Расчет уставок защит участка сети напряжением 37/10.5/0.4 кВ

Схема замещения сети

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2

 

3. Выбор и обоснование типа защит.

3.1 Защтиа понижающих силовых  трансформаторов 10/0,4 кВ.

На трансформаторах мощностью менее 1 МВ•А в качестве защиты от токов, обусловленных внешними многофазными к.з., должна быть предусмотрена защита, действующая на отключение на основе предохранителей. Защиту трансформаторов Т4, Т5, Т6 производим с помощью предохранителей типа ПКТ-10.

Находим номинальный ток предохранителя:

                                           Iном =                                 ( 10 )

Выбор предохранителей.

Таблица № 5

Параметры	Sном, тр,, кВ•А		Iном.пр.расч, , А		Iном.пр.станд,, А
Т4		600		33		40
Т5		400		22		31,5
Т6		600		33		40

 

Защита от замыканий на замлю.

На стороне 10,5 кВ ставим защиту от замыканий на землю. Первичный ток срабатывания защиты нулевой последовательности, действующий с выдержкой времени на отключение трансформатора, определяется по двум условиям:

1. Отстройка от допустимой асмметрии фазных токов.

                                       Iсз.n = 0,25•kн•Iном. тр                            ( 11 )

где kн = 2 – коэффициент надёжности.

2. Согласование по чувствительности  с максимальным током срабатывания  отсечки на двигателях 0,38 кВ или  с предохранителями в распределительных  сетях.

                                            Iсз.n = kн. согл•Iдоп. отс.                            ( 12 )

где kн = 1,1 – 1,25 - коэффициент надёжности согласования.

Хотя это условие и является определяющим, но так как Iдоп. отс. не задано, будем пользоваться первым условием.

 

Пример расчёта для трансформатора Т6:

 

Kн = 2; Sном = 600кВ•А; Uном = 0,4 кВ.  Iсз.n, 6 = 0,25•2• = 433 А

В результате расчёта, получаем .  Iсз.n, 5 = 289 А; .  Iсз.n, 4 = 433 А.

Определим коэффициент чувствительности при однофазном к.з. за трансформатором Т6. Расчётный ток в реле при условии металлического к.з., без учёта сопротивления питающей энергосистемы до места включения трансформатора Т6 определяется по формуле:

                                               Iк.з.1 =                                 ( 13 )

или

                                                     Iк.з.1 =                                         ( 14 )

где •Zт4 – справочная величина, приведённая к стороне 0,4 кВ, в данном случае равная 0,042 Ом.

                                                     Kч =                                               ( 15 )

Пример:

Iк.з. = = 5,2 кА;  Kч, 6 = = 12                                                                                     

При коэффициенте трансформации ТТ в нейтрали Ki = 500/5, ток срабатывания реле:

Iср. 6 = = 4,33 А     

Выбираем реле РТ – 40/6

Результаты расчётов

Таблица № 6

Параметры	Iср..защ., , А	Ki	Iк.з., кА	Kч	Iср.расч, А	Тип реле	1/3•Zт
Т4	433	500/5	5,2	12	4,3	РТ-40	0,042
Т5	289	300/5	3,4	11,7	4,8	РТ-40	0,065
Т6	433	500/5	5,2	12	4,3	РТ-40	0,042

 

3.2  Защита воздушных линий W5, W6 и W7.

На ВЛ – 10 кВ устанавливаем максимальную токовую защиту с реле типа РТВ.

Находим рабочий максимальный ток:

 

                                           Iраб.max =                                ( 16 )

                                           Iс.з. =                           ( 17 )

Пример расчёта:

Iраб.max = = 88 А;   Iс.з. = = 195 А                                                      

Расчитываем ток срабатывания реле РТВ – 1. Приняв предварительно коэффициент трансформации тока, например Кi = 200/5, получаем ток срабатывания реле:

                                           Iср. =                                      ( 18 )

где Ксх = 1 – коэффициент схемы.

                                                Iср. = = 4,9 А

Ближайшая большая уставка реле РТВ – 1 равна 5 А. При этой уставке ток срабатывания защиты :

                                                Iс.з. = = 200 А

Коэффициент чувствительности в основной зоне защиты равен:

 

                                                Iк.з.min =                           ( 19 )

                                                Кч. =                                      ( 20 )                                 

Iк.з.min = = 859 А ;   Кч = = 4,3                                   

Кч > 1,5, следовательно для данной линии не требуется санкционирование по условиям релейной защиты. Определяется коэффициент чувствительности в зоне резервирования, т.е. при к.з. на шинах низшего напряжения трансформато-ров ответвлений. Выбирается ближайший трансформатор и определяется ток к.з. при повреждении за этим трансформатором (Т4).

Iк.з.min = = 450 А ;   Кч = = 2,25     

Кч > 1,2, но для более отдалённых и менее мощных трансформаторов резер-вирование не обеспечивается, что допускается ПУЭ. Отсутствие резервирования при к.з. за трансформаторами вообще является характерным для защит воздуш-ных линий 6 кВ и 10 кВ.

Выбираем время срабатывания и характкристику реле РТВ защиты линии по условиям согласования по току и времени с защитными устройствами после-дующих и предыдущих элементов.

