А. Булычев - Релейная защита в распределительных электрических Б90 сетях

Промежуточные реле — РП-221 с номинальным напряжением питания 220 В.

Указательные реле — РУ-21/0,01.

Защита от перегрузки выполняется с действием на сигнал.

Защиты трансформатора Т2 выполняются по схеме, приведенной на рис. 3.12 для трансформатора Т1.

В соответствии с требованиями ПУЭ для блока «линия — трансформатор» в начале линии со стороны источника питания должны быть установлены защиты, обеспечивающие выявление повреждений в линии и в трансформаторе:

— токовая отсечка для выявления междуфазных замыканий на линии и в трансформаторе;

— МТЗ для выявления повреждений вне зоны действия токовой отсечки;

— газовая защита с действием на сигнал для выявления повреждений внутри трансформатора;

— МТЗ для выявления внешних КЗ, сопровождающихся недопустимыми для трансформатора токами;

— МТЗ от перегрузок.

Определяется возможность применения селективной токовой отсечки.

Выбирается ток срабатывания токовой отсечки по условию отстройки от тока КЗ за трансформатором Т3 (точка К6):

Оценивается чувствительность по минимальному току КЗ на выводах 35 кВ трансформатора [4]:

Видно, что чувствительность селективной отсечки недостаточна для использования ее в качестве основной защиты. Основной защитой может служить комбинированная отсечка.

Выбирается ток срабатывания комбинированной отсечки:

где kЧ ДОП — допустимое значение коэффициента чувствительности для основной защиты линии W4 (kЧ ДОП = 1,5).

Проверяется выполнение условия отстройки защиты от максимальных токов самозапуска, возникающих в послеаварийном режиме:

ICKO W4 ≥ ICKO W4 ≥ kЗ × kСЗ × IНОМ Т3 ВН = 1,2 × 2,3 × 165 = 455 А.

Здесь kСЗ — коэффициент самозапуска (учитывая значения коэффициентов самозапуска для нагрузок Н3, Н4, Н5, можно принять kСЗ = 2,3).

Условие отстройки выполняется.

Проверяется отстройка от бросков тока намагничивания трансформатора:

ICKO W4 ≥ (4–5) × IНОМ Т3 ВН = (4–5) × 165 = (660–825) А.

Отстройка обеспечивается.

Выбирается напряжение срабатывания комбинированной отсечки по условию, обеспечивающему ее несрабатывание при КЗ за трансформатором на стороне НН (в расчетной точке К6):

Здесь kЗ — коэффициент запаса; zW4 и zT3 — сопротивления линии W4 и трансформатора Т3 (приведенные к стороне 35 кВ) соответственно.

Значения сопротивлений определяются так:

Условие выполняется при следующем значении напряжения срабатывания:

Это значение составляет 0,61 номинального напряжения (35 кВ); таким образом, можно принять UCKO W4 = 21,4 кВ.

Проверяется чувствительность комбинированной отсечки по напряжению. Остаточное напряжение в месте установки комбинированной отсечки должно быть ниже напряжения срабатывания при К3 на выводах ВН трансформатора:

kЧ Н = UCKO W4 / UОСТ ≥ 1,5.

Здесь UOCT = √3 × IK МАХ W4 K5 × zW4 = 3 × 9,9 × 1,7 × (10/35) = 8,3 кВ

При этом kЧ Н = 21,4 / 8,3 = 2,6 > 1,5.

Чувствительность комбинированной отсечки по току и по напряжению приемлема, и эта отсечка может быть использована как основная защита блока «линия-трансформатор» W4—T3.

Выбираются ТТ для линии W4 35 кВ типа ТФНД-35 с коэффициентом трансформации kт = 400/5. Схема соединения вторичных обмоток ТТ и катушек реле — «неполная звезда — неполная звезда».

Определяется ток срабатывания реле тока комбинированной отсечки:

Выбирается реле РТ-40/50.

Выбирается напряжение срабатывания реле напряжения комбинированной отсечки:

Здесь kн — коэффициент трансформации ТН (kн = 35/0,1). Выбирается реле минимального напряжения РН-54/160 с диапазоном уставок от 40 В до 160 В.

Определяются параметры срабатывания МТЗ, устанавливаемой на линии W4. Ток срабатывания МТЗ:

Здесь kСЗ — коэффициент самозапуска (учитывая параметры нагрузок Н3, Н4, Н5, можно принять kСЗ = 2,3).

