Релейна защита: чувствителност и нейният коефициент.

Във вътрешната практика терминът "чувствителност" е обичайно да обозначава свойството на релейната защита, което дава възможност да се идентифицират изчислените видове повреди и ненормални режими на енергийната система в зоната на действие на релейната защита.

В PUE [1] понятието, обозначено с термина „чувствителност“ [2], се използва за характеризиране на всяка защита, независимо от напрежението на електрическата инсталация, но в този документ няма дефиниция на понятието, обозначено с този термин.

Ако чувствителността на някои продукти може да бъде определена директно [1], тогава при релейна защита тази характеристика се оценява косвено, а методът за оценка зависи от напрежението на електрическата инсталация [1].

Тук трябва да се отбележи, че в много други страни оценката на чувствителността не се извършва [3].

Според PUE за оценка на чувствителността на защитата в електрически инсталации с напрежение над 1000 V се използва коефициентът на чувствителност [4, 5, 6].

Стойността на коефициента на чувствителност за защити, които реагират на увеличаване на контролираната стойност, се намира като съотношението на техните изчислени стойности в защитената зона към настройката за отговор.

За текущата защита на линията коефициентът на чувствителност обикновено се намира по формулата:

където е минималният ток на късо съединение за защитената линия (обикновено в края на защитената секция);

- ток на отключване на защитата.

Общоприето е, че като цяло такава защита ще работи правилно, ако е изпълнено следното отношение:

Стойността на коефициента на чувствителност, открит по тази формула (1), трябва да бъде не по-малка от нормираната стойност, зададена в [1], и която в зависимост от вида на защитата може да варира от 1,5 до 2,0.

В [3] е показано, че когато стойността на коефициента на чувствителност се промени от 1.2 на 1.4, вероятността за работа на защитата се променя незначително, от 0.998 на 1.000.

Нека сега да разгледаме как се препоръчва да се определи коефициентът на чувствителност на текущото изключване в един от методите за изчисляване на настройките (виж [4], пример 2.1).

За да се спести място, първоначалните данни за изчислението са дадени в обясненията на формулите.

Изчислението започва с определяне на пусковия ток на електродвигателя I стартиране ЕМ по формулата:

Започвам em = k стартирам I nom = 5.7 113.2 = 645 A

Където k start е каталожната стойност на пусковия ток, равна на 5,7 за асинхронен електродвигател от серия A4;

I nom - номиналният ток на електродвигателя, определен от известните стойности на номиналната мощност, номинално напрежение, ефективност и мощност, или взет от каталожните данни.

Пусковият ток може да се определи и от номиналния ток на електродвигателя, даден в каталожните данни.

Най-малката стойност на двуфазния ток на късо съединение на клемите на електродвигателя се намира по формулата:

където - = 3500 - стойността на трифазния ток на късо съединение на входовете на асинхронната мощност на двигателя в минималния режим на работа на системата (даден в началните данни за изчисление).

Текущата операция на прекъсване се изчислява по формулата:

Коефициентът на защитна чувствителност за двуфазно късо съединение се намира по формулата (1), замествайки намерените стойности в него:

Въз основа на изчисленията, извършени в методологията [4], е направен изводът: „Коефициентът на чувствителност TO се оказа по-малък от два“.

Можем ли да кажем, че намаляването на коефициента на чувствителност само със 7% (2,00-1,86 = 0,14; 0,14/2,00 = 0,07) в сравнение със стойността, посочена в PUE, прави тази защита неподходяща?

Имайте предвид, че ако във формулата (5) се използва изчислената стойност = 3031 A, вместо закръглената (3000), изчислената стойност на коефициента на чувствителност ще бъде само с 6% (3031/1612 = 1,88) по-малка от препоръчаната стойност от PUE.

Сближаването на този подход се вижда и във факта, че във формула (4) условието за повреда на ТО при стартиране на електродвигателя е изборът на умножител, равен на 2,5, което води до увеличаване на номиналния ток и, в крайна сметка, намаляване на коефициента на чувствителност.

Ако приемем и след това експериментално докажем, че прекъсването на тока няма да работи при избора на настройка, равна на 2,35 от стартовия ток на електродвигателя, тогава стойността на коефициента на чувствителност при стартов ток от 645 A ще задоволи изискванията на PUE.

