечению надежности функционирования устройств релейной защиты должно предусматриваться резервирование возможных отказов защит или выключателей. «Правила» [1] указывают на необходимость установки резервных защит, обеспечивающих дальнее резервирование, т.е. способность действовать при КЗ на смежных линиях в случае отказа собственной защиты или выключателя поврежденной линии (шин, трансформатора и т.п.).

Если дальнее резервирование не обеспечивается, то должно осуществляться ближнее резервирование, т.е. установка двух или более независимых устройств защиты, резервирующих друг друга. Как правило, в сетях 110 кВ и выше также выполняются специальные устройства резервирования при отказе выключателей (УРОВ).

В тех случаях, когда полное обеспечение дальнего резервирования связано со значительным усложнением защиты или технически невозможно, «Правила» допускают не резервировать отключения КЗ за трансформатором, на реактированных линиях, в конце длинного смежного участка линии напряжением 6-35 кВ, а также на линиях напряжением 110 кВ и выше при наличии ближнего резервирования. Допускается осуществлять дальнее резервирование только при наиболее частых видах повреждения (например, при КЗ на землю в сетях 110 кВ и выше, которые составляют примерно 85% всех видов КЗ). Допускается предусматривать неселективное действие защиты при КЗ на смежных элементах (при дальнем резервном действии) с обесточиванием в отдельных случаях подстанций; при этом следует по возможности обеспечивать исправление этих неселективных отключений действием устройств АПВ или АВР.

Чувствительностью
релейной защиты называют ее способность реагировать на все виды повреждений и аварийные режимы, которые могут возникать в пределах основной защищаемой зоны и зоны резервирования. Оценка чувствительности основных типов релейных защит должна производится при помощи коэффициентов чувствительности, значения которых для разных типов защиты и реле указываются в «Правилах» [1]. Определение коэффициентов чувствительности производится при наиболее неблагоприятных видах повреждения, но для реально возможного режима работы электрической системы. Все короткие замыкания при этом рассматриваются как металлические, т.е. не учитываются возможные переходные сопротивления в месте КЗ и в том числе сопротивление электрической дуги. Исключение составляют сети напряжением до 1 кВ [9].

Если при расчете коэффициентов чувствительности выясняется, что возможно неселективное действие защиты последующего (питающего) элемента из-за отказа вследствие недостаточной чувствительности защиты предыдущего элемента, то чувствительность этих защит необходимо согласовать между собой. Методы и примеры согласования чувствительности однотипных и разнотипных защит смежных элементов, обеспечивающих их селективную работу, рассматриваются в [6]. Вместе с тем «Правила» допускают не согласовывать между собой чувствительность тех ступеней защит смежных элементов, которые предназначены для дальнего резервирования, если неотключение КЗ вследствие недостаточной чувствительности последующего (питающего) элемента, например, автотрансформатора, может привести к тяжелым последствиям. Решение об отказе согласования чувствительности защит должно утверждаться руководством энергетического предприятия наряду с решением о вынужденном выполнении неселективных защит или других отступлений от основных требований к релейной защите. В России действует Инструкция по учету действий РЗА, где оговариваются условия оформления возможных неправильных действий РЗА как заранее допущенных
(издание 1990 г.).

1-3. Общие требования к расчету (выбору уставок) релейной защиты

Расчет релейной защиты заключается в выборе рабочих параметров срабатывания (рабочих уставок) как отдельных реле, так и многофункциональных устройств защиты, в том числе терминалов серии SEPAM. Во всех существующих и разрабатываемых устройствах защиты должна быть предусмотрена возможность плавного или ступенчатого изменения параметров срабатывания в определенных пределах. Но только правильный выбор и установка рабочего
параметра превращают «реле» в «релейную защиту» конкретной электроустановки!

Традиционно выбор рабочих характеристик и уставок («настройка») РЗА производится в расчете на «наихудший случай», учитывая что неправильное действие РЗА может привести к нарушению электроснабжения. И даже при том, что действие было оформлено как заранее допущенное (см. выше), ущерб от неселективного срабатывания и, тем более, отказа РЗА может вызвать непредвиденные тяжелые последствия и для потребителей, и для электроснабжающего предприятия.

