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

Выдержка времени защиты должна быть минимальной и согласованной с МТЗ отходящих присоединений:

                                             tс.з. = tнб + ∆t                           ( 30 )

где tнб - наибольшее время срабатывания нагрузок;

     ∆t – ступень  селективности при согласовании  реле РТ – 40 и РТВ.

                                                    tс.з. = 1 + 0,6 = 1,6 сек.

Выбираем реле времени ЭВ – 225.

 

3.3.3 Расчёт МТЗ от перегрузки.

Ток срабатывания защиты определяется по формуле:

                                           Iс.з. =                     ( 31 )

                                          Iс.з. = = 374,5 А     

Защита подключена к тем же ТТ, что и защита от внешних к.з. Ток срабатывания реле РТ – 40 определяется по формуле 18:

 

                                                       Iср. =   = 3,2 А                 

Ток срабатывания уставки Iу = 4 А. Принимаем реле РТ – 40/6. Уточняем ток срабатывания защиты: Iс.з. = 462 А.

Выдержка времени защиты выбирается по условию согласования с последними, наиболее чувсвительными ступенями защит от многофазных к.з. предыдущих элементов ( присоединённых к шинам низшего напряжения ). Кроме того, МТЗ от перегрузки должна быть отстроена по времени от МТЗ от внешних к.з. трансформатора. Поэтому

                                             tс.з.пер = tс.з.внеш + ∆t                  ( 32 )

                                                    tс.з. = 1,6 + 0,6 = 2,2 сек.

Выбираем реле времени ЭВ – 225.

 

3.3.4 Газовая защита.

Газовая защита поставляется вместе с трансформатором и расчёту не подлежит. В связи с недостатками поплавкового газового реле, отечественной промышленностью выпускается реле с чашечковыми элементами типа РГЧЗ – 66. Первая ступень газового реле более чувсвительная, чем вторая, и действует на сигнал. Вторая ступень чаще всего действует на отключение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4 Защита силовых трансформатора Т3.

3.4.1 Расчёт дифференциальной защиты  ( ДЗТ – 11 ).

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

Параметры трансформаторов тока.

Таблица № 10

Величина	Iном. пер , А	Ki	Схемы соединения обмоток ТТ	Iном. пер , А
10,5 кВ	93,6	150/5	∆	5,4
37 кВ	329,9	400/5	U	7,1

 

Выбираем место установки тормозной обмотки реле ДЗТ – 11 – плечо стороны НН. Определяем первичный ток небаланса без учёта составляющей Iнб′′′ по формулам 22 – 24 :

                                  Iнб = 1•1•0,1•3,1• + 0,1•3,1 = 362,8 А

Отстраиваем ток срабатывания защиты от броска тока намагничевания по формуле 25:

Umin. тр. = 37•( 1 – 0,1 ) = 33,3 кВ; Iнтр = = 104 А. 

Тогда ток срабатывания защиты по формуле 26 равен:                     

Iс.з. = 1,5•104 = 156 А.

Выбор числа витков обмоток.

Таблица № 11

Обозначение величины и расчётное выражение	Численные значения
Iср.неосн. = Ic.з.•Ксх/Кiвн	9
wнеосн.расч. = Fср/Iср.неосн	11,1
wнеосн. ( ближайшее меньшее )	11
Iср.неосн = Fср/wнеосн	9,1
Iсз..неосн ( сторона ВН )	157,5
Iсз..неосн ( сторона НН )	925,8
wосн.расч. = wнеосн•I2неосн./Iосн.	13
wосн	13
Iнб′′′	2,5
Iнб с учётом Iнб′′′	628,5

 

 Число витков тормозной  обмотки реле ДЗТ – 11 определяется по формуле 27:

                                                     ωт = = 14,5  вит.               

Принимаем ближайшее число витков тормозной обмотки:

ωт = 15 вит.

Определяем коэффициент чувствительности аналогично формуле 20:

Iр.min = = 39 А; Кч = = 4,4 > 2.  

 

3.4.2 Расчёт МТЗ от внешних  к.з. для Т3.