В разглеждания метод, вместо намаляване на множителя във формула (4), се предлага действие, подобно на природата - намаляване на втория фактор чрез "определяне" на стартовия ток на електродвигателя [2].

Имайте предвид, че във всеки случай реалният стартов ток на електродвигателя ще остане неизвестен и всички заключения ще се основават на изчисления, направени според каталожните данни на електродвигателя.

В техниката се предлага да се използва добре познатата формула (6), за да се намери началният ток на електродвигателя от изчисленото съпротивление на захранващата система = 0,92 Ohm и началното съпротивление на електродвигателя = 5,37 Ohm:

Токът на изключване на текущото отрязване при тази стойност на стартовия ток ще бъде

В този случай стойността на коефициента на чувствителност се увеличава до

Ако поставим изчислената стойност на тока А в оригиналната формула (5), тогава стойността на коефициента на чувствителност ще се увеличи още повече и ще стане равна на 2,18.

След получаване на желания резултат по метода [4], беше направен изводът: „Коефициентът на чувствителност TO се оказа повече от два, следователно не се изисква прилагане на диференциална защита“

Читателят може да направи заключение за такъв извод самостоятелно.

В електрически инсталации с напрежение до 1000 V, за да се оцени чувствителността на токовата защита, вместо "коефициент на чувствителност", PUE предвижда друга характеристика - множествеността на тока на късо съединение, зададена като процент спрямо:

  • номинален ток на предпазителя;
  • ток на настройката на прекъсвача с моментно освобождаване от претоварване;
  • номинален ток на освобождаване с нерегулирана обратна характеристика на тока;
  • прекъсващ ток на освобождаване с регулируема характеристика на обратния ток.

Стойностите на текущата множественост съгласно [1], в зависимост от вида на защитното устройство, могат да бъдат в диапазона

Разделяйки дясната и лявата страна на неравенството на 100%, можете да видите, че по същество това е леко модифициран начин за задаване на коефициента на чувствителност.

Горното ни позволява да направим следните заключения:

  1. Използването на термина „чувствителност на релейната защита“ е преди всичко в знак на почит към традицията и понятието, обозначено с този термин, няма стандартизирано определение.
  2. Оценката на чувствителността на релейната защита по различни начини, в зависимост от напрежението на електрическата инсталация, създава фалшиво впечатление за разликата между понятията, обозначени с различни термини:
    • "Кратност на тока на късо съединение" (използва се в електрически инсталации с напрежение до 1000V);
    • "Коефициент на чувствителност" (използва се в електрически инсталации с напрежение над 1000 V).
  3. Стандартизацията на „коефициента на чувствителност“ и още повече проверката на този коефициент при изчисляване на защитните настройки се дължи до голяма степен на свойствата на защитните релета, използвани по-рано и прехвърлени на цифрови устройства без достатъчна техническа обосновка.

Литература:

  1. Правила за електрическа инсталация. М.: Главгосенергонадзор на Русия, 1998, 608 с.
  2. Чувствителност // [Електронен ресурс „Всичко за релейната защита“, Режим на достъп: http: //www.rza.org.ua/glossary/read/ChUVSTVITELNOST.html (Материалът първоначално е публикуван тук: http: //maximarsenev.narod . ru/slovar2/chuvst.htm).
  3. Шалин А.И. Надеждност и диагностика на релейната защита на енергийните системи. Новосибирск, издателство НСТУ, 2002, 384 с.
  4. Гондуров С.А., С.В. Михалев, М.Г. Пирогов, А.Л. Соловьов. Релейна защита на електродвигатели 6-10 kV от клеми BMRZ. Метод на изчисление. Санкт Петербург, PEIPK, 2013, 60 s.
  5. Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейна защита на енергийните системи. М.: Енергоатомиздат, 1998, 800 м.
  6. Коефициент на чувствителност // [Електронен ресурс „Всичко за релейната защита], Режим на достъп: http://rza.org.ua/glossary/read/KOEFFICIENT-ChUVSTVITELNOSTI.html
  7. Какъв е коефициентът на защитна чувствителност? // [Електронен ресурс], Режим на достъп: http://www.energomir.net/releinaya/174-2010-01-30-16-08-25.html.

[1] Например в метрологията чувствителността на измервателния уред се намира като отношение на изменението на изходния сигнал към изменението на измерената стойност.

[2] Пусковият ток не трябва да надвишава 600 A, за да се получи необходимия коефициент на чувствителност.