Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Костанайский социально-технический университет

Имени академика Зулхарнай Алдамжар

Технический факультет

Кафедра "Физики информатики и электроэнергетики"

Специальность 050718 "Электроэнергетика"

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Тема: "Проектирование подстанции ТОО "Термо Мастер" и выбор электрооборудования"

Дипломник: Проценко К.Ю.

Руководитель дипломной работы: Умбеталин Т.С. профессор, к.т.н.

Костанай, 2009

Содержание

• Введение
• 1. Общая часть. Краткие сведения о подстанции. Производственная мощность подстанции
• 1.1 Общие сведения о подстанции
• 1.2 Основные электроприемники подстанции
• 1.3 Правила устройства распределительных устройств
• 2. Выбор числа и мощности трансформаторов подстанции
• 2.1 Выбор трансформаторов
• 3. Расчет токов короткого замыкания
• 4. Выбор электрооборудования подстанций
• 4.1 Выбор шин
• 4.2 Выбор изоляторов
• 4.3 Выбор выключателей
• 4.4 Выбор разъединителей
• 4.5 Выбор короткозамыкателей и отделителей
• 4.6 Выбор разрядников
• 4.7 Выбор трансформаторов тока
• 4.8 Выбор трансформаторов напряжения
• 4.9 Выбор трансформаторов собственных нужд
• 5. Релейная защита
• 5.1 Виды трансформаторов
• 5.2 Дифференциальная защита
• 5.3 Максимальная токовая защита от перегрузки автотрансформаторов
• 5.4 Газовая защита
• 6. Собственные нужды
• 7. Молниезащита и заземление
• 7.1 Молниезащита
• 7.2 Заземление
• 8. Компоновка электрооборудования подстанции
• 8.1 Компоновка электрооборудования ОРУ
• 9. Экономическая часть
• 9.1 Выбор числа и мощности трансформаторов подстанции
• 9.2 Расчет трансформатора АТДЦТН - 200000/220
• 9.3 Расчет трансформаторов АТДЦТН - 250000/220
• 10. Охрана труда
• 10.1 Анализ опасных и вредных факторов на подстанции и их влияние на организм человека
• 10.2 Мероприятия по снижению опасных и вредных факторов
• 10.4 Пожарная безопасность
• 10.4.1 Основные требования к подготовке персонала. Меры пожарной безопасности
• 10.4.2 Категории пожароопасных помещений
• 10.4.3 Средства пожаротушения, пожарная сигнализация и эвакуация людей
• 11. Промышленная экология
• 11.1 Искусственные электромагнитные поля от высоковольтных линий электропередач
• 11.2 Магнитное поле и защита населения
• 11.3 Шум преобразовательных агрегатов и методы борьбы с ним
• Заключение
• Список принятых сокращений
• Список использованных источников

Введение

Экономическое развитие страны, всех отраслей народного хозяйства определяется уровнем развития электроэнергетики. Опережающее её развитие служит основой ускорения технического прогресса, темпов роста производительности труда и увеличения выпуска продукции.

Электроснабжение промышленных предприятий в настоящее время представляет собой одно из главных направлений электроэнергетики страны, от которого зависит увеличение темпов роста экономики республики за счёт повышения уровня производимой продукции, а также освоение новых отраслей промышленности. С возросшей ролью электрификации и автоматизации производства и закреплением их позиций в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства приходится предъявлять повышенные требования к бесперебойному обеспечению электрической энергией производственных объектов, а также её качеству. Успех любого вновь проектируемого предприятия во многом зависит от того, насколько грамотно и объективно будет построена его система электроснабжения.

Актуальными задачами сегодняшнего дня в области электроснабжения являются:

повышение уровня проектно-конструкторских разработок;

внедрение и рациональная эксплуатация высоконадёжного оборудования;

снижение непроизводительных расходов электроэнергии при её передаче, распределение и потребление.

Развитие и усложнение структуры систем электроснабжения, возрастающие требования к экономичности и надёжности их работы в сочетании с изменяющейся структурой и характером потребителей электроэнергии, широкое внедрение устройств управления распределением и потреблением электроэнергии на базе современной вычислительной техники ставят проблему подготовки высококвалифицированных инженеров.

Важнейшим этапом в развитии творческой деятельности будущих специалистов является курсовое проектирование, в ходе которого развиваются навыки самостоятельного решения инженерных задач и практического применения теоретических знаний.

Основными требованиями, которым должна удовлетворять любая система электроснабжения, является: надёжность электроснабжения, хорошие качества электроэнергии, безопасность и экономичность всех элементов системы.

Основой рационального решения всего сложного комплекса технико-экономических вопросов при проектировании электроснабжения современного предприятия является правильное определение ожидаемых электрических нагрузок. Определение электрических нагрузок является первым этапом проектирования любой системы электроснабжения. Значение электрических нагрузок определяют выбор всех элементов проектируемой системы электроснабжения, и её технологических показателей. От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависит капитальные затраты в системе электроснабжения, расходов цветного метала, потери электроэнергии и эксплуатационные расходы.

подстанция электрооборудование трансформатор замыкание

1. Общая часть. Краткие сведения о подстанции. Производственная мощность подстанции

1.1 Общие сведения о подстанции

Проектируемая подстанция предназначается для электроснабжения ТОО "Термо Мастер" Площадка подстанции расположена на расстоянии 5 км от железнодорожной станции Костанай-2.

На проектируемой подстанции предусматривается установка двух трехфазных силовых автотрансформаторов 220/110/10 кВ мощностью 200 000 кВА.

На напряжении 220 кВ схема подстанции будет представлять собой ”мостик”, который состоит из двух автотрансформаторов 1АТ, 2АТ и четырех линий 220 кВ Выключатель ”мостика” присоединен со стороны автотрансформаторов.

На напряжение 110 кВ для надежности энергоснабжения выбираем четыре системы сборных шин с двумя обходными, с двумя обходными выключателями и с двумя шиносоединительными выключателями. На этом напряжении предусматривается семнадцать рабочих линий. На напряжение 10 кВ выполняется схема с двумя системами сборных шин. Трансформаторы собственных нужд запитаны с шин напряжением 10 кВ от низкой стороны силового автотрансформатора мощностью 200 000 кВА.

Из-за близости генерирующих мощностей и их количества (5 генераторов) токи к. з. могут достигать величины 35кА (воздушный выключатель выдерживает 32кА). Исходя из этого, приняли схему сети 110кВ с четырьмя системами сборных шин ввиду наличия ответственных потребителей.