Для выполнения расчета релейной защиты (выбор рабочих характеристик и уставок) прежде всего необходимы полные и достоверные местные исходные данные, к которым относятся:

- первичная схема защищаемой сети и режимы ее работы (с указанием, как создаются рабочие и ремонтные режимы – автоматически или неавтоматически);

- сопротивление и ЭДС (или напряжения) питающей системы для максимального и минимального режимов ее работы (или мощности КЗ);

- режимы заземления нейтралей силовых трансформаторов;

- параметры линий, трансформаторов, реакторов и т.д.;

- значения максимальных рабочих токов линий, трансформаторов и т.п. в рабочих, ремонтных и послеаварийных режимах;

- характеристики электроприемников (особенно крупных электродвигателей);

- типы выключателей;

- типы и параметры измерительных трансформаторов тока и трансформаторов напряжения с указанием мест их установки в схеме сети;

- типы и параметры срабатывания (уставки) существующих устройств защиты и автоматики на смежных элементах (как питающих, так и отходящих);

- типы и принципиальные схемы устройств релейной защиты и автоматики, подлежащих расчету [7].

Для обеспечения селективности РЗ рабочие уставки защит с относительной селективностью на смежных элементах (линиях, трансформаторах) должны быть согласованы между собой. Для максимальных токовых защит речь идет о согласовании по току (чувствительности) и по времени. Поэтому выбор уставок следует производить, как правило, не для одного элемента, а для участка сети, причем «попарно»
. В каждой паре одна, например, линия и её защита будут называться «предыдущими» или нижестоящими (downstream), а другая линия (защита), расположенная ближе к источнику питания – «последующей» или вышестоящей (upstream). В течение производства расчета пары и названия элементов будут изменяться, т.е. та РЗ, которая была вышестоящей (последующей) может стать предыдущей в паре с РЗ питающей линии (трансформатора). Выбор уставок в такой сети ведется от наиболее удаленного элемента по направлению к источнику питания.

При необходимости расчета уставок защиты одного вновь включаемого элемента надо согласовать выбранные уставки с уставками существующих защит, по возможности не изменяя последних.

В общем случае релейная защита не должна ограничивать возможности полного использования основного электрического оборудования сети. Однако при разработке режимов работы сети, в свою очередь должны учитываться и технические возможности типовых устройств релейной защиты. Не исключено, что по результатам расчета уставок некоторые редкие режимы могут быть запрещены.

Необходимо комплексное рассмотрение вопросов релейной защиты и противоаварийной автоматики сети (АПВ, АВР, делительных устройств, автоматического секционирования) [6].

Немаловажное значение имеет оформление материалов РЗА.

Расчет уставок
должен состоять, как правило, из разделов:

1. Исходные данные (с указанием источников информации).

2. Расчет токов КЗ.

3. Выбор уставок (с необходимым графическом материалом в виде схем, карт селективности и др.).

4. Результаты расчета. Этот раздел должен содержать окончательно выбранные характеристики, уставки и данные для регулировки (программирования терминалов).

Рекомендуется прикладывать к расчету схему сети с условными обозначениями типов устройств релейной защиты и указанием выбранных уставок. В характерных точках сети на схеме могут быть приведены значения токов КЗ.

На основании расчета составляются задания на наладку защиты каждого из элементов сети.

Задание на наладку защиты
должно содержать:

1) наименование и технические данные защищаемого элемента (необходимые для расчета токов КЗ и уставок защиты);

2) тип, коэффициент трансформации, схему соединения и место установки трансформаторов тока и, при необходимости, трансформаторов напряжения;

3) номера принципиальных схем релейной защиты, автоматики и управления защищаемого элемента, дату их выпуска и наименование организации, выпустившей эти схемы (или одну общую схему);

4) рабочие уставки терминалов (реле); для токовых реле, имеющих обратную зависимость времени действия от тока, дополнительно указываются ток и время срабатывания, соответствующие независимой части характеристики, а при необходимости особенно точной настройки – ещё несколько контрольных точек (тока и времени) в зависимой части характеристики (например, при вынужденном уменьшении ступени селективности); для цифровых реле (терминалов) дополнительно указываются наименования времятоковых характеристик, их коды и другие параметры настройки в соответствии с [7].

