Розробка релейного захисту для схеми електропостачання промислового підприємства

Визначення параметрів елементів схеми заміщення. Захист від багатофазних коротких замикань. Струмовий захист нульової послідовності від замикання на землю. Автоматика включення батареї при зниженні напруги. Захист від замкнень на землю в обмотці статора.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык украинский
Дата добавления 23.08.2012
Размер файла 5,0 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

на тему:

«Розробка релейного захисту для схеми електропостачання промислового підприємства»

ЗМІСТ

ВСТУП

1. РОЗРОБКА ОДНОЛІНІЙНОЇ СХЕМИ ГПП ВІДПОВІДНО ДО ЗАВДАННЯ

2. ОРГАНІЗАЦІЯ ЛАНЦЮГІВ ОПЕРАТИВНОГО СТРУМУ

3. РОЗРАХУНКОВА СХЕМА, СХЕМА ЗАМІЩЕННЯ І РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КЗ

3.1 Визначення параметрів елементів схеми заміщення.

3.2 Розрахунок струмів трифазного КЗ в заданих точках.

4. ЗАХИСТ КОНДЕНСАТОРНОЇ УСТАНОВКИ 10 КВ

4.1 Захист від багатофазних коротких замикань

4.2 МСЗ від перевантаження струмами вищих гармонік.

4.3 Захист від підвищення напруги.

4.4 Струмовий захист нульової послідовності від замикання на землю.

4.5 Автоматика включення батареї при зниженні напруги

4.6 Логічний захист шин.

5. ЗАХИСТ ТРАНСФОРМАТОРІВ ІЗ З'ЄДНАННЯМ ОБМОТОК Д/Y І Y/Y.

5.1 Трансформатор ТП 1 із з'єднанням обмоток Y/Y.

5.1.1 Струмова відсічка.

5.1.2 Максимальний струмовий захист (МСЗ)

5.1.3 Спеціальний струмовий захист нульової послідовності на стороні 0.4кВ.

5.2 Трансформатор ТП 2 із з'єднанням обмоток ? /Y.

5.2.1 Струмова відсічка.

5.2.2 Максимальний струмовий захист

5.2.3 Спеціальний струмовий захист нульової послідовності на стороні 0.4 кВ.

6. ЗАХИСТ КАБЕЛЬНОЇ ЛІНІЇ 10 КВ.

6.1 Струмова відсічка.

6.2 Максимальний струмовий захист.

6.3 Захист від однофазних замикань на землю.

6.4 Логічний захист шин.

7. ЗАХИСТ ВИСОКОВОЛЬТНОГО СИНХРОННОГО ЕЛЕКТРОДВИГУНА.

7.1 Захист синхронного двигуна від багатофазних коротких замкнень.

7.2 Захист від замкнень на землю в обмотці статора.

7.3 Захист від подвійних замкнень на землю.

7.4 Захист від струмів перевантаження

7.5 Захист від асинхронного режиму.

7.6 Захист мінімальної напруги.

7.7 Логічний захист шин.

8. КОНТРОЛЬ ІЗОЛЯЦІЇ І НАПРУГИ НА СЕКЦІЇ 10 КВ.

9. ЗАХИСТ СЕКЦІЙНОГО ВИМИКАЧА ШИН 10 КВ.

9.1 Струмова відсічка

9.2. Максимальний струмовий захист

9.3 Пристрій АВР на секційному вимикачі шин 10 кВ

9.4 Вибір уставок пристрою АВР.

9.4.1 Захист мінімальної напруги

9.4.2 Реле, що контролює зникнення напруги.

9.4.3 Реле контролю наявності напруги

9.4.4 Час спрацьовувань захисту мінімальної напруги

9.4.5 Вибір уставки реле одноразовості включення

10. ЗАХИСТ СИЛОВИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ.

10.1 Захист від багатофазних КЗ в обмотках і на виводах.

10.2 Захист від струмів, викликаних зовнішніми КЗ

10.2.1 Максимальний струмовий захист (МСЗ) на стороні НН 10 кВ.

10.2.2 Струмова відсічка сторони НН 10 кВ

10.2.3 Логічний захист шин 10 кВ (ЛЗШ)

10.2.4 Максимальний струмовий захист (МСЗ) на стороні ВН 35 кВ.

10.3 Захист від струмів в обмотках, викликаних перевантаженням.

10.4 Захист трансформатора від перегріву масла

10.5 Захист РПН від перевантаження.

10.6 Захист трансформатора від зниження рівня масла в розширювачі основного бака трансформатора.

10.7 Газовий захист основного бака трансформатора

10.8 Газовий захист бака РПН.

10.9 Автоматика включення охолоджування трансформатора

10.10 Логічний захист шин 35 кВ.

11. СЕКЦІЙНИЙ ВИМИКАЧ 35 КВ.

11.1 Струмова відсічка.

11.2 Максимальний струмовий захист СВ-35.

11.3 Пристрій АВР на секційному вимикачі шин 35 кВ.

11.4 Вибір уставок пристрою АВР.

14.4.1 Захист мінімальної напруги.

14.4.2 Реле, що контролюють зникнення напруги.

14.4.3 Реле контролю наявності напруги

14.4.4 Час спрацювання

14.4.5 Вибір уставки реле одноразовості включення

12. ЖИВЛЯЧИЙ ВВІД ЛІНІЇ 35 КВ Л 1(Л2) ВИМИКАЧ Q1(Q2).

13. РЕЛЕЙНИЙ ЗАХИСТ І АВТОМАТИКА ЖИВЛЯЧИХ ЛІНІЙ 35 КВ.

13.1 Струмова відсічка без витримки часу ( селективна)

13.2 Струмова відсічка з витримкою часу

13.3 Максимальний струмовий захист

13.4 Автоматичне повторне включення (АПВ) лінії 35 кВ.

ВИСНОВКИ

ЛІТЕРАТУРА

ВСТУП

На сьогоднішній день системи електропостачання являють собою складні виробничі об'єкти кібернетичного типу, всі елементи яких беруть участь в єдиному виробничому процесі, основними специфічними особливостями якого є швидка зміна явищ і неминучість пошкоджень аварійного характеру. Тому надійне і економічне функціонування систем електропостачання можливе тільки при автоматичному керуванні ними.

Для цієї мети застосовується комплекс автоматичних пристроїв, серед яких першочергове значення мають пристрої релейного захисту і автоматики. Збільшення споживання електроенергії і ускладнення систем електропостачання потребує постійного удосконалення цих пристроїв. Спостерігається тенденція розвитку автоматизованих систем керування з використанням цифрових універсальних і спеціалізованих розрахункових машин. Разом з цим широко застосовуються і найпростіші засоби захисту і автоматики: автоматичні вимикачі, магнітні пускачі, реле прямої дії, магнітні трансформатори струму, пристрої змінного оперативного струму і ін.

Курсовий проект з релейного захисту та автоматики входить в систему комплексного курсового проектування, включаючи також курсовий проект по електричній частині станцій і підстанцій.

Комплексний проект передбачає розробку схеми ГПП і її конструктивного виконання, вибір устаткування і кабелів, релейного захисту і автоматики, розрахунок їх уставок.