Данная подстанция является проходной для данного района и предназначена для питания сети 110 кВ. Основными потребителями на напряжение 10 кВ являются собственные нужды подстанции.

На территории подстанции находится одно большое здание, разделенное на несколько комнат:

комната релейной защиты и автоматики, где производится ревизия, настройка и ремонт аппаратов защиты;

комната управления электроаппаратурой, где и находится дежурный персонал, который непосредственно осуществляет управление подстанцией; штат подстанции предусматривается в количестве 14 человек;

административная комната;

компрессорная.

Распределительные устройства на напряжение 220 и 110 кВ принимаются открытого типа с применением сборных железобетонных конструкций, а на 10 кВ - закрытого типа.

На подстанции предусматривается открытый склад масла, противопожарная насосная.

Площадь подстанции в пределах ограды составляет 5,4 гектара. Коэффициент использования равен 65%.

лан размещения строительных сооружений на территории понизительной подстанции представлен на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 План сооружений на территории подстанции:

1 - Оперативный пункт управления (ОПУ);

2 - Лаборатория релейной защиты и автоматики;

3 - Администрация подстанции;

4 - Компрессорная;

5 - ЗРУ-10кВ;

6 - Противопожарная насосная;

7 - Гараж;

8 - Аппаратная маслохозяйства;

9 - Открытый склад масла;

Проходная.

1.2 Основные электроприемники подстанции

В данной главе рассмотрены электроприемники, которые питаются от проектируемой подстанции по всем имеющимся направлениям.

Электрические нагрузки по каждому электроприемнику указывать не имеет смысла, так как они зависят от режима работы оборудования в зависимости от времени года, состояния энергосистемы [1].

Все присоединения, которые питаются от генераторов, по бесперебойности электроснабжения относятся к I категории; все остальные - ко II категории

1.3 Правила устройства распределительных устройств

В открытых распределительных устройствах все аппараты и токоведущие части размещают на открытом воздухе без каких-либо специальных защитных покрытий. При этом изоляторы токоведущих частей крепят на опорах специальной конструкции, а аппараты устанавливают на специальных основаниях или фундаментах.

Открытыми выполняют распределительные устройства при напряжениях от 6 до 500 кВ включительно [2]. Однако наибольшее применение они имеют при напряжениях 35-500 кВ, так как при этих напряжениях открытые распределительные устройства по сравнению с закрытыми обладают следующими основными преимуществами:

а) меньше объем строительных работ и в связи с этим ниже стоимость распределительного устройства. Последнее особенно заметно при выключателях с большим объемом масла, так как в этом случае объем закрытого распределительного устройства получается очень большим;

б) меньше опасность распространения возможных повреждений, так как расстояния между аппаратами смежных цепей могут быть приняты большими без заметного увеличения затрат;

в) меньше сроки сооружения распределительного устройства и существенная экономия строительных материалов (стали, бетона).

Хорошая обозреваемость и удобное расширение распределительного устройства, легкость замены оборудования (выключателей, разъединителей, силовых трансформаторов) другим с меньшими или большими габаритами, а также возможность быстрого демонтажа старого и монтажа нового оборудования.

Недостатками открытых распределительных устройств при сравнении их с закрытыми являются:

а) менее удобное обслуживание, так как переключение разъединителей и наблюдение за аппаратами должны производиться на воздухе при любой погоде;

б) значительно большая площадь сооружения;

в) аппараты подвержены резкому изменению температуры окружающего воздуха, ничем не защищены от загрязнения, запыления и т.д., что усложняет их эксплуатацию, принуждает применять аппараты специальной конструкций (для наружной установки), более дорогие.

Открытые распределительные устройства в зависимости от высоты установки аппаратов и расположения токоведущих частей подразделяют на распределительные устройства низкого и высокого типов.

В распределительных устройствах низкого типа все аппараты располагают в одной горизонтальной плоскости и устанавливают на специальных основаниях сравнительно небольшой высоты; сборные шины, выполняемые из гибких проводов или жесткими из труб, укрепляют на опорах также сравнительно небольшой высоты.

В распределительных устройствах высокого типа аппараты располагают в нескольких горизонтальных плоскостях; шинные разъединители устанавливают над выключателями, а сборные шины размещают над шинными разъединителями. Подобное расположение аппаратов и сборных шин требует сооружения высоких и сложных стальных конструкций.

Распределительные устройства высокого типа по сравнению с низкими требуют меньшей площади для своего сооружения. Однако при высоком типе значительно ухудшаются условия осмотра и ремонта сборных шин и шинных разъединителей; возможно повреждение изоляторов выключателей при поломке разъединителей. Поэтому в Казахстане строят преимущественно открытые распределительные устройства низкого типа.

2. Выбор числа и мощности трансформаторов подстанции

2.1 Выбор трансформаторов

Силовые трансформаторы, установленные на электростанциях и подстанциях, предназначены для преобразования электроэнергии с одного напряжение на другое.

Выбор числа и мощности трансформаторов для подстанции должен быть технически и экономически обоснованным, т.к. это существенно влияет на рациональное построение схем промышленного электроснабжения [5].

Показателями при выборе трансформаторов является надежность электроснабжения, потребная трансформаторная мощность и расход металла.

Оптимальный вариант выбирается на основе сравнения капиталовложений и годовых эксплуатационных расходов.

Важной характеристикой силовых трансформаторов является их нагрузочная способность, представляющая собой совокупность допустимых нагрузок и перегрузок. Различают систематические и аварийные перегрузки трансформаторов. Систематическая перегрузка трансформатора допустима за счет неравномерности его нагрузки в течение суток (года). Аварийная перегрузка допускается в исключительных условиях в течение ограниченного времени, когда перерыв в электроснабжении потребителей невозможен.

Большое распространение получили автотрансформаторы большой мощности, так как они имеют следующие преимущества перед трансформаторами такой же мощности:

меньший расход материалов;

меньшая масса, следовательно, меньшие габариты, что позволяет создавать автотрансформаторы больших номинальных мощностей;

меньшие потери и больший КПД.

К основным параметрам трансформатора относятся номинальная мощность, напряжение, ток, напряжение короткого замыкания, ток х. х., потери х. х. и короткого замыкания. Номинальной мощностью автотрансформатора называется указанное в заводском паспорте значение полной мощности, на которую непрерывно может быть нагружен автотрансформатор в номинальных условиях места установки и охлаждающей среды при номинальных напряжениях и частоте. Выбор номинальной мощности автотрансформатора является очень важным и ответственным элементом проектирования электрических систем и подстанций. При выборе числа и номинальной мощности трансформаторов необходимо стремиться к установке действительно необходимого их числа и мощности, обеспечивающих надежное электроснабжение.