В примечании к заданию должны указываться расчетные условия, для которых выбраны рабочие уставки: максимальные рабочие токи защищаемого элемента, режимы его работы и т.п. При необходимости указываются сменные уставки. В задании следует привести конкретные указания по эксплуатации устройств релейной защиты и автоматики (если таковые имеются), которые затем будут включены в инструкцию для оперативного дежурного персонала.

Задание должно быть согласовано с организацией, эксплуатирующей энергетический объект, от которого получает питание защищаемый элемент.

Все сделанные расчеты и задания на наладку должны регистрироваться в специальных журналах.

Особенности расчета уставок для цифровых устройств Sepam

Для цифровых терминалов SEPAM уставки рассчитываются и задаются в первичных величинах или в процентах от номинальных значений (в зависимости от типа применяемых защит). Защиты SEPAM имеют две группы уставок. Одна из которых может называться основной (А), другая – резервной (В). Перевод SEPAM с одной группы уставок на другую выполняется в режиме настройки терминала. Следует отметить, что в терминалах SEPAM группы уставок А и В реализуются только для токовых защит 50/51, 50N/51N, 67 и 67N/67NC.

1-4. Основные условия расчета ступенчатых токовых защит линий от междуфазных КЗ

Микропроцессорные терминалы SEPAM обладают многими достоинствами: простой ввод уставок, возможность работы в составе АСУ, выполняют диагностику состояния выключателя, ведут осциллографирование аварийных процессов и др.

В числе достоинств цифровых реле – возможность выбора любой из нескольких времятоковых характеристик, «записанных» в памяти токового модуля. Пять типов обратнозависимых времятоковых характеристик в цифровых реле SEPAM приняты по стандарту МЭК (IEC 60255-3), еще один повторяет характеристику электромеханического (индукционного) реле RI (Швеция, фирма ASEA, 1900е
г.г.). Также можно использовать фиксированное время срабатывания, т.е. время, которое не зависит от значения тока в реле при междуфазном КЗ (рис.1-5). Наряду со стандартом МЭК в цифровых реле SEPAM использованы стандарты IEEE (C-37112), IAC.

Использование цифровых (микропроцессорных) реле не освобождает от необходимости предварительной настройки каждого реле и, в первую очередь, выбора только одной из заложенных в реле времятоковой характеристики для каждой ступени токовой защиты, главным образом – для наиболее чувствительной ступени, называемой максимальной токовой защитой (МТЗ).

Рис.1-5. Примеры времятоковых характеристик реле SEPAM

В технических описаниях цифровых реле, также как и в стандартах МЭК, IEEE, IAC времятоковые характеристики МТЗ заданы математическими формулами. Для построения этих характеристик с целью их согласования с характеристиками других защитных аппаратов (реле и плавких предохранителей) необходимо знать основные традиционные условия выбора уставок максимальных токовых защит (токов срабатывания, характеристик, времени срабатывания).

Сравнительный анализ разных типов обратнозависимых времятоковых характеристик цифровых реле и российских аналоговых реле РТВ-I, II, III, РТ-80, а также времятоковых характеристик российских плавких предохранителей типа ПКТ показал, что в большинстве случаев наиболее подходящей для России является "стандартная обратнозависимая", или "нормальная", характеристика (МЭК) и ей подобные характеристики стандартов IEEE ("умеренно обратнозависимая") и IAC ("обратнозависимая"). Однако, может возникнуть необходимость использования и других типов характеристик. Это будет рассмотрено далее в примерах.

Для электрических сетей с непостоянным режимом питания в цифровых реле SEPAM предусмотрена возможность выставления двух (А и В) наборов уставок по току и по времени, один из которых может автоматически или по внешней команде заменить другой. Выбор уставок для таких сетей производится дважды: сначала для одного режима питания сети (“нормального”), а затем для другого (“аварийного”).

Таким образом, в результате расчета трехступенчатой (четырехступенчатой) максимальной токовой защиты должны быть выбраны ток срабатывания и время срабатывания каждой ступени защиты, а для МТЗ - обратнозависимая времятоковая характеристика или независимая характеристика времени срабатывания защиты (рис.1-6).

