Реконстиукция подстанции

где Uкз – напряжение короткого замыкания в % [18], Uкз =5,5 %;

      Uн – номинальное напряжение;

      Sн - номинальная мощность.

 

хтр =

=0,014 Ом.

 

                                        хs0,4кВ= хs6кВ• .                 (6.9)

хs0,4кВ= 0,28•

=0,001 Ом.

= хтр+ хs0,4кВ = 0,001+0,014=0,015 Ом.

Так как суммарное сопротивление известно найдем ток короткого замыкания, согласно формуле (4.4.1):

Iкз0,4 = 15,4 кА, iу = 39 кВ.

Проверим шины на динамическую стойкость, согласно формул (6.5), (6.6),

при l=1000 мм, а=350 мм

W=

=3,6 см3;

=1,76•10-3• = 297 = 29,7 МПа,

=29,7< 80 МПа.

Так как > , поэтому шины динамически устойчивы.

Проверка трансформаторов тока.

Трансформаторы тока выбирают по кратности электродинамической и термической устойчивости (кдин и кt). Электродинамическая устойчивость выполняется [2],

 

                                  кдин Iу / (                                            (6.10)

или

                        Iдин iу ,                                                  (6.11)

 

где кдин дается в каталогах на трансформаторы тока [18];Iном1— номинальный первичный ток трансформатора тока.

Кратность термической устойчивости kt трансформаторов тока соответствует времени 1с и также дается в каталогах. Условие термической устойчивости трансформатора тока выполняется, если [2]

 

                                                 It

Iкз• ,                                          (6.12)

 

Рассмотрим фидер Вокзальная (7410).

I=152,5 А (4.1); соs

=0,86;

Находим  Iраб.мак., согласно формулы (6.5)

Iраб.мак.=

= 198  А.

Выбираем  трансформатор тока ТПЛ-10 при Iн доп=200А

Проверим ТПЛ-10 по динамической устойчивости (6.10).

Iкз = 12,4 кА, iу =31,62 кА.

Iдин  = 250 кА

iу =31,62 кА [15].

Условие выполняется.

Проверим трансформаторы тока по термической устойчивости (6. 12)

=3+0,25 с, Iкз = 12,4 кА;

I t = 12,4 •

= 6,2 кА;

I t =6,2 кА

45. [15]

Трансформатор тока ТПЛ-10 при Iн доп=200А удовлетворяет всем трем условиям.

Остальные фидера проверяются аналогично и сводятся в табл. 6.2.

 

 

 

 

Таблица 6.2

Проверка трансформаторов тока

 

Наименование фидера	I, А	Р, кВ	Q, квар	S, кВА	Iраб.мак., А	Марка ТТ	Iном.доп., А	U, кВ	Uном, кВ	Iдин, кА	I t, кА	tпр, с	I t расч, кА
7410	152,5	1364	809	1586	198	ТПЛ 200/5	200	6,3	10	250	45	3,25	22,35
ТП-9	5,1	45,6	27	53	6,6	ТПЛ 15/5	10	6,3	10	250	45	2,25	18,6
ТП-11	73,8	660	391,6	767	96	ТПЛ 300/5	100	6,3	10	175	45	3,25	22,35
ТП-8	3	27	16	31	4	ТПЛ 15/5	5	6,3	10	250	45	2,25	18,6
Т-1	34,6	309	183	359	45	ТПЛ 50/5	50	6,3	10	250	45	2,25	18,6
ТП-96	53,2	475	282	552	69	ТПЛ 150/5	70	6,3	10	250	45	2,25	18,6
ТП-12	82,6	736	436,7	856	107	ТПЛ 200/5	110	6,3	10	250	45	3,25	22,35
ТП-96 а	16,5	147	87,2	171	21	ТПЛ 150/5	25	6,3	10	250	45	0,25	6,2
7206	137,7	1230,7	730	1431	179	ТПЛ 300/5	10	6,3	180	175	45	2,25	18,6
Т-2	34,6	309	183	359	45	ТПЛ 50/5	50	6,3	10	250	45	2,25	18,6

 

     Проверка разъединителей.

     Разъединители не предназначенные для отключения токов короткого замыкания, поэтому на отключающую способность они не проверяются.

     На термическую устойчивость  высоковольтные аппараты проверяются  по условию (6.12) и на динамическую устойчивость (6.10).

 

                                                     I t2 • t Iкз2 • tпр.                              (6.13)

 

     Расчет рассмотрим на примере  фидера 7410.

     Марка разъединителя  РВЗ-10/600 I t = 52 кА, Iдин = 20 кА;

     Проверим разъединители  по динамической устойчивости:

Iдин

iу,

52 кА

31,62А. [15]

      Проверим  по термической устойчивости:

202 • 5

12,42 •0,25 =38,44 кА.

     Разъединители  термически и динамически устойчивы.

