где  - ток трехфазного короткого замыкания /табл. 9.1/.

12.2. Выбор уставок вводного автоматического выключателя

Выключатель является основным аппаратом в электрических становках, он служит для отключения и включения в цепи в любых режимах : длительная нагрузка , перегрузка , короткое замыкание, холостой ход, несеметричная работа.Наиболее тяжелой работой является отключение токов короткого замыкания и включение на существующее короткое замыкание

Выбор вводного выключателя трансформатора ТП741 принимается:

             А.

Выбираем выключатель типа ВА55-39 с полупроводниковым расцепителем:

                                    I_н.а = 630 А ;     I_{ном. расц} = 0,8*630=504 А ;

                                       I_с.мгн. = 25 кА;           I_отк = 47,5 кА.

Ток срабатывания отсечки принимаем исходя из условий:

1.                              I_с.о.в = к_отс∙к_сзп∙I_раб.max = 1,5∙2∙405 = 1215 А,

где к_отс = 1,5 – при преимущественно двигательной нагрузке.

2. Условие несрабатывания отсечки при полной нагрузке секции и пуске наиболее мощного двигателя:

                          I_с.о.в = к_отс∙(I_раб.max + I_пуск) = 1,5∙(405 + 225) = 945 А

3.                              I_с.о.в = к_н.с∙I_с.о.г = 1,3∙630 = 819 А,

где I_с.о.г = 630 – ток срабатывания отсечки группового выключателя.

4.                              I_с.мгн = 25 кА > кА,

где кА – ток трехфазного КЗ в точке К4.

Принимаем I_с.о.в = 1215 А.

Выставляется на выключателе уставка:

  I_с.о.в = I_{ном. расц} ∙4 = 504∙4 =2016 А.

Время срабатывания отсечки:

   t_c.o.в = t_c.o.с + ∆t = 0,2 + 0,1 = 0,3 с.

Чувствительность отсечки:

.

Уставка защиты от перегрузки:

I_с.п.в = 1,25∙I_ном.рц = 1,25∙504 = 630 А.

Чувствительность защиты от перегрузки обеспечивается

Принимаем уставки вводного выключателя:

I_с.о.в = 2016 А.                  t_c.o.в = 0,3 с.           I_с.п.в = 630 А.

13.3 Защита магистралей

Схема подключения ТП741 и ТП736 и ТП738 к ГПП представляет собой магистральную линию, с кабельными линиями W1, W2 и W3. Для магистрали предусматривается МТЗ и устройство АВР, рассматривается возможность применения на магистрали защиты или устройства сигнализации при однофазных замыканиях на землю. Расчетная схема показана на рисунке 13.4.

Принимается выполнение МТЗ с реле РCТ-14 по схеме неполной звезды (рис.13.4, реле КА1,КА2 ).

Схема защиты магистрали

Рис.13.4.

Определяем ток срабатывания МТЗ по условию отстройки в режиме самозапуска нагрузки магистрали:

                      ;                   (13.9)

где к_отс = 1,2 - коэффициент отстройки реле РCТ-14, о.е.;

к_с.з = 2 - коэффициент самозапуска, о.е.;

I_р.max - максимальный рабочий ток линии, А;

к_в = 0,95 - коэффициент возврата реле РCТ-14, о.е.

По формуле (13.9) определяем:

 А.

Ток срабатывания реле определяем по формуле:

                                                                    (13.10)

где к_сх = 1 - коэффициент схемы, о.е.;

n_ТА - коэффициент трансформации трансформатора тока, о.е.;

По формуле (13.10) находим:

                                                        A

Принимается уставка индукционного элемента реле РCТ-14: I_с.р = 10 А; тогда

I_с.з = 390А.

Проверяем чувствительность МТЗ при КЗ в основной зоне действия защиты:

Проверяем чувствительность МТЗ при КЗ в основной зоне действия защиты:

                       ;                              (13.11)

По формуле (13.11) находим:

МТЗ имеет достаточную чувствительность, т.к. > 1,5 из /8, стр.66/.