Традиционно все токовые реле защиты от междуфазных КЗ выполняются многоступенчатыми. Первое аналоговое индукционное реле RI (РТ-80) выполняет двухступенчатую защиту, имея в своей конструкции защиту первой ступени (отсечку) и МТЗ с обратнозависимой времятоковой характеристикой. Однако, для выполнения многоступенчатой токовой защиты в трехфазном исполнении требуется большое количество аналоговых реле. В цифровых реле эта защита размещается в одном модуле.

Рис.1-6. Примеры времятоковых характеристик токовых защит

Ток срабатывания у отсечек значительно больше, чем у максимальной токовой защиты. Отсечки поэтому называют "грубыми" ступенями защиты, а МТЗ - "чувствительной" ступенью, которая обеспечивает отключение коротких замыканий не только на защищаемом элементе, но и при необходимости на смежных элементах (предыдущих или нижестоящих, "downstream"), выполняя функции «дальнего резервирования».

Условные обозначения типов характеристик МТЗ в России:

- независимая времятоковая характеристика (рис.1-6, б);

-обратнозависимая от тока времятоковая характеристика (рис.1-6, а).

1-5. Расчеты рабочих уставок максимальной токовой защиты линий (МТЗ)

Расчет уставок ступенчатых токовых защит рекомендуется начинать с наиболее чувствительной ступени, т.е. МТЗ.

Ток срабатывания МТЗ
выбирается в амперах (первичных) по трем условиям:

- несрабатывания защиты 2РЗ при сверхтоках послеаварийных перегрузок, т.е. после отключения короткого замыкания на предыдущем элементе (рис.1-7);

Рис.1-7. Расчётная схема для выбора уставок релейной защиты (РЗ)

- согласования чувствительности защит последующего и предыдущего элементов (Л2 и Л1 на рис.1-7);

- обеспечения достаточной чувствительности при КЗ в конце защищаемого элемента (основная зона) и в конце каждого из предыдущих элементов (зоны дальнего резервирования).

Предыдущий элемент можно называть “нижестоящим” (downstream), а последующий – “вышестоящим” (upstream).

По первому из этих условий ток срабатывания МТЗ на Л2 выбирается по стандартному выражению:

, (1-1)

где kн
- коэффициент надежности несрабатывания защиты; kв
- коэффициент возврата максимальных реле тока; kсзп
- коэффициент самозапуска нагрузки, отражающий увеличение рабочего тока Iраб.макс
за счет одновременного пуска всех тех электродвигателей, которые затормозились при снижении напряжения во время короткого замыкания. При отсутствии в составе нагрузки электродвигателей напряжением 6 кВ и 10 кВ и при времени срабатывания МТЗ более 0,3 с можно принимать значения kсзп
³ 1,1 ¸ 1,3.

Значения коэффициентов kн
и kв
для цифровых реле SEPAM и подобных соответственно 1,1 и 0,935 ± 5 %.

Максимальные значения коэффициента самозапуска при значительной доле электродвигательной (моторной) нагрузки определяются расчетом для конкретных условий, но обязательно при наиболее тяжелом условии пуска полностью
заторможенных электродвигателей.

Максимальное значение рабочего тока защищаемого элемента Iраб.макс
определяется с учетом его максимально допустимой перегрузки. Например, для трансформаторов 10 и 6 кВ мощностью до 630 кВ×А в России допускается длительная перегрузка до 1,6 ¸ 1,8 номинального тока, для трансформаторов двухтрансформатор-ных подстанций 110 кВ до 1,4 ¸ 1,6 номинального тока. Для некоторых элементов перегрузка вообще не допускается (кабели напряжением выше 10 кВ, реакторы). Значения допустимых максимальных нагрузок определяют диспетчерские службы.

По условию согласования чувствительности защит последующего (защищаемого) и предыдущих элементов ток срабатывания последующей защиты выбирается по выражению:

, (1-2)

где kн.с
- коэффициент надежности согласования, значения которого зависят от типа токовых реле и принимаются в пределах от 1,1 при согласовании терминалов SEPAM с реле типа РТ-40, РСТ, SEPAM и SPAC до 1,3 ¸ 1,4 при согласовании SEPAM с реле прямого действия типа РТВ; kр
- коэффициент токораспределения, который учитывается только при наличии нескольких источников питания, а при одном источнике питания равен 1; - наибольшая из геометрических сумм токов срабатывания максимальных токовых защит параллельно работающих предыдущих элементов n (рис.1-8); при разнице между углами фазового сдвига напряжения и тока для всех предыдущих элементов n не более 50 градусов допустимо арифметическое сложение вместо геометрического; - геометрическая сумма максимальных значений рабочих токов всех предыдущих элементов (N), за исключением тех, с защитами которых производится согласование (n); при примерно однородной нагрузке практически допустимо арифметическое сложение вместо геометрического, что создает некоторый расчетный запас [5].