Таблица 2.1 - Нагрузка проектируемой подстанции

Напряжение	2008 г.
220 кВ	98
110 кВ	87
10 кВ	0,46
Общая нагрузка	185,46 МВА

В соответствии с приведенными выше нагрузками на шинах 220 кВ проектируемо подстанции предусматривается установка двух автотрансформаторов с напряжением 220/110/10 кВ с проходной мощностью 200000 кВА. Все данные об автотрансформаторах сведены в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 - Данные автотрансформатора

Тип автотрансформатора	Номинальное напряжение, кВ	Потери, кВ	Напряжение к. з., %	Ток х. х.
	ВН	СН	НН	Х.Х.	К.З.	ВН-СН	ВН-НН	СН-НН
АТДЦТН - 200000/220	230	121	10,5	125	430	11	32	20	0,5

3. Расчет токов короткого замыкания

Короткими замыканиями называют всякое, не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, замыкание одной или нескольких фаз на землю, а также витковые замыкания в электрических машинах.

Короткие замыкания, как правило, сопровождаются увеличением токов поврежденных фазах до значений, превосходящих в несколько раз номинальное значение.

Протекание токов короткого замыкания приводит в проводниках и контактах к увеличению потерь электроэнергии, что вызывает их повышенный нагрев.

Резкое понижение напряжения при коротком замыкании может привести к нарушению устойчивости параллельной работы трансформаторов и к системной аварии с большим ущербом.

В трехфазных сетях с заземленными нейтралями различают следующие основные виды К.З. в одной точке [3]:

а) трехфазное замыкание. Относительная вероятность появления - 5%;

б) двухфазное замыкание. Относительная вероятность появления - 10%;

в) однофазное замыкание. Относительная вероятность появления - 65%;

г) двухфазное замыкание на землю (замыкание двух фаз между собой с одновременным соединением их с землей). Относительная вероятность появления - 20%.

Трехфазное замыкание является симметричным, т.к. при нем все фазы находятся в одинаковых условиях, все остальные виды К.З. являются несимметричными.

Рисунок 3.1 - Схема для расчета токов короткого замыкания

Целью данного раздела дипломного проекта является расчет мощности и токов короткого замыкания на шинах подстанции [1].

Ниже приводится схема замещения для расчетов токов короткого замыкания.

Для расчетов токов короткого замыкания ниже приводятся следующие исходные данные:

Для точки :

Базисное напряжение ступени кВ;

Базисная мощность МВА.

Рисунок 3.2 Схема замещения для расчета токов короткого замыкания

Базисное сопротивление обмоток автотрансформатора мощностью 200000 кВА определяются по соотношениям.

, (3.1)

, (3.2)

, (3.3)

где - напряжение К.З. на высокой стороне трансформатора;

- напряжение К.З. на средней стороне трансформатора;

- напряжение К.З. на низкой стороне трансформатора.

Соответственно базисные сопротивления обмоток автотрансформатора равны:

%;

%;

%.

Формула приведения к базисной мощности:

, (3.4)

где - номинальная мощность автотрансформатора, соответственно;

;

;

.

Определение базисного сопротивления линий l. Активным сопротивлением линии пренебрегаем, а индуктивное принимаем Ом/км.

Сопротивление линии, заданное в Ом, переводим в относительное по формуле:

, (3.5)

где X - сопротивление линии;

,

где U²б1 - базисное напряжение первой ступени;

= 60 км - длина линии;

.

Сопротивление системы определим по формуле:

.

Результирующее сопротивление для точки К1:

.

Базисный ток:

. (3.6)

Значение тока короткого замыкания:

. (3.7)

Значение ударного тока:

, (3.8)

где =1,8 - ударный коэффициент [1].

Наибольшее действующее значение полного тока короткого замыкания:

. (3.9)

Мощность короткого замыкания:

МВА. (3.10)

Рассчитываем ток короткого замыкания и мощность на шинах 110 кВ в точке .

Базисное напряжение ступени: кВ.

Базисная мощность: МВА.

Базисный ток:

кА.

Результирующее сопротивление:

Ом.

Значение тока короткого замыкания:

кА.

Значение ударного тока короткого замыкания:

кА.

Наибольшее действующее значение полного тока короткого замыкания:

кА.

Мощность короткого замыкания:

МВА.

Рассчитаем ток и мощность короткого замыкания для точки на шине напряжением 10 кВ [20].

Среднее номинальное напряжение: кВ.

Базисная мощность: МВА.

Базисный ток:

кА.

Результирующее сопротивление:

Ом.

Значение тока короткого замыкания:

кА.

Значение ударного тока:

кА.

Наибольшее действующее значение полного тока короткого замыкания:

кА.

Мощность короткого замыкания:

МВА.

Рассчитанные токи короткого замыкания по всем точкам схемы сводим в таблицу 3.1

Таблица 3.1 - Результат расчета токов короткого замыкания

Точка к. з.	, Ом	, кА	, кА	, кА	, кА	, МВА
(шины 220 кВ)	0,07632	0,251	3,29	8,4	4,9	1309
(шины 110 кВ)	0,13	0,503	3,86	10,1	5,8	768
(шины 10 кВ)	0,64132	5,5	8,58	21,8	12,95	90

4. Выбор электрооборудования подстанций

4.1 Выбор шин

На подстанциях в качестве токоведущих частей, как правило, применяют шины. Алюминиевые шины используют для выполнения сборных шин РУ и для присоединения к сборным шинам электрических аппаратов отдельных цепей, а также используются для соединения РУ с основным электрическим оборудованием подстанции [3].

В закрытых РУ 6-10 кВ ошиновка и сборные шины выполняются жесткими алюминиевыми шинами.

Медные шины из-за высокой стоимости не применяются даже при больших токовых нагрузках. При токах до 3000 А применяются одно - или двухполосные шины. При больших токах лучше использовать шины коробчатого сечения, так как они обеспечивают лучшие условия охлаждения, а также меньшие потери от эффекта близости и поверхностного эффекта.

Согласно ПУЭ, сборные шины электроустановок и ошиновка в пределах открытых и закрытых РУ всех напряжений по экономической плотности тока не выбираются. На электродинамическое действие тока короткого замыкания проверятся гибкие шины распределительных устройств при токе трехфазного короткого замыкания кА и провода ВЛ при кА. Сечение шин выбирают по длительно-допустимому току и проверяют шины на электродинамическую и термическую стойкость к токам короткого замыкания.

