4) Ток срабатывания защиты:
, (5.2)
здесь – коэффициент отстройки.
А.
5) Коэффициент чувствительности в данном случае не определяем. Считаем, что основной защитой является максимальная токовая защита.
6) Ток срабатывания реле:
А. (5.3)
Принимаем к установке реле РСТ 13-32, у которого ток срабатывания находится в пределах .
Определим сумму уставок:
. (5.4)
Принимаем сумму уставок .
Найдем ток уставки реле:
А.
5.2 Максимальная токовая защита с выдержкой времени
1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13
2) Для выполнения защиты применяются те же трансформаторы тока, что и для токовой отсечки. Коэффициент трансформации трансформаторов тока , коэффициент схемы .
3) Ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от максимального рабочего тока линии:
, (5.5)
где: – коэффициент отстройки для статического реле;
– коэффициент возврата;
– коэффициент самозапуска суммарной нагрузки для линии Л5.
А.
4) Коэффициент чувствительности в основной зоне проверяем по току двухфазного короткого замыкания в конце кабельной линии Л5 (на шинах ДIc):
. (5.6)
Коэффициент чувствительности в резервной зоне определяем по току двухфазного короткого замыкания за трансформатором Т3 (на шинах Е), приведенным на высокую сторону:
. (5.7)
Поскольку защита не удовлетворяет требованиям чувствительности, устанавливаем МТЗ с пуском по напряжению.
5) Загрубляем защиту, то есть, принимаем . Тогда ток срабатывания защиты
А. (5.8)
6) Ток срабатывания реле:
А. (5.9)
Принимаем к установке реле РСТ 13-19, у которого ток срабатывания находится в пределах .
Определим сумму уставок:
. (5.10)
Принимаем сумму уставок .
Найдем ток уставки реле:
А.
7) Вводим защиту минимального напряжения на реле напряжения минимального действия РСН 16 с коэффициентом возврата .
8) Измерительным органом защиты является трансформатор напряжения типа ЗНОЛ.06-10, который устанавливается на секцию шин ГIс. Для выбранного трансформатора напряжения
В, В.
Коэффициент трансформации
.
10) Напряжение срабатывания защиты:
, (5.11)
где – минимальное напряжение на шинах, которое не вредит технологическому процессу.
В.
11) Найдем минимальное остаточное напряжение на шинах ГIс при металлическом коротком замыкании на шинах ДIс для проверки чувствительности защиты.
Полное удельное сопротивление кабельной линии Л5:
Ом/км, (5.12)
где – удельное активное сопротивление кабельной линии Л5, Ом/км;
– удельное индуктивное сопротивление кабельной линии Л5, Ом/км;
– длина кабельной линии Л5, км.
Минимальное остаточное напряжение:
, (5.13)
где – количество кабельных линий Л5.
В.
Коэффициент чувствительности:
. (5.14)
12) Напряжение срабатывания реле:
В. (5.15)
Принимаем к установке реле РСН 16-28, у которого напряжение срабатывания находится в пределах В.
Определим сумму уставок:
. (5.16)
Принимаем уставку .
Найдем напряжение уставки реле:
В.
5.3 Защита от однофазных замыканий на землю
Защита выполняется с действием на сигнал.
1) Выбираем реле РТЗ-51, ток срабатывания которого находится в пределах А.
2) Измерительным органом является трансформатор тока нулевой последовательности типа ТЗРЛ.
3) Для кабеля марки А-185 удельный емкостный ток однофазного замыкания на землю А/км.
Ток нулевой последовательности линии, обусловленный током утечки,
А. (5.17)
Ток срабатывания защиты:
, (5.18)
здесь – коэффициент отстройки для защиты без выдержки времени.
А.
4) Проверку чувствительности защиты не производим, так как неизвестен ток утечки для всей сети предприятия, определяемый экспериментально.
6. Расчёт защиты силового трансформатора Т1
На силовом трансформаторе устанавливаются следующие виды защит:
1) дифференциальная защита от различных видов короткого замыкания;
2) максимальная токовая защита как резервная от внешних многофазных коротких замыканий;
3) защита от перегруза;
4) газовая защита.
6.1 Дифференциальная защита
1) Защита выполняется с помощью дифференциального реле РСТ 15.
2) Номинальные токи обмоток трансформатора:
высшего напряжения
А; (6.1)
низшего напряжения
А; (6.2)
В формулах (6.1) и (6.2):
– номинальная мощность трансформатора Т1, ВА;
– напряжение высокой стороны трансформатора, В;
– напряжение низкой стороны трансформатора, В.
3) Для выбора трансформаторов тока найдем максимальные рабочие токи: на стороне ВН
А; (6.3)
на стороне НН
А. (6.4)
На стороне ВН принимаем к установке трансформатор тока типа ТФЗМ-220Б-I-200-0,5/10Р/10Р/10Р: А, А.