Чувствительность защиты в зонах резервирования, находится по формуле:

;                              (13.11)

По формуле (13.11) находим:

МТЗ имеет достаточную чувствительность, т.к. > 1,5 из /8, стр.66/.

Требуемая чувствительность обеспечивается. Окончательно принимаем для МТЗ блока: I_с.р = 10 А; I_с.з = 390 А.

За основу принимается односекундная типовая характеристика этого реле

Строим характеристики МТЗ блока и автоматического выключателя ВА55-39 и убеждаемся, что необходимая селективность между рассматриваемыми защитами обеспечивается. См. рис. 12.3.

Защитные характеристики группового выключателя ВА55-39 и МТЗ магистрали.

Рис. 12.3

13.2 Защита цеховых трансформаторных подстанций.

Для защиты цехового трансформатора предусматривается использование плавких предохранителей, токовая защита нулевой последовательности (ЗНП), в качестве дополнительной защиты устанавливается газовая защита рис 13.3.

Рис. 13.3.

Газовая защита обязательна для силовых трансформаторов с масляным заполнением мощностью 1 МВА и более (ГОСТ11677-85). В цеховых подстанциях газовую защиту следует устанавливать на понижающих трансформаторах практически любой мощности, допускающих это по конструкции.

Принимается к установке на цеховых трансформаторах газовое реле KSG (рис.13.3), типа РГТ-50 с чашкообразными элементами. При слабом газообразовании защита действует на сигнал, а при интенсивном - на отключение выключателя нагрузки QW (рис.13.3), оснащенного электромагнитом отключения.

Специальная токовая защита нулевой последовательности устанавливается, главным образом, для улучшения резервирования защит от однофазных повреждений в низковольтных сетях. Она выполняется с помощью токового реле КАО, включаемого через трансформатор тока TAZ в нейтраль трансформатора Т (рис.13.3).

Ток срабатывания ЗНП выбирается из условия отстройки от наибольшего допустимого тока небаланса Iнб в нулевом проводе трансформатора в нормальном режиме. На примере расчета ТП660, покажем выбор тока срабатывания ЗНП:

                        I_с.з = 0,5 · I_нТП741 ;                            (13.7)

где I_нТП- номинальный ток трансформатора на низкой стороне, А.

По формуле (13.7) находим:

I_с.з = 0,5 · 405= 202,5 А.

Время срабатывания ЗНП выбирается максимальным. «Правила» допускают не согласовывать ЗНП с защитами отходящих элементов 0,4 кВ, т.е. допускают не селективное отключение трансформаторов. Проверка на чувствительность осуществляется при однофазных КЗ на землю со стороны низковольтного ввода трансформатора, т.е. в основной зоне.

Чувствительность проверяется по формуле:

                          ;                            (13.8)

По формуле (13.8) проверяем:

                                                        .

Чувствительность обеспечивается т.к. К_ч >1,5 из /8 с.64/.

 Выбор плавких предохранителей производится по условиям:

1.U_ном.пр=U_ном.с;

2.I_{ном.откл.пр.}≥ I_кз в месте установки;

3.I_ном.вс для предохранителей установленных на стороне ВН трансформато-

ра выбирается равным примерно двухкратному I_ном.тр. При этом обеспечи-

ваются лучшие условия для селективной работы с автоматическими выклю-

чателями на стороне НН трансформатора.

4.I_ном.пр ≥ I_ном.вс.

Для трансформаторов Т741:

Номинальный ток:

 А

где S_ном.т741- номинальная мощность Т741, кВА;

        U_ном- номинальное напряжение сети,кВ.

I_{ном.в.с.}= 2_*0,7_*I_ном.Т660=2*0,7*22=31 А

Выбираем предохранитель типа ПКТ103-10,5-31,5 с параметрами:

I_ном.пр.=31,5 А; I_ном.в.с=31,5 А; I_{ном.откл.пр}= 20 кА.