Выбираем шины по длительно-допустимому току на напряжении 220 кВ:

,

А, (4.1)

А, (4.2)

Выбираем шины круглого сечения, изготовленные из сталеалюминевого провода марки АСО-300 с каталожными данными: сечение 300 мм², длительно-допустимая токовая нагрузка I_доп=690 А, d=23,5 мм.

Проверим сечение провода, минимально необходимое по термической устойчивости при коротком замыкании:

, (4.3)

где с - для сталеалюминевых шин принимаем по справочнику равным 91;

- полный импульс квадратичного тока короткого замыкания;

, кА², (4.4)

где t_отк - время отключения короткого замыкания, равное 2 секунды;

T_a - постоянная времени цепи короткого замыкания, равная 0,23;

мм^2, кА².

Из расчета видно, что q_min = 54 мм² удовлетворяет принятому сечению 300 мм².

Проверим сечение провода по условиям короны.

Разряд в виде короны возникает при максимальном значении начальной критической напряженности:

, кВ/см, (4.5)

где m = 0,82 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода;

r₀ - радиус провода, см;

кВ/см.

Напряженность электрического поля около поверхности нерасщепленного провода определяется по выражению:

, кВ/см, (4.6)

где D ср - среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см.

При горизонтальном расположении фаз:

где D - расстояние между соседними фазами, см;

см,

кВ/см.

Провода не будут коронировать, если наибольшая напряженность поля у поверхности любого провода не более 0,9E₀. Таким образом, условие образования короны можно записать в виде 1,07E < 0,9E₀.

^кВ/см

Выбор шины на стороне 110 кВ.

Определяем расчетные токи продолжительных режимов:

А. (4.7)

А.

Выбираем шины круглого сечения изготовленные из сталеалюминевого провода марки АС-300 с каталожными данными: сечение 300 мм², длительно-допустимая токовая нагрузка I_доп = 690 А, диаметр d=24,4 мм.

По условию нагрева в продолжительном режиме шины проходят:

.

Проверяем шины на термическую стойкость:

мм^2,

где кА^2,q_min=63 мм², что меньше принятого сечения, т.е. удовлетворяет условиям термической стойкости.

Проверка сечения провода по условиям короны. Разряд в виде короны возникает при максимальном значении начальной критической напряженности электрического поля:

кВ/см.

Напряженность электрического поля около поверхности нерасщепленного провода определяется по выражению [20]:

кВ/см.

см.

Провода не будут коронировать, если наибольшая напряженность поля у поверхности любого провода не более 0,9E₀. Таким образом, условие образования короны можно записать в виде 1,07E < 0,9E₀.

^кВ/см

Выбор шины на стороне 10 кВ.

А, А.

Выберем сечение шин по длительно-допустимому току. Принимаю однополосную шину ; А.

По условию нагрева в продолжительном режиме шины проходят:

.

Проверяем шины на термическую стойкость:

мм^2,где кА².

q_min=141 мм², что меньше принятого сечения, т.е. удовлетворяет условиям термической стойкости. Проверим шины по условиям воздействия токов короткого замыкания на динамическую стойкость:

,

где .

, (4.8)

где M - момент инерции, кг/см³;

кг/см^3,

где W - момент сопротивления изгибу поперечного сечения шины

относительно оси перпендикулярной направлению силы, см³;

см^3,

кг/см^2, кг/см².

4.2 Выбор изоляторов

В распределительных устройствах шины крепятся на опорных, проходных и подвесных изоляторах.

Изоляторы выбираются по следующим условиям:

по номинальному напряжению ;

по допустимой нагрузке ;

по роду установки.

Выбор изоляторов по роду установки предусматривает наружное или внутреннее применение.

Выбор изоляторов по допустимой механической нагрузке:

где F_{расч. -} сила, действующая на изолятор;

F_доп - допустимая нагрузка на головку изолятора;

где F_{разр. -} разрушающая нагрузка на изгиб.

Изоляторы надежно работаю при напряжениях превышающих их номинальные напряжения на 15 %. Так как максимальное рабочее напряжение электрической установки превышает их номинальное напряжение не более чем 5 - 10 %, то достаточно соблюсти условие:

,

где - номинальное напряжение изолятора;

- номинальное установившееся напряжение.

Для напряжения 220 кВ выбираем изоляторы марки ПС-11 с каталожными данными: = 220 кВ, = 65 кВ, = 40 кВ, = 11000 Н, масса = 6,6 кг.

Выбранный изолятор проверяем по допустимой механической нагрузке:

Н (4.9)

где l - расстояние между опорными изоляторами вдоль проводников;

a - расстояние между осями проводников.

Количество штук.

Для напряжения 10 кВ выбираем изоляторы марки ОНШ-10-2000У1 с каталожными данными: = 10 кВ, = 47 кВ, = 34 кВ, = 2000 Н, масса = 10 кг.

Выбранный изолятор проверяем по допустимой механической нагрузке:

.

.

4.3 Выбор выключателей

Выключатели являются важнейшими аппаратами распределительных устройств. Они предназначены для включения, отключения и повторного включения электрических цепей. Эти операции выключатели способны совершать в нормальном режиме, а также при коротких замыканиях, когда ток может превышать нормальный в десятки и сотни раз. Выключатели снабжены электромагнитными, пневматическими, пружинными и другими приводами для неавтоматического и автоматического управления. Автоматическое включение и отключение происходит без вмешательства человека с помощью автоматических устройств, замыкающих те же цепи управления.

Кроме приводного механизма в выключателях имеется контактная система с дугогасительным устройством, токоведущая часть, корпус и изоляционная конструкция [1].

По конструктивным особенностям и способу гашения дуги различают следующие виды выключателей: масляные, баковые, маломасляные, воздушные, электрогазовые, электромагнитные, автогазовые и вакуумные.

К выключателям высокого напряжения представляются следующие требования:

надежное отключение любых токов (от десятков ампер до номинального тока отключения);

быстрота действий, т.е. наименьшее время отключений;

пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения (АПВ), т.е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;

легкость ревизии и осмотра контактов;

удобство транспортировки и эксплуатации.

Выключатели высокого напряжения должны длительно выдерживать номинальный ток и номинальное напряжение.

Выбор выключателей осуществляется по следующим параметрам:

по номинальному напряжению и току;

по роду установки и условий работы.

Условия выбора.

; ; ; ; .

Выберем выключатели на стороне 220 кВ.

Номинальное напряжение установки U уст=220 кВ.

Номинальный рабочий ток находим по формуле:

, кА, (4.10)

где S - мощность подстанции, кВА. . Выбираем выключатель марки ВВБ-220-31,5-2000У10 (данные приведены в таблице 4.1).