1. Розробка однолінійної схеми ГПП відповідно до завдання

Дану однолінійну схему вибираємо з прикладів наведених в [1].

Рис.1. Однолінійна схема ГПП 35/10 кВ з двома трансформаторами потужністю 6.3 МВА.

2. Організація ланцюгів оперативного струму

На підстанції, що проектується, встановлені вакуумні вимикачі як на стороні ВН так і на стороні НН -10кВ .

На стороні ВН встановлені вакуумні вимикачі серії ВР35НС- 35-20/ 1600 У1, технічні параметри яких: номінальна напруга 35 кВ; найбільша робоча напруга 40,5 кВ; номінальний струм 1600 А, при частоті 50Гц; номінальний струм відключення 20 кА. Параметри вторинних ланцюгів вимикачів серії ВР35НС: номінальна напруга ланцюга електромагніту (YA1) при постійному струмі - 220 В; номінальна напруга ланцюгів керування ( КСТ, КСС) і ланцюга відключення від незалежного джерела постійного струму - 220 В; максимальний струм споживання ланцюга електромагніту (YA1) при включенні і відключенні не більше 10 А.

На стороні НН 10 кВ встановлені вакуумні вимикачі типу ВВ/ТЕL--10, технічні параметри яких: номінальна напруга 10 кВ; найбільша робоча напруга 12 кВ; номінальний струм 630А; номінальний струм відключення 20кА; струм споживання електромагнітів керування при напрузі 220 В не більше 5 А.

На підстанції застосований постійний оперативний струм. У зв'язку з невеликою величиною споживання струму електромагнітами керування вакуумними вимикачами як на стороні 35 кВ, так і на стороні 10 кВ. В проекті як джерело постійного оперативного струму застосовується шафа оперативного постійного струму ( ШОТ - 01-50), що має номінальну напругу 220 В. Емність акумуляторної батареї - 50 А·год. У шафі оперативного постійного струму встановлені два підзарядні пристрої. Живлення підзарядних пристроїв здійснюється від двох незалежних джерел (секцій власних потреб 0,4 кВ) трансформаторів власних потреб 35/0,4кВ, підключених до живлячих ліній 35кВ . У нормальному режимі обидва підзарядні пристрої шафи оперативного струму знаходяться в роботі. Заряджання акумуляторних батарей проводиться безперервно. За наявності напруги хоча б на одній з двох секцій власних потреб живлення шинок керування і сигналізації здійснюється від підзарядних пристроїв, а при зникненні напруги власних потреб - від акумуляторних батарей. Підзарядні пристрої допускають паралельну роботу. Навантаження розподіляється рівномірно між паралельно включеними блоками.

Рис. 2. Схема електрична принципова шафи оперативного постійного струму ШОТ - 01.

3. Розрахункова схема, схема заміщення і розрахунок струмів короткого замикання

Рис. 3. Розрахункова схема (а) і схема заміщення (б).

3.1 Визначення параметрів елементів схеми заміщення

Опір систем:

Опір ліній:

,

де для провода АС 120/19;

l - довжина лінії.

Каталожні дані трансформаторів ГПП ТМН 6300/35: Sн=6.3 МВА, Uвн=35кВ, Uнн=11кВ, Рх=8кВт, Рк=46.5кВт, Uк=7.5%, Uвнміп=31.85кВ, Uвнмах=38.15кВ, Uкміп=7%, Uвнмах=8.6%.

Опір трансформаторів ГПП:

Опір кабельної лінії:

,

де для кабелю з поперечним перетином 95мм2: =0.083Ом/км =0.326Ом/км.

Каталожні дані трансформаторів ТП ТСЗ 250/10 Sн=250 кВА, Uвн=10кВ,

Uнн=0.4кВ, Рх=1кВт, Рк=3.8кВт, Uк=5.5%.

Опір трансформаторів ТП:

3.2 Розрахунок струмів трифазного КЗ в заданих точках

Точка К1: ;

Точка К2: ;

Точка К3: ;

Точка К4: ;

Точка К5: ,

,

,

.

Знаходимо результуючий опір в точці К5, приведений до напруги 11кВ шин НН трансформатора, яку вважатимемо опором системи для елементів, що відходять від шин нижчої напруги:

Точка К6:

,

;

Точка К7:

,

.

4. Захист конденсаторної установки 10 кВ

Згідно з ПУЕ для захисту конденсаторної установки передбачаються наступні захисти і автоматика:

1. Струмова відсічка без витримки часу, для захисту КУ від зовнішніх коротких замикань і від замикань на ошиновці 10 кВ.

2. Максимальний струмовий захист від перевантаження струмами вищих гармонік, який відключає конденсаторну установку з витримкою часу при діючому значенні струму для одиничних конденсаторів, що перевищує 130% номінального струму.

3. Захист від підвищення напруги, що відключає батарею при підвищенні діючого значення над допустимим.

4. Додатково передбачається струмовий захист нульової послідовності від замикань на землю.

5. Автоматичне включення конденсаторної установки після зниження напруги в мережі до номінального значення.

6. Логічний захист шин.

4.1 Захист від багатофазних коротких замикань

- струмова відсічка

Перший варіант

Оскільки захист діє без витримки часу, то вона повинна бути відлаштована при нормальній роботі від робочого струму, струму включення, струму розряду в мережу.

Струм включення виникає при подачі напруги на конденсатори, а струм розряду в мережу при К.З. у мережі, до якої приєднані конденсатори.

Первинний струм спрацьовування струмової відсічки вибирається з умови відлаштування захисту від струму включення батареї по формулі:

де - коефіцієнт надійності, який приймається рівним 1,5;

- амплітудне значення струму включения КУ, яке визначається за наступним виразом:

де - розрахунковий струм батареї (амплітудне значення), який визначається за формулою:

де -- розрахункова потужність батареї, МВАр ;

- потужність КЗ в місці установки батареї, МВА;

- розрахункова найбільша напруга батареї, кВ.

Номінальний струм конденсаторної установки:

Приймається коефіцієнт трансформації трансформаторів струму рівним 50/5 для трансформатора типу ТПЛ-10 .

Струм спрацьовування реле визначається з виразу:

.

Приймається реле типу РТ-40/100, з'єднання котушок паралельне, з межею уставок струму спрацьовування 50-100 А.

Коефіцієнт чутливості захисту в місці установки захисту, тобто при КЗ на шинах 10 кВ ГПП точка К5 :

?2.

Час спрацьовування струмової відсічки приймається рівною 0,0с.

Другий варіант вибору уставок КУ для малопотужних батарей.

Струм включення і струм розряду КУ викликаються перехідними процесами, значення і тривалість проходження цих струмів визначаються параметрами КУ і живлячої мережі. Проте ці струми дуже швидко затухають, хоча бувають у декілька разів більше номінального струму КУ. Щоб уникнути помилкового спрацьовування струмової відсічки КУ струм її уставки може бути прийнятий приблизно в 2--2,5 рази більше її номінального струму.

Струм спрацьовування захисту:

де - коефіцієнт запасу, який враховує відлаштування від струмів перехідного процесу при включенні конденсаторної установки.