Защита секционного выключателя

Рис. 13.5.

Определяем ток срабатывания секционного выключателя:

а) по условию несрабатывания защиты в режиме самозапуска нагрузки первой секции шин 10,5 кВ.

                            ;                         (13.13)

где к_отс = 1,2 - коэффициент отстройки реле РСТ-14, о.е.;

К_с.з = 1 - коэффициент самозапуска, для МТЗ с пуском по напряжению из, о.е.;

I_р.max1с - максимальный рабочий ток второй секции шин ГПП, А;

К_в = 0,95 - коэффициент возврата реле РСТ-14, о.е.

По формуле (13.13) находим:

 А.

б) по условию согласования чувствительности МТЗ секционного выключателя с защитой кабельной линии "W1- W2- W3", на которой предполагается наибольшая уставка по току среди защит кабельных присоединений второй секции шин 10,5 кВ ГПП.

                          I _с.з.с.в = к_н.с · (I_с.з.л + I_р.max(N-1));                (13.14)

где к_н.с = 1,2 - коэффициент отстройки реле РСТ-14, о.е.;

I_с.з.л = 390 А - МТЗ кабельной линии " W1- W2- W3".

I_р.max(N-1) найдем по следующей формуле:

                   I_р.max(N-1) = I_р.max1с – I_ном.Т741 – I_ном.Т736 -– I_ном.Т738  ;           (13.15)

По формуле (13.15) находим:

I_р.max(N-1) = 154-22-22-22 = 88 А.

По формуле (13.14) находим:

I_с.з.с.в = 1,2 · (390 + 88) = 573,6 А.

По формуле (13.16) находим:

А.

Принимаем I_ср.с.в = 15 А., тогда I_с.з.с.в =575 А.

Проверяется чувствительность защиты секционного выключателя:

МТЗ имеет достаточную чувствительность т.к. К_ч.осн.⁽²⁾> 1,5.

Время срабатывания защиты секционного выключателя выбирается таким образом, чтобы при ее токе срабатывания (575 А) соблюдалась ступень селективности между защитами кабельных линии и секционного выключателя. Защита кабельной линии " W1- W2- W3" при токе 390 А сработает через t_л =2 с (рис. 13.6.). Тогда время срабатывания защиты секционного выключателя вычисляется по выражению:

                                  t_с.в = t_л + Δt ;                             (13.16)

 где Δt = 0,5 c - ступень селективности.

По формуле (13.16) находим:

t_с.в = 2 + 0,5 =2,5 с.

Таким образом для МТЗ кабельной линии " W1- W2" принимается:

I_с.з.л = 390 А;

I_ср = 10 А;

t_л = 2 с.

Уставки срабатывания для МТЗ секционного выключателя принимаются:

I_с.з.с.в = 575 А;

I_ср = 15 А;

t_с.в = 2,5 с.

Карта селективности представлена на рисунке 13.6.

Для резервирования электроснабжения потребителей принимается к установке на секционном выключателе устройство автоматического включения резерва. В качестве пускового органа УАВР применяется реле напряжения прямого действия РНВ.

Напряжение срабатывания реле:

 В   (13.17)

где U_ном – минимальное напряжение на шинах 10 кВ;

n_TV – коэффициент трансформации для трансформатора напряжения, от которого питается реле пускового органа защиты, о.е.;

Схема устройства УАВР двустороннего действия с ускорением после АВР показана на рисунке 13.7.

Схема устройства УАВР

Рис.13.7.

