где I – пусковой ток электродвигателя ( таблица 8.1).
12.1.2 Выбор автоматического выключателя, установленного на подстанции в Л1 (АВ)
Выбираем выключатель серии А37-16Б по параметрам сети:
U AB = 660 B ≥ U =380 B
I AB=160 A ≥ I= 59 A (12.4)
По условию селективности:
IAB= 100A > IAB=80A (12.5)
IAB= 1600 A > IAB= 800 A
12.1.3 Оценка чувствительности защиты Л1
Ток однофазного КЗ в конце линии 0,38 кВ 695 А.
Ток трехфазного КЗ на шинах 0,4 кВ ТП 1 2825 А.
К=== 6,95 ≥ К= 3 (12.6)
К== = 1,77 ≥ К= 1,2 (12.7)
Таким образом автоматический выключатель серии А37-16Б защищает линию Л2 с достаточной степенью чувствительности и селективности.
12.2 ЗАЩИТА ЛИНИЙ 0,38 кВ (Л2)
Расчет защиты линии Л2 аналогичен с расчетом защиты Л1. В этой линии нет крупных электродвигателей, поэтому для защит, установленных на вводе внутренних сетей, определяющим условием будет условие их отстройки от токов нагрузки.
12.2.1 Выбор автоматического выключателя на потребителе (AB1).
Активная мощность потребителя с наибольшей мощностью 50 кВт
Реактивная мощность потребителя с наибольшей мощностью 45 кВАр
Максимальный ток в линии 122 А
Для защиты принимаем АВ1 серии ВА 57-35-34 c параметрами:
U AB = 660 B ≥ U=380 B
I AB = 250 A ≥ I= 102,3 A
IAB = 125 A ≥ 1,2 ∙ I= 1,2 ∙ 102,3 = 122,8 A
IAB= 1250 A
где I=== 102,3 A
12.2.2 Выбор автоматического выключателя, установленного на подстанции в Л2 (АВ)
Выбираем выключатель серии A37-16Б по параметрам сети:
U AB = 660 B ≥ U =380 B
I AB=160 A ≥ I= 122 A
По условию селективности:
I = 122 А < IAB = 160 A > IAB = 125 A
IAB= 1600 A > IAB= 1250 A
12.2.3 Оценка чувствительности защиты Л2
Ток однофазного КЗ в конце линии 0,38 кВ 394 А
Ток трехфазного КЗ на шинах 0,4 кВ ТП 1 2825 А
К=== 2,46 < К =3
К== = 1,77 > К=1,2
Так как К < 3, то применяем приставку к автоматическому выключателю АВ типа ЗТ-0,4.
12.2.4 Расчет защиты на ЗТ-0,4
Приставка действует как независимый расцепитель и имеет защиту от междуфазного тока КЗ и защиту от однофазного тока КЗ.
Защита от междуфазного тока КЗ настраивается от нагрузки Л2. Ток срабатывания находится по формуле:
I ≥ К∙К∙I=1,2 ∙ 1,25 ∙ 122 = 183A (12.8)
где К – коэффициент надежности К = 1,2;
К - коэффициент, учитывающий увеличение нагрузочного тока К = 1,25.
Уставка тока срабатывания ЗТ– 0,4:
I= 250 A >I = 183 А (12.9)
Оценка чувствительности определяется по минимальному двухфазному току КЗ:
K=== 3,4 > K=1,5 (12.10)
Защита чувствительна к междуфазным токам КЗ.
Расчет однофазного тока начинается с определения тока несимметрии;
I= К ∙ I= 0,3 ∙ 122 = 36,6 A, (12.11)
где К – коэффициент несимметрии, принимаем равным 0,3.
Ток срабатывания защиты I от однофазного тока КЗ;
I = К∙ I= 1,2 ∙ 36,6 = 43,9 A, (12.12)
где К – коэффициент надежности, равный 1,2.