При подборе характеристики МТЗ линии нужно выполнять следующие ус-ловия:

1. Ток срабатывания защиты  должен быть не менее, чем на 10 % больше тока плавления вставки  предохранителя, соответствующего  времени действия защиты в  начальной части характеристики ( не менее 5 сек. ). Для этого определяется ток Iпл при 5 сек: 120 А, выбранный ранее ток срабатывания защиты ( 200 А ) удовлетворяет этому условию.

2. Ступень селективности  между защитой питающего трансформатора  и защитой ВЛ – 10 кВ должна  быть примерно 0,7 сек. При максимальном токе к.з. в начале линии.

Для построения токовой характеристики реле РТВ используем формулу:

                                                Iк =                                      ( 21 )                                 

где К – кратность Iр/Iср в процентах из типового графика.

 

 

 

Результаты для построения токовой характеристики РТВ.

Таблица № 7

К, %	t, сек	Iк, А
160	0,7	312
140	1	273
130	1,3	253
120	1,9	234
110	2,6	214
100	6	195

 

 

3.3 Защита силовых трансформаторов Т1 и Т2.

Для данных трансформаторов должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы:

1. однофазных замыканий на землю в обмотках и на выводах.
2. многофазных замыканиях в обмотках и на выводах.
3. от токов в обмотках, обусловленных перегрузкой и внешними к.з.
4. газовая защита.

 

 

3.3.1 Расчёт дифференциальной  защиты  ( ДЗТ – 11 ).

Произведём расчёт первичных и вторичных номинальных токов для сторон защищаемого трансформатора.

 

Параметры трансформаторов тока.

Таблица № 8

Величина	Iном. пер , А	Ki	Схемы соединения обмоток ТТ	Iном. пер , А
10,5 кВ	880	300/5	∆	4,4
37 кВ	250	1000/5	U	7,2

 

Выбираем место установки тормозной обмотки реле ДЗТ – 11 – плечо сто-роны НН. Определяем первичный ток небаланса без учёта составляющей Iнб′′′:

 

                                  Iнб = Iнб′ + Iнб′′ + Iнб′′′                               ( 22 )   

                                  Iнб′ = Капер.•Кодн.• x•Iк.з.6•                  ( 23 )

где  x = 0,1 – относительное значение тока намагничевания;

        Капер. = 1 – коэффициент, учитывающий переходный режим;

        Кодн. = 1 – коэффициент однотипности, учитывающий неидентич-ность характеристик намагничевания ТТ.

                                   Iнб′′ = DU•Iк.з.6                                        ( 24 )

где DU = ± 10 % - диапозон регулирования напряжения.

 

                                  Iнб = 1•1•0,1•6,4• + 0,1•6,4 = 822 А

Отстраиваем ток срабатывания защиты от броска тока намагничевания:

 

                                  Iнтр =                                        ( 25 )

Umin. тр. = 37•( 1 – 0,1 ) = 33,3 кВ; Iнтр = = 277 А.                       

                                    Iс.з. = Кн•Iнтр                                           ( 26 )                                      

Iс.з. = 1,5•277 = 416 А

Выбор числа витков обмоток.

Таблица № 9

Обозначение величины и расчётное выражение	Численные значения
Iср.неосн. = Ic.з.•Ксх/Кiвн	12
wнеосн.расч. = Fср/Iср.неосн	8
wнеосн. ( ближайшее меньшее )	8
Iср.неосн = Fср/wнеосн	12,5
Iсз..неосн ( сторона ВН )	433
Iсз..неосн ( сторона НН )	1526
wосн.расч. = wнеосн•I2неосн./Iосн.	13
wосн	13
Iнб′′′	11
Iнб с учётом Iнб′′′	637

 

Число витков тормозной обмотки реле ДЗТ – 11 определяется по формуле:

 

                                              ωт =                   ( 27 )

 

                                                     ωт = = 7,06  вит.               

Принимаем ближайшее число витков тормозной обмотки:

ωт = 7 вит.

Определяем коэффициент чувствительности аналогично формуле 20:

 

 где                                         Iр.min =              ( 28 )

Iр.min = = 37 А; Кч = = 3,08 > 2.          

 

 

3.3.2 Расчёт МТЗ от внешних  к.з. для Т1 и Т2.

 

Область внешних к.з. трансформатора находится на стороне НН, включая сборные шины. Ток срабатывания защиты отстраивается от максимального рабо-чего тока, протекающего через трансформатор.

 

Iс.з. = • ( Iраб.max.л5 + Iраб.max.н3 • Ксзп3 + Iраб.max.н4 • Ксзп4 + ¼ + + Iраб.max.н2 • Ксзп2 + Iраб.max.н1 • Ксзп1 )                                                           ( 29 )

 

Iраб.max.л5 = = 25 А; Iраб.max.н3 = = 61 А; Iраб.max.н4 = Iраб.max.н1 = = 70 А; Iраб.max.н2 = = 75 А;

Iс.з. = • ( 25 + 61•1,9 + 70 • 2,4 + 75 • 2,5 + 70 • 2,7 ) =  1029 А

Выбираем ТТ типа ТВТ – 35/10, Кi = 1000/5. Ток срабатывания реле РТ – 40 для схемы ТТ, соединённых в треугольник.

 

                                                Iср. = = 8,9 А; Iу = 9 А.

Выбираем РТ – 40/10. Уточняем ток срабатывания защиты:

                                                 Iс.з. = = 1039 А

Проверяем коэффициент чувствительности при двухфазном к.з. за трансформатором:

                          Кч = = = 1,52 > 1,5