Струм спрацьовування реле:

,

де - коефіцієнт трансформації ТС;

коефіцієнт схеми трансформаторів струму і реле, рівний 1,0.

Приймаємо для установки реле струму типу РТ - 40/10.

Коефіцієнт чутливості захисту:

,

Час спрацьовування захисту t=0.0с.

Захист діє на відключення вимикача КУ.

4.2 Максимальний струмовий захист від перевантаження струмами вищих гармонік

Первинний струм спрацьовування максимального струмового захисту відлаштовується від номінального струму конденсаторної батареї і приймається рівним:

Струм спрацьовування реле:

.

Коефіцієнт трансформації трансформатора струму приймається рівним 50/5. Схема з'єднання трансформаторів струму - неповна зірка з двома реле.

Приймається до установки реле струму РТ - 40/6 з'єднання котушок послідовне. Межі уставок струму спрацьовування реле 1,5--3,0 А. Витримка в часі спрацьовування захисту 0,5 с. Встановлюємо реле часу ЭВ -114 з шкалою уставок 0,1-1,3 с. Захист діє на відключення вимикача КУ.

4.3 Захист від підвищення напруги

Напруга спрацьовування захисту від підвищення напруги відлаштовується від номінальної напруги і приймається рівною:

Напруга спрацьовування реле:

де коефіцієнт трансформації ТН.

Витримка часу спрацьовування захисту :

Приймається до встановлення реле РН -53/200.

4.4 Струмовий захист нульової послідовності від замикання на землю

Захист виконується за допомогою реле РТ-40, підключеного до вторинної обмотки трансформатора струму типу ТЗ (ТАЗ). Захист з витримкою часу (реле КТ2) діє на відключення вимикача КУ (імпульс подається на котушку відключення YAT).

Уставка струмового захисту нульової послідовності від замикань на землю вибирається з умови недії захисту при замиканнях на землю на інших приєднаннях мережі по формулі:

де - коефіцієнт надійності, приймаємо рівним 2--2,5 ;

- струм, обумовлений ємністю КУ.

Чутливість захисту слід визначати за формулою:

де - струм нульової послідовності, обумовлений ємністю всієї електричнозв'язаної мережі без врахування типу КУ.

Чутливість захисту вважається достатньою, якщо не менше 1,5. У зв'язку з тим, що ємність КУ щодо землі незначна і, отже, струм ємності, обумовлений КУ при замиканнях на землю, невеликий, при виборі уставок захисту слід орієнтуватися на мінімальне значення по нижній межі шкали уставок реле.

4.5 Автоматика включення батареї при зниженні напруги

Первинна напруга спрацьовування автоматики включення батареї при зниженні напруги:

де

Приймається реле напруги типу РН-54/160 з діапазоном уставки 80-160В. Час спрацьовування автоматики приймається рівною 3 хвилинам.

Для контролю нормальної роботи конденсаторів в ланцюзі КУ виконується вимірювання струму. Рівність ємностей всіх трьох фаз КУ перевіряється трьома амперметрами, які вимірюють струм в кожній фазі установки. Окрім амперметрів передбачається встановлення варметра для контролювання вироблення реактивної потужності КУ.

Для контролювання напруги на затисках конденсаторів, яка не повинна перевищувати допустимого значення, вимірювання напруги виконується вольтметром, під'єднаним до вторинної обмотки трансформатора напруги , підключеного до шин розподільного пристрою, оскільки при цьому можливе вимірювання напруги в мережі відключеної КУ.

4.6 Логічний захист шин

Як струмовий блокуючий орган в конденсаторній установці використовується струмова відсічка, яка, спрацьовуючи контактами свого вихідного реле, посилає блокуючий імпульс на дискретний вхід захисту введення і секційного вимикача.

Рис. 4. Схема захисту конденсаторної установки.

а) схема, що пояснює ланцюги струму;

б) ланцюги напруги;

в) ланцюги оперативного струму;

5. ЗахисТ ТРАНСФОРМАТОРІВ із з'єднанням обмоток Д/Y І Y/Y

5.1 Трансформатор ТП 1 зі з'єднанням обмоток Y/Y

Згідно з ПУЕ для захисту трансформатора передбачаються наступні захисти :

1. Струмова відсічка без витримки часу - від міжфазних КЗ на виводах і частині первинної обмотки трансформатора;

2. Максимальний струмовий захист на стороні ВН - від міжфазних КЗ на ошиновці і всередині трансформатора, а також однофазних КЗ на стороні НН - 0,4 кВ.

3. Спеціальний струмовий захист нульової послідовності від однофазних КЗ на землю в мережі 0,4 кВ.

5.1.1 Струмова відсічка

Струмова відсічка (селективна) передбачається в дворелейному виконанні (реле КА1 і КА2 ). У зону дії відсічки на даному трансформаторі входить частина обмотки і виводи з боку ВН, де включені реле відсічки (рис.6). При КЗ за трансформатором (точка К1) відсічка не діє завдяки відлаштуванню її струму спрацьовування від максимального значення струму при КЗ в цій точці. Тому відсічка не відчуває КЗ також на лініях НН (точка К2), що відходять , і може виконуватися без витримки часу.

Правильна (селективна) робота струмової відсічки забезпечується вибором струму спрацьовування з умови:

де - масимальне значення струму трифазного КЗ за трансформатором, тобто поза зоною дії відсічки, приведеної до сторони ВН, де встановлена відсічка, А;

- коефіцієнт надійності, значення якого залежить від типу використаних струмових реле: 1,3--1.4 - для реле типу РТ-40.

Струм визначається в точці К1 при максимальному режимі живлячої системи, коли її опір має мінімально можливе значення. При виборі струму спрацьовування відсічки відлаштування від максимального струму КЗ за трансформатором забезпечується також її неспрацьовуванням при стрибках струму намагнічення, що виникають при включеннях трансформатора під напругу з боку 10кВ.

Струм спрацьовування струмових реле відсічки (уставка) визначається з виразу :

де - первинний струм спрацьовування відсічки;

- коефіцієнт трансформації трансформаторів струму ТС на стороні ВН трансформатора 100/5;

- коефіцієнт схеми при симетричному режимі, що вказує в скільки разів струм в реле захисту (відсічки) більший за вторинний струм трансформаторів струму. Для схеми з'єднання трансформаторів струму в неповну зірку для всіх видів КЗ.

Приймаються реле типу РТ-40/20 з'єднання котушок паралельне, межі уставок струму спрацьовування реле 10--20 А.

Коефіцієнт чутливості струмової відсічки визначається при мінімальному значенні струму двофазного КЗ на виводах обмотки ВН трансформатора з виразу:

Струмова відсічка задовольняє вимоги ПУЕ.

5.1.2 Максимальний струмовий захист (МСЗ)

Вибираємо струм спрацьовування МСЗ на стороні 10 кВ виконаної по схемі неповної зірки з трьома реле РТ- 40 ( КА-3, КА-4, КА-5).

Струм спрацьовування захисту вибирається з умови неспрацьовування на відключення при післяаварійних перевантажень з виразу:

,

де - номінальний струм трансформатора;

- коефіцієнт надійності;

- коефіцієнт самозапуска навантаження;

- коефіцієнт повернення реле.

