Электротехника / Расчет РЗиА сети 10 кВ вопросы  

Коллеги! Возник ряд вопросов при расчете релейной защиты сети 10 кВ : ЗРУ 10 кВ питающего центра - питающая КЛ-10 кВ - РТП 10 кВ - отходящие КЛ-10 кВ. Прошу помочь.

1). При проверке пучка кабелей на термическую стойкость непонятно какую точку КЗ выбирать за расчетную:
- в ПУЭ за расчетную точку выбирается "конец" кабеля (сквозной ток КЗ);
- в РД 153-34.0-20.527-98 же - наоборот, начало кабельной линии.

2). При расчете токовой отсечки на отходящих ячейках ЗРУ-10 кВ питающего центра коэффициент чувствительности менее требуемого (kч = 1,16). Что делать в этом случае? Оставлять питающую КЛ-10 кВ без отсечки?

3). По поводу токовой отсечки. Проверку чувствительности отсечки производят по отношению тока трехфазного КЗ на шинах 10 кВ, к которым присоединяется тр-р. Не совсем понимаю смысл этой операции. При выборе тока срабатывания отсечки отстраиваемся от тока трехфазного КЗ на выводах ВН трансформатора, который у меня составляет около 1 кА. Ток срабатывания, соответственно, около 1,2 кА. Затем чувствительность определяем по отношению КЗ на шинах 10 кВ к току срабатывания, т.е. в моем случае 6,7/1,2 = 5. Вроде бы, все по методике сделано, но понятия сути^тм нет. Был бы очень признателен за разъяснения по данному моменту.

Во вложении файлик автокада 2007. В нем схемка и расчеты для наглядности. Всем откликнувшимся - спасибо.
Правочка - вложение подкорректировал. На однолинейке были неверно указаны токи срабатывания.

Ток КЗ возникший на кабеле, в начале кабеля перед защитным аппаратом будет зависеть от длинны кабеля, и его сечения. Вот в РД и говорится о токе который будет реально перед защитным аппаратом.

Перед защитным аппаратом нет кабеля же? Сопротивления кабеля, соответственно, тоже. Есть только сопротивление системы (тр-ры, линии и т. д. от центра генерации до данной точки), которое определяется по заданному току КЗ на шинах 10 кВ, на которых стоит аппарат защиты. Ток же в конце линии, действительно, определяется сопротивлением кабелей. Но вопрос не в этом. Либо 2 нормативных документа противоречат друг другу, либо я чего-то не понимаю. В принципе, в РД есть фраза, что отступления от требований должны быть обоснованы - вот и будет обоснование: "В ПУЭ требуется вот так". В любом случае, кабель термически устойчив и МТЗ достаточно чувствительна что при расчетной точке в начале линии, что в конце. Главный вопрос теперь, что с отсечкой делать?

1. Должна обеспечиваться термическая стойкость за время действия защиты... Если у Вас несколько защит с разными токами и уставками времени проверяем для всех с учетом возможного диапазона токов КЗ...
2. Встречал такую надпись - необходимость применения токовой отсечки отсутствует...
3. Типа коротим НН транса и видим ток этого КЗ текущий по высокой... Это для селективности с вводными по НН у которых тоже есть задержка срабатывания, 0,2 обычно... Чтоб сработал вводной, а не отсечка в питающей таранс ячейке... 

По ГОСТ 30323-95 по п. 3.3.4 по формуле 56 и 51 получаем, что минимальное сечение кабеля по условиям термической стойкости должно быть Iкз*sqrt(tоткл.)/k, где Iкз - максимально возможный ток проходящий через кабель (если питание осуществляется с одной стороны, т.е. от ПС, РТП и т.д.) то ток будет равен току трехфазного КЗ на шинах;  tоткл. - время отключения МТЗ, k - коэфф. плотности тока который для кабеля берется из табл. 7 этого же ГОСТ.

По расчету ТО не совсем понятно, что Вас смущает?
Если ТО выполняет у Вас функции дополнительной защиты кабельной линии, то расчет ее прост: рассчитываете ток трехфазного КЗ в конце линии, затем ток КЗ на шинах Вашей ПС, РТП и т.д. делите на этот ток, если коэфф. чувствтительности 1,2 и выше, то данная уставка проходит. если нет, то ток КЗ на шинах делите на 1,2 и получаете опять же нужну Вам уставку ТО.
Ситуация будет несколько сложнее, если у Вас в конце линии будет стоят трансформатор без защиты со стороны ВН, тогда уставку ТО Вам будет необходимо взять в 1,1 раза больше, чем получившийся ток трехфазного КЗ на шинах НН.