Рис.1-8. Схема электрической сети с параллельно работающими предыдущими элементами 3,4 и 5-7, поясняющая условие (1-2) согласования чувствительности максимальных токовых защит последующих и предыдущих элементов.

Например, для каждой из предыдущих линий 2-7 (рис.1-8) значения рабочего тока Iраб.макс
= 100 А; ток срабатывания у защит 5-7 линий, работающих параллельно (n = 3), одинаков: Iс.з
= 300 А. Тогда ток срабатывания максимальной токовой защиты последующей линии 1 по условию (1-2) при kн.с
= 1,1 должен быть

Iс.з.1
³ 1,1 × (3 × 300 + 3 × 100) ³ 1320 А.

Установив такой ток срабатывания защиты последующей линии 1, можно быть уверенным в том, что ее измерительные органы сработают лишь при таких значениях тока КЗ, при которых обеспечивается срабатывание защит предыдущих элементов. При этом учитывается возможность распределения тока КЗ по двум или трем параллельно работающим предыдущим линиям или трансформаторам. Параллельная работа более чем трех элементов осуществляется очень редко.

Правила устройства электроустановок в России [2] требуют выполнять согласование чувствительности защит во всех случаях, когда возможно действие защиты последующего элемента (линия 1 на рис.1-8) из-за отказа вследствие недостаточной чувствительности защиты предыдущего элемента. Надо отметить, что в распределительных сетях, где в основном и применяются максимальные токовые защиты, весьма вероятны отказы защит из-за недостаточной чувствительности при КЗ в зонах дальнего резервирования.

Например, при удаленных КЗ на линиях при отказе собственной защиты или выключателя (линия 8 на рис.1-8) или при этих же условиях при КЗ в трансформаторах, в электродвигателях, за реакторами и т.п., когда значения токов КЗ невелики и близки к токам срабатывания защит последующих элементов (линий 5-7 на рис.1-8). Защиты этих элементов находятся на грани срабатывания и могут отказать. В это же время по последующему элементу 1 проходит суммарный
ток: ток КЗ и нагрузки, и его защита может сработать неселективно.

Наиболее тяжелыми условия согласования чувствительности максимальных токовых защит оказываются при параллельно работающих предыдущих элементах, при разнотипных времятоковых характеристиках согласуемых защит (в том числе и плавких предохранителей), а также при установке на предыдущих элементах дистанционных защит [6].

Из полученных по выражениям (1-1) и (1-2) значений токов срабатывания защиты выбирается наибольшее.

Цифровые реле SEPAM имеют плавную регулировку токов срабатывания (уставок). Многие электромеханические реле в России имеют ступенчатую регулировку тока срабатывания (РТВ, РТ-80).

Оценка эффективности защиты производится с помощью коэффициента чувствительности kчув
, который показывает, насколько ток в реле защиты при разных видах КЗ превышает ток срабатывания Iс.р
(уставку):

, (1-3)

где Iр.мин
- минимальное значение тока в реле при наименее благоприятных условиях, А. При определении значения этого тока необходимо учитывать вид и место КЗ, схему включения измерительных органов (реле) защиты, а также реально возможные минимальные режимы работы питающей энергосистемы, при которых токи КЗ имеют наименьшие значения.

Минимальные значения коэффициента чувствительности защит должны быть не менее чем требуется «Правилами» [2]. Например, для максимальной токовой защиты они должны быть не менее 1,5 при КЗ в основной зоне защиты и около 1,2 при КЗ в зонах дальнего резервирования, т.е. на предыдущих (нижестоящих) элементах.