За умовою забезпечення бездіяльності захисту після роботи АВР на стороні 0.4кВ:

Приймаємо , приведений до напруги 10 кВ.

Струм спрацьовування реле:

.

Перевіряємо чутливість МСЗ трансформатора, виконаної за схемою неповної зірки:

а) при двофазному КЗ за трансформатором:

Розрахунковий струм в реле:

;

Коефіцієнт чутливості:

.

б) при однофазному КЗ за трансформатором:

Струм однофазного металевого КЗ:

,

де - таблиця 4.7-2 ст.105.[1];

- приведений до сторони 10 кВ.

Розрахунковий струм в реле при дворелейній схемі захисту:

Струм в реле при трьохрелейній схемі захисту:

Коефіцієнт чутливості при трьохрелейній схемі:

.

Час спрацьовування МСЗ узгоджується із захистом встановленої на вводі 0,4 кВ, що має час спрацьовування

Таким чином :

Навіть при трьохрелейній схемі МСЗ не забезпечує достатню чутливість при однофазному КЗ, тому додатково встановлюється спеціальний струмовий захист нульової послідовності на стороні 0.4 кВ, яка призначена для роботи при однофазних КЗ на землю на шинах або в мережі НН, тобто в мережі 0,4 кВ.

5.1.3 Спеціальний струмовий захист нульової послідовності на стороні 0.4кВ

Спеціальний струмовий захист нульової послідовності від однофазних КЗ на землю вмикається через ТС в заземлену нейтраль 0,4 кВ трансформатора, що захищається. Вимірювальним органом захисту нульової послідовності є одне максимальне реле струму КА0 типу РТ-40.

Розрахунок уставок по струму і часу.

а) Струм спрацьовування захисту вибирається за наступних умов, що забезпечують:

- неспрацьовування (відлаштування від струмів, які можуть проходити по заземленій нейтралі обмотки НН трансформатора при несиметрії навантаження в нормальному режимі) допустиме значення струмів небалансу в нульовому проводі для трансформаторів зі схемою з'єднання обмоток ?/? - не більше 0,25 номінального (фазного). Для забезпечення неспрацьовування захисту при появі таких струмів в нейтралі її струм спрацьовування повинен бути приблизно в 1,5 - 2,0 рази вище:

,

де - номінальний струм трансформатора

Перевіряється коефіцієнт чутливості захисту при однофазному КЗ на шинах НН 0,4 кВ:

.

Приймається до установки трансформатор струму типу ТК--400/5.

Струм спрацьовування реле визначається з виразу:

Приймається реле типу РТ-40/6, з'єднання котушок послідовне, межі уставок струму спрацьовування 1,5--3 А.

б) час спрацьовування захисту нульової послідовності на вводі 0,4 кВ трансформатора рівний 0,4с, а в нейтралі - на ступінь селективності вище, тобто 0,8с .

Захист нульової послідовності на вводі 0,4 кВ діє на відключення ввідного автомата, а спеціальний захист нульової послідовності. встановлений в нейтралі трансформатора діє на відключення вимикача сторони ВН трансформатора.

Рис.5. Розподіл струмів а) і векторні діаграми б) і в) струмів прямої і зворотної послідовності повних струмів на сторонах ВН і НН при однофазному КЗ на землю за трансформатором з схемою з'єднання Y/Y-0.

Рис.6. Схема ввімкнення реле 1-3 МТЗ-10 і реле 4 спеціального струмового захисту нульової послідовності трансформатора із з'єднанням обмоток Y/Y і векторні діаграми б) повних струмів при однофазному КЗ фази В на стороні 0.4 кВ.

5.2 Трансформатор ТП 2 зі з'єднанням обмоток ? /Y

Згідно з ПУЕ для захисту трансформатора передбачаються наступні захисти :

1. Струмова відсічка без витримки часу - від міжфазних КЗ на виводах і частині первинної обмотки трансформатора;

2. Максимальний струмовий захист на стороні ВН - від міжфазних КЗ на ошиновці і всередині трансформатора, а також однофазних КЗ на стороні НН - 0,4 кВ.

3. Спеціальний струмовий захист нульової послідовності від однофазних КЗ на землю в мережі 0,4 кВ.

5.2.1 Струмова відсічка

Струмова відсічка (селективна) передбачається в дворелейному виконанні (реле КА1 і КА2 ). У зону дії відсічки на даному трансформаторі входить частина обмотки і виводи з боку ВН, де включені реле відсічки (рис.6). При КЗ за трансформатором (точка К1) відсічка не діє завдяки відлаштуванню її струму спрацьовування від максимального значення струму при КЗ в цій точці. Тому відсічка не відчуває КЗ також на лініях НН (точка К2), що відходять , і може виконуватися без витримки часу.

Правильна (селективна) робота струмової відсічки забезпечується вибором струму спрацьовування по умові:

де - масимальне значення струму трифазного КЗ за трансформатором, тобто поза зоною дії відсічки, приведеної до сторони ВН, де встановлена відсічка, А;

- коефіцієнт надійності, значення якого залежать від типу використаних струмових реле: 1,3--1.4 - для реле типу РТ-40.

Струм визначається в точці К1 при максимальному режимі живлячої системи, коли її опір має мінімально можливе значення. При виборі струму спрацьовування відсічки відлаштування від максимального струму КЗ за трансформатором забезпечується також її неспрацьовування при стрибках струму намагнічення, що виникають при включеннях трансформатора під напругою з боку 10 кВ.

Струм спрацювання струмових реле відсічки (уставка) визначається з виразу:

де - первинний струм спрацьовування відсічки;

- коефіцієнт трансформації трансформаторів струму ТС на стороні ВН трансформатора 100/5;

- коефіцієнт схеми при симетричному режимі, що вказує в скільки разів струм в реле захисту (відсічки) більший за вторинний струм трансформаторів струму. Для схеми з'єднання трансформаторів струму в неповну зірку для всіх видів КЗ.

Приймаються реле типу РТ-40/20 з'єднання котушок паралельне, межі уставок струму спрацьовування реле 10--20 А.

Коефіцієнт чутливості струмової відсічки визначається при мінімальному значенні струму двофазного КЗ на виводах обмотки ВН трансформатора з виразу:

Струмова відсічка задовольняє вимоги ПУЕ.

5.2.2 Максимальний струмовий захист

Вибираємо струм спрацьовування МСЗ на стороні 10 кВ виконаної за схемою неповної зірки з трьома реле РТ- 40 ( КА-3, КА-4, КА-5).

Струм спрацьовування захисту вибирається з умови неспрацьовування на відключення при післяаварійних перевантажень з виразу:

,

де - номінальний струм трансформатора;

- коефіцієнт надійності;

- коефіцієнт самозапуска навантаження;

- коефіцієнт повернення реле.

За умовою забезпечення бездіяльності захисту після роботи АВР на стороні 0.4кВ:

Приймаємо , зведений до напруги 10 кВ.

Струм спрацьовування реле:

.

Перевіряємо чутливість МСЗ трансформатора, виконаної за схемою неповної зірки:

а) при двофазному КЗ за трансформатором:

Розрахунковий струм в реле:

;

Коефіцієнт чутливості:

.