13.4. Защита и автоматика трансформатора главной понизительной подстанции

Для защиты трансформаторов ГПП от повреждений и ненормальных режимов предусматривается продольная дифференциальная защита, газовая защита, МТЗ. Схема защит представлена на рисунке 13.8

Для понижающих трансформаторов с устройствами переключений ответвлений от обмотки высшего напряжения со стороны нейтрали (устро­йствами регулирования под нагрузкой ­ УРПН) предназначаются микропроцессорные автоматические устройства защиты серии цифровых реле SPA­300 совместного предприятия «АББ Реле­ Чебоксары», а именно, микропроцессорное интегрированное устройство релейной защиты трансформатора

SPAD 346С, выполняющее функции:

-продольной токовой дифференциальной защиты;

-трехступенчатой токовой защиты от междуфазных КЗ;

-дифференциальной токовой защиты нулевой последовательности от КЗ на землю;

-токовой защиты нулевой последовательности от однофазныx замы­каний на землю на стороне высшего напряжения;

-токовой защиты от КЗ на землю на стороне с напряжением 0,4 кВ;

-защиты от несимметричной работы.

13.4.1. Дифференциальная отсечка

Расчёт начинается с определения вторичных токов в плечах дифотсечки трансформатора. Результаты сведены в таблицу 13.5.

Поскольку со стороны 35 кВ проходит наибольший вторичный ток плеча защиты, она принимается за основную и все расчёты производятся в первичных токах, приведённых к напряжению этой стороны.

Устанавливаем  дифотсечку с устройством SPAD346C модуль SPCD3D53:

 Таблица. 13.5

Наименование величины

Числовые значения для стороны

35 кВ

10,5 кВ

1.Первичный номинальный ток

трансформатора, А

2.Коэффициент трансформации

трансформатора тока

3.Схема соединения обмоток

трансформатора тока.

∆

Y

4.Вторичный ток

в плечах защиты, А

А) Первая ступень. Найдем ток срабатывания дифотсечки по условию отстройки от бросков тока намагничивания:

        Iс.з. =5* Iном.тр.  =5*413=2065 А                         (13.18)

Проверяется чувствительность:

                                                      (13.19)

Коэффициент чувствительности по формуле (13.19)

Защита имеет достаточную чувствительность т.к. >1,5.

Б) Вторая ступень с блокировкой и торможением:

Iс.з. =0,5* Iном.тр.  =0,5*413=206,5А                         (13.20)

    Чувствительность второй ступени по формуле (13.19) равна:

Защита имеет достаточную чувствительность т.к. >2.

Рис. 13.8.

13.4.2. Газовая защита

Для газовой защиты трансформатора, установленного на ГПП, принимается реле типа РГТ-50 с чашкообразными элементами. При слабом газообразовании защита действует на сигнал, а при интенсивном - на отключение.

13.4.3. Максимальная токовая защита

Для защиты трансформаторов от токов внешних КЗ и резервирования работы основной дифференциальной защиты и защит присоединений к ГПП, предусматривается МТЗ, которая выполняется на SPAD346C модуль SPCJ4D28 (Рис.13.8.).

Ток срабатывания МТЗ выбирается:

А) По условию бездействия защиты при срабатывании АВР секционного выключателя, на стороне 10,5 кВ ГПП:

               ;                    (13.21)

где Котс=1,1…1,2- коэффициент отстройки.

Ксзп=1,2- коэффициент самозапуска..

Максимальный рабочий ток первой и второй секции шин 6,3 кВ ГПП (значение тока приводится к стороне 37 кВ трансформатора) определим по формуле:

 А.

По (13.21) определим ток срабатывания МТЗ:

 А.

Б) По условию согласования с МТЗ секционного выключателя.

 А.

Ток срабатывания реле определяется по формуле:

 А.

Проверяется чувствительность МТЗ трансформатора в зоне дальнего резервирования при КЗ в конце кабельной линии W1-W2- W3:

 А

>1,2, что удовлетворяет условию

Время срабатывания первой ступени МТЗ трансформатора Т1, действующей на отключение выключателя Q2, принимается на ступень селективности Dt=0,5 секунды, больше времени срабатывания МТЗ секционного выключателя.

сек.

Для МТЗ трансформатора ГПП выбираются следующие уставки:

А;  А; сек.

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте