Времятоковая характеристика защиты ввода 10 кВ

Ток во II плече трансформаторов тока, соединенных в «неполную звезду»:

(3.3.41)

Определим ток небаланса дифференциальной защиты в нормальном режиме работы как

(3.3.42)

= 2,875 - 2,858 = 0,017 А.

Ток небаланса в нормальном режиме практически ра­вен нулю, что говорит о правильном выборе типа транс­форматоров тока первой и второй групп и схем их соедине­ния (∆ — для I и неполную Y — для II).

Определяем ток срабатывания защиты.

Чтобы защита не срабатывала ложно, ее ток срабаты­вания должен определяться из следующих условий:

§ отстройка от броска тока намагничивания при вклю­чении ненагруженного защищаемого трансформатора под напряжение, т. е.

ЧАСТЬ 3. СЕЛЬСКИЙ РАЙОН 139

, (3.3.43)

где — коэффициент отстройки от броска намаг­ничивающего тока трансформатора (для реле РНТ К; =1,3); — номинальный ток силового трансфор­матора со стороны питания

=1,3 66 = 85,8 А,

принимаем = 86 А;

§ отстройка от токов небаланса, обусловленных погреш­ностью трансформаторов тока и изменением коэффи­циента трансформации защищаемого трансформатора с РПН, т. е.

, (3.3.44)

где — коэффициент надежности дифференциаль­ной защиты (для реле РНТ = 1,3); — мак­симальное значение тока внешнего короткого замыка­ния, приведенное к стороне питания.

Для секционного ввода 10 кВ ток трехфазного КЗ = 2383 А, с учетом коэффициента трансформации токов в силовом трансформаторе получим

= 2383·10/35 = 680,9 А.

Ток срабатывания защиты по второму условию будет

=1,3 0,25 680,9 221 А.

В качестве тока срабатывания дифференциальной за­щиты принимаем наибольший из рассчитанных по усло­вию выбора— = 221 А. Рассчитаем токи, протекаю­щие в плечах дифференциальной защиты при этом токе, по формуле

. (3.3.45)

Для I плеча, где обмотки соединены по схеме А, коэф­фициент схемы = , коэффициент трансформации = 40.

= 1,73-221/40 9,56 А.

140 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ. КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Для II плеча, где обмотки соединены по схеме Y, коэф­фициент схемы = 1, коэффициент трансформации k_TII = 80.

=1·221/80 2,77 А.

Определяем число витков обмоток НТТ со стороны с большим вторичным током

=100/ =100/9,56 10,46,

где =w_pa6 +w_yp.1 — суммарное число витков рабочей и первой уравнительной обмоток с основной стороны; 100 — МДС срабатывания реле, А·вит.

Принимаем ближайшее к w₁ меньшее значение — 10 витков.

Определяем число витков обмоток НТТ со стороны с меньшим вторичным током:

= · / =10·2,858/2,875 9,94.

Принимаем ближайшее к целое значение — 10 витков.

Сторона ВН

=10·40/ =231 А.

Сторона НН

= 231·35/10 = 808 А.

Определим коэффициент чувствительности по току двухфазного КЗ в зоне действия защиты (на вводах НН силового трансформатора) с учетом его приведения к сто­роне питания по следующей формуле:

k_ч = k_i/I _ср.з ; (3.3.46)

k_ч = 2073 10/(231 35) 2,56.

Коэффициент чувствительности дифференциальной защиты на основе реле РНТ-560 должен быть более 2 (в ред­ких случаях k_ч можно принять равным 1,5).

Как видно из расчета, чувствительность целиком обес­печивается в зоне действия дифференциальной защиты трансформатора.

ЧАСТЬ 3. СЕЛЬСКИЙ РАЙОН 141

Рис. 3.17

Принципиаль­ная схема соединения трансформато­ров тока и реле тока

На рисунке 3.17 представлена принципиальная схема соединения трансформаторов тока и реле тока.

Для защиты от внешних КЗ предусматривается МТЗ трансформатора, выполненная на реле РТ-40 мгновенно­го действия. Выдержку по времени обеспечивает реле РВМ-12 и два промежуточных реле типа РП-361.

РАСЧЕТ МТЗ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Определим расчетный ток срабатывания защиты по условию отстройки от тока нагрузки:

Для реле РТ-40 К_н = 1,2 [12]; К_в = 0,85 [14].

Коэффициент самозапуска электродвигателей К_сзп при отсутствии в составе нагрузки электродвигателей напря­жением 10 кВ находим по формуле

(3.3.47)

, (3.3.48)

где х_T — сопротивление трансформатора;

142 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ. КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

. (3.3.49)

Выражение представляет собой ми­нимальное положение РПН = -9%).

7% ·[35 ·(1 - 0,09)]²/100 ·4 = 17,8 Ом.

х_нагр — сопротивление обобщенной нагрузки (х_*нагр = = 0,35) при отсутствии высоковольтных двигателей [12].

х_нагр = х_*нагр (3.3.50)

Считая, что 70% мощности трансформатора составля­ет обобщенная нагрузка, а 30% — бытовая, примем S_нarp = 4 ·0,7 = 2,8 MBA.