б) при однофазному КЗ за трансформатором:

Струм однофазного металевого КЗ:

,

де - таблиця 4.7-2 ст.105.[1];

- приведений до сторони 10 кВ.

Розрахунковий струм в реле при дворелейній схемі захисту:

Струм в реле при трьохрелейній схемі захисту:

Коефіцієнт чутливості при трьохрелейній схемі:

.

Час спрацьовування МСЗ узгоджується із захистом, встановленим на вводі 0,4 кВ, що має час спрацьовування

Таким чином :

Навіть при трьохрелейній схемі МСЗ не забезпечує достатню чутливість при однофазному КЗ, тому додатково встановлюється спеціальний струмовий захист нульової послідовності на стороні 0.4 кВ, яка призначений для роботи при однофазних КЗ на землю на шинах або в мережі НН, тобто в мережі 0,4 кВ.

Для трансформаторів зі схемою з'єднання обмоток трикутник - зірка ? /Y значення струму в місці однофазного КЗ за трансформатором вважається практично рівним струму трифазного КЗ за трансформатором в цій же точці оскільки у цих трансформаторів

, а

Струм однофазного струму КЗ визначається також як і струм трифазного КЗ, отже, у зв'язку з цим спеціальні розрахунки струмів при однофазних КЗ в цих випадках не проводяться.

Рис.7. Розподіл струмів а) і векторні діаграми б) і в) струмів прямої і зворотної послідовності повних струмів на сторонах ВН і НН при однофазному КЗ на землю за трансформатором з схемою з'єднання Y/Д-11.

Рис.8. Схеми включення реле струму 1-6 (а і в) трансформатора із з'єднанням обмоток Y/Д-11 і векторні діаграми б) при однофазному КЗ на стороні 0.4 - 0.23кВ.

На трансформаторах зі схемою з'єднання обмоток ?/?, для яких Iк(1)= I к(3), максимальний струмовий захист на стороні ВН, як правило, має достатню чутливість до однофазних КЗ на виводах НН. Проте і на цих трансформаторах доцільно встановлювати спеціальний струмовий захист нульової послідовності як резервний до максимального струмового захисту трансформатора (ближнє резервування) і до захисних апаратів елементів мережі НН (дальнє резервування).

5.2.3 Спеціальний струмовий захист нульової послідовності на стороні 0.4кВ

Спеціальний струмовий захист нульової послідовності від однофазних КЗ на землю вмикається через ТС в заземлену нейтраль 0,4 кВ трансформатора, що захищається. Вимірювальним органом захисту нульової послідовності є одне максимальне реле струму КА0 типу РТ-40.

Розрахунок уставок по струму і часу.

а) Струм спрацьовування захисту вибирається за наступних умов, що забезпечують:

- неспрацьовування ( відлаштування від струмів, які можуть проходити по заземленій нейтралі обмотки НН трансформатора при несиметрії навантаження в нормальному режимі ( допустиме значення струмів небалансу в нульовому проводі для трансформаторів зі схемою з'єднання обмоток ?/? - не більше 0,75 номінального (фазного). Для забезпечення неспрацьовування захисту при появі таких струмів в нейтралі її струм спрацьовування повинен бути приблизно в 1,5 - 2,0 рази вище:

,

де - номінальний струм трансформатора

Перевіряється коефіцієнт чутливості захисту при однофазному КЗ на шинах НН 0,4 кВ:

.

Приймається до установки трансформатор струму типу ТК--400/5.

Струм спрацьовування реле визначається з виразу:

Приймається реле типу РТ-40/10, з'єднання котушок послідовне, межі уставок струму спрацьовування 5--10 А.

б) час спрацьовування захисту нульової послідовності на вводі 0,4 кВ трансформатора рівний 0,4с, а в нейтралі - на ступінь селективності вище, тобто 0,8с . Захист нульової послідовності на вводі 0,4 кВ діє на відключення ввідного автомата, а спеціальний захист нульової послідовності. встановлений в нейтралі трансформатора діє на відключення вимикача сторони ВН трансформатора.

Рис. 9. Схема захисту трансформаторів 10/0,4 кВ із з'єднанням обмоток ?/? і ?/?.

6. Захист кабельної лінії 10 кВ

Для захисту кабельної лінії передбачаються наступні захисти:

1. Струмова відсічка від міжфазних КЗ.

2. Максимальний струмовий захист.

3. Захист від замкнень на землю.

4. Логічний захист шин.

6.1 Струмова відсічка

Струмова відсічка виконується двофазною дворелейною схемою зі струмовими реле типу РТ-40 КА1 і КА2. Струм спрацьовування струмової відсічки узгоджується зі струмом спрацьовування струмової відсічки трансформаторів ТП1 (ТП2) і вибирається згідно з виразом:

Струм спрацьовування реле визначається з виразу:

де - коефіцієнт трансформації трансформатора струму ТС рівний 100/5;

Приймається реле типу РТ-40/50 з'єднання котушок послідовне, межі уставок струму спрацьовування реле 12,5--25 А.

Витримка часу вибирається за узгодженням з часом спрацьовування струмової відсічки трансформатора 250 кВА ТП1 (ТП2), тобто на ступінь селективності більше - 0,5с:

Реле часу приймається типу ЭВ-114 з межею уставок за часом 0,1 -1,3 с.

Перевіряється чутливість струмової відсічки лінії при двофазному КЗ на шинах 10кВ ТП1(ТП2) в мінімальному режимі системи:

6.2 Максимальний струмовий захист

Схема максимального струмового захисту приймається двофазною з трьома реле типу РТ40 (КА1, КА2, КА3).

Уставка по струму вибирається з умов:

а) неспрацьовування захисту при післяаварійних перевантаженнях по виразу:

б) за узгодженням з попереднім захистом, тобто з МСЗ трансформатора 250кВА:

Приймається уставка

в) визначається чутливість захисту при двофазному КЗ на шинах 10 кВ ТП1(ТП2) в мінімальному режимі системи:

г) визначається чутливість захисту при двофазному КЗ на стороні НН ТП1 (ТП2) -0,4 кВ:

д) визначається чутливість захисту при однофазному КЗ на шинах 0,4 кВ:

е) струм спрацьовування реле визначається по виразу:

де - коефіцієнт трансформації трансформаторів струму прийнятий рівним 100/5.

Приймається реле типу РТ-40/6.

ж) час спрацьовування захисту визначається за узгодженням з МСЗ трансформаторів ТП1 (ТП2), що має час спрацьовування - 1,2с.

Приймається реле часу типу ЭВ-124 з межами уставок 0,25--3,5с.

6.3 Захист від однофазних замикань на землю

У мережі з ізольованою нейтраллю струм замикання на землю рівний:

У непошкоджених лініях струм , який протікає через місце установки захисту, рівний: і направлений до шин.

В пошкодженій лінії струм і направлений до шин.

Отже, для створення селективного захисту можна оцінити струм , що протікає через трансформатор струму нульової послідовності (ТНП) захисту.

Для виконання захисту як фільтр струму нульової послідовності використовується трансформатор нульової послідовності ТНП (рис. ).