Для выбора минимального значения тока в реле рассматриваются все виды КЗ. Например, для двухфазной схемы максимальной токовой защиты при КЗ на защищаемых линиях минимальное значение тока в реле следует рассчитывать при двухфазных КЗ. При тех же видах КЗ за трансформаторами со схемами соединения обмоток
Y/
D-11 или
D/
Y важно учесть схему защиты: для двухрелейной схемы расчетное значение
I
р.мин
= 0,5
×
I
2к
(3)
, а для трехрелейной
I
р.мин
=
I
2к
(3)
и, следовательно, чувствительность защиты повышается в
2 раза и получается одинаковой при трехфазном и всех видах двухфазных КЗ. Здесь надо отметить, что чувствительность защиты оценивается по наибольшему из вторичных токов, проходящих в измерительных реле защиты, хотя бы и в одном из трех реле, поскольку все реле самостоятельно действуют на логическую часть защиты. Цифровые реле SEPAM можно подобрать с модулями МТЗ
2I> или
3I> в зависимости от требований чувствительности при КЗ за трансформаторами.

Для токовых защит линий напряжением 6 - 110 кВ с включением токовых реле на фазные токи (схемы полной и неполной звезды) расчет коэффициента чувствительности может производиться по первичным значениям токов КЗ и срабатывания защиты:

, (1-4)

Для оценки чувствительности токовых защит силовых трансформаторов лучше пользоваться выражением (1-3).

Увеличение чувствительности МТЗ может быть достигнуто несколькими способами, в том числе:

- уменьшением тока срабатывания, выбранного по условиям (1-1) и (1-2), путём использования цифровых реле SEPAM со значениями kв
= 0,935 ± 5 % и kн
= 1,1, а также путём снижения тока самозапуска с помощью предварительного отключения части электродвигателей;

- увеличением тока Iк мин
путём уменьшения длины защищаемой основной зоны с помощью установки автоматических секционирующих выключателей с МТЗ;

- допущением неселективных срабатываний МТЗ линий при малых значениях тока при маловероятных КЗ внутри трансформаторов, подключенных к этой линии через плавкие предохранители типа ПКТ напряжением 6 или 10 кВ.

В некоторых случаях «Правила устройства электроустановок» допускают невыполнение дальнего резервирования, например, при КЗ за трансформаторами, на реактированных линиях, линиях 110 кВ и выше при наличии ближнего резервирования, а также при КЗ в конце длинного смежного (предыдущего) участка линии 6-35 кВ [1].

Выбор времени срабатывания и типа времятоковой характеристики МТЗ.

Выдержка времени максимальных токовых защит вводится для замедления действия защиты с целью обеспечения селективности действия защиты последующего элемента по отношению к защитам предыдущих элементов. Для этого выдержка времени (или время срабатывания) защиты последующей линии Л2 (рис.1-7) выбирается большей, чем у защит предыдущих элементов, например, линии Л1:

tс.з.посл
= tс.з.пред
+ Dt . (1-5)

При этом обеспечивается селективное (избирательное) отключение в первую очередь ближайшего к месту КЗ выключателя. Тем самым предотвращаются дополнительные излишние отключения неповрежденных элементов.

Величина Dt - ступень селективности или ступень времени (time interval). Её значение выбирается в зависимости от точности работы защитных устройств и времени отключения выключателей.

Значение Dt для защит SEPAM с независимой характеристикой определяется, главным образом, точностью отработки ступени селективности предыдущей защитой.

Ступень селективности защиты для терминалов SEPAM по времени выбирается из выражения:

Dt = tоткл
+ tвозвр
+ tпогр1
+ tпогр2
+ tзап
, (1-6)

где: tоткл
– время действия (отключения) выключателя (при отсутствии паспортных данных принимают tоткл
=0,06 с); tвозвр
– время возврата защиты. Для реле SEPAM tвозвр
=0,05 с; tпогр1
– погрешность срабатывания по времени для предыдущей защиты, tпогр2
– погрешность срабатывания по времени для последующей защиты; tзап
– время запаса надежности срабатывания реле (tзап
=0,1 с). Погрешность срабатывания цифровых реле серии SEPAM по времени не превышает 2 % от значения уставки, но не больше значения 25 мс. С учетом вышеизложенного ступень селективности по времени для терминалов SEPAM составляет 0,3 с.