х_нагр = 0,35· [35 ·(1 - 0,09)]²/2,8 = 126 Ом;

= 35 000/(1,73· (17,8 + 126)) = 140,52 А;

К_сзп = 140,52/66 2,1.

I_{p. max} — максимальный рабочий ток защищаемого уча­стка.

I_{p. max} = I_max35 =

Подставляем найденные значения в (3.3.25):

I_{ср. з} =1,2 ·2,1 ·66,1/0,85 196 А.

Рассчитаем ток срабатывания защиты по условию со­гласования по чувствительности с предыдущей защитой (МТЗ ввода 10 кВ), при этом токи приводим к стороне ВН с учетом коэффициента трансформации токов в силовом трансформаторе 10/35 = 0,286:

I_{ср. з} = 1,35 ·[480· 0,286 + (66,1 - 76,69 ·0,286)] 245 А.

Коэффициент трансформации трансформатора тока k_тт ⁼ / ⁼ =200/5 = 40.

Определим ток срабатывания реле РТ-40 с учетом вклю­чения реле по схеме «неполная звезда»

I_{ср. р} = 1 · 245/40 6,12 А.

ЧАСТЬ 3. СЕЛЬСКИЙ РАЙОН 143

Определим чувствительность защиты в основной зоне

k_ч= /I _ср.з ;

k_ч = 2073 · 10/(35·245) 2,42.

Для основной зоны обязательно значение k_ч ≥ 1,5 [8].

Определим время срабатывания защиты по карте селек­тивности, учитывая, что данная схема позволяет опреде­лить три выдержки времени для срабатывания защиты трансформатора на высокой стороне. При токе срабатыва­ния МТЗ 35 кВ, приведенном к НН I _{ср.з НН} ⁼ 245 35/10 = = 858 А, время срабатывания защиты ввода 10 кВ t_{cp.з 10} = = 3,8 с (рис. 3.16, кривая 3). Прибавив к этому времени необходимую ступень селективности 0,5^0,7 с [12], полу­чим время срабатывания упорного контакта реле РВМ-12, действующего на отключение ввода 35 кВ (рис. 3.16, гра­фик 4).

t_{cp.з 35} ⁼ t_{cp.з 10} +∆t⁼ 3,8+0,7=4,5 с.

Другим своим «сухим» контактом со временем 4,3 с защита продублирует отключение ввода 10 кВ (рис. 3.16, график 5).

Следует отметить, что сетевые предприятия все чаще и чаще вместо электромагнитных реле в качестве аппара­тов релейной защиты и автоматики используют микропро­цессорные устройства типа «Сириус-2Л», «УЗА-10А.2Э», «РС83-А2» и т. д. Такие системы дают возможность задать (запрограммировать) требуемую релейную характеристи­ку: зависимую (рис. 3.16, 1), ограниченно зависимую (рис. 3.16, 2; 3), независимую (рис. 3.16, 4; 5), что позволяет повысить селективность и надежность релейной защиты и автоматики.

3.4.

РАСЧЕТ МОЛНИЕЗАЩИТЫ

И ЗАЗЕМЛЕНИЯ ПОДСТАНЦИИ 35/10 кВ

3.4.1.

РАСЧЕТ МОЛНИЕЗАЩИТЫ

Молниезащита представляет собой комплекс мероприя­тий, направленных на предотвращение прямого удара мол­нии (ПУМ) в объект или на устранение опасных последст-

144 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ. КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

вий, связанных с прямым ударом; к этому комплексу от­носятся также средства защиты, предохраняющие объект от вторичных последствий удара молнии и заноса высоко­го потенциала.

Грозовые перенапряжения — одна из основных причин повреждений и аварийных отключений в сельских элек­трических установках. Это объясняется значительной про­тяженностью и малым экранированием сельских BJI.

Перенапряжения, возникающие в элементах электро­установок в результате прямого удара молнии и при набе­гающем импульсе перенапряжения, не только приводят к повреждению оборудования и перерывам в электроснаб­жении, но и представляют значительную опасность для людей и животных.

Защита элементов электроустановок от прямых ударов молнии осуществляется при помощи молниеотводов.

Защита оборудования подстанции и РУ от перенапря­жений осуществляется ограничителем перенапряжения: со стороны 35 кВ — ограничителем типа ОПН-35, а со сто­роны 10 кВ — ограничителем типа ОПН-Ю, характеристи­ки которых представлены в таблице 3.20.

Открытые распределительные устройства от прямых ударов молнии защищают стержневыми молниеотводами. ОРУ относятся к специальным объектам с надежностью защиты от (ПУМ) 0,95, что соответствует II категории молниезащиты — зона Б [3].

Для защиты трансформаторной подстанции 35/10 кВ выбираем молниезащиту многократным стержневым мол­ниеотводом: первый молниеотвод высотой Л = 21м, второй и третий молниеотводы высотой h = 14 м.

Первый молниеотвод устанавливаем на концевой опо­ре BJI 35 кВ, которая расположена на расстоянии 7 м от

Таблица 3.20

Мы поможем в написании ваших работ!