Расчёт максимальной токовой защиты трансформаторов ГПП

Защиту от токов внешних многофазных КЗ выполняем в виде:

– максимальной токовой защиты с пуском напряжения, устанавливаемой на стороне низшего напряжения (НН) защищаемого трансформатора.

– максимальной токовой защиты, устанавливаемой на стороне высшего напряжения (ВН) защищаемого трансформатора.

Защиту от токов перегрузки устанавливаем на стороне ВН в виде максимальной токовой защиты с действием на сигнал с выдержкой времени.

Защиту от многофазных КЗ и от токов перегрузки выполняем на реле типа РТ-40.

1) Ток срабатывания реле максимальной токовой защиты с комбинированным пуском напряжения от внешних КЗ с включением реле тока на стороне НН трансформатора:

(8.25)

где – максимальный ток трансформатора на стороне НН, где включены соответствующие реле тока, А;

– коэффициент отстройки, учитывающий погрешность реле и необходимый запас;

– коэффициент возврата реле РТ-40;

– коэффициент схемы включения реле защиты на стороне НН;

– коэффициент трансформации трансформатора тока НН.

Напряжение срабатывания максимальной токовой защиты с комбинированным пуском напряжения от внешних КЗ:

(8.26)

где – номинальное напряжение трансформатора на стороне НН, где включено реле напряжения.

Напряжение срабатывания реле напряжения вторичных цепей.

2) Ток срабатывания реле максимальной токовой защиты от внешних КЗ на стороне ВН трансформатора:

(8.27)

где – максимальный ток трансформатора на стороне ВН, где включены соответствующие реле тока, А;

– коэффициент отстройки;

– коэффициент возврата реле РТ-40;

– коэффициент схемы включения реле защиты на стороне ВН;

– коэффициент трансформации трансформатора тока ВН.

3) Ток срабатывания реле максимальной токовой защиты от перегрузки на стороне ВН трансформатора:

(8.27)

где – максимальный ток трансформатора на стороне ВН, где включены соответствующие реле тока, А;

– коэффициент отстройки;

– коэффициент возврата реле РТ-40;

– коэффициент схемы включения реле защиты на стороне ВН;

– коэффициент трансформации трансформатора тока ВН.

4) Токовая отсечка:

(8.29)

где – максимальное значение периодической составляющей тока в месте установки защиты при трехфазном КЗ на стороне НН, А;

– коэффициент отстройки;

– коэффициент схемы включения реле защиты на стороне НН;

– коэффициент трансформации трансформатора тока НН.

Токи срабатывания реле токовых защит трансформатора сведены в таблицу 8.1.

Таблица 8.1 – Токи срабатывания реле токовых защит трансформатора

Тип защиты

Расчетная формула

Значение коэффициентов

Максимальный ток трансформатора ВН, НН

Ток и напряжение срабатывания реле

Максимальная токовая защита от внешних КЗ на стороне НН трансформатора с включением реле тока

1,2

0,85

Продолжение таблицы 8.1

1	2	3	4	5	6
Максимальная токовая защита трансформатора от перегрузки на стороне ВН			1,05	0,85
Максимальная токовая защита трансформатора от внешних КЗ на стороне ВН			1,2	0,85
Токовая отсечка		1	1,4	–

Расчет уровней напряжения

Электроприборы и оборудование предназначены для работы в определённой электромагнитной среде. Электромагнитной средой принято считать систему электроснабжения и присоединенные к ней электрические аппараты, и оборудование, связанные кондуктивно и создающие в той или иной мере помехи, отрицательно влияющие на работу друг друга. При возможности нормальной работы оборудования в существующей электромагнитной среде, говорят об электромагнитной совместимости технических средств.

Единые требования к электромагнитной среде закрепляют стандартами, что позволяет создавать оборудование и гарантировать его работоспособность в условиях, соответствующих этим требованиям. Стандарты устанавливают допустимые уровни помех электрической сети, которые характеризуют качество электроэнергии (КЭ) и называются показателями качества электроэнергии (ПКЭ).

Качество электроэнергии – это соответствие основных параметров энергосистемы нормам, принятым при производстве, передаче и распределении электроэнергии. Качественные показатели электроэнергии нормируются государственными стандартами. На эти нормы ориентированы технические условия работы электроприемников, выпускаемых промышленностью.

Согласно ГОСТ 32144-2013 отклонения напряжения допускаются в пределах:

– на зажимах приборов электрического освещения ±10 % от номинального напряжения;

– на зажимах электродвигателей ±10 %;

– на зажимах остальных электроприемников ±10 %.

Для того, чтобы скомпенсировать отклонение (потери) напряжения, все цеховые трансформаторы снабжаются специальными устройствами ПБВ (переключение без возбуждения) для изменения коэффициента трансформации. Все трансформаторы имеют 5 ступеней переключения по 2,5 % каждая, что позволяет регулировать напряжение в пределах ± 5 %. Трансформаторы ТРДН 40000/110 напряжением 115/10,5 кВ имеют устройство РПН (±9 ступеней по 1,78 %).

Задачей проекта является определение пределов регулирования отклонения напряжения на трансформаторах ГПП. Для этого необходимо определить отклонение напряжения на шинах 0,4 кВ ТП, от которых питаются электроприемники завода.

На рисунке 9.1 показана схема для расчёта уровней напряжения.

Рисунок 8.1 – Схема для расчёта уровней напряжения

Напряжение питания на вводе ГПП в период максимальных нагрузок составляет 110 кВ, что соответствует отклонению напряжения в сети 110 кВ на 0 %.

Потеря напряжения в трансформаторах в режиме максимальных нагрузок определяется по формуле:

(9.1)

где R_Т, X_Т – активное и индуктивное сопротивление трансформаторов ГПП.

Активное сопротивление трансформатора ГПП:

(9.2)

где ΔP_к – потери короткого замыкания трансформатора, кВт.

– номинальное напряжение трансформатора, кВ;

– номинальная мощность трансформатора, МВА.

Индуктивное сопротивление трансформатора ГПП:

	(9.3)
	(9.4)

где – напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

– коэффициент расщепления.

(9.5)

где – напряжение короткого замыкания между расщепленными обмотками;

– сквозное напряжение короткого замыкания (расщепленные обмотки включены параллельно).

В зависимости от взаимного расположения обмоток (от уровня магнитной связи между ними) величина коэффициента расщепления может изменяться от 0 до 4. В трехфазных трансформаторах при расположении расщепленных обмоток одна на другой коэффициент расщепления .