Расчёт релейной защиты участка электрической сети

 

Ступень селективности для реле типа РТ – 40 принимается Δt =0,5с. Строим характеристику срабатывания РТ – 40 на карте селективности.

 

6. Расчет уставок защиты понижающих трансформаторов 37/10.5 кВ

 

 

1. Дифференциальная защита от междуфазных коротких замыканий

 

В качестве основной защиты от междуфазных КЗ на одиночных трансформаторах мощностью и больше, устанавливается дифференциальная продольная токовая защита на основе реле ДЗТ – 11. Расчет проведен для однотипных трансформаторов Т1,Т2 для стороны 10,5кВ.

Таблица 6.1

 

Определение вторичных токов в плечах защиты

 

Наименование расчетного параметра	Значение параметра для стороны
	37кВ	10,5кВ
Первичный номинальный ток трансформатора , А
Коэффициент трансформации ТТ	600/5	600/5
Схема соединения обмоток ТТ	треугольник	звезда
Вторичный ток в плечах защиты , А
Тип ТТ	ТФН – 35М	ТПОФ – 10
Класс точности ТТ	Д	Д

За основную сторону принимается плечо с большим вторичным током, т.е. сторона низшего напряжения.

Предполагаем, что при дальнейшей работе будут учитываться только уравнительные обмотки, без дифференциальной.

Определим первичный ток небаланса, приведенный к стороне 10,5кВ, без учета третьей составляющей небаланса:

 

 

Где - половина суммарного диапазона регулирования напряжения на стороне НН.

 

А.

Определяем предварительное значение тока срабатывания защиты по условию отстройки от броска тока намагничивания, приведенного к стороне 10,5кВ:

 

;

 

А

 

Это условие при использовании реле ДЗТ – 11 является единственным, так как наличие торможения в этом реле позволяет в расчетах тока срабатывания не учитывать ток небаланса.

Таблица 6.2

 

Определение числа витков уравнительных обмоток

 

Наименование параметра	Расчетное значение
Ток срабатывания реле основной стороны, А
Число витков уравнительной обмотки основной стороны, расчетное, вит.
Число витков с основной стороны, округленное, вит.	16
Число витков уравнительной обмотки неосновной стороны, расчетное, вит.
То же, округленное, вит.	9
Третья составляющая небаланса, приведенная к стороне 10,5кВ, А
Ток небаланса с учетом третьей составляющей, приведенной к стороне НН, А	778+345,7=1124

 

Определяем число витков тормозной обмотки реле ДЗТ – 11, необходимое для обеспечения недействия защиты при внешнем трехфазном КЗ. (точка К4):

 

 

вит.;

Где - тангенс угла наклона касательной на графике тормозной характеристики реле типа ДЗТ – 11[1,4]. Принимаем ближайшее большее число витков тормозной обмотки .

Определим коэффициент чувствительности защиты при КЗ за трансформатором на выводах, когда ток повреждения проходит только через ТТ сторона 35кВ, и торможение в реле отсутствует.

В соответствии с [1,Таблица.1, Приложение 3] для схемы соединения обмоток ТТ в треугольник расчетный ток в реле при двухфазном КЗ за трансформатором равен:

 

 

А

 

Защита подключается к ТТ типа ТПОФ – 10, .

Коэффициент чувствительности:

Ток срабатывания защиты:

 

 

 

2. Максимальная токовая защита Т1, Т2 от токов при внешних КЗ

 

 

Область внешних КЗ трансформатора находится на стороне НН, включая в первую очередь сборные шины. Ток срабатывания защиты отстраивается от максимального рабочего тока, протекающего через трансформатор.

Для трансформатора Т1 рабочий ток обусловлен током нагрузок Н1, Н2 и током линии W5.

Определим ток срабатывания защиты:

 

,

 

где  - коэффициент надёжности (для реле серии РТ-40 =1,2 1,4);

        - коэффициент возврата (для реле серии РТ-40  = 0,8 0,85);

        , - максимальный рабочий ток нагрузок Н1 и Н2;

        - максимальный рабочий ток защищаемой линии в режиме его возможной перегрузки.

 

Максимальный рабочий ток нагрузки определяется:

 

  ,

 

 A,

 

 A.

 

Тогда           A.

Для трансформатора Т2 рабочий ток обусловлен током нагрузок Н3, Н4.

 

 A,

 

 A,

 

,

 

 A.

 

Выбираем ТТ типа ТВТ-35/10, .

Ток срабатывания реле РТ-40/10 для схемы ТТ, соединенных в треугольник:

 

,

 

 A, A,

 

 A, A.

 

Уточняем ток срабатывания защиты. A, A.

 

Проверяем коэффициент чувствительности при двухфазном КЗ за трансформаторами (для Т1 и Т2):

,

 

>1,5  ,

 

>1,5.

