Расчет релейной защиты и автоматики

    

    Ток срабатывания реле

    

    Выбираем  реле РТ-40/20 с последовательным соединением обмоток I_УСТ=(12,5-50)А. Время действия защиты выбирается на ступень больше времени защиты трансформатора от внешних коротких замыканий или на ступень больше времени защиты от перегрузки предыдущей защиты.

    t_СЗп=t_CЗмтз +Δt=1,6+0,5=2,1 с

    t_СЗп=t_{CЗп пред}+Δt=10,5+0,5=11 с

    Выбираем  реле времени ЭВ-100.

3.2 Расчет релейной линий

    3.2.1 Быстродействующая защита от многофазных коротких замыканий

    Тип защиты – токовая отсечка. Схема  соединения трансформаторов тока – неполная звезда, реализуемая на реле типа РТ-40. Ток срабатывания защиты отстраивается от токов коротких замыканий за трансформатором:

    I_СЗ = К_Н·I_КЛ3 = 1,3·160= 208 А

    Коэффициент чувствительности

    

    

    т.к. Кч > 2, то защита проходит по чувствительности и устанавливается.

    

    I_СЗ = К_Н·I_КЛ4 = 1,3·100= 130 А

    Коэффициент чувствительности

    

    т.к. Кч > 2, то защита проходит по чувствительности и устанавливается.

      
 

3.2.2 Максимальная токовая защита

    при междуфазных коротких замыканий

    Для защиты кабельных линий при междуфазных КЗ и резервировании ТО принимаем МТЗ с выдержкой времени. Максимальную токовую защиту отстраиваем от тока самозапуска полностью заторможенных ответственных двигателей присоединённых к шинам низкого напряжения. Токи срабатывания защиты находим по формулам:

    Для линии Л3

  

                                 

где К_СЗП =2 – коэффициент самозапуска.

    Для реле типа РТ-40: К_Н=(1,1-1,2); К_В=0,8;

    

    Ток срабатывания реле:

    

    

    Выбираем  реле РТ-40/50 с последовательным соединением  обмоток I_УСТ=(12,5-25)А.

    Коэффициент чувствительности вычисляем при двухфазном к. з. на шинах к которым подключена линия

    

    Так как Кч>1,5, то защита проходит по чувствительности.

    Время срабатывания защиты выбирают из условия избирательности     на Δt выше наибольшей выдержки времени защит присоединений  t_пр  питающихся от трансформатора т. е.

    t_СЗМТЗ=0,6+Δt=0,6+0,5=1,1 с

Выбираем реле времени ЭВ-133, имеющее диапазон уставок 0,5-9,0 с.

 

    Для линии Л4

  

                                 

где К_СЗП =2,5 – коэффициент самозапуска.

    Ток срабатывания реле:

    

Выбираем реле РТ-40/50 с последовательным соединением  обмоток I_УСТ=(12,5-25)А

    Так как Кч>1,5, то защита проходит по чувствительности. 

           3.2.3 Максимальная токовая защита при перегрузке

     Для линии Л3:

    Ток срабатывания защиты

                                            

где К_Н=1,05 – коэффициент надежности;

    

    Ток срабатывания реле

    

    Выбираем  реле РТ-40/10 с параллельным соединением  обмоток I_УСТ=(2,5-5)А.

    Время срабатывания защиты

    t_СЗП=t_СЗМТЗ+Δt=1,1+0,5=1,6 с

    Выбираем  реле времени ЭВ-133, имеющее диапазон уставок 0,5-9,0с.

     Для линии Л4:

    Ток срабатывания защиты

    

где К_Н=1,05 – коэффициент надежности;

    

    

    Выбираем  реле РТ-40/10 с параллельным соединением  обмоток I_УСТ=(2,5-5)

    Время срабатывания защиты

    t_СЗП=t_СЗМТЗ+Δt=1,1+1,6=3,7 с

    Выбираем  реле времени ЭВ-133, имеющее диапазон уставок 0,5-9,0с 

3.2.4 Защита от замыкания на землю

    Для защиты сетей от замыкания релейную защиту выполняем на реле напряжения. Минимальное реле напряжения включаем на напряжение фаз относительно земли.

       

    Выбираем  РН54/48.

3.3  Расчет релейной  защиты трансформатора Т3.

    3.3.1 Быстродействующая защита от междуфазных коротких замыканий

    Тип защиты – токовая отсечка. Схема  соединения трансформаторов тока – неполная звезда, реализуемая на реле типа РТ-40. Ток срабатывания защиты отстраивается от токов коротких замыканий за трансформатором приведенных к высокой стороне:

    I_СЗ = К_Н·I_КЗ5= 1,3·1097,4= 1426,2 А

    Коэффициент чувствительности

    

    

    т.к. Кч > 2, то защита проходит по чувствительности и устанавливается.