     Остальные  фидера проверяются аналогично  и сводятся  в табл. 6.3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица  6.3

Проверка разъединителей

Наименование фидера	Марка ТТ	U, кВ	Uном, кВ	Iдин, кА	I t, кА	tпр, с	I2•tпр, кА
7410	РВЗ-10	6,3	10	52	20	3,25	500
ТП-9	РВЗ-10	6,3	10	52	20	2,25	346
ТП-11	РВЗ-10	6,3	10	52	20	3,25	500
ТП-8	РВЗ-10	6,3	10	52	20	2,25	346
Т-1	РВЗ-10	6,3	10	52	20	2,25	346
ТП-96	РВЗ-10	6,3	10	52	20	2,25	346
ТП-12	РВЗ-10	6,3	10	52	20	3,25	500
ТП-96 а	РВЗ-10	6,3	10	52	20	0,25	38,44
7206	РВЗ-10	6,3	10	52	20	2,25	346
Т-2	РВЗ-10	6,3	10	52	20	2,25	346

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА

 

1. Назначение релейной защиты

 

Электрические машины и аппараты, линии электропередач и другие части электрических установок и электрических сетей постоянно находятся под напряжением и обтекаются током, вызывающим их нагрев. Поэтому в процессе эксплуатации могут возникнуть повреждения, приводящие к коротким замыканиям ( КЗ ).

Короткие замыкания возникают из-за пробоя или перекрытия изоляции, обрывов проводов, ошибочного действия персонала ( включение под напряжения заземленного оборудования, отключение разъединителей под нагрузкой ) и других причин.

В большинстве случаев развитие аварий может быть предотвращено быстрым отключением поврежденного участка  электрической установки или сети при помощи специальных автоматических устройств, получивших название релейная защита, которые действуют на отключение выключателей.

При отключении выключателей поврежденного элемента гаснет электрическая дуга в месте КЗ, прекращается прохождение тока КЗ и восстанавливается нормальное напряжение на неповрежденной части электрической установки или сети. Благодаря этому сокращаются размеры или даже совсем предотвращаются повреждения оборудования на котором возникло КЗ, а также восстанавливается нормальная работа неповрежденного оборудования.

Таким образом, основным назначением релейной защиты является выявление места возникновения КЗ и быстрое автоматическое отключение выключателей поврежденного оборудования или участка сети от остальной неповрежденной части электрической установки или сети.

Кроме повреждений электрического оборудования, могут возникнуть такие нарушения нормальных режимов работы, как перегрузка, замыкание на землю одной фазы в сети с изолированными нейтралями.

В указанных случаях нет необходимости  немедленного отключения оборудования, так как эти явления не представляют непосредственной опасности для оборудования и могут самоустраниться. Поэтому при нарушении нормального режима работы на подстанциях с постоянным обслуживающим персоналом, как правило, достаточно дать предупредительный сигнал персоналу подстанции. На подстанциях без постоянного обслуживающего персонала и в отдельных случаях на подстанциях с постоянным обслуживающим персоналом производится отключение оборудования, но обязательно с выдержкой времени.

Таким образом, вторым назначением релейной защиты является выявление нарушений нормальных режимов работы оборудования и подача предупредительных сигналов обслуживающему персоналу или отключение оборудования с выдержкой времени.

Основные требования к релейной защите:

• быстродействие;
• селективность или избирательность;
• чувствительность;
• надежность.

 

7.2. Релейная защита, автоматика, сигнализация ВВ/ТЕL

 

Релейная защита вакуумного выключателя ВВ/ТЕL на отключение может осуществляться от максимальной токовой защиты (МТЗ), токовой отсечкой, защитой минимального напряжения. Все выключатели ВВ/ТЕL на всех ТП узла, оснащенные релейной защитой, отстроены на токовую отсечку ввиду того, что протяженность линий распределительной сети       6 кВ не имеет большой длины между ТП.

Отключение выключателя от токовых цепей при отсутствии напряжения питания возможно при протекании через токовые цепи тока более 3А. Трансформаторы тока ТТ1 и (или) ТТ2 обеспечивают заряд конденсатора С4 до уровня, необходимого для отключения выключателя. В качестве порогового элемента служит реле КV2 (при условии, что команда отключения подана). Как только напряжение на конденсаторе С3 достигнет уровня включения реле КV2, контакты КV2-2 замыкаются и конденсатор С4 разряжается через цепь электромагнита, производя отключение вакуумного выключателя.

Если команда отключения не подана и через ТТ1 (ТТ2) протекает ток более 3 А, схема ограничения поддерживает на конденсаторах С3, С4 напряжение 250 ± 10 В.

Схема управления вакуумного выключателя ВВ/ТЕL.

Питание цепей управления, связанных с блоком управления ( БУ ), осуществляется через изолирующий трансформатор Т1 мощностью 63 ВА и блок питания (БП), питание остальных цепей автоматики осуществляется непосредственно от шинок оперативного тока ~220 В. Автомат АВ должен иметь номинальный ток уставки 1 А и ток мгновенного срабатывания (отсечки) не менее 10 А. Надежная работа цепей отключения обеспечивается в течение не менее 20 с. после исчезновения питания от шинок управления 1ШУ, 2ШУ. Для отключения выключателя от защиты по истечении указанного времени предусмотрено дополнительное питание от трансформаторов тока (контакты 10, 11, 12, 13 блока управления). Включение выключателя осуществляется замыканием контактов 7 – 8, а отключение- контактов 7 – 9 блока управления, контактами аппаратов управления и защиты.

При замене выключателей с пружинно-моторным приводом, имеющих блок контакты аварийной сигнализации (БКА), на выключатель ВВ/ТЕL, возникают трудности в выполнении автоматического включения (АПВ).

Схемой предусмотрено использование трех дополнительных реле – двухпозиционного реле подготовки АПВ – РПА типа РП12, реле времени РВ1 типа РВ238, РВ248, реле промежуточного АПВ – РПВ типа РП256. Ввод и вывод АПВ осуществляется переключателем ПА.