Выбираем уставку тока срабатывания I = 80 A. Определяем чувствительность этой защиты:
K===4,5 > K=1,5 (12.13)
Окончательно для защиты Л2 устанавливаем выключатель серии А 37-16Б
I = 160 A, I = 1600 A,
снабженного приставкой ЗТ-0,4, имеющей:
I= 250 A, I = 80 A.
Таким образом автоматический выключатель серии А37-16Б защищает линию Л2 с достаточной степенью чувствительности и селективности.
12.3 ЗАЩИТА ЛИНИЙ 0,38 кВ (Л3)
Расчет защиты линии Л3 аналогичен с расчетом защиты Л1. В этой линии нет крупных электродвигателей, поэтому для защит, установленных на вводе внутренних сетей, определяющим условием будет условие их отстройки от токов нагрузки.
12.3.1 Выбор автоматического выключателя на потребителе (AB1)
Активная мощность потребителя с наибольшей мощностью 30,8 кВт.
Реактивная мощность потребителя с наибольшей мощностью 24,6 кВАр.
Максимальный ток в линии 96 А.
Для защиты принимаем АВ1 серии ВА 57-31-34 c параметрами:
U AB = 660 B ≥ U=380 B
I AB = 100 A ≥ I= 60 A
IAB = 80 A ≥ 1,2 ∙ I= 72 A
IAB= 400 A
I=== 60 A
12.3.2 Выбор автоматического выключателя, установленного на подстанции в Л3 (АВ)
Выбираем выключатель серии А37-16Б по параметрам сети:
U AB = 660 B ≥ U =380 B
I AB=160 A ≥ I= 96 A
По условию селективности:
I = 96 А < IAB = 100 A > IAB = 80 A
IAB= 630 A > IAB= 400 A
12.3.3 Оценка чувствительности защиты Л3
Ток однофазного КЗ в конце линии 0,38 кВ 574 А
Ток трехфазного КЗ на шинах 0,4 кВ ТП 1 2825 А
К=== 5,74 < К =3
К== = 4,48 > Кч доп=1,2
Таким образом автоматический выключатель серии A37-16Б защищает линию Л2 с достаточной степенью чувствительности и селективности.
12.4 Защита трансформатора 10/0,4 кВ
Трансформаторы защищаются плавкими предохранителями типа ПКТ-10.
Основные условия выбора плавких предохранителей:
U ≥ U
I ≥ I (12.14)
I ~ 2 I
Рекомендуется значения токов плавких вставок, I выбирать в зависимости от мощности трансформатора по таблице 12.1 [2].
Таблица 12.1 – Токи плавких вставок трансформаторов
Предварительно выбираем номинальный ток плавкой вставки 32 А. Окончательное значение принимается после построения графика согласования защит.
На стойкость в режиме короткого замыкания силовой трансформатор, защищенный предохранителем, не проверяется [8].
12.5 Защита ВЛ 10 кВ
Линии напряжением 10 кВ защищаются от токов КЗ с помощью максимальной токовой защиты (МТЗ) и токовой отсечки (ТО) с действием на отключение, и выполняются также на реле типа РТВ и РТМ.
12.5.1 Расчет МТЗ, выполненном на РТВ
12.5.1.1 Ток срабатывания защиты определяется по двум условиям:
1) При отстройке от рабочего максимального тока.
I`= == 85,1 А, (12.15)
где К - коэффициент надежности, К= 1.3,
К - коэффициент возврата, К= 0,65,
К - коэффициент запаса, К= 1,1
2) По условию селективности с более удаленной от источника питания защитой, которая выбирается по самому мощному трансформатору 10/0,4 кВ, подключенному к линии (250 кВА).
I`` = 150 A (12.16)
Большее значение принимается за расчетное I = 150,0 А.
