Анализ карты селективности при помощи программы Гридис-КС

Селективность БМРЗ и Micrologic - 2В предыдущей статье мы построили карту селективности для трех смежных защит — фидера 10 кВ, трансформатора 10/0,4 кВ и вводного автомата 0,4 кВ. Сегодня мы проведем анализ этой карты при помощи программы Гридис-КС и определим будут ли наши защиты селективны?
Исходные схема и карта селективности приведены на рисунках 1 и 2.

Карта селективности - расчетная схема

Рис. 1 — Расчетная схема

Карта селективности к примеру - начало

Рис. 2 — Карта селективности

Характеристики наших защит — комбинированные, т.е. на разных диапазонах токов имеют разные времятоковые зависимости. В общем случае мы имеет три ступени — защита от перегрузки, МТЗ и токовая отсечка.

ВАЖНО!
Селективность защита от перегрузки и МТЗ обеспечивается отстройкой по времени (временная селективность), а токовой отсечки (ТО) — отстройкой по току (токовая селективность). Из этого следует, что анализ этих защит на карте селективности нужно проводить по-разному!

Правило #1
Времятоковые характеристики защиты от перегрузки и МТЗ не должны пересекаться с аналогичными характеристиками вышестоящей защиты. Между ними должен быть запас по времени, называемый ступенью селективности.

Правило #2
Характеристика токовой отсечки может пересекать защитную характеристику вышестоящей защиты! При этом мы должны убедиться, что ТО не будет чувствовать максимальные токи КЗ в конце своего присоединения. Для этого на карту селективности и наносятся граничные токи короткого замыкания.

Все смежные защиты должны быть селективны между собой. Однако, проверять их нужно попарно, начиная с ближайших к нагрузке. При этом одна защита будет нижестоящей, а другая вышестоящей. По сути, мы должны понять будет ли вышестоящая селективна с нижестоящей?

Также важно понимать при каком токе мы должны проводить анализ селективности защит? На этот ток влияет вид характеристики вышестоящей защиты — независимая или зависимая.

Правило #3
При независимой характеристики вышестоящей защиты селективность проверяется при токе срабатывания защиты. Т.е. если уставка вышестоящей МТЗ равна 600 А, то ее селективность с нижестоящей МТЗ будет проверяться именно при этом токе.
При зависимой характеристике селективность проверяется при максимальном токе КЗ сразу за нижестоящей защитой (или в конце зоны вышестоящей защиты, что одно и то же)

Анализ карты селективности
Для начала нужно для каждой защитной характеристики определить зоны защиты от перегрузки, МТЗ и ТО. Также укажем минимальные ступени селективности для каждого участка.
1. Реле РТВ-II
Вся характеристика реле РТВ — это МТЗ. Здесь нет защиты от перегрузки и отсечки.
Для независимого участка характеристики минимальную ступень селективности рекомендуется применять не менее 0,7 с.
Для зависимого участка — 1 с.
2. БМРЗ-152-КЛ
Первая ступень — защита от перегрузки
Вторая ступень — МТЗ
Третья ступень — отсечка
Соответcвенно для первой и второй ступени мы должны проверить соблюдение требований о минимальной ступени селективности — не менее 0,2 с.
3. Расцепитель Micrologic 5.0
Первая ступень — защита от перегрузки
Вторая ступень — МТЗ
Минимальная ступень селективности с нижестоящей защитой — 0,2 с.
Стоит отметить, что на карте селективности не приведена кривая нижестоящей защиты (СВ или отходящая линия 0,4 кВ) и следовательно мы не сможем проверить селективность Micrologic 5.0 с этими защитами.

Начнем анализ с пары «Micrologic 5.0 — БМРЗ-152-КЛ»
1. В зоне перегрузки видно, что кривые не пересекаются на всем диапазоне токов.
Проверяем dt при токе срабатывания первой ступени БМРЗ (85 А).
В программе Гридис-КС, в нажмем вкладку Измерения и введем цифру 85 в поле, как указано на Рис. 3

Селективность БМРЗ и Micrologic - 1

Рис. 3 — Проверка селективности БМРЗ и Micrologic в зоне перегрузки

После нажатия кнопки «Измерить» программа выдаст таблицу со значениями разницы времен срабатывания защит для указанного тока.
Нас интересуют кривые 1 и 5. Разница времен срабатывания для этих зависимостей 39,5 с, что не больше допустимого для этих видов защит.

2. Уставка срабатывания МТЗ — 210 А. Этот ток будем использовать как граничный для определения селективности.
Действия в программе такие же, как и для защиты от перегрузки. Результат приведен на Рис.4

Селективность БМРЗ и Micrologic - 2

 

Рис. 4 — Проверка селективности БМРЗ и Micrologic в зоне КЗ (МТЗ)

Видно, что селективность выполняется при dt=0.3 c
3. Токовая отсечка трансформатора пересекает характеристику автомата 0,4. Будут ли защиты селективны? Если помните, я задавал этот вопрос в конце прошлой статьи.
Ответ: да, будут.
Несмотря на пересечение характеристик ТО трансформатора не будет чувствовать короткие замыкания на шинах 0,4 кВ. Это видно из того, что максимальный ток КЗ (750 А) лежит левее уставки ТО (900 А) — см. Рис.4.

ИТОГ: характеристики Micrologic 5.0 и БМРЗ -152-КЛ селективны на всем диапазоне токов

«БМРЗ-152-КЛ и РТВ-II»
Здесь видно, что минимальная разница во временах срабатывания будет для независимого участка РТВ-II.
Разница во времени срабатывания с нижестоящей защитой (БМРЗ) составляет 0,8 с, что укладывается в допустимый диапазон ступени селективности 0,6-0,9. Для измерения мы приняли произвольный ток (700А), который лежит в диапазоне независимой части РТВ-II

Селективность БМРЗ и РТВ-II

Рис. 5 — Проверка селективности РТВ-II и БМРЗ

Мы знаем, что для зависимого участка РТВ-II минимальная ступень селективности должна быть не менее 1с. Будут ли защиты селективны при токах менее 1,7*Iс.з. реле РТВ-II, ведь для этого участка есть небольшой диапазон токов при которых ступень селективности менее 1с?
Чтобы ответить на этот вопрос нужно понять, с какой именно защитой должна согласовываться РТВ при определенном токе КЗ?
Смысл в том, что нижестоящая к РТВ-II защита (БМРЗ) имеет основную зону защиты — трансформатор, дальше начинает действовать Micrologic 5.0. Если посмотреть на карту селективности, то видно что минимальный ток КЗ на шинах 0,4 кВ (650 А) лежит правее начала независимой характеристики РТВ-II, т.е. даже при таком малом токе КЗ селективность БМРЗ и РТВ-II должна проверяться на независимом участке РТВ, а там все в порядке.
Если же то КЗ будет еще меньше, значит замыкание произошло ниже шин 0,4 кВ (линии 0,4 кВ), а значит РТВ-II должно согласовываться не с БМРЗ, а с нижестоящими автоматами линий. Автоматы срабатывают без выдержки времени и следовательно требование селективности будет выполняться для всех указанных защит.

Таким образом, все защиты будут селективны между собой, что мы и проверили при помощи Гридис-КС