Проверяем выключатель на отключающую способность. Проверка производится из условия:

Ток короткого замыкания подсчитан выше и равен: кА.

Номинальный ток отключения для данного выключателя 31,5 кА.

Проверка выключателей на электродинамическую стойкость производится из условия:

,

где i_y - ударный ток к. з., для шин 220кВ-8,4 кА;

i_{пр. с. -} предельный сквозной ток, кА;

i_{пр. с. -} для данного выключателя равен 80 кА;

8,4 < 80 кА. Отсюда следует, что выключатель проходит по электродинамической стойкости.

Таблица 4.1 - Технические данные выключателя

Тип	, кВ	, А	, А	Параметры сквозного тока к. з.	Время протеания тока t, с	Полное время отключенияоткл., с	Собственное время отключения, с	Привод
				Ток электро-динамической стойкости	Ток термической стойкости
				iдин, кА	Iдин, кА
ВВБ 220	220	2000	31,5	80	31,5	31,5	3	0,08	0,06	ШРИА

Проверим ВВБ-220-31,5-2000У1 на термическую стойкость к сквозным токам короткого замыкания.

Расчетный ток термической устойчивости находим по формуле:

кА.

Табличное значение тока термической устойчивости равно 31,5 кА. Из этого следует, что ВВБ-220-31,5-2000У1 пригоден по термической устойчивости. Из вышеперечисленных расчетов видно, что выключатель ВВБ-220-31,5 - 2000У1 проходит по всем условиям проверок.

Выберем выключатель на стороне 110 кВ.

Номинальное напряжение установки: .

Номинальный рабочий ток:

А.

Выбираем выключатель серии ВВН-110-2000-31,5У1.

Таблица 4.2 - Технические данные выключателя

Тип	, кВ	, А	, А	Параметры сквозного тока, к. з.	Время протекания тока t, с	Полное время отключения, tоткл, с	Собственное время отключения, с
				Ток электро-динами-ческой стойкости	Ток термической стойкости. кА
				iдин, кА	Iдин, кА
ВВБ 220	220	2000	31,5	80	31,5	31,5	3	0,25	0,07

Проверяем выключатель на отключающую способность. Проверка производится из условия:

,

кА.

Проверка выключателей на электродинамическую стойкость производится из условия:

,

кА.

Проверим ВВН-110-2000-31,5У1 на термическую стойкость к сквозным токам короткого замыкания.

Расчетный ток термической устойчивости находим по формуле:

кА.

Табличное значение тока термической устойчивости равно 31,5 кА. Из этого следует, что ВВН-110-2000-31,5У1 пригоден по термической устойчивости.

Из вышеперечисленных расчетов видно, что выключатель

ВВН-110-2000-31,5У1 проходит по всем условиям проверок.

Выбираем выключатель на напряжение 10 кВ.

Выбор выключателей на шинах 10 кВ производится аналогично расчетам приведенным выше.

В таблице 4.3 сведены результаты выбора выключателей на стороне 10 кВ.

Таблица 4.3 - Технические данные выключателя

Расчетные величины	Каталожные данные	Тип выключателя
Uуст, кВ	I р. м., кА	, кА	, кА	I, кА	Uн, кВ	Iн, кА	Iн. т. у. кА	Iотк., кА	Iпр., кА
10	26	8,58	26,5	6,9	10	630	20	20	64	ВМП-10-630-20У3

4.4 Выбор разъединителей

Разъединитель - это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для коммутации электрической цепи без тока или с незначительным током, который для обеспечения безопасности имеет между контактами в отключенном положении изоляционный промежуток.

Разъединители имеют основное назначение изолировать на время ремонта в целях безопасности электрические машины, трансформаторы, линии, аппараты и другие элементы системы, находящихся под напряжением [4]. Разъединители способны размыкать электрическую цепь только при отсутствии в ней тока или при весьма малом токе, например, токе намагничивания небольшого трансформатора. Перед операцией разъединителем цепь должна быть разомкнута выключателем.

Разъединители играют важную роль в схемах электроустановок, от надежности их работы зависит надежность работы всей электроустановки, и поэтому к ним предъявляются следующие требования:

создание видимого разрыва в воздухе;

исключение самопроизвольных отключений;

четкое включение и отключение при наихудших условиях работы;

электродинамическая и термическая стойкость.

Разъединители по конструкции бывают рубящего, катящего, поворотного и подвесного типа. По роду установки:

для внутренних установок;

для наружных установок.

По числу полюсов:

однополюсные;

трехполюсные.

По способу установки:

с вертикальным расположением ножей;

с горизонтальным расположением ножей.

Выбор разъединителей осуществляется по следующим параметрам:

по номинальному напряжению и току;

по роду установки и условий работы.

Проверяется на электродинамическую и термическую стойкость к сквозным токам короткого замыкания.

Условия выбора:

; ; ; .

Результаты выбора и расчетов разъединителей сведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Технические данные разъединителя

Объект установки	Расчетные величины	Каталожные величины	Тип разъединителя
	, кВ	, А	, кА	, кА	, кВ	, А	, кА	, кА
ОРУ-220 кВ	220	487	8,4	2,51	220	1000	80	27	РНДЗ-1-220/1000У1
ОРУ-110 кВ	110	457	10,1	2,9	110	1000	80	31	РНДЗ-1-110/1000
ОРУ-10 кВ	10	26	21,8	6,55	10	1000	81	28,5	РНДЗ-1-10/1000

4.5 Выбор короткозамыкателей и отделителей

Короткозамыкатель предназначен для создания искусственного короткого замыкания на линии электропередач переменного тока напряжением 110 - 220 кВ при повреждении в трансформаторе понижающей подстанции.

Выбор короткозамыкателей производится по номинальному напряжению и проверяется на термическую и электродинамическую стойкость к токам короткого замыкания.

Выбираем короткозамыкатель марки КЭ-220 с каталожными данными: =220 кВ, =70 кА, = 27 кА/зс, полное время включения = 0,15 с., привод ППК.

Проверка на термическую и электродинамическую стойкость:

;

.

Короткозамыкатель марки КЭ-220 по условиям термической и электродинамической стойкости проходит.

Отделитель предназначен для автоматического отключения поврежденного участка линии в момент отключения выключателя на питающем конце линии и повторного включения.

Отделитель представляет собой обычный трехполюсный разъединитель, снабженный приводом для автоматического управления и способный производить отключение и включение участков цепи. Выбор отделителей производится по номинальному напряжению и номинальному току и проверка на термическую и электродинамическую стойкость к токам короткого замыкания.