 

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

 

,

 

где - ступень селективности ( с).

Ступень селективности  между защитой питающего трансформатора и защитой ВЛ – 10 кВ должна быть примерно 0,7 сек при максимальном токе КЗ в начале линии ([9],с.48).

 

 

 с,

 

,

 

 с.

 

Выбираем реле времени ЭВ-122, с. В.

 

3. Газовая защита

 

 

Газовая защита основана на использовании явления газообразования в баке повреждённого трансформатора. Интенсивность газообразования зависит от характера и размера повреждения, поэтому газовая защита различает степень повреждения и в зависимости от этого действует либо на  отключение, либо на сигнал. 

Газовая защита поставляется вместе с трансформатором и расчету не подлежит. В связи с недостатками поплавкового газового реле, отечественной промышленностью выпускается реле с чашкообразными элементами типа РГЧЗ - 66.

 

 

4. Максимальная токовая защита трансформаторов Т1 и Т2 от перегрузки

 

 

На трансформаторах защита от перегрузки выполняется действующей на сигнал посредством токового реле, устанавливаемого в одной фазе, поскольку перегрузка трансформатора возникает одновременно во всех трёх фазах. Чтобы избежать излишних сигналов при КЗ и кратковременных перегрузках, предусматривается реле времени, обмотки которого должны быть рассчитаны на длительное прохождение тока.

Ток срабатывания защиты выбирается из условия возврата токового реле при номинальном токе трансформатора:

 

,

 

где - коэффициент надёжности( );

         - коэффициент возврата( ).

 

А.

 

Защита подключена к тем же ТТ, что и защита от внешних КЗ. Ток срабатывания реле РТ – 40/6 равен:

 

,

 

где - коэффициент схемы( ).

 

 А.

 

Ток уставки срабатывания А. Уточняем  А.

Время действия перегрузочной защиты выбирается на ступень больше времени МТЗ трансформатора:

 

,

 

с.

 

Выбираем реле времени ЭВ-122, с. В.

 

 

7. Расчет уставок защиты понижающих трансформаторов 37/10.5 кВ

 

 

1. Дифференциальная защита от междуфазных коротких замыканий

 

Расчет уставок дифференциальной защиты Т3 приведен ниже в таблицах. Там же ещё раз приведены результаты расчета для Т1,Т2.

Таблица 7.1

 

Определение вторичных токов в плечах защиты трансформаторов Т1,Т2,Т3

 

Наименование параметра	Значение параметра
	Т1	Т2	Т3
Тип трансформатора	ТДНС- 10000/35	ТДНС- 10000/35	ТМН- 2500/35
Первичный ток трансформатора, А	165/550	165/550	39/137
Группа соединения обмоток	Y/Δ – 11	Y/Δ – 11	Y/Δ – 11
Коэффициент трансформации ТТ	600/5	600/5	200/5
Схема соединения обмоток ТТ	Δ/Y	Δ/Y	Δ/Y
Вторичный ток в плечах защиты, А	4,6/2,38	4,6/2,38	3,43/1,69
Тип ТТ	ТФН – 35М ТПОФ - 10	ТФН – 35М ТПОФ - 10	ТФН – 35М ТПОФ - 10
Класс точности	Д/Д	Д/Д	Д/Д

 

Первичный ток небаланса, приведенный к стороне 10,5кВ:

 

А

 

Ток срабатывания защиты:

 

А;

 

Число витков тормозной обмотки  реле ДЗТ – 11:

 

вит.;

Принимаем вит.

Расчетный ток:

 

А

 

А

 

Защита подключается к ТТ типа ТПОФ – 10.

Коэффициент чувствительности:

 

>2

 

Таблица 7.2

 

Определение числа витков уравнительной и тормозной обмоток для реле ДЗТ – 11 дифференциальной защиты трансформаторов Т1,Т2,Т3

 

Наименование параметра	Значение параметра
	Т1	Т2	Т3
Ток срабатывания защиты на ВН, А	715	715	50,7
Расчетный ток срабатывания реле с основной стороны, А	5,95	5,95
Расчетное число витков основной стороны, вит.	16,8	16,8
Принятое число витков основной стороны, вит.	16	16	45
Расчетное число витков неосновной стороны, вит.	8,8	8,8	22,2
Принятое число витков неосновной стороны, вит.	9	9	22
Первичный ток небаланса, А	778	778	190
Третья составляющая небаланса, приведенная к 10,5кВ, А	345,7	345,7	190
Ток небаланса с учетом третьей составляющей, А	1124	1124	380
Число витков тормозной обмотки, расчетное, вит.	4,88	4,88	16,5
Число витков тормозной обмотки, принятое, вит.	5	5	17
Ток в реле при двухфазном внешнем КЗ., А	18,3	18,3	7,77
Коэффициент чувствительности	3,1>2	3,1>2	3,5>2