К_ч=Ö3×2870/(265×2)=9.4, что соответствует ПУЭ гл. 3.2.

5. Трансформатор  КТП-2 является наиболее удаленным  от источника питания, поэтому  выбираем уставку МТЗ по времени  0.5 с.

Остальные расчеты  ведутся аналогично.

Токовая отсечка

Токовой отсечкой называется мгновенная токовая защита с ограниченной зоной действия. Селективность ТО обеспечивается не выдержкой времени, а зоной её действия. В этой зоне ток срабатывания ТО отстраивается не от тока нагрузки, а от тока КЗ в конце защищаемой линии. 
 
 
 

1. Находим ток  срабатывания ТО:

I_с.о.=k_о×I_кmax,

где I_с.о. – ток срабатывания отсечки, А.

I_кmax – максимальный ток КЗ на шинах НН трансформатора. 

В этом случае ТО будет защищать кабель и обмотку  ВН трансформатора.

I_с.о.=1.05×2900=3045 А

2. Находим ток  срабатывания реле:

I_с.р.= k_сх×I_с.о./К

I_с.р.=1×3045/60=50.7 А

3. Находим коэффициент  чувствительности:

К_ч=I_кmin/I_с.о.

где I_кmin – минимальный ток КЗ в конце защищаемой линии, т.е. на стороне ВН трансформатора.

К_ч=(Ö3/2)×11260/3045=3.2, что соответствует ПУЭ гл. 3.2.

Остальные расчеты  ведутся аналогично

Защита от замыканий на землю

Защиту от замыканий  на землю обеспечивает трансформатор  тока нулевой последовательности (ТНП), устанавливаемый непосредственно  на кабеле перед воронкой (рисунок 8).

Рисунок 8 - Защита от замыканий на землю  с кабельным ТНП. 
 

    При замыкании в сети на землю токи повреждения могут замыкаться как  через землю, так и по проводящей оболочке кабеля, в том числе и  неповрежденного, что может вызвать  неправильное действие защиты. Поэтому  воронку и кабель на участке от ТНП до воронки изолируют от земли, а заземляющий провод присоединяют к воронке кабеля и пропускают через отверстие магнитопровода ТНП в направлении кабеля. При таком исполнении цепей защиты токи, проходящие по броне и проводящей оболочке кабеля, компенсируются токами, возвращающимися по заземляющему проводу. 

1. Находим ток  срабатывания защиты:

I_с.з.=k_отс×3×I_с,

где I_с.з. – ток срабатывания защиты, А.

      k_отс – коэффициент отстройки, обусловленный броском емкостного тока в момент замыкания, k_отс=4.5 для защит без выдержки времени [1 стр213].

      I_с – собственный емкостный ток линии.

I_с.з.=4.5×3×0.162=2.2 А.

Остальные расчеты  ведутся аналогично.

Результаты сводятся в таблицу 7. 

    Защита  минимального напряжения (ЗМН) используется для защиты высоковольтных двигателей и электроприемников, самозапуск которых при восстановлении питания после кратковременного перерыва недопустим или нежелателен. Защита минимального напряжения срабатывает при исчезновении напряжения или при его снижении ниже установленного значения. Напряжение срабатывания ЗМН принимается равным 70% от номинального напряжения сети, а время срабатывания принимается на ступень селективности больше времени действия быстродействующих защит от коротких замыканий.

Рассчитаем уставку  по напряжению, В:

U_ср=0.7×U_н,

где: Uн – номинальной напряжение сети.

U_ср=0.7×6000=4200 В 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Таблица 7 - Выбор защит. 

2.7. Выбор марок и  сечений кабелей 

    Сечение кабелей выбирается по длительному  току электроустановки и проверяется  на термическую устойчивость при  коротком замыкании.

    Рассмотрим  выбор кабелей на примере отходящей  линии между яч. 4 РУ-6 кВ и трансформатором Т-1 КТП-1.

1. Определим длительный ток, А:

     I_дл=S_н/(Ö3×U_н),

    где: S_н – номинальная полная мощность электроустановки, кВА;

          U_н – номинальное напряжение сети, кВ.

     I_дл=2500/(Ö3×6)=240.5 А.