Выбираю отделитель марки ОЭ-220/1000 с каталожными данными:

=220 кВ, =1000 А, = 70 кА, = 27,5 кА/зс, полное время отключения - 0,15 с., привод ППО.

Проверка на термическую и электродинамическую стойкость:

;

.

4.6 Выбор разрядников

Разрядники применяются для защиты от атмосферных и кратковременных внутренних перенапряжений. Разрядники конструкции РВС (вентильный стационарный) применяют для защиты от кратковременных и атмосферных перенапряжений (в пределах пропускной способности разрядников) изоляции оборудования подстанции переменного тока номинальным напряжением 15 - 500 кВ.

Выбираем разрядники по напряжениям установки.

На шинах подстанции напряжением 220 кВ выбираем разрядники марки РВС-220 с каталожными данными: = 220 кВ, = 400 кВ.

На шинах 110 кВ устанавливаются разрядники марки РВС-110 с каталожными данными: = 110 кВ, = 200 кВ.

На шинах 10 кВ устанавливаются разрядники марки РВС-10 с каталожными данными: = 10 кВ, = 25 кВ.

4.7 Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока предназначены для передачи сигнала измерительной информации электроизмерительным приборам, устройствам релейной защиты и управления.

Трансформаторы тока по назначению разделяются на трансформаторы тока для измерений и трансформаторы тока защиты [5]. В некоторых случаях эти функции совмещаются в одном.

Трансформаторы тока для измерений предназначены для передачи информации измерительным приборам. Они устанавливаются в целях высокого напряжения, или в целях с большим током, т.е. в целях, в которых невозможно непосредственное включение измерительных приборов. К вторичной обмотке трансформатора для измерений подключаются амперметры, токовые обмотки ваттметров, счетчиков и аналогичные приборы. Трансформатор тока для измерений обеспечивает:

а) преобразование переменного тока любого значения в переменный ток, применяемый для измерения с помощью стандартных измерительных приборов;

б) изолирование измерительных приборов, к которым имеет доступ обслуживающий персонал, от цепи высокого напряжения.

Трансформаторы тока для защиты предназначаются для передачи измерительной информации в устройство защиты и управления. Соответственно этому, трансформатор тока для защиты обеспечивает:

преобразование переменного тока любого значения в переменный ток, применяемый для питания устройств релейной защиты;

изолирование реле, к которой имеет доступ обслуживающий персонал, от цепи высокого напряжения.

Трансформаторы тока в установках высокого напряжения необходимы даже в тех случаях, когда уменьшения тока для измерительных приборов или реле не требуется.

Трансформаторы тока выбираются по минимальным значениям напряжения первичного и вторичного токов, класса точности, проверяют на термическую и электродинамическую стойкость, при коротком замыкании. Ниже приведены формулы для выбора и проверки трансформаторов тока:

номинальное напряжение, кВ: ;

номинальный первичный ток, кА: ;

номинальная нагрузка вторичной обмотки, Ом:

; (4.11)

номинальная вторичная мощность трансформатора тока, ВА:

; (4.12)

ток электродинамической стойкости трансформатора тока, кА:

, (4.13)

где - допустимая кратность первичного тока (по справочнику);

ток термической стойкости за время :

Выбираем трансформатор на 220 кВ типа ТФНД-220-IV.

Таблица 4.5 - Технические данные трансформатора тока

Расчетные данные	Каталожные данные
Uуст., кВ	Imax., А	Iу, кА	Вк, кА	S2расч., ВА	Uн., кВ	Iн., А	Iдин., кА	Iт., кА Tт., с	ВА
220	609	8,4	24,1	10	220	1000	100		30

Проверка трансформатора тока по вторичной нагрузке:

;

, (4.14)

где - удельное сопротивление материала провода; - расчетная длина, зависящая от схемы соединения трансформаторов тока. По условию механической прочности выбираем кабель АКРВГ с жилами сечения 4мм².

Выбираем трансформаторов на 110 кВ типа ТНДФ-110 м-II.

Таблица 4.7 - Технические данные трансформатора тока

Расчетные данные	Каталожные данные
Uуст., кВ	Imax., А	Iу, кА	Вк, кА	S2расч., ВА	Uн., кВ	Iн., А	Iдин., кА	Iт., кА Tт., с	ВА
110	640	8,58	33,2	6,5	110	2000	110		30

Проверяем трансформатор тока ТНДФ-110м-II по вторичной нагрузке:

Ом; Ом; Ом.

Таблица 4.8 - Вторичная нагрузка трансформатора тока

Приборы	Тип	Нагрузка. ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-335	0,5		0,5
Ваттметр	Д-335	0,5		0,5
Варметр	Д-335	0,5		0,5
Счетчики активной Реактивной энергии	И-680 И-689	2,5 2,5		2,5 2,5
Итого:		6,5		6,5

Определяем сечение соединительных проводов:

мм².

По условию механической прочности выбираем кабель АКРВГ с жилами сечением 4 мм².

Выбираем трансформатор на 10 кВ типа ТПЛ 10-УЗ (таблица 4.9).

Проверяем трансформатор тока ТПЛ 10-УЗ:

Ом;

Ом;

Ом.

Таблица 4.9 - Технические данные трансформатора тока

Вторичная нагрузка трансформатора тока приведена в таблице 4.10

Таблица 4.10 - Вторичная нагрузка трансформатора тока

Приборы	Тип	Нагрузка, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-335	0,5		0,5
Счетчики активной Реактивной энергии	И-680 И-689	2,5 2,5		2,5 2,5
Итого:		5,5		5,5

Определяем сечение соединительных проводов:

мм². (4.18)

По условию механической прочности выбираем кабель АКРВГ с жилами сечением 4 мм².

4.8 Выбор трансформаторов напряжения

ТН предназначены для понижения высокого напряжения до стандартной величины 100 или В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения [1].

ТН широко применяются в электроустановках высокого напряжения; от их работы зависит точность электрических измерений и учета электроэнергии, а также надежность действия релейной защиты и противопожарной автоматики.

ТН выбирают:

по номинальному напряжению первичной обмотки ;

по конструкции и схеме соединения обмотки;

по классу точности;

по вторичной нагрузке;

,

где - номинальная мощность в выбранном классе мощности;

- нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединенных к трансформатору напряжения, ВА;

, (4.19)

Выбираем ТН на 220 кВ.