Коэффициент чувствительности в режиме основного действия защиты:

Необходимая чувствительность обеспечивается.

Ток срабатывания реле:

ICP MTЗ W4 = ICЗ MTЗ W4 × kCX /kT = 536 / 80 = 6,7 А.

Выбирается реле РТ-40/10.

Определяется выдержка времени срабатывания МТЗ:

tCЗ MTЗ W4 = tCЗ W54-2 + Δt = 1,2 + 0,5 = 1,7 с.

Выбирается реле времени для МТЗ линии W4 — ЭВ-132 с диапазоном выдержек времени от 0,5 до 9 с и номинальным напряжением питания 220 В.

Выбираются параметры МТЗ от перегрузки. Защита от перегрузки выполняется с действием на сигнал.

Первичный ток срабатывания определяется по условию отстройки от максимального рабочего тока трансформатора на стороне ВН 35 кВ, где установлена защита:

Здесь k3 — коэффициент запаса (принимается равным 1,05).

Защита подключена к тем же ТТ, что и МТЗ.

Ток срабатывания реле РТ-40:

Выбирается реле РТ-40/6.

Выдержка времени защиты от перегрузки должна быть согласована с выдержками времени МТЗ, установленных на всех присоединениях к шине 10 кВ трансформатора (так же как и МТЗ):

tCЗП W4 = tCЗ W54-2 + Δt = 1,2 + 0,5 = 1,7 с.

Реле времени для МТЗ от перегрузок — ЭВ-132 с диапазоном выдержек времени от 0,5 до 9 секунд и номинальным напряжением питания 220 В.

Промежуточные реле — РП-221 с номинальным напряжением питания 220 В.

Указательные реле — РУ-21/0,01.

Схема защит блока «линия — трансформатор» W4—Т3 показана на рис. 3.15.

Производится проверка ТТ на 10 %-ную погрешность.

Определяется предельная кратность тока для ТТ на линии W4:

k10 = I1РАСЧ / I1НОМ ТТ = 1,1 × ICKO W4 / I1НОМ ТТ = 1,1 × 1360 / 400 = 3,74.

По кривым предельной кратности (прил. 5) для ТФНД-35 определяется максимальное значение сопротивления нагрузки ТТ — 6 Ом.

Расчетное наибольшее сопротивление нагрузки ТТ:

ZH РАСЧ = 2 × RПР + ZPT-40/50 + 2 × ZPT-40/10 + ZPT-40/6 + RПEР.

Здесь

— сопротивление реле РТ-40 при минимальной уставке; SP и IСР MIN — расчетная мощность реле и минимальный ток срабатывания реле (для реле РТ-40/50 SP = 0,8 ВА, IСР MIN = 12,5 А; для реле РТ-40/10 SP = 0,5 ВА, IСР MIN = 2,5 А; для реле РТ-40/10 SP = 0,5 ВА, IСР MIN = 1,5 А) [9]; rПР — активное сопротивление проводников в сигнальном кабеле (можно принять rПР = 0,05 Ом); rПЕР — активное сопротивление переходных контактов (можно принять rПЕР = 0,1 Ом).

Значение расчетного наибольшего сопротивления:

ZН РАСЧ = 2 × 0,05 + 0,8 / (12,5)2 + 2 × 0,5 / (2,5)2 + 0,5 / (1,5)2 + 0,1 = 0,59 Ом.

Это значение (0,59 Ом) меньше допустимого (6 Ом). Следовательно, полная погрешность ТТ защиты, установленной на линии W4 на подстанции № 4, не превысит 10 %.

Таким образом, решения, принятые при выборе схем защит, устанавливаемых на линии W4, можно считать приемлемыми.

Линия W3 35 кВ может использоваться для передачи электрической энергии в двух направлениях. Поэтому на ней целесообразно установить отдельные токовые направленные двухступенчатые защиты со стороны подстанций № 2 и 3.

Ток срабатывания первой ступени защиты (селективной токовой отсечки) на подстанции № 2 выбирается по условию отстройки от максимального тока КЗ в конце линии W3 в расчетной точке К4 при питании со стороны подстанции № 2:

На рис. 3.16, а показаны кривые изменения значений токов КЗ, приведенных к стороне 35 кВ, в месте установки защиты в зависимости от удаленности места КЗ от места установки защиты. Зона действия первой ступени защиты, определенная по этим кривым при двухфазных КЗ, составляет 0 % длины линии.