Релейная защита промышленного предприятия

 

Таблица 6 – Минимальный  режим, секционные выключатели отключены, линии Л2 и Л4 отключены

Точка КЗ на шинах подстанции	Искомые величины	Питание со стороны
		Система G1	Система G2
А	ХЭКВ
	SКЗ, МВА
	IКЗ, кА
Б	ХЭКВ
	SКЗ, МВА
	IКЗ, кА
В1с В2с	ХЭКВ	В2с	В1с
	SКЗ, МВА
	IКЗ,  кА
Г1с Г2с	ХЭКВ	Г2с	Г1с
	SКЗ, МВА
	IКЗ, кА
РП1 РП2	ХЭКВ	РП2	РП1
	SКЗ, МВА
	IКЗ, кА	;
РП3	ХЭКВ		=
	SКЗ, МВА
	IКЗ, кА
Е	ХЭКВ
	SКЗ, МВА
	IКЗ, кА

 

 

Таблица 7 – Минимальный  режим, секционный выключатель Q15 включен, линия Л4 отключена

A Q15 вкл, Л4 откл	XЭКВ
	SКЗ, МВА	SКЗ  = SКЗ1MIN=800
	IКЗ, кА
Б Q15вкл, Л2 откл	XЭКВ
	SКЗ, МВА		SКЗ  = SКЗ2MIN=1000
	IКЗ, кА
B Л4 откл	XЭКВ
	SКЗ, МВА
	IКЗ, кА
В Л2 откл	XЭКВ
	SКЗ, МВА
	IКЗ, кА

 

 

 

2. РАСЧЁТ ЗАЩИТЫ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ Л5

 

Согласно ПУЭ, на линиях 10 кВ должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от многофазных замыканий и от однофазных замыканий на землю.

От многофазных замыканий устанавливается  двухступенчатая токовая защита, первая ступень которой выполнена  в виде токовой отсечки без  выдержки времени, а вторая – в  виде максимальной токовой защиты с  независимой характеристикой выдержки времени

 

2.1 Токовая отсечка без выдержки времени

 

Максимальный рабочий ток линии, необходимый для выбора трансформаторов  тока, примем равным длительно допустимому  току кабеля.

А,                                                    (15)

где: I_ДОП = 140 А – допустимый длительный ток кабеля А-50. К установке принимаем трансформатор тока ТФЗМ 35Б-І У1.

Паспортные данные: I_1Н = 200А, I_2Н = 5 А.

Коэффициент трансформации трансформатора тока:

                                                      (16)

Ток срабатывания защиты

 

                                (17)

где к_отс = 1,2 – коэффициент отстройки; к_в = 0,9 – коэффициент возврата; к_з=1,2 – коэффициент загрузки.

Схема соединения – неполная звезда.

Ток срабатывания реле:

                                               

А                                            (18)

Принимаем к установке реле РТ 40/100, у которого ток срабатывания при  параллельном соединении катушек находится  в пределах I_СР.Р = (50-100) А.                                         

Принимаем уставку тока по шкале реле: ,

тогда ток срабатывания защиты:         

2. МТЗ с выдержкой времени

 

Ток срабатывания защиты

А,                                    (19)

    где:  к_отс = 1,2 – коэффициент отстройки;

к_в = 0,9 – коэффициент возврата реле;

к_з=1,2 – коэффициент загрузки.

Схема соединения трансформаторов  тока и реле  – неполная звезда, коэффициент схемы к_СХ = 1.

 

Ток срабатывания реле:

А.                                          (20)

Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах I_СР.Р = (5-20) А.

Определяем сумму уставок:

.                                             (21)

Принимаем ∑θ = 0,1

Найдем ток уставки реле:

А,                                   (22)

тогда ток срабатывания защиты:

 

                                                                                                     (23)

 

Коэффициент чувствительности в основной зоне проверяем по току двухфазного  КЗ в конце кабельной линии Л5 (на шинах РП1)

                                           (24)

1. Определение время срабатывания защиты

Время срабатывания МТЗ составит:

     (25)

                                                                                   (26)

 

2.3 Защита от однофазных замыканий на землю

 

Для кабеля марки А-50 удельный ёмкостной  ток однофазного замыкания на землю I_С0 = 0,77 А/км.