Я тоже считаю, что нужно считать исходя из значений токов КЗ в начале линии. Сумятицу вносит п.1.4.17 ПУЭ: "для пучка из двух и более параллельно включенных кабелей проверка проводится, исходя из КЗ непосредственно за пучком (по сквозному току КЗ)". Не могу никак вспомнить, почему так?
А по какой это методе? Я по Шабаду смотрел - там, вроде, такого не было =)

К тому же в первом посте неправильно выразился Непонятки с ТО трансформатора. Непонятно, почему чувствительность её оцениваем по отношению тока КЗ на шинах ВН, к току КЗ на выводах ВН тр-ра.

В книге М.А. Шабада "Расчет РЗА распределительных сетей" 2003г. на стр. 42:
"Для токовых отсечек без выдержки времени, устанавливаемых на линиях электропередачи и выполняющих функции дополнительных защит коэффициент чувствительности должен быть около 1,2, при КЗ в месте установки отсечки в наиболее благоприятном по условию чувствительности режиме."

Если Вы прочитаете М.А, Шабада, далее на стр. 42-43, и графически определите зону действия выбранной вами уставки ТО, то вы заметите, что: во-первых ТО не защищает всю линию целиком, во-вторых зона действия ТО значительно сокращается в режиме минимума энергосистемы (или вообще срабатывать не будет если линия короткая или имеет большое сечение). Поэтому уменьшив уставку ТО Вы увеличите зону действия, но конечно же при этом надо учитывать, что выбранная Вами уставка ТО должна быть выше, чем уставка ТО нижестоящего элемента сети, для обеспечения селективного действия.

Трансформатор одно из наиболее дорогих устройств на ПС, РТП и т.д., на трансформаторы мощностью менее 1 МВА ДЗТ не ставят, но защищать надо, поэтому ТО хотя бы частично защищает трансформатор и срабатывание ее будет гораздо быстрее чем МТЗ.
Умножая ток трехфазного КЗ на стороне НН 1,1 вы отстраиваетесь от КЗ на "низкой стороне", т.е. все остальные КЗ в трансформаторе (на самом деле части трансформатора) ТО будет чувствовать и отключать без выдержки времени.

Допустим:
Ток КЗ(3) на шинах питающего центра - 11 кА.
Ток КЗ(2) на шинах питающего центра - 11*0,866 = 9,53 кА.
Ток КЗ(3) в конце защищаемой линии - 7 кА.
Отстраиваемся от КЗ в конце линии - 1,2*7 = 8,4 кА - выбираем это значение как ток срабатывания.
Коэффициент схемы берем 1 (неполная звезда).
Проверяем чувствительность - 9,53/8,4 = 1,13.
Или же фраза "в наиболее благоприятном по условию чувствительности режиме" подразумевает проверку чувствительности по отношению трехфазного тока КЗ - 11/8,4 = 1,31 ?

Да, я понимаю, что мы отстраиваемся от тока кз на стороне НН трансформатора, приведенному к высокой стороне. Я не понимаю, почему чувствительность проверяется отношением тока КЗ на шинах ВН подстанцции, к которым присоединен трансформатор к току срабатывания отсечки на трансформаторе=\

Насколько я понял, к вопросу по чувствительности ТО:
1. Для линий наиболее благоприятным по условию чувствительности режимом является режим трехфазного КЗ в месте установки защиты в режиме максимума энергосистемы.
2. Для ТО трансформаторов выполняющих функции основной быстродействующей токовой защиты, чувствительность определяется по току наиболее неблагоприятного вида повреждения, как правило, двухфазного КЗ в месте установки отсечки в минимальном режиме (М.А, Шабад "Расчеты РЗА распределительных сетей" 1985г. стр. 29).

Или Вас смущает сам физический смысл проверки ТО двухфазным током КЗ в минимальном режиме перед трансформатором?

Понятно.
Именно. То есть получается, что при проверке чувствительности отсечки мы принимаем, что по ошиновке 10 кВ трансформатора (отрезок шин или кабелей от аппарата защиты 10 кВ до вводов ВН трансформатора) протекает тот же ток, что и по сборным шинам подстанции в целом.

Хотя вот написал последний пост, и наступает, вроде, просветление. То есть самый неприятный с точки зрения отсечки тр-ра случай - это двухфазное кз  на отрезке ошиновки от выключателя 10 кВ до вводов тр-ра. Ток КЗ в этом случае определяется сопротивлением питающей сети от центра питания, а это - практически сопротивление до сборных шин подстанции, где установлены рассматриваемые мной тр-ры. Получается так.