Таблица 4.11 Вторичная нагрузка трансформатора напряжения

Приборы	Тип	Нагрузка	Число обмоток			Число приб.	Общая мощность
							Pприб, Вт	Qприб, кВар
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Ваттметр	Д-335	1,5	2	1	0	3	9
Варметр	Д-335	1,5	2	1	0	3	9
Ваттметр	Д-335	1,5	2	1	0	1	3
Варметр	Д-335	1,5	2	1	0	1	3
Счетчики акт.	И-680	2	2	0,38	0,9	2	8	19,4
Счетчики акт.,	И-680	2	2	0,38	0,9	3	12	21,1
реакт. энергии	И-676	3	2	0,38	0,9	3	18	43,8
Вольтметр	Э-335	2	1	1	0	1	2
Вольтметр	Н-334	10	1	1	0	1	10
Фиксир. приб.	ФИП	3	1	1	0	3	9
Итого							69	72,9

ВА.

Выбираем НКФ - 100 - 57 с ВА.

ВА.

Выбираем ТН на 10 кВ.

4.9 Выбор трансформаторов собственных нужд

Таблица - 4.12 Нагрузка собственных нужд подстанции

Вид потребителя	Установленная мощность			Нагрузка
	количество, ед2	всего			Руст	Qуст
1	2	3	4	5	6	7
Охлаждение АТДЦТН-250		90	0,85	0,62	90	56
Подогрев выключателей: ВВН-220 и ВВН-110		30	1	0	30
Подогрев ОПУ		50	1	0	50
Компрессоры		200	1	0	200
Пожаротушение (2 насоса)		40	1	0	40
Освещение: ОРУ-220 и ОРУ-110		50	1	0	50
Итого:					460	56

кВА,

где -расчетная мощность трансформатора, кВА;

-коэффициент спроса [1]. кВА.

Выбираем .

5. Релейная защита

5.1 Виды трансформаторов

Важнейшим и основным оборудованием понижающей подстанции являются трансформаторы. Поэтому релейная защита должна быть направлена прежде всего на защиту трансформаторов и автотрансформаторов.

В обмотках трансформатора и автотрансформатора могут возникать короткие замыкания между фазами, одной или двух фаз на землю, между витками одной фазы и замыкания между обмотками высшего и низшего напряжения. На вводах трансформаторов, ошиновке и в кабелях также могут возникать короткие замыкания между фазами на землю [6].

Кроме указанных повреждений, в условиях эксплуатации могут происходить нарушения нормальных режимов работы трансформаторов, к которым относятся: прохождение через трансформатор сверхтоков при повреждении других, связанных с ним элементов, перегрузка, выделение газа из масла, понижение уровня масла, повышение его температуры.

Из этого следует, что защита трансформаторов и автотрансформаторов должна выполнять следующие функции:

подавать предупредительный сигнал дежурному персоналу подстанции при перегрузке трансформатора, выделении газа из масла, понижения уровня масла, повышение его температуры;

отключать трансформатор от всех источников при его повреждении;

отключать трансформатор от поврежденной части установки при прохождении через него сверхтоков в случае повреждения шин или другого оборудования, связанного с трансформатором.

В соответствии с назначением для защиты трансформаторов при их повреждениях применяются следующие типы защит:

а) дифференциальная защита для защиты при повреждениях обмоток, вводов и ошиновки трансформаторов и автотрансформаторов;

б) максимальная токовая защита или максимальная токовая защита с пуском минимального напряжения для защиты от сверхтоков, проходящих через трансформатор, при повреждениях, как самого трансформатора, так и других элементов, связанных с ним. Эта защита действует с выдержкой времени;

в) защита от перегрузки, действующая на сигнал для оповещения дежурного персонала или с действием на отключение на подстанциях без постоянного дежурного персонала;

г) газовая защита для защиты при повреждении внутри бака трансформатора, сопровождающихся выделением газа, а также понижением уровня масла.

5.2 Дифференциальная защита

Для защиты от повреждения на вводах трансформаторов, а также от внутренних повреждений (короткое замыкание между фазами на землю и замыканием витков одной фазы) широко применяется дифференциальная защита.

Принцип действия продольной дифференциальной защиты основывается на сравнении токов в начале и конце защищаемой зоны.

Дифференциальную защиту трансформатора выполним в виде дифференциальной токовой защиты с реле, имеющим торможение ДЗТ-11. Основные достоинства реле ДЗТ: простота конструкции, хорошая тормозная характеристика, надежная отстройка от апериодической составляющей токов небаланса и токов намагничивания [6].

Производим расчет продольной дифференциальной токовой защиты.

Исходные данные и выбор трансформаторов тока сводим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 - Исходные данные и выбор трансформаторов тока

Наименование расчетных величин	Расчетная формула	Числовое значение расчетных величин для стороны
		I-ВН	II-СН	III-НН
1	2	3	4	5
Первичные номинальные токи на сторонах трансформатора (соответствующие его номинальной мощности), А		502,6	1005,3	11010,2
Соединение вторичных обмоток трансформатора тока
Расчетные коэффициенты трансформации трансформатора тока		174	348	2202
Принятый тип трансформаторов тока		ТФНД-220 1000/5	ТНФД-110 2000/5	ТПЛ-10 10000/5
Первичные токи в обмотках при внешних к. з. на шинах, стороны I, II, III, в максимальном режиме, приведенные к стороне наибольшим вторичным номинальным током (основная сторона 10 кВ), А		42278 8580	42278	8580
Стандартный коэффициент трансформации принятые ТТ		200	400	2000
Вторичные токи в плечах защиты, соответствующие номинальным мощностям трансформаторов, А		4,35	4,35	5,505
Первичные максимальные токи в обмотках для определения небаланса при расчетных внешних к. з., приведенные к основной стороне, А: Для расчета тока срабатывания; Для расчета витков тормозной обмотки.		8580 42272	42278	8580

Производим определение уставок защиты.

Первичный ток небаланса, обусловленный погрешностью трансформатора тока при расчетном внешнем к. з., приведенный к основной стороне:

, А, (5.1)

где = 0,1 - относительная погрешность трансформатора тока [6];

,

А.

Первичный ток небаланса, обусловленный регулированием напряжения ответвлениями обмоток защищенного трансформатора при внешних к. з.:

, А, (5.2)

где - максимальное относительное изменение напряжения от напряжения среднего ответвления;

А.

Первичный расчетные ток небаланса при внешнем к. з.:

, А; (5.3), А.

Первичный ток срабатывания защиты из условий отстройки от расчетного тока небаланса при внешнем к. з.:

, А,

где -коэффициент надежности, =1,5 [6];

А.

Первичный ток срабатывания защиты из условий отстройки от броска тока намагничивания, приведенного к стороне с наибольшим вторичным номинальным током:

, А, где ; А.