При использовании в предыдущих защитах реле РВ и ЭВ – 110 и 120 (пределы измерений 1,3 и 3,5 с) принимается среднее значение Dt=0,4 с. Если предыдущая защита выполнена без реле времени (токовая отсечка), то допускается, при необходимости, принимать ступень селективности Dt=0,3 с. Если предыдущая защита выполнена с применением реле времени РВ или ЭВ-120, то ступень селективности Dt=0,5 с.

При согласовании терминалов SEPAM с полупроводниковыми (статическими) реле временная ступень селективности определяется из паспортных данных на эти реле. Опыт работы с полупроводниковыми органами выдержки времени (например: РВ-01, ЯРЭ) показывает на возможность применения Dt=0,3-0,4 с.

Для согласования SEPAM с электромеханическими реле с зависимой характеристикой времени срабатывания РТ-80 или РТ-90 ступень селективности принимают Dt=0,6 с и Dt=0,8 с для реле РТВ.

Ступень селективности Dt должна обеспечиваться:

а) при согласовании защит с зависимыми характеристиками – при максимальном значении тока КЗ в начале предыдущего участка; такое согласование позволяет в ряде случаев ускорять отключение КЗ (см. примеры расчетов).

б) при согласовании защит с независимой и зависимой характеристиками – при токе срабатывания последующей защиты с независимой характеристикой.

Уменьшение времени действия последующих защит может быть достигнуто путем увеличения их тока срабатывания, если это не противоречит требованию чувствительности.

Недостатком максимальных токовых защит является «накопление» выдержек времени, особенно существенное для головных элементов в многоступенчатых электрических сетях. Для преодоления этого недостатка используются цифровые устройства защиты SEPAM, позволяющие реализовать функцию логической селективности.

Известным способом ускорения отключения КЗ является использование двух и особенно трёхступенчатых цифровых защит. Это будет показано в примерах, а также применением алгоритма логической селективности защит при использовании цифровых терминалов.

В ряде случаев существенное снижение времени отключения КЗ достигается путем использования токовых защит с обратнозависимыми от тока времятоковыми характеристиками. При одном и том же значении тока КЗ, проходящего через две смежные защиты с разными токами срабатывания, эти защиты имеют различное время срабатывания по причине разной кратности тока в их измерительных органах (multiplеs of picкup).

Например, на рис.1-9 показана сеть с тремя последовательно включенными линиями и защитами 1, 3, 5. У каждой из этих защит выбираются разные значения токов срабатывания Iс.з
по условиям (1-1), (1-2) и соответственно, по-разному располагаются на карте селективности их времятоковые характеристики 1, 3, 5. По мере приближения условной точки КЗ к источнику питания значения токов КЗ возрастают, но отношение Iк
/Iс.з
может оставаться примерно неизменным, как и время срабатывания реле, автоматически вычисляемое по этому отношению (кратности тока КЗ I*
).

Рис.1-9. Пример согласования обратнозависимых (инверсных) характеристик 1, 3, 5

Как видно из рис.1-9, это достигается выбором разных значений токов срабатывания защит соседних элементов: у защиты 3 большего значения, чем у защиты 1, а у защиты 5 – большего, чем у защиты 3. При приближении точки КЗ к источнику питания значения токов КЗ увеличиваются и, например, при КЗ линии Л3 ее защита 5 сработает также быстро, как защита 1 при КЗ на своей линии Л1 (наиболее удаленной от источника питания).

Использование обратнозависимых времятоковых характеристик реле, по сравнению с независимыми, также позволяет значительно лучше согласовать время действия последующей релейной защиты SEPAM с предыдущим защитным устройством, выполненным плавкими предохранителями, поскольку у них однотипные зависимости времени срабатывания от значения тока КЗ. Эти и другие преимущества обратнозависимых времятоковых характеристик максимальных токовых защит объясняют столь долгое существование этих характеристик и необходимость их реализации и в электромеханических, и в микропроцессорных реле, в том числе SEPAM.

При использовании любых токовых защит с обратнозависимыми времятоковыми характеристиками их согласование традиционно производится с помощью графиков
. Характеристики защит строятся в осях координат «ток-время», причем ординаты представляют время, а абсциссы – ток. Могут быть графики с логарифмическими шкалами тока и времени (например, при согласовании характеристик устройств релейной защиты и плавких предохранителей) или с пропорциональными шкалами. Может быть и так, что одна из шкал логарифмическая, а другая пропорциональная.