Щоб уникнути помилкового спрацьовування захисту при протіканні в оболонці і броні кабелю наведених струмів броня і оболонка кабелю на ділянці від його воронки до ТНП ізолюються від землі, а провід, заземлюючий воронку, пропускається через вікно ТНП.

Рис.10. Захист від замкнень на землю з кабельним ТНП.

Для забезпечення селективності струмового захисту кабельної лінії струм спрацьовування захисту відлаштований від струму , виникаючого при замиканні на землю на інших приєднаннях мережі, а також від струму небаланса, що виникає в ТНП при міжфазних КЗ на приймальній підстанції, яка отримує живлення по лінії, що захищається. Оскільки при переміжній дузі в місці замкнення на землю можливі кидки струму ємності непошкодженої лінії, що перевищують стале значення цього струму в 4--5 разів, струм спрацьовування захисту визначається таким чином:

де - коефіцієнт відлаштування, що приймається рівним 1.1--1.2;

- коефіцієнт стрибка, що враховує стрибок струму ємності, що приймається рівним 4-5, якщо захист діє без витримки в часі.

Струм замкнення кабелю, на якому встановлений захист:

Струм замикання на землю всієї кабельної мережі 10 кВ:

де - міжфазна напруга, кВ;

- довжина мережі, км;

- коефіцієнт, що враховує ремонтний режим.

Коефіцієнт чутливості захисту визначається відношенням струму нульової послідовності, що протікає через ТНП в пошкодженій лінії, до струму спрацьовування захисту:

Умова чутливості полягає у тому, що сигналізація при металевому замиканні на землю повинна діяти з коефіцієнтом чутливості для кабельних ліній.

Струмове реле, що реагує на повний струм нульової послідовності в місці установки захисту приймається РТЗ-51.

Оскільки обчислення вторинного струму ТНП виявляється надто складним, реле захисту налаштовується на заданий струм спрацьовування захисту при протіканні в первинному ланцюзі струму заданого значення.

6.4 Логічний захист шин

Як струмовий блокуючий орган використовується максимальний струмовий захист, який при спрацьовуванні миттєвим контактом реле часу посилає блокуючий імпульс на дискретний вхід захисту введення і секційного вимикача.

Рис.11. Схема захисту кабельної лінії 10кВ:

а ) пояснююча схема; б) оперативні ланцюги.

7. Захист високовольтного синхронного двигуна

Для захисту синхронного електродвигуна згідно з ПУЕ передбачаються наступні захисти:

1. Струмова відсічка від міжфазних замкнень в двофазному дворелейному виконанні без витримки часу.

2. Максимальний струмовий захист від перевантаження.

3. Захист мінімальної напруги.

4. Захист від асинхронного режиму.

5. Захист від однофазних замкнень на землю.

6. Захист від подвійних замкнень на землю.

7. Логічний захист шин.

Паспортні дані синхронного електродвигуна:

7.1 Захист синхронного двигуна від багатофазних коротких замкнень

Захист від багатофазних КЗ виконується у вигляді струмової відсічки без витримки часу. Струмова відсічка виконується в дворелейному виконанні з включенням вимірювальних реле на фазні струми ТС фаз А і С, встановленим всередині комплектного розподільного пристрою 10 кВ. Як вимірювальні реле застосовуються реле типу РТ-40 (КА1, КА2).

Первинний струм спрацьовування захисту двигуна відлаштовується від пускового струму:

де номінальний струм синхронного двигуна;

кратність пускового струму при повній напрузі на введеннях двигуна;

коефіцієнт надійності, при виконанні струмової відсічки з реле типу РТ-40 приймається рівним -1,8.

Струм спрацьовування реле:

де коефіцієнт схеми, яка враховує з'єднання ТС і реле;

коефіцієнт трансформації ТС.

Приймається реле типу РТ-40/6.

Коефіцієнт чутливості захисту для дворелейної схеми:

Коефіцієнт чутливості захисту згідно з ПУЕ повинен бути не менше 2,0. Проте для забезпечення дії струмової відсічки при внутрішніх К.З. у витках обмотки статора, віддалених від виводів, бажано, щоб був не менше 3,0.

Захист діє без витримки часу на відключення електродвигуна від мережі і на гасіння поля.

7.2 Захист від замкнень на землю в обмотці статора

Захист від однофазних замкнень на землю в обмотці статора виконується за допомогою трансформатора струму нульової послідовності типа ТЗЛМ з підключеним до нього реле типу РТЗ-51 (КА-5). Трансформатор струму ТЗЛМ встановлюється в розподільному пристрої. У зону захисту таким чином входить лінія, що сполучає двигун з розподільним пристроєм і сам двигун.

Струм спрацьовування захисту:

де коефіцієнт надійності;

коефіцієнт стрибка, що враховує стрибок власного ємнісного струму в момент загорання дуги;

сума ємнісних струмів замкнення на землю двигуна і з'єднувального кабелю приєднання, що захищається.

Значення визначається як сума струмів ємностей електродвигунаі з'єднувального кабелю :

де з паспортних даних;

Ємнісний струм кабельної лінії, що з'єднує розподільчий пристрій з двигуном, визначається з виразу:

Сумарний ємнісний струм кабелів секції, до якої під'єднаний електричний двигун, визначається з виразу:

Коефіцієнт чутливості визначається з виразу:

Для відлаштування від перехідних процесів захист виконується з витримкою в часі порядку 1сек. Для забезпечення цієї уставки за часом передбачається реле часу типу ЭВ-114 з межею уставок за часом 0,1 - 1,3 с.

Захист діє на відключення вимикача електродвигуна і на гасіння поля.

7.3 Захист від подвійних замкнень на землю

При подвійних замкненнях на землю, коли одне місце пробою знаходиться на фазі статора без ТС, а друге - на іншій фазі будь-якого з приєднань, електрично пов'язаного з двигуном, можливе протікання струмів, близьких по значенню до струму двофазного КЗ. В цьому випадку для запобігання значних пошкодженнь необхідно забезпечити швидке відключення електродвигуна без витримки часу.

Для цієї мети використовується додаткове струмове реле КА- 6 ( РТ - 40/6) з уставкою по первинному струму 50 А. Реле КА- 6 включається у вторинну обмотку трансформатора струму нульової послідовності ТЗЛМ послідовно з реле струму від однофазних замкнень КА- 5.

7.4 Захист від струмів перевантаження

Захист передбачається в однорелейному виконанні незалежною від струму з витримкою часу, відлаштованою від часу пуску електродвигуна в нормальних умовах і самозапуска після дії АПВ і АВР.

Струм спрацьовування захисту:

,

де коефіцієнт надійності, що приймається рівним 1,1--1,2;

коефіцієнт повернення реле, який приймається рівним для реле типу РТ -40 рівним 0,8.

Струм спрацювання реле визначається з виразу:

де - коефіцієнт трансформації трансформаторів струму, рівний 100/5.

Приймається реле типу РТ--40/2 (КА-3) з'єднання котушок паралельне, межі уставок струму спрацьовування реле 1--2 А.

Витримка часу захисту від перевантаження приймається 10 - 16 с для надійного відлаштування від часу пуску. Приймається реле часу типу ЭВ--144 з межею уставок за часом 1--20с.