 

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.н5 • Ксзп5 )               ( 33 )

 

Iраб.max.л5 = =  62 А; Iс.з. = • ( 62•1,9 ) =  178 А;

Iср. = = 5,1 А; Iу = 6  А.

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

                                                 Iс.з. = = 207 А

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

                          Кч = = = 4,2 > 1,5

Выдержка времени защиты должна быть минимальной и согласованной с МТЗ отходящих присоединений рассчитывается по формуле 30:

                                                    tс.з. = 1 + 0,6 = 1,6 сек.

Выбираем реле времени ЭВ – 225.

 

3.4.3 Расчёт МТЗ от перегрузки.

Ток срабатывания защиты определяется по формуле 31:

                                          Iс.з. = = 141 А     

Защита подключена к тем же ТТ, что и защита от внешних к.з. Ток срабаты-вания реле РТ – 40 определяется по формуле 18:

 

                                                       Iср. =   = 4,07 А                 

Ток срабатывания уставки Iу = 4 А. Принимаем реле РТ – 40/6. Уточняем ток срабатывания защиты: Iс.з. = 138 А.

Выдержка времени защиты выбирается по условию согласования с послед-ними, наиболее чувсвительными ступенями защит от многофазных к.з. предыду-щих элементов ( присоединённых к шинам низшего напряжения ). Кроме того, МТЗ от перегрузки должна быть отстроена по времени от МТЗ от внешних к.з. трансформатора. Поэтому, используя формулу 32, получим

                                                    tс.з. = 1,6 + 0,6 = 2,2 сек.

Выбираем реле времени ЭВ – 225.

 

 

3.4.4 Газовая защита.

Газовая защита поставляется вместе с трансформатором и расчёту не подлежит. В связи с недостатками поплавкового газового реле, отечественной промышленностью выпускается реле с чашечковыми элементами типа РГЧЗ – 66. Первая ступень газового реле более чувсвительная, чем вторая, и действует на сигнал. Вторая ступень чаще всего действует на отключение.

 

 

3.5 Защита линии W3.

3.5.1 Расчёт отсечки для W3.

                                           Iс.о. ≥ Кн • Iк.з.max                    ( 34 )

Тогда ток срабатывания отсечки равен:

                                           Iс.о. = Кн • Iк.з.max                    ( 35 )

                                                 Iс.о. = 1,2• 10240 = 12,3 кА.       

Ток срабатывания реле РТ – 40 определяется по формуле :           

                                           Iср =                  ( 36 )

                                                Iср = = 34,9 А            

Ток срабатывания уставки Iу = 35 А. Принимаем реле РТ – 40/50. Уточняем ток срабатывания защиты: Iс.з. = 12333 А.

 

3.5.2 Расчёт МТЗ.

Находим ток срабатывания защиты по формуле:

                                                 Iс.з. =               ( 37 )

 

                                                 Iс.з. = = 627 А             

Ток срабатывания реле РТ – 40 определяется по формуле 36:

                                                 Iср = = 2,97 А            

Ток срабатывания уставки Iу = 3 А. Принимаем реле РТ – 40/6. Уточняем ток срабатывания защиты: Iс.з. = 634 А.

 

 

Ток срабатывания уставки Iу = 4 А. Принимаем реле РТ – 40/6. Уточняем ток срабатывания защиты: Iс.з. = 462 А.

Определяем коэффициент чувствительности:

                                                   Кч =                                    ( 38 )

Тогда                               Кч = = 10,3 > 1,5

Выдержка времени защиты находим по формуле:

                                                    tс.з.т3 = 1,6 + 0,6 = 2,2 сек.

 

 

3.6 Защита линий W1 и W2.

3.6.1 Расчёт отсечки для W1 и W2.

Находим ток срабатывания отсечки по формуле 35:

                                                 Iс.о. = 1,2• 14164 = 17 кА.       

Ток срабатывания реле РТ – 40 определяется по формуле 36:           

                                                 Iср = = 24,1 А            

Ток срабатывания уставки Iу = 25 А. Принимаем реле РТ – 40/50. Уточняем ток срабатывания защиты: Iс.з. = 17619 А.