На шкале токов должны быть указаны первичные
токи, причем соответствующие какой-то одной
ступени напряжения.

Согласование характеристик зависимых защит по времени начинается с определения расчетной точки повреждения и соответствующего ей расчетного тока КЗ, что зависит от типов и уставок защит последующего и предыдущего элементов.

Как правило, токовые защиты реагируют на одни и те же величины: на токи в фазах защищаемых линий. В редких случаях одна из защит может иметь другое исполнение, например, использовать разность
двух фазных токов (так называемая «восьмерка»).

Рис.1-10. Времятоковые характеристики цифровых реле SEPAM по стандарту МЭК:

SIT, VIT, EIT и RI-характеристика, построенные для точки: I*
= 2; tс.з
=1,5 с

Далее в примерах показано согласование времятоковых характеристик для нескольких пар защитных устройств: защиты и плавкого предохранителя, зависимых защит при отсутствии и при наличии токовой отсечки, независимой и зависимой характеристик при одиночной и параллельных предыдущих линиях. В этих примерах учитываются и токи нагрузки неповрежденных элементов, которые проходят через последующую защиту в сумме (арифметической) с током короткого замыкания поврежденного предыдущего элемента. В ряде случаев пренебрежение токами нагрузки может привести к неправильному выбору уставок защиты последующего элемента и, как следствие, к ее неселективному срабатыванию при КЗ на предыдущем элементе.

Времятоковые характеристики разных типов имеют различную степень крутизны. Для семейства характеристик SEPAM по стандарту МЭК время срабатывания вычисляется по формуле:

,

где постоянные коэффициенты a, b, k определяют крутизну зависимых времятоковых характеристик и имеют следующие значения:

Коэффициент T позволяет выбрать кривую, проходящую через определенную точку (I*
, tс.з
). Значение T равно времени срабатывания защиты tс.з
при токе КЗ, превышающем уставку в 10 раз: при I*
= 10 время срабатывания tс.з
= T.

При выборе наиболее подходящей характеристики в России следует начинать со стандартной обратнозависимой характеристики по стандарту МЭК (рис.1-11). Далее следует определить относительное значение расчетного тока (кратность) I*
= Iк
/ Iс.з
. Имеется в виду, что ток срабатывания защиты Iс.з
ранее уже выбран по условиям (1-1), (1-2) и (1-4).

Необходимое время срабатывания защиты tс.з
выбирается по условию (1-5). Для вычисления «временного» коэффициента T используется выражение (1-7):

T = . (1-7)

В момент КЗ время срабатывания защиты при выбранном типе характеристики, известном Iс.з
и выбранном по выражению (1-7) коэффициенте T определяется автоматически по выражению (1-8):

. (1-8)

Вместо коэффициента T можно использовать так называемый "коэффициент усиления" TMS, равный отношению T/b. Тогда формулы (1-7) и (1-8) примут вид:

TMS = (1-9)

. (1-10)

Для построения конкретной характеристики t = f(Iк
) следует задаться несколькими значениями тока КЗ (см. примеры).

Специальная характеристика семейства типа RI математически выражается формулой:

, (1-11)

где обозначения такие же, как в выражении (1-8).

Это семейство не входит в стандарт МЭК и используется в тех странах, где еще могут находиться в эксплуатации аналоговые индукционные реле типа RI фирмы ASEA-ABB. В России, как правило, нецелесообразно использовать характеристики этого семейства (см. примеры).

Рис.1-11. Стандартная ("нормальная") обратнозависимая характеристика SEPAM по МЭК (SIT/A) при разных значениях TMS

Терминалы SEPAM позволяют выбрать одну из 16 обратнозависимых времятоковых характеристик:

· Standard inverse time (SIT)

· Long time inverse (LTI)

· Very inverse time (VIT)

· Extremely inverse time (EIT)

· Ultra inverse time (UIT)

· RI curve

Для кривых SIT, LTI, VIT, EIT, UIT приняты формулы МЭК (IEC 60255-3), но при токе менее 1,2 Iс.з
защита не работает.

· IEC SIT/A

· IEC LTI/B

· IEC VIT/B

· IEC EIT/C

· IEEE Moderately inverse/D

· IEEE very inverse/E