2. Определяем минимальное сечение жил кабель по условиям термической устойчивости при коротком замыкании:

     S_min=I_к×Ö(Т_а+t_с.з.+t_о.в.)/С,

    где: I_к – максимальный ток КЗ, А;

          Т_а – постоянная затухания апериодической составляющей тока КЗ, с;

          t_с.з. – время срабатывания защиты, с;

          t_о.в. – время отключения выключателя, с;

      С – коэффициент термической  устойчивости для кабелей с алюминиевыми жилами.

    S_min=11790×Ö(0.01+0.015+0.03)/88=31.5 мм²

3. Выбираем кабель АВВГ-6 (3´95) с максимальным длительным током 255 А.

    Остальные расчеты ведутся аналогично.

    Результаты  сводятся в таблицу 8. 

    Таблица 8 - Выбор кабелей.

 
 
 
 
 

  2.6 Что такое система релейной защиты и автоматики (РЗА). 

    Системы РЗА применяются для подстанций всех уровней напряжения и представляют совокупность микропроцессорных устройств  релейной защиты и компьютерной системы  управления позволяющих воплотить в жизнь все преимущества информационной и компьютерной технологии, а именно обеспечивают:

    1. Наглядность процесса для оператора,  за счет большого количества  измерений и сигнализации и  представления информации динамических  экранах, дающих возможность оператору своевременно реагировать для избегания аварии (что отсутствует в традиционной защите)

    2. Дистанционное управления как  терминалами релейной защиты  так и первичным оборудованием  подстанции (по сравнению с только  местным управлением на традиционном оборудовании)

    3. Беспрерывную диагностику, позволяющую  проводить предаварийную профилактику (по сравнению с пост-аварийным  или периодическим сервисом традиционного  оборудования)

    4. "Гибкость" инженеру как в  работе с устройствами релейной  защите, так и в использовании системы автоматизации, позволяющей изменить философию управления и диагностики путем перепрограммирования программою обеспечения (такая возможность полностью отсутствуют в жестком неизменном – «железе» традиционного оборудования)

    5. Возможность постепенного наращивание системы как релейной защиты так и в части измерения и управления

    6. Встроенная система наблюдения  имеет возможность регистрирования  и сохранения всех величин  в предаварийных и аварийных  ситуациях для точного поставарийного  компьютерного анализа причин аварии

    7. Наличие ряда вспомогательных  функций управления и контроля. Наличие автоматических управляющих  последовательностей, синхронизации,  автоматической разгрузки и т.д.

    8. Современное рабочее место нового  поколения 
 

2.6.1 Главные преимущества микропроцессорных систем защиты и управления:

    A. повышенная надежность энергообеспечения,

    Б. минимальные габаритные показатели,

    B. надежная защита окружающей среды,

    Г. легкость расширения функций при  возможной последующей реконструкции  и развитии электрических сетей региона,

    Д. минимальный срок окупаемости оборудования за счет уменьшения расходов на установку, наладку и обслуживание системы  защиты и управления и за счет существенного  снижения расходов, связанных с первичным  оборудованием 
 
 
 

2.6.2 Краткие характеристики устройств cерии SPAC 

    Серия устройств SPAC 810 включает в себя несколько  типоисполнений, имеющих общую аппаратную платформу и программное обеспечение, которые определяют функциональные особенности конкретного исполнения устройства. Выбор производится исходя из требуемой функциональности в части выполнения защит (направленные или ненаправленные защиты), схем выполнения цепей вторичной коммутации, а также с учётом ценовых показателей оборудования.

     Комплектные устройства защиты и автоматики SPAC 810 предназначены для выполнения функций релейной защиты, автоматики, местного и дистанционного управления, измерения, сигнализации, регистрации, осциллографирования, диагностики присоединений понижающих двухобмоточных (или с «расщеплёнными» обмотками) трансформаторов, токоограничивающих реакторов, линий.

    Устройства SPAC 810-Т выполняют следующие функции:

    В части управления и диагностики  выключателя трансформатора или линии:

• Местное (кнопками с лицевой панели терминала или выносными ключами) управление выключателем;

• Дистанционное (через АСУ ТП) управление выключателем;

• Блокировка от многократных включений выключателя;

• Расчет коммутационного и механического ресурса;

• Контроль времени включения/отключения;

• Контроль времени взвода пружины;

• Контроль давления элегаза;

• Контроль цепей управления (РПО, РПВ I, РПВ II, автомата питания цепей управления выключателем);