12.5.1.2 Ток срабатывания реле
I= = = 5 А (12.17)
где К - коэффициент схемы соединения трансформаторов тока и реле, для схем с неполной звездой, в основном применяемых для защиты линий 10 кВ, К= 1;
К - коэффициент трансформации трансформатора тока К= 30.
12.5.1.3 Определяем уставку тока на реле.
I ≥ I = 5 A (12.18)
Принимаем I = 5,6 A
12.5.1.4 Определяем действительный ток срабатывания защиты.
I== = 168A (12.19)
12.5.1.5 Проверяем чувствительность защиты.
К===4,1>К=1,5 (12.20)
12.5.2 Расчет токовой отсечки на РТМ.
12.5.2.1 Ток срабатывания токовой отсечки выбирается по двум условиям:
1) При отстройке от тока КЗ у ближайшей потребительской подстанции.
I`=К ∙ I = 1,5 ∙ 2676 = 4015 A, (12.21)
где К = 1,5 для реле РТМ.
2) При отстройке от броска тока намагничивания трансформаторов 10/0.4 кВ, подключенных к линии, при их включении под напряжение. (сумма мощностей трансформаторов 1003 кВА)
I``=5·=5∙=289.9 A (12.22)
I = 4015 А - принимаем за расчетное.
12.5.2.2 Определяем ток срабатывания реле отсечки
I== = 133,8 A (12.23)
12.5.2.3 Определяем уставку тока на реле.
I > I (12.24)
150 A > 133,8 A
Принимаем I = 150 A.
12.5.2.4 Определяем действительный ток срабатывания защиты.
I===4500A (12.25)
12.5.2.5 Чувствительность защиты
К=== 1,8 > К = 1,2 (12.26)
13. СОГЛАСОВАНИЕ ЗАЩИТ
Действие максимальных токовых защит должно быть согласовано по времени, чтобы поврежденный элемент электропередачи отключался ближайшей к нему защитой.
13.1 Строится токовременная характеристика защиты линии Л1
Согласование защит обычно выполняется на графике (карте селективности), на котором все токовременные характеристики защит строятся при одном напряжении (в примере 0,38 кВ) в пределах от тока срабатывания защиты до тока КЗ в месте установки защиты.
На графике (рисунок 13.2) строятся характеристики защит линий 0,38 кВ, затем трансформатора 10/0,4 кВ и ВЛ 10 кВ.
Схема электропередачи с указанием всех защит и их параметров, токов КЗ, необходимых при согласовании представлена на рисунке 13.1.
Защита выполнена на автоматическом выключателе А37-16Б с тепловым и электромагнитным расцепителями. Токовременная характеристика [9] заносится в таблицу 13.1.
Параметры АВ:
I = 160 А,
I = 100 А,
I= 1600 А
Таблица 13.1 – Токовременная характеристика защиты линии Л1
13.2 Строится токовременная характеристика защиты линии Л2
Защита выполнена на автоматическом выключателе A37-16Б с приставкой типа ЗТ- 0.4. Токовременная характеристика [9] заносится в таблицу 13.2.
Параметры АВ:
I = 160 А,
I = 160 А,
I= 1600 А
Приставка ЗТ-0,4
I = 250 А
t = 0,3 с
Таблица 13.2 – Токовременная характеристика защиты линии Л2
13.3 Строится токовременная характеристика защиты Л3
Защита выполнена на автоматическом выключателе А37-16Б с тепловым и электромагнитным расцепителями. Токовременная характеристика [8] заносится в табл. 13.3.
Параметры АВ:
I = 160 А,
I = 100 А,
I= 630 А
Таблица 13.3 – Токовременная характеристика защиты линии Л3
13.4 Строится токовременная характеристике защиты трансформатора ТМ-10/0,4 кВ
Значение токов плавкой вставки (в примере I=16А) пересчитываются на напряжение 0,4 кВ.
Таблица 13.4 - Токовременная характеристике защиты трансформатора ТМ-10/0,4 кВ.
