ГОСТ Р 58408-2019. Национальный стандарт Российской Федерации. Сети электрические собственных нужд и оперативного тока железнодорожных тяговых подстанций, трансформаторных подстанций и линейных устройств системы тягового электроснабжения. Технические требования, правила проектирования, методы электрических расчетов

11.2 Максимальная токовая защита

 

11.2.1 Расчеты и выбор уставки выполняют в следующей последовательности:

а) определяют номинальный ток обмотки высшего напряжения трансформатора по 11.2.2;

б) определяют уставку защиты по первичному току по 11.2.3 и по вторичному току по 11.2.4;

в) определяют ток в реле при однофазном коротком замыкании на стороне низшего напряжения трансформатора по 11.2.5;

г) определяют коэффициент чувствительности защиты по 11.2.6;

д) оценивают чувствительность защиты по 11.2.7;

е) только при неудовлетворительном результате оценки чувствительности по перечислению д):

1) определяют ток в реле при двухфазном коротком замыкании на стороне низшего напряжения трансформатора по 11.2.8;

2) определяют коэффициент чувствительности защиты по 11.2.9;

3) оценивают чувствительность защиты по 11.2.7 и принимают решение о необходимости (отсутствии необходимости) применения токовой защиты нулевой последовательности;

ж) определяют выдержку времени защиты по 11.2.11.

11.2.2 Номинальный ток обмотки высшего напряжения трансформатора I_номВ, А, вычисляют по формуле

 

(31)

 

где S_ном - номинальная мощность трансформатора собственных нужд, выбранная по 8.7, кВ·А,

a - число фаз трансформатора, для трехфазных трансформаторов a = 3, для однофазных - a = 1;

U_номВ - номинальное линейное напряжение обмотки высшего напряжения трансформатора собственных нужд, кВ, выбираемое из ряда 6,3; 10,5; 20,0; 27,5 или 35,0 кВ.

11.2.3 Уставку защиты I_уМТЗ, А, по первичному току вычисляют по формуле

 

(32)

 

где I_номВ - номинальный ток обмотки высшего напряжения трансформатора, полученный по 11.2.2 [формула (31)], А;

k_з - коэффициент запаса; для защит на реле прямого действия принимают k_з = 1,40, для защит на вторичных электромеханических реле k_з = 1,20, для электронных и микропроцессорных защит k_з = 1,05;

k_в - коэффициент возврата; для защит на реле прямого действия принимают k_в = 0,60, для защит на вторичных электромеханических реле k_в = 0,80, для электронных и микропроцессорных защит k_в = 0,95.

11.2.4 Уставку защиты i_уМТЗ, А, по вторичному току вычисляют по формуле

 

(33)

 

где I_уМТЗ - уставка защиты по первичному току, полученная по 11.2.3 [формула (32)], А;

k_сх - коэффициент схемы; при соединении вторичных обмоток трансформаторов тока на стороне высшего напряжения в "звезду" принимают k_сх = 1, а при соединении в "треугольник" ;

K_IВ - коэффициент трансформации трансформаторов тока на стороне высшего напряжения.

11.2.5 Ток в реле i_р, А, при однофазном коротком замыкании на стороне низшего напряжения трансформатора вычисляют по формулам:

 

(34)

 

(35)

 

где U_номН - номинальное линейное напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора собственных нужд, кВ;

- полное сопротивление трансформатора при однофазном коротком замыкании на стороне низшего напряжения, приведенное к стороне низшего напряжения; значения принимают по таблице 15, мОм.

Пояснения к остальным переменным аналогичны пояснениям к формулам (31) и (33).

Формулу (34) применяют при двухфазной двух- и трехрелейной схеме защиты, формулу (35) - при двухфазной трехрелейной схеме защиты.

 

Таблица 15

 

Полное сопротивление трансформаторов с обмоткой

напряжением до 1000 В при однофазном коротком замыкании

на стороне низшего напряжения, приведенное к стороне

низшего напряжения

 

Номинальная мощность, кВ·А	Полное сопротивление трансформатора при однофазном коротком замыкании на стороне низшего напряжения, приведенное к стороне низшего напряжения, мОм, при номинальном низшем напряжении
	0,4 кВ	0,23 кВ
25	1040	347
40	648	216
63	412	137
100	260	87
160	160	53
250	100	33
400	65	22
630	42	14
1000	27	9
1600	18	6
2500	12	4

 

11.2.6 Коэффициент чувствительности защиты k_ч вычисляют по формуле

 

(36)

 

где i_р - ток в реле при однофазном коротком замыкании на стороне низшего напряжения трансформатора, полученный по 11.2.5 [формулы (34) или (35)], А;

i_уМТЗ - уставка защиты по вторичному току, полученная по 11.2.4 [формула (33)], А.

11.2.7 Для оценки чувствительности защиты коэффициент чувствительности защиты, полученный по 11.2.6 [формула (36)], сравнивают с предельно допустимым по 5.7.1, перечисление а) 4). Если коэффициент чувствительности больше предельно допустимого, то уставку, полученную по 11.2.3 [формула (32)], принимают в качестве окончательной и выбор уставки по току максимальной токовой защиты считают завершенным. В противном случае переходят к выполнению изложенного в 11.2.8.

11.2.8 Ток в реле i_р, А, при двухфазном коротком замыкании на стороне низшего напряжения трансформатора вычисляют по формулам:

 

(37)

 

(38)

 

где u_к - напряжение короткого замыкания трансформатора, %.

Пояснения к остальным переменным аналогичны пояснениям к формулам (31) и (33) - (35).

Формулу (37) применяют при двухфазной двух- и трехрелейной схеме защиты, формулу (38) - при двухфазной трехрелейной схеме защиты.

11.2.9 Коэффициент чувствительности защиты k_ч вычисляют по формуле

 

(39)

 

где i_р - ток в реле при двухфазном коротком замыкании на стороне низшего напряжения трансформатора, полученный по 11.2.8 [формулы (37) или (38)], А;

i_уМТЗ - уставка защиты по вторичному току, полученная по 11.2.4 [формула (33)], А.

11.2.10 Для оценки чувствительности защиты коэффициент чувствительности защиты, полученный по 11.2.9 [формула (39)], сравнивают с предельно допустимым по 5.7.1, перечисление а) 4). Если коэффициент чувствительности больше предельно допустимого, то уставку, полученную по 11.2.3 [формула (32)], принимают в качестве окончательной и выбор уставки по току максимальной токовой защиты считают завершенным. В противном случае, в дополнение к максимальной токовой защите на трансформаторе предусматривают токовую защиту нулевой последовательности, уставку которой выбирают по 11.4.

11.2.11 Выдержку времени защиты выбирают на одну ступень больше, чем у той же защиты на стороне низшего напряжения трансформатора.

Если максимальная токовая защита на стороне низшего напряжения выполнена с зависимой характеристикой (автоматический выключатель или предохранитель), то ток I_уМТЗН, А, при котором осуществляется согласование между защитами на сторонах высшего и низшего напряжений, вычисляют по формуле

 

(40)

 

Пояснения к переменным аналогичны пояснениям к формулам (31), (32), (34) и (35).