7.5 Захист від асинхронного режиму

Враховуючи симетричний характер асинхронного режиму, захист виконують з використанням одного вимірювального реле струму, контролюючого струм якої - небудь фази обмотки статора. Як правило, реле включається в зворотний дріт ТС, зібраних за схемою неповної зірки.

Струм спрацьовування захисту:

,

де коефіцієнт надійності, що приймається рівним 1,1--1,2;

коефіцієнт повернення реле, який приймається рівним для реле типу РТ -40 рівним 0,8.

Струм повернення захисту:

При асинхронному режимі в обмотці статора електродвигуна проходить зрівнювальний струм, миттєве значення якого:

Характер зміни цього струму залежно від кута показаний на рис. 12. Тут же вказані струм спрацьовування і струм повернення захисту. З рисунка виходить, що при асинхронному ході реле захисту КА-4 періодично розмикає контакти і в межах кожного циклу тримає їх розімкненими протягом часу ? t , тому для забезпечення безперервної подачі напруги на реле часу КТ3 необхідне, щоб проміжне реле КL2 мало витримку часу на розмикання свого контакту t більшу, ніж час ?t .

Рис. 12. Асинхронний режим синхронного двигуна

а) - характер зміни струму в обмотці статора; б) - розрахункова схема.

Розрахуємо зрівнювальний струм і визначимо час .

Опір двигуна при асинхронному ході прийнятий рівним його опору при пуску і визначається згідно з виразом:

де коефіцієнт пуску рівний 4,3;

номінальний струм двигуна рівний 14,5 А.

Максимальний зрівнювальний струм:

Опір системи на шинах 10 кВ точка К5 :

Коефіцієнт чутливості захисту при асинхронному режимі роботи двигуна:

Визначимо час . З рівняння (1) для знайдемо кут , який відповідає часу :

Складова визначається при :

Час:

Тривалість одного періоду зрівнювального струму:

Таким чином, час:

Витримка в часі реле КL2 на розмикання свого замикаючого контакту:

де коефіцієнт запасу , прийнятий рівним 1,5.

Для надійного спрацьовування захисту приймається витримка часу на відпадання у проміжного реле

Витримка часу захисту від асинхронного режиму на відключення двигуна від мережі і гасіння поля приймається порядка 10 - 16 с для надійного відлаштування від часу пуску.

7.6 Захист мінімальної напруги

Захист мінімальної напруги встановлюється для запобігання пошкодженню електродвигунів, що загальмувалися в результаті короткочасного або тривалого зниження напруги, при відновленні живлення і при несинхронному включенні (для синхронних електродвигунів), а також для полегшення умов самозапуска ЕД відповідальних механізмів, забезпечення умов техніки безпеки і технологічного процесу.

Оскільки, для декількох ЕД, підключених до одного і того ж розподільчого пристрою, реакція на режим втрати живлення, як правило, повинна бути однаковою (вони повинні бути відключені або роззбудженні за одних і тих же умов), захист мінімальної напруги виконується груповим.

Захист виконується з однією уставкою за напругою і однією за часом спрацьовування. Схема одноступінчатого групового захисту мінімальної напруги виконана з трьома реле (КV1--KV3) типу РН-54/160, що дозволяє одночасно використовувати їх для контролю ланцюгів трансформатора напруги. Встановлення трьох реле напруги і підключення оперативних ланцюгів захисту через контакти автоматичного вимикача SF і кінцевого вимикача візка трансформатора напруги SQ виключає зайве спрацьовування захисту при перегоранні будь-якого запобіжника на стороні 10 кВ, несправності вторинних ланцюгів і викочуванні візка трансформатора напруги з КРП. Витримка часу захисту створюється реле часу КТ, яке витримує напругу на своїй обмотці до 110% від номінальної. Спрацьовування захисту фіксується вказівним реле КН паралельного включення.

Напруга спрацьовування захисту мінімальної напруги вибирається з умови надійного повернення реле при відновленні напруги після відключення КЗ на суміжних ділянках мережі:

Напруга спрацьовування реле мінімальної напруги визначається з виразу:

де коефіцієнт трансформації трансформатора напруги, рівний: 10000/100.

Витримка часу спрацьовування захисту мінімальної напруги вибирається на ступінь більше швидкодійного захисту від багатофазних КЗ (струмової відсічки) і приймається рівною:

Захист діє на відключення електродвигуна і гасіння поля .

7.7 Логічний захист шин

Як струмовий блокуючий орган використовується струмова відсічка, яка при спрацьовуванні своїм вихідним реле посилає блокуючий імпульс на дискретний вхід захисту введення і секційного вимикача.

Рис.13.Схема захисту синхронного електродвигуна:

а)пояснююча схема; б) струмові ланцюги; в)ланцюги напруги; г) оперативні ланцюги і ланцюги сигналізації.

8. Контроль ізоляції і напруги на секції 10 кВ

Для контролю ізоляції і вимірювання фазних і лінійних напруг на кожній секції 10 кВ встановлюються трифазні антирезонансні трансформатори напруги типу НАМИТ - 10-2 .

Трансформатор являє собою з'єднанні конструктивно в єдине ціле два трансформатори напруги:

1. ТНКИ - трансформатор напруги контролю ізоляції, триобмотковий, первинні обмотки якого ввімкнені за схемою " зірка ".

2. ТНП - трансформатор нульової послідовності, двообмотковий, первинна обмотка якого включена в нейтраль ТНКИ і заземлена. Трансформатор призначений для захисту трансформатора ТНКИ від пошкодження при однофазних замиканнях.

Трансформатор ТНКИ виконується з двома вторинними обмотками на кожній фазі. Вторинні обмотки поділяються на основну і спеціальну. Основні обмотки сполучені в зірку і мають виводи а, в, с, 0. Спеціальні обмотки всіх трьох фаз сполучені послідовно в розімкнений трикутник, і ланцюг виведений на затиски ад, хд .

До основної обмотки підключаються ланцюги напруги захисту, автоматики, вимірювальних приладів і обліку електричної енергії. До спеціальної обмотки з'єднаної в розімкнений трикутник підключаються реле контролю ізоляції KV0 ( РН-53/60Д з ) і реле виявлення ферорезонансу KVФ (РН-53/200 з ). В цьому трансформаторі на загальному магнітопроводі намотані додаткові первинна і вторинна обмотки нульової послідовності (ТНП). Первинна обмотка включається між нейтраллю ТН і землею. Вторинна обмотка виводиться окремо. При замкненні виводів вторинної обмотки, первинна працює в короткозамкнутому режимі, і не впливає на процеси в мережі.

При появі ферорезонансу вторинна обмотка повинна бути розкорочена, і її додаткова індуктивність виводить мережу із стану ферорезонансу. Операція розкорочення проводиться або за допомогою ключа, або за спеціальною схемою автоматики (див. рис.15). Час в такому режимі не обмежено.

У нормальному режимі напруга відсутня, контакти реле KV0 і KVФ розімкнені, вторинна (антиферорезонансна ) обмотка ТНП закорочена контактами реле KL. При появі ферорезонансу спрацьовують обидва реле, KV0 і KVФ , проміжне реле KL розкорочує вторинну обмотку ТНП. Схема утримується за наявності напруги на розімкненому трикутнику ТН і повертається в початкове положення за відсутності напруги . Схема може бути повернена вручну натисненням кнопки КС , якщо режим ферорезонансу відсутній.