Коэффициент трансформации трансформатора тока
. (6.5)
На стороне НН принимаем к установке трансформатор тока типа и ТШЛ-10-3000-0,5/10Р: А, А.
Коэффициент трансформации трансформатора тока
. (6.6)
Силовой трансформатор Т1 имеет схему соединения обмоток Ун/Д/Д, следовательно, для компенсации сдвига фаз трансформаторы тока на высокой стороне включаются по схеме полного треугольника (), а трансформаторы тока на низкой стороне — по схеме неполной звезды ().
Вторичные токи трансформаторов тока в номинальном режиме работы:
А; (6.7)
А. (6.8)
За основную сторону принимаем сторону НН, так как .
4) Определяем токи небаланса, вызванные погрешностями трансформаторов тока и регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) . При этом все токи приводим к ступени напряжения основной стороны.
Определим ток небаланса :
, (6.9)
где – коэффициент однотипности трансформаторов тока;
– коэффициент апериодической составляющей для дифференциального реле;
– допустимая погрешность трансформаторов тока;
– максимальный сквозной ток, приведенный на высокую сторону, А.
А.
Определим ток небаланса :
, (6.10)
где — пределы регулирования напряжения на стороне ВН;
— пределы регулирования напряжения на стороне СН.
А.
Предварительное значение тока срабатывания защиты по условию отстройки от токов небаланса
, (6.11)
где – коэффициент отстройки.
А.
Ток срабатывания защиты по условию отстройки от броска тока намагничивания
, (6.12)
где – коэффициент отстройки.
А.
Из двух токов срабатывания выбираем наибольший, то есть А.
5) Предварительное значение коэффициента чувствительности защиты определяем по току двухфазного короткого замыкания на секции ГIс, приведенному на сторону ВН.
. (6.13)
6) Ток срабатывания реле на основной стороне
А. (6.14)
Ток срабатывания реле на неосновной стороне
А, (6.15)
где – коэффициент трансформации силового трансформатора.
7) Примем число витков основной обмотки .
Расчетная МДС основной обмотки
А·витков. (6.16)
Принимаем ближайшее стандартное значение МДС .
Расчетное число витков неосновной обмотки находится из условия
. (6.17)
Принимаем .
Составляющая тока небаланса из-за неравенства расчетного и действительного числа витков
А. (6.18)
8) Ток срабатывания защиты с учетом всех составляющих тока небаланса
А, (6.19)
здесь – коэффициент отстройки.
9) Коэффициент чувствительности определяем по току двухфазного короткого замыкания на секции ГIс, приведенному на сторону ВН:
.
Так как коэффициент чувствительности превышает требуемое нормированное значение, то защита удовлетворяет требованиям чувствительности.
10) Ток срабатывания реле на основной стороне
А.
Ток срабатывания реле на неосновной стороне
А.
6.2 МТЗ с выдержкой времени
1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13 с коэффициентом возврата .
2) Реле включаются во вторичные обмотки уже выбранных трансформаторов тока со стороны питания, то есть схема включения трансформаторов тока и реле – полный треугольник (коэффициент схемы ), коэффициент трансформации трансформаторов тока .
3) Ток срабатывания защиты:
, (6.20)
здесь – коэффициент отстройки;
– максимальный рабочий ток на стороне ВН трансформатора при перегрузке, А.
А.
4) Коэффициент чувствительности в основной зоне определяется по току двухфазного короткого замыкания за трансформатором, приведенным на первичную сторону:
. (6.21)
В зоне резервирования коэффициент чувствительности определяется по току двухфазного короткого замыкания в конце кабельной линии Л5, приведенным на первичную сторону:
. (6.22)
Защита удовлетворяет требованиям чувствительности.
5) Определим ток срабатывания реле:
А. (6.23)
Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах .
Определим сумму уставок:
. (6.24)
Принимаем сумму уставок .
Найдем ток уставки реле:
А.
6) Время срабатывания защиты принимается по условию отстройки от времени срабатывания МТЗ на секционном выключателе Q20. Поскольку это время равно с, то с, где с – ступень селективности для статического реле. Используем реле времени РВ-01.
6.3 Защита от перегруза
1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13 с коэффициентом возврата .
2) Защита выполняется с помощью одного реле, включенного во вторичную обмотку того же трансформатора тока, что и реле максимальной токовой защиты, на ток фазы А, с действием на сигнал. Коэффициент трансформации трансформатора тока , коэффициент схемы .
3) Ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от номинального тока трансформатора на стороне ВН:
, (6.25)
здесь – коэффициент отстройки.
4) Коэффициент чувствительности не рассчитывается.