Тогда ёмкостной ток линии:

А.                                             (27)

Ток срабатывания защиты:

А,                                         (28)

где к_ОТС = 2– коэффициент отстройки.

     n=2 – число кабелей.

Принимаем к установке трансформатор  тока нулевой последовательности ТЗЛМ-1, трансформаторы устанавливаем на каждый кабель линии.

Вторичные обмотки соединяем параллельно  и подключаем к обмоткам реле.

Защиту выполним с помощью реле РТЗ-51.

Ток срабатывания реле выбираем по формуле:

      (29)

Так как неизвестен ток утечки для  всей сети предприятия, определяемый экспериментально, то проверку чувствительности произвести невозможно.

 

3. РАСЧЁТ ЗАЩИТЫ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА Т1

 

Согласно ПУЭ для трансформаторов  общего назначения должны быть предусмотрены  устройства релейной защиты от следующих  видов повреждений и ненормальных режимов работы:

- многофазных замыканий в обмотках  и на выводах;

- межвитковых замыканий на землю;

- замыканий на землю;

- токов в обмотках, обусловленных  перегрузкой;

- понижения уровня масла;

Устанавливаются следующие виды защит:

- продольная дифференциальная  защита от различных видов  КЗ;

- МТЗ без выдержки времени  как резервная от внешних КЗ;

- защита от перегруза;

- газовая защита.

 

3.1 Продольная дифференциальная защита от различных видов КЗ

 

Защита выполняется с помощью  дифференциального реле типа РСТ.

Номинальный ток обмоток трансформатора высокого напряжения:

А.                                 (30)

Номинальные токи обмоток трансформатора низкого напряжения:

А,                                  (31)

где S_ТНОМ = 4 МВА – номинальная мощность трансформатора Т1

Найдем максимальные рабочие токи:

А;                                   (32)

А.                                   (33)

На стороне ВН принимаем к  установке трансформатор тока ТФЗМ-35А-У1. Паспортные данные: I_1Н = 100 А, I_2Н = 5 А.

Коэффициент трансформации трансформатора тока:

                                                       (34)

На стороне НН принимаем к  установке трансформатор тока ТПЛК-10-У3 Паспортные данные: I_1Н = 300 А, I_2Н = 5 А.

Коэффициент трансформации трансформатора тока:

                                                    (35)

Для компенсации сдвига фаз трансформаторы тока на высокой стороне включаются по схеме полного треугольника , а трансформаторе тока на низкой стороне – по схеме звезды

Вторичные токи трансформаторов тока:

А;                                          (36)

А.                                        (37)    

За основную принимаем обмотку  ВН, т. к. .

Выбираем ток срабатывания защиты:

Отстройка от токов небаланса:  

Определяем составляющую тока небаланса, обусловленную погрешностью трансформаторов  тока :

А,                               (38)

где: к_ОДН = 1 – коэффициент однотипности трансформаторов тока; к_А = 1 – коэффициент апериодической составляющей тока КЗ; ε = 0,1 – погрешность трансформатора тока.

Определяем составляющую тока небаланса, обусловленную пределами регулирования  :

А.                        (39)

Предварительное значение тока срабатывания защиты по условию отстройки от токов  небаланса:

А,                             (40)

где: к_ОТС = 1,2 – коэффициент отстройки.

Ток срабатывания защиты по условию  отстройки от броска тока намагничивания

А.                               (42)

Из двух токов срабатывания выбираем наибольший, то есть А

Значение коэффициента чувствительности защиты:

.                                           (42)

Ток срабатывания реле на основной стороне:

А.                                    (43)

Ток срабатывания реле на неосновной стороне:

А,                         (44)

где: - коэффициент трансформации силового трансформатора.

 

Выбор числа витков

 

Для компенсации вторичных токов  трансформаторов тока используются реле РНТ-565.

Расчетное число витков основной обмотки  находится из условия:

                                         (45)

Принимаем ω_ОСН = 9.

Расчетное число витков неосновной обмотки находится из условия:

                                      (46)

Принимаем ω_{НЕОСН.ПР} = 11.

Составляющая тока небаланса из-за неравенства расчетного и принятого  числа витков:

А.                   (47)

Ток срабатывания защиты с учетом всех составляющих тока небаланса: