Релейная защита и автоматика систем электроснабжения

где I_н - номинальный ток, соответствующий номинальному  напряжению среднего ответвления устройства РПН и номинальной мощности трансформатора (ток должен быть приведен к высокой стороне); К_отс = 1,3 - коэффициент отстройки от броска намагничивающего тока.

              I_сз = К_отс•I_{нб.расч} =  1,3 •253,65 = 329,75 А,

              I_н = S_н / ( •U_н ) = 6300 / •37 = 98,31 А,

              I_сз = К_отс•I_н = 1,3•98,31 = 127,797 А,

   Принимается большее: I_сз = 329,75 А.

   6. Предварительная проверка чувствительности  выполняется по выражению:

                К_ч = 1,5•I⁽³⁾_к.мин / ( •I_сз ) = 1,5•817 / ( •329,75 ) = 2,14 > 2,    (5.10)

где      I⁽³⁾_к.мин - минимальное значение периодической составляющей тока КЗ рассматриваемого вида (m) в защищаемой зоне (·)-2, приведенного к стороне основного питания (ВН);

     I_сз -ток срабатывания защиты, приведенный к стороне основного питания;

     К^(m)_сх - коэффициент схемы, определяемый видом повреждения (m), схемой соединений ТА на стороне основного питания и схемой соединений обмоток защищаемого трансформатора.

     Коэффициент чувствительности должен быть не менее 2 (ПУЭ).

   7. Определяется ток срабатывания  реле, приведённый к основной  стороне (ВН):

                                   I_ср.осн = I_cp·К⁽³⁾_сх / К_I = 329,75 · /40 = 14,28 А.       (5.11)

   8. Определяется  число витков обмотки НТТ реле для основной стороны:

                                   w_{осн.расч.} = F_ср / I_ср.осн  = 100/14,28 = 7,003 ,         (5.12)

где F_ср - магнитодвижущая сила (МДС) срабатывания реле РНТ-565, принимается равной 100 А.

   Принимается ближайшее меньшее число витков w_осн= 7 , которое может быть установлено на НТТ реле.

     9. Определяется число витков обмоток неосновной стороны защищаемого трансформатора:

                     w_расч = w_осн•I_осн.2 / I₂ = 7·4,5/2,27 = 13,88 ,                  (5.13) 

где I_осн.2 , I₂ - токи в плечах дифзащиты для основной и неосновной сторон, рассчитанные по (5.2)

   Принимается ближайшее целое число витков w_ф = 14.

   11. Определяется ток срабатывания защиты по уточненному значению тока небаланса по (6.3).

   I_сз = К_отс•I_{нб.расч} =  1,3 •276,89 = 359,95 А,

   12. Определяется коэффициент чувствительности защиты по (5.10), который должен удовлетворять требованиям ПУЭ:

     I_ср.осн = I_cp·К⁽³⁾_сх / К_I =359,95 ·

/40 = 15,586 А,

      w_{осн.расч.} = F_ср / I_ср.осн  = 100/15,586 = 6,42 ,

   w_осн= 6,

   w_расч = w_осн•I_осн.2 / I₂ = 6·4,5/3,79 = 7,12, 

   w_ф = 7,

   I^```_{нб.расч} = ( w_расч - w_ф )•I_к.макс /w_расч = (7,12-7)·1335/7,12 = 22,5 А,

   I_{нб.расч} = I^`_{нб.расч} + I^``_{нб.расч} + I^```_{нб.расч} = 133,5 + 120,15 +22,5= 276,15 А,

   I_сз = К_отс•I_{нб.расч} =  1,3 •276,15 = 358,99 А,

   К_ч = 1,5•I⁽³⁾_к.мин / (

•I_сз ) = 1,5•817 / ( •358,99) = 2,03 > 2,

     Коэффициент чувствительности по требованиям ПУЭ  проходит.

   I_ср = I_сз·K_сх /К_I = 358,99 ·

/40 =15,54 А.

5.2. Защита от токов, обусловленных внешними короткими замыканиями

   5.2.1. Максимальная токовая защита

     Защита  выполняется на реле тока типа РТ – 40

   Рассчитываем  номинальный ток:

              I_ном = S_ном / •U_ном = 6300 / •35 = 103,92 А,

   Рассчитываем  ток рабочий максимальный:

              I_{раб. max}  = 1,4• I_ном = 1,4•103,92 = 145,488  А,

   Берётся трансформатор тока ТВД – 35 МКП  с коэффициентом трансформации 30(150/5).

   Ток срабатывания защиты:

              I_сз = К_отс•К_з•I_{раб.макс} / К_в ,                                       (5.14)

                         I_сз = 1,2•2,25•183,94/ 0,8 =585,63  А,

где I_{раб.макс} - значение максимального рабочего тока в месте установки защиты;

      К_з - коэффициент, учитывающий увеличение тока в условиях самозапуска электродвигателей.

   Значение  коэффициента чувствительности для  МТЗ должно быть не менее 1,5 при КЗ в основной зоне и примерно 1,2 при  КЗ в зоне резервирования. Время  срабатывания МТЗ не должно превышать 3с для трансформаторов с U_ВН ³ 110 кВ и 4с с U_ВН < 110 кВ.

   Коэффициент чувствительности защиты при КЗ в  основной зоне:

              К_ч^осн =1,5·I⁽³⁾_{к.мин(·)2} / I_сз • к_сх =1,5• 817/(585,63  • )  = 1,57                                     

   Коэффициент чувствительности защиты при КЗ в  зоне резервирования:

              К_ч^рез =1,5·I⁽³⁾_{к.мин(·)3} / I_сз • к_сх =1,5▪817/(585,63  •1) = 2,09 

   Условие выполняется.

   I_ср = I_сз·K_сх /К_I = 585,63  ·

/30 =33,81 А.

   5.3. Защита от токов в обмотках, обусловленных перегрузкой

   Рассчитываем  номинальный ток:

              I_ном = S_ном / •U_ном = 6300/ •35 =103,92 А.

   Ток срабатывания защиты от перегрузки:

              I_сз = К_отс•I_н / К_в = 1,05• 103,92 / 0,8 = 128,372 А,          (5.15)

где I_н - номинальный ток обмотки трансформатора с учетом регулирования напряжения, на стороне которой установлено реле;

       К_отс - принимается равным 1,05.

     Реле  защиты присоединяется к трансформатору тока, на котором установлена МТЗ.

     I_ср = I_сз·K_сх /К_I = 128,372·

/30 =7,41 А.

   Защита  от перегрузки устанавливается в  одной фазе и действует на сигнал. 

               5.4. Газовая защита

  Газовая защита предназначена для защиты силовых трансформаторов  с масляным заполнением, снабженными расширителями, от всех видов внутренних повреждений (витковые замыкания, понижение уровня масла, междуфазное короткое замыкание  внутри трансформатора).

  При незначительном газообразовании  газовая  защита действует на предупредительный  сигнал. При бурном газообразовании  или при сильном снижении уровня масла, газовая защита дает команду  на отключение трансформатора.

  К установке принимаем реле РГ 43-66.

  Принципиальная  типовая схема защиты и управления на переменном оперативном токе двухобмоточного  трансформатора 35/10 кВ приведена на рис.4 (приложение). 

     6. РАСЧЁТНАЯ ПРОВЕРКА ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА

     Проверка осуществляется для ТА, установленного на высокой стороне понижающего трансформатора, имеющего нагрузку в виде МТЗ и защиты от токов в обмотках, обусловленных перегрузкой  см. рис.4 (приложение).

     6.1. Расчётная проверка  на 10%-ную полную  погрешность.

     Расчётная проверка выполняется в следующем  порядке.

1. Определяется значение предельной кратности k₁₀.

 

                       k₁₀ = I_1расч/I_1ном = 633,2 /150 = 4,22,                             (6.1)

     где  I_1ном – первичный номинальный ток трансформатора тока;

            I_1расч – первичный расчётный ток, при котором должна обеспечиваться работа трансформатора тока с погрешностью не более 10%.

                            I_1расч = 1,1▪I_сз = 1,1▪585,63  = 633,2 А ,                          (6.2)

     где I_сз – наибольший ток срабатывания из двух защит (I^мтз_сз).

2. Подбирается кривая предельных кратностей, соответствующая типу трансформатора тока, классу обмотки и коэффициенту трансформации (см. рис. 6.1).