 

3.6.2 Расчёт МТЗ.

Находим ток срабатывания защиты для линий W1 и W2 по формулам.

 

             Iс.з.1 = •       ( 39 )

             Iс.з.2 = •                   ( 40 )

Iс.з.1 = • =  3106 А

Iс.з.2 = •    = 2441 А     

Отсюда, Iс.з.1 > Iс.з.2 , следовательно, принимаем Iс.з. = 3106 А.        

Находим ток срабатывания реле РТ – 40 по формуле:

                                           Iср. = •                            ( 41 )

Получаем:

                                                Iср. = = 14,7 А; Iу = 15 А.

Выбираем РТ – 40/20. Уточняем ток срабатывания защиты:

                                                 Iс.з. = 3171 А

Определяем коэффициент чувствительности по формуле 38 :

                                          Кч = = 15,7 > 1,5

Выдержка времени защиты находим по формуле:

                                           tс.з.л1 = tс.з.т3 + ∆t                                ( 42 )

                                                  tс.з.л1 = 2,2 + 0,6  = 2,8 сек.                     

 

 

3.7 Расчёт усройства АПВ линий W1 и W2.

 

Устроуство АПВ предусматривается для быстрого восстановления питания потребителей путём автоматического включения выключателей, отключённых устройством РЗА. Из опыта эксплуатации линий с односторонним питанием для повышения эффективности АПВ однократного действия рекомендуется брать tапв = 2 – 3 сек. Возьмём tапв = 2 сек.

Напряжение срабатывания минимального реле напряжения с ограниченно зависимой выдержкой времени типа РНВ: Uср < 0,35•Uном; Uср = 35 В

                                           tавр = tс.з.л1 +  tапв + ∆t                        ( 43 )

                                                   tавр = 2,8 +2 + 0,6 = 5,4 сек.                       

 

 

3.8 Проверка ТТ на 10 % погрешность.

 

Для сокращения числа однотипных расчётов выбираются из трёх комплек-тов защит трансформаторов Т1, Т2, Т3 – трансформаторы тока, имеющие наи-большее значение предельной кратности и наибольшую вторичную нагрузку. Схемы защит во всех трёх случаях аналогичны.

Для продольных дифференциальных защит первичный расчётный ток, при котором должна обеспечиваться работа ТТ с погрешностью не более 10 %, прини-мается равным наибольшему значению тока при внешнем к.з. Из трёх случаев наибольшее значение предельной кратности получается для Т1:

Трансформатор тока типа ТПЛ – 10; Кi = 200/5 ( для ДЗТ ).

Определяем предельную кратность К10:

                                                     К10 =                          (  44 )

где I1расч. = 1,1•416 = 457,6 А.

                                                          К10 = = 1,8                 

Определяем допустимую вторичную нагрузку ТТ, при которой полная пог-решность ТТ не превышает 10 %. По кривой предельных кратностей ТТ ТПЛ – 10 находим Zн.доп. = 5,2 Ом.

Определим расчётную нагрузку:

Расчётное сопротивление на фазу:

 ДЗТ – 11, Zдзт = 0,1 Ом, Rпр = Rобр = 0,6 Ом, Rпер = 0,1 Ом.     

Суммарное сопротивление для схемы треугольника ТТ при двухфазном к.з. за трансформатором:

                                       Zн.расч. = 3 • (Rпр + Zреле ) + Rпер         ( 45 )

                                          Zн.расч. = 3 • (0,6 + 0,1 ) + 0,1 = 2,2 Ом.       

Zн.доп. > Zн.расч. , следовательно, ТТ работают с погрешностью ε < 10 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Приложения.

 

Схема токовой защиты линий W1 и W2

 

 

 

Схема МТЗ линий W5, W6 и W7 с реле прямого действия

 

 

 

 

Рис. 3

 

 

Схема защиты трансформаторов Т1, Т2

 

 

а) Цепи тока дифференциальной токовой защиты ДЗТ - 11

 

б) Цепи тока МТЗ.

КА1, КА2 – защита от внешних к.з.; КА3 – защита от перегрузки.