В принципе ДА, но с оговоркой, что не учитывается длина кабельной вставки от ячейки ТСН до трансформатора. К тому же если Вы рассчитается все-таки уставку ТО, то при мощности трансформатора менее 1 МВА, чувствительность ее будет много больше 2,0. При трехфазном КЗ ТО будет защищать около 85% (по сопротивлению трансформатора) с выдержкой всего 0,1 сек, а при двух фазном больше 70% (по сопротивлению трансформатора). Однофазные КЗ будет отключать МТЗ, она и проверяется по чувствительности к ОКЗ на низкой стороне трансформатора.

Меня терзают смутные сомнения. Что подразумевается под кабельной вставкой от ТСН до трансформатора? Имеются ввиду ТСН на подстанциях с тремя классами напряжения ВН/СН/НН? Просто у меня схемка, грубо говоря, - ПС ЗРУ-10 кВ -- КЛ-10 кВ -- РТП-10 кВ -- тр-р 10/0,4. В РТП есть ТСН, но кабельных вставок не видать. ТСНы садятся на сборные шины, от этих ТСН запитан шкаф с АВР, вторичкой, розетками и пр.

Час от часу не легче. Совсем что-то накрыло меня с релейкой этой =) В примере по расчету По Шабаду:
"Для трансформаторов со схемой соединения обмоток треуrольник-звезда и звезда-зиrзаr значение тока в месте однофазноrо КЗ за трансформатором считается практически равным току трехфазного К3 за трансформатором в этой же точке и специальные расчеты токов при однофазных КЗ в этих случаях не производятся (хотя фактически ток однофазноrо К3 может быть примерно на 10 % меньше, чем ток трехфазноrо КЗ".
Теперь другой вопрос. Пусть принимаем минимальный ток трехфазного КЗ на низкой стороне. У меня он равен порядка 11,5 кА (с учетом сопротивления системы, питающей сети и переходного сопротивления). Но это значение приведено к стороне НН. Переход к стороне ВН производится с учетом коэффициента трансформации трансформатора - 11,5/25 = 460 А - почти в 2 раза меньше, чем максимальный ток трехфазного КЗ на этой же стороне НН, от которого я отстраивался при выборе тока срабатывания отсечки. С этим, вроде, все ясно, а теперь самое интересное. Ранее я проверял чувствительность отношением двухфазного КЗ на низкой стороне, причем делал по аналогии с согласованным проектом (ЛОЛ!). То есть, та же марка и мощность трансформатора, те же группы соединения обмоток. Такие дела...

Коллега, не знаю как у Вас, а у меня трансформатор в ячейку ТСН не помещается, поэтому стоит отдельно от ячейки на улице/в другом помещении и конечно же до него прокладывается кабельная вставка, для которой тоже необходимо делать проверку на термическую стойкость. 

действительно у М.А. Шабада написано, что однофазного КЗ за трансформатором с обмотками соединенными D/Y примерно равен току трехфазного КЗ, но это не совсем так ток ОКЗ будет меньше трехфазного. К тому же в РД 153-34.0-20.527-98 и  в книге А.В. Беляева "Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ" рекомендуют учитывать активное сопротивление дуги в месте КЗ, что еще больше ограничит ток КЗ, к тому же не всегда вводной автомат на 0,4 кВ стоит непосредственно у трансформатора.

Чувствительность отсечки трансформатора Вам необходимо было проверять по току двухфазного КЗ перед трансформатором на стороне 10 кВ в минимальном режиме.

хмм. Видатать, моща серьезная=) у меня 25 кВА транс в КСОшку влез нормально=)
Я считаю ток КЗ(3) с учетом переходного сопротивления. На сколько я понял - это и есть сопротивление дуги.
Это да. Я в том посте писал о чувствительности МТЗ, я и удивлялся, тому что в примере проекта её проверяли по двухфазному кз на низкой стороне без учета сопротивления дуги.
А в целом - спасибо за помощь. Большинство вопросов либо снялось,либо теперь понятно, как найти ответы.

Буду признателен за пример выполнения карты селективности. Если у кого найдется - прошу скинуть на frenzy10@yandex.ru

Построил для своей сети - возник вопрос. На линиях, отходящих от РТП, установлена одинаковая уставка времени. На карте селективности, соответственно, выходит, что зависимости накладываются друг на друга. Как правильно делать? Разбивать и строить карту для каждого присоединения. Или оставлять как есть?

⚠️РНТЦ: «Ценообразование в строительстве. Учитываем на практике нормы законодательства».
Темы видеосеминара: ЗП в сметах, стоимость пусконаладки, транспортные расходы, разработка индивидуальных нормативов расхода, проекты для многократного применения в строительстве .