Предварительный наибольший первичный ток срабатывания защиты:

А.

Ток срабатывания на основной стороне:

, А, (5.4), А.

Расчетное число витков насыщающегося трансформатора обмотки реле для основной стороны:

(5.5)

где - м. д. с. срабатывания реле ДЗТ-11;

.

Принятое число витков для установки на основной стороне (ближайшее меньше, чем = 12).

Соответствующий ток срабатывания реле:

, А, (5.6)

Принятое включение обмоток реле:

уравнительная обмотка 1 - 115 кВ;

уравнительная обмотка 2 - 230 кВ.

Определение расчетного числа витков 1-ой уравнительной обмотки:

; (5.7)

.

Предварительные принятое число витков 1-ой уравнительной обмотки: . Определение расчетного числа витков 2-ой уравнительной обмотки:

.

Предварительные принятое число витков 1-ой уравнительной обмотки: . Первичный виток небаланса при внешнем коротком замыкании, обусловленный округлением числа витков обмотки реле 2-ой уравнительной (предварительно):

, А, (5.8)

А.

Первичный ток небаланса с учетом :

, А, (5.9)

А.

Уточнение значения первичного тока срабатывания защиты из условия отстройки от расчетного тока небаланса при внешнем коротком замыкании:

, (5.10), где = 1,5;

А

Принятый первичный ток срабатывания защиты на основной стороне:

, А; (5.11)

А.

Произведем расчет витков тормозной обмотки.

Первичный ток небаланса при внешнем коротком замыкании, обусловленный округлением расчетного числа витков уравнительных обмоток (приведенные к основной стороне):

, А; (5.12)

А.

Первичный ток небаланса при внешнем коротком замыкании:

, А, (5.13)

А.

Первичный тормозной ток, приведенный к основной стороне: А

Число витков тормозной обмотки:

. (5.14)

Для реле ДЗТ-11: ; ;

.

Принимаем 1 виток тормозной обмотки.

Производим расчет чувствительности защиты, она должна удовлетворять условию:

, (5.15), .

Условие (5.15) выполняется.

Окончательно принятые числа витков обмотки насыщающегося трансформаторы реле для установки на основной стороне (10,5 кВ) и не основных сторон (115 и 230 кВ):

на стороне 10,5 кВ W=24;

на стороне 230 кВ W=7;

на стороне 115 кВ W=7

5.3 Максимальная токовая защита от перегрузки автотрансформаторов

На понижающих трансформаторах в качестве защиты от сверхтоков, обусловленных внешними к. з., должна предусматриваться максимальная токовая защита с действием на отключение с комбинированным пуском напряжения.

Расчет максимальной токовой защиты, а также расчет защиты от перегрузки автотрансформатора сведем в таблицу 5.2.

Таблица 5.2 - Максимальная токовая защита от перегрузки автотрансформатора

Наименование расчетных величин	Обозначения и расчетная формула	Автотрансформатор 200000 кВА
		Сторона 220 кВ	Обдув трансформатора	110 кВ	10 кВ
		Максимальная защита с блокировкой минимального напряжения	Защита от перегрузок		Максимальная защита с блокировкой минимального напряжения	Максимальная защита с блокировкой минимального напряжения
1	2	3	4	5	6	7
Максимальный рабочий ток, А		502,64	503	503	1005,3	11010,2
Коэффициент трансформации ТТ		200	200	200	400	2000
Максимальное значение тока короткого замыкания в зоне основной защиты, А		3290			3860	8580
Расчетный коэффициент кратности макс. тока		1,2	1	0,5	1,2	1,2
Расчетный коэффициент схемы		1	1	1	1	1
Расчетный коэффициент надежности		1,2	1,05		1,2	1,2
Расчетный коэффициент возврата реле		0,8	0,8		0,8	0,8
Ток срабатывания реле: расчетный, А		4,524	3,299	1,237	4,524	9,909
Принятый		4,52	3,3	1,26	4,52	9,91
Первичный, А		904	660	252	1808	19820
Чувствительность защиты в зоне основной защиты		3,64			2,14	0,43
За трансфор-матором						0,645
Тип реле		РТ-40/6	РТ-40/2	РТ-40/2	РТ-40/6	РТ-40/6
Пределы уставок тока реле, А
Тип реле времени.		ЭВ-122А	ЭВ-122А		ЭВ-122А	ЭВ-122А
Пределы уставок, сек.

Для повышения чувствительности МТЗ при коротком замыкании и улучшении отстройки ее от токов нагрузки применяется блокировка при помощи реле минимального напряжения. Защита действует на отключение только при срабатывании реле напряжения.

Установки реле напряжения выбираются так, чтобы реле не работало при максимальном уровне рабочего напряжения. Защиту устанавливаем с каждой стороны трансформатора.

Напряжение срабатывания защиты определяется по следующему условию на стороне 220 кВ:

, (5.16)

Для реле типа РН-54; ; ;

кВ.

кВ.

Напряжение срабатывания защиты на стороне 110 кВ:

кВ.

кВ.

Напряжение срабатывание защиты на стороне 10 кВ:

кВ.

кВ.

Время срабатывания МТЗ выбираем 0,5 секунд, а время срабатывания защиты от перегрузок принимаем на ступень селективности больше, то есть 1 секунда.

5.4 Газовая защита

Газовая защита получила широкое распространение в качестве весьма чувствительной защиты от внутренних повреждений трансформаторов. Она основана на использовании явления газообразования. Образование газов в трансформаторе является следствием разложения масла и других изолирующих материалов под действием электрической дуги при витковых замыканиях или недопустимого нагрева при "пожаре стали”. Интенсивность газообразования зависит от характера и размера повреждения. Это дает возможность выполнить газовую защиту, способную различить степень повреждения и в зависимости от этого действовать на отключение или сигнал. При сильном газообразовании, вызванным коротким замыканием, защита действует на сигнал и отключение или только на сигнал при опасном понижении уровня масла в трансформаторе. При медленном газообразовании защита дает предупредительный сигнал. Газовая защита очень чувствительна, она реагирует на такие опасные повреждения, на которые не реагируют другие защиты из-за недостаточной величины тока при этом виде повреждения. Основным элементом газовой защиты является газовое реле KSG, установленное в маслопроводе между баком и расширителем. Реле РГЧЗ-66 с чашеобразными элементами имеет 3 уставки срабатывания отключенного элемента. При скорости потока масла 0,6: 0,9; 1,2 м/с время срабатывания реле составляет 0,05-0,5 сек. Уставка по скорости потока масла определяется мощностью и характером охлаждения трансформатора. [11]