Рис. 14. Схема включення трифазного антирезонансного трансформатора напруги НАМИТ-10-2.

Рис. 15. Схема автоматичного розкорочування антирезонансної обмотки ТН типа НАМИТ-10-2.

9. Захист секційного вимикача шин 10 кВ

Згідно з вимогами ПУЕ на секційному вимикачі передбачаються наступні захисти і автоматика:

а) струмова відсічка;

б) максимальний струмовий захист з прискоренням при ручному і автоматичному включенні;

в) автоматичне включення резерву (АВР).

г) логічний захист шин 10 кВ.

9.1 Струмова відсічка

Схема струмової відсічки приймається двофазною двохрелейною з реле типу РТ-40 (КА1, КА2), проміжним реле типу РП-23 (KL1) і вказівним реле КН1.

Уставка струмової відсічки вибирається з умови забезпечення коефіцієнта чутливості захисту до двофазних КЗ на шинах 10кВ порядка двох. При К.З. на елементах, що відходять, струмова відсічка СВ блокується логічним захистом шин (ЛЗШ). При К.З. на шинах секції 10 кВ ЛЗШ не блокує струмову відсічку секційного вимикача (СВ) і захист відключає СВ (при живленні секції від СВ):

Для визначення коефіцієнта трансформації трансформаторів струму секційного вимикача визначається струм, що проходить через секційний вимикач, який складає від номінального струму трансформатора рівного:

тобто .

Коефіцієнт трансформації трансформаторів струму секційного вимикача (СВ) приймається рівним 300/5. Трансформатори струму типу ТПЛ--10.

Струм спрацьовування реле СВ визначається з виразу:

.

Приймається реле типу РТ-40/50 з'єднання котушок паралельне, межі уставок струму спрацьовування реле 25--50 А. Вихідне реле СВ передбачається з уповільненням на спрацьовування 0,15--0,2с, для чого і встановлюється проміжне реле типу РП251/220В, або йому аналогічне. Захист діє на відключення секційного вимикача.

схема заміщення замикання напруга

9.2 Максимальний струмовий захист

Схема максимального струмового захисту приймається двофазною трьохрелейною з реле типа РТ-40 ( КА3, КА4, КА5), реле часу КТ1 і вказівного реле КН2.

Уставки по струму МСЗ повинні забезпечити наступні умови:

1) неспрацьовування захисту на відключення при післяаварійних перевантаженнях;

2) узгодження дії (по струму і часу) із захистом елементів, що відходять;

3) необхідну чутливість при всіх видах к.з.:

а) неспрацьовування захисту на відключення при післяаварійних перевантаженнях:

де - номінальний струм трансформатора;

- коефіцієнт надійності;

- коефіцієнт самозапуска навантаження;

- коефіцієнт повернення реле.

б) узгодження із захистом попередніх елементів.

де коефіцієнт надійності узгодження рівний 1.3.

Приймається

Струм спрацьовування реле визначається з виразу:

де - коефіцієнт трансформації трансформатора струму ТС рівний 100/5;

Приймається реле типу РТ-40/20 з'єднання котушок паралельне, межі уставок струму спрацьовування реле 10--20 А.

Перевіряється чутливість при двофазному КЗ на шинах 10кВ в мінімальному режимі системи:

Вибирається час спрацьовування захисту за узгодженням з найбільшою витримкою часу попередніх елементів, а саме з МСЗ кабельної лінії, яка має витримку часу 1,6 с:

де час спрацьовування попереднього захисту;

ступінь селективності - 0,5сек.

Приймається до установки реле часу ЭВ-122 з межами уставок за часом 0,25 - 3,5 с.

Прискорення максимального струмового захисту здійснюється до 0,5 с на прослизаючому контакті реле часу МСЗ на час включення до 0,8 - 1,0 с.

9.3 Пристрій АВР на секційному вимикачі шин 10 кВ

На двотрансформаторних підстанціях промислових і сільськогосподарських підприємств здійснюється, як правило окрема робота трансформаторів на стороні нижчої напруги 10 кВ.

При аварійному відключенні одного з трансформаторів живлення споживачів повинне автоматично перемикатися на інший трансформатор. Звичайно це виконується шляхом автоматичного включення секційного вимикача СВ, який з'єднує дві секції підстанції, що живляться від першого і другого трансформаторів. Відповідно до існуючих вимог ПУЕ схема двостороннього АВР на підстанції повинна приходити в дію при зникненні напруги живлення будь-якої з секцій, яке може відбутися при аварійному, помилковому або мимовільному відключенні вимикача робочого живлення (Q1 або Q2), а також у разі зникнення напруги на секції без відключення цього вимикача. Останнє відбувається, наприклад, при відключенні живлячих ліній 35 - 220 кВ.


Подобные документы

  • Схема з’єднання трансформаторів струму з реле. Захист від перевантаження; однофазних замикань на землю. Захист конденсаторних установок. Визначення максимальних робочих струмів та коефіцієнта чутливості. Перевірка трансформаторів на 10 відсоткову похибку.

    курсовая работа [6,2 M], добавлен 02.04.2013

  • Розрахунок захисту від замикань на землю та ступеневого струмового захисту лінії. З’єднання трансформаторів струму та реле. Вибір трирелейної схеми диференційного захисту. Ампер-секундні характеристики для запобіжника. Опір узагальненого трансформатора.

    курсовая работа [648,9 K], добавлен 17.04.2015

  • Газовий, диференціальний, максимальний струмовий захист трансформатора від зовнішніх коротких замикань. Максимальний спрямований та струмовий захист від ненормальних режимів. Захист блокування віддільника. Перевірка трансформаторів струму.

    курсовая работа [309,2 K], добавлен 28.11.2010

  • Вибір основного електротехнічного обладнання схеми системи електропостачання. Розрахунок симетричних та несиметричних режимів коротких замикань. Побудова векторних діаграм струмів. Визначення струму замикання на землю в мережі з ізольованою нейтраллю.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 21.08.2012

  • Вибір пристроїв релейного захисту й лінійної автоматики. Характеристика релейного захисту типу МП Діамант. Розрахунок техніко-економічної ефективності пристроїв релейного захисту. Умови експлуатації й функціональні можливості. Контроль ланцюгів напруги.

    магистерская работа [5,1 M], добавлен 08.07.2011

  • Вимоги, пред'явлені до всіх пристроїв релейного захисту: селективність, швидкодія, чутливість та надійність. Захист силових трансформаторів. Релейний захист кабельної лінії напругою 10 кВ та електричної мережі напругою до 1000 В. Струмова відсічка.

    контрольная работа [232,1 K], добавлен 15.05.2011

  • Розрахунок струмів нормальних режимів і параметрів ліній. Визначення струмів міжфазних коротких замикань та при однофазних замиканнях на землю. Розрахунок релейних захистів. Загальна схемотехніка релейних захистів. Релейна автоматика кабельних ліній.

    доклад [137,5 K], добавлен 22.03.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.