    

    Выбираем  реле РТ-40/200 с параллельным соединением  обмоток I_УСТ=(50-100) 

    3.3.2 Максимальная токовая защита

    от  внешних коротких замыканий

    Для защиты трансформатора при внешних  КЗ и резервировании ТО и принимаем  МТЗ с выдержкой времени. Максимальную токовую защиту отстраиваем от тока самозапуска полностью заторможенных ответственных двигателей присоединённых к шинам низкого напряжения. Токи срабатывания защиты находим по формулам:

  

                                 

где К_СЗП =1,8 – коэффициент самозапуска.

    Для реле типа РТ-40: К_Н=(1,1-1,2); К_В=0,8;

I_1Тном – номинальный ток трансформатора, А.

    

    

    Ток срабатывания реле:

    

    

    Выбираем  реле РТ-40/50 с последовательным соединением  обмоток I_УСТ=(12,5-25)А.

    Коэффициент чувствительности

    

    Так как Кч>1,5, то защита проходит по чувствительности.

    Время срабатывания защиты выбирают из условия  избирательности     на Δt выше наибольшей выдержки времени защит присоединений t_пр  питающихся от трансформатора т. е.

    t_СЗМТЗ=0,6+Δt=0,6+0,5=1,1 с

    Выбираем  реле времени ЭВ-133,  имеющее диапазон уставок 0,5-9,0 с  [12, таблица 30.3]. 

    3.3.3 Максимальная токовая защита при перегрузке

    Ток срабатывания защиты

                                            

где К_Н=1,05 – коэффициент надежности;

I_НОМ – номинальный ток трансформатора, А. 

    

    

    Ток срабатывания реле

    

    

    Выбираем  реле РТ-40/10 с параллельным соединением  обмоток I_УСТ=(2,5-5)А.

    Время срабатывания защиты

    t_СЗП=t_СЗМТЗ+Δt=1,1+0,5=1,6 с

    Выбираем  реле времени ЭВ-133, имеющее диапазон уставок 0,5-9,0с.

 

    

4. Расчет  релейной защиты электродвигателей

    3.4.1 Защита электродвигателей  от междуфазных  коротких замыканий

     Для защиты АД при междуфазных КЗ в  обмотке статора принимаем  ТО с использованием токовых реле типа РТ-40. Схема соединения ТТ- неполная звезда. Применение ТО уменьшает длительность снижения напряжения на шинах при КЗ на зажимах двигателей, что способствует успешному самозапуску  остальных, неповреждённых двигателей. Токовую отсечку отстраиваем от пускового тока двигателя. Ток  срабатывания защиты и реле находим по формулам:

     

     

     к_отс – коэффициент отстройки;

     I_Пmax- пусковой максимальный ток двигателя.

     Находим коэффициент чувствительности:

     

     

    Выбираем  реле тока РТ-40/100 с I_УСТ=(25-50)А [13, таблица 1.12.2]

 и  промежуточное реле РП-26 с указателем срабатывания. Промежуточное реле замедляет время действия защиты, что позволяет отстроиться от апериодической составляющей пускового тока. 

    3.4.2 Защита электродвигателей  от перегрузки

     Для защиты АД при перегрузке принимаем МТЗ с использованием токового реле РТ-40, включенного на разность токов двух фаз.

     Ток  срабатывания защиты и реле находим  по формулам:

     

     

     I_Дном- номинальный ток двигателя;

     К_в- коэффициент возврата;

     Выбираем  реле тока РТ-40/50.

     

     Согласование  времени действия защиты при перегрузке с временем самозапуска двигателя производим по выражению:

     t_С.Д. > t_П.Д. > t_{С.Ф.  ,}

     где t_С.Д., t_С.Ф.  – допустимое и фактическое время  разгона двигателя при самозапуске; t_П.Д.- допустимое время действия защиты при перегрузке.

     Из  расчета самозапуска известно:

       t_С.Ф. =19,6 с; t_С.Д.= 31,1 с.

     Выбираем  реле времени с уставкой, равной 22 с.  

    3.4.3 Защита от понижения  напряжения

     Напряжение  срабатывания защиты двигателя при  понижении напряжения выбираем таким образом, чтобы обеспечивался самозапуск других более ответственных двигателей, т. е. (0,6-0,7)U_Д.НОМ.

     Выбираем  реле напряжения переменного тока РН-54/160 и находим напряжение срабатывания реле: