8. Релейная защита и автоматика
Защита 1 - трансформаторов ТС-1000-6/0,4 кВ
Основными видами повреждений в трансформаторах (автотрансформаторах) являются:
замыкания между фазами в обмотках и на их выводах;
замыкания в обмотках между витками одной фазы (витковые замыкания);
замыкания на землю обмоток или их наружных выводов.
В соответствии с этим, согласно ПУЭ, на трансформаторах (≥ 6 кВ) должны предусматриваться устройства релейной защиты, действующие при:
повреждениях внутри баков маслонаполненных трансформаторов;
многофазных КЗ в обмотках и на их выводах;
витковых замыканиях в обмотках трансформаторов;
внешних КЗ;
перегрузках (если они возможны);
понижениях уровня масла в маслонаполненных трансформаторах;
Для трансформаторов малой и средней мощности (сюда относится и наш защищаемый трансформатор) хорошую защиту можно обеспечить применением мгновенной токовой отсечки в сочетании с максимальной защитой.
Для защиты от повреждений на выводах, а также от внутренних повреждений предусматриваем токовую отсечку без выдержки времени, устанавливаемую со стороны питания и охватывающую часть обмотки трансформатора.
Произведем расчет токов срабатывания максимальной защиты.
Из расчетов токов КЗ следует: I(3)к1 min = 7200 (А) и ток КЗ на стороне 0,4 кВ приведенного к напряжению 6 кВ I(3)к2 min пр. = 23800·0,4/6,3 = 1511 (А).
Рассчитаем коэффициент самозапуска нагрузки:
ксзп
где Iсзп — ток самозапуска нагрузки, А; Iр.макс. — максимальный рабочий ток, А, за Iр.макс. с учетом «аварийного» отключения второго трансформатора принимаем расчетный суммарный ток двух секций 0,4 кВ.
Iр.макс. = 86,7 (А)
Iсзп
где Хэ — эквивалентное сопротивление, Ом,
Хэ = Хс + Хкл + Хтр + Хнагр. (сопротивления приведены к 6,3 кВ)
(Ом)
Хэ = 0,463 + 0,095 + 1,93 + 29,36 = 31,848 (Ом)
(А)
Для работы защиты выбираем схему неполной звезды с двумя трансформаторами тока (первый вариант) и с тремя трансформаторами тока (второй вариант).
Следовательно, ток срабатывания защиты на стороне 6 кВ будет равен:
(А)
где кн =1,1-1,2 — коэффициент надежности срабатывания реле РТ-85;
кв = 0,8-0,85 — коэффициент возврата реле РТ-85.
Ток срабатывания реле максимальной защиты:
(А)
где nт = 400/5 — коэффициент трансформации трансформатора тока;
ксх = 1 — коэффициент схемы полной звезды;
Принимаем ток срабатывания реле РТ-85 Iс.р.= 2 (А), тогда:
(А)
Проверим чувствительность максимальной защиты трансформатора:
1) при двухфазном КЗ за трансформатором расчетный ток в реле:
(А) (I вариант)
≥ 1,5
(т.к. основная защита) и, следовательно, схема неполной звезды с двумя реле подходит.
(А) (II вариант)
≥ 1,5
и, следовательно, схема полной звезды с тремя реле подходит.
2) при однофазном КЗ на стороне 0,4 кВ за трансформатором ток I(1)к ≈ I(3)к
(А)
Токовую отсечку выполняем на том же реле РТ-85. Тогда ток срабатывания отсечки:
Iс.о. ≥ кн · I(3) к.макс. = 1,6 · 1511 = 2417 ≈ 2480 (А)
где кн = 1,6 — коэффициент надежности для реле РТ-85.
Но также токовая отсечка предназначена для быстрого отключения всех КЗ:
.
где Uс.мин.=6000 — междуфазное напряжение питающей системы в минимальном режиме ее работы, В; zс.мин. — сопротивление системы в минимальном режиме до места установки отсечки, Ом; кн=1,1-1,2 — коэффициент надежности; к0 — коэффициент, учитывающий зависимость остаточного напряжения ( ) в месте установки отсечки от удаленности трехфазного КЗ.
(Ом)
(А)
Условие выполняется.
Коэффициент чувствительности в месте установки равен:
Проведем расчетную проверку трансформаторов тока типа ТЛК-10-400/5-У4 с nт =400/5, проверку чувствительности реле защиты и ЭО после дешунтирования, проверку допустимости применения реле РТ-85 по максимальному значению тока КЗ.
1) Проверка на 10 % погрешность производится при токе срабатывания отсечки (2480 А):
.
Значению соответствует сопротивление Zн.доп. = 3,25 Ом.
В режиме дешунтирования сопротивление:
Zн.расч. = 2 rпр. + zр + rпер.,
где rпр. — сопротивление соединительных проводов (Cu) при длине 10 м и сечении 4 мм2, zр — сопротивление реле РТ-85, rпер. — сопротивление переходное контактов, принимаем равным 0,1 Ом.
(Ом) (Ом)
Zн.расч. = 2 · 0,05 + 2,5 + 0,1 = 2,7 (Ом) < 3,25 (Ом), что соответствует погрешности ε < 10 % до дешунтирования ЭО.
2) После дешунтирования ЭО значение Zн.расч. возрастает на ZЭО.
(Ом),
таким образом Zн.расч. = 2,7 + 2,3 = 5 (Ом) > 3,25 (Ом), погрешность трансформатора тока в режиме после дешунтирования ЭО превышает 10 %.
Определим действительную токовую погрешность при токе надежного срабатывания токовой отсечки.
При Zн.расч. = 2,7 (Ом) и значение к10 доп = 7,5, коэффициент равен:
Токовая погрешность трансформатора тока f=50%. Однако с учетом низкого коэффициента возврата электромагнитного реле РТ-85 (0,8-0,85) чувствительность защиты после дешунтирования ЭО не снижается и возврата реле не произойдет:
3) Произведем проверку чувствительности ЭО:
При токе надежного срабатывания ЭО 1,4·5 =7 (А) предельная кратность к10 = 1,4, чему соответствует Zн.доп. = 7 (Ом), т.е. значительно больше чем Zн.расч. =3,125 (Ом). Следовательно, ε < 10 % и тем более f < 10 %.
,
где (А);
Iс.ЭО = 5 (А);
Ку = 1 — коэффициент (неполная звезда с тремя реле), учитывающий уменьшение тока в ЭО по сравнению с током в измерительных трансформаторах реле защиты при двухфазном КЗ за трансформатором.
4) Проверяем точность работы реле типа РТ-85 при максимальном токе К1 (7200 А, точка К3).
По Zн.расч. = 2,7 определяем к10 доп. = 7,5 %, затем кмакс. =7200/400 = 18 и коэффициент А = 18/7,5 = 2,4 при котором f = 50 %, что меньше допустимых 50% для реле типа РТ-85.
(А)
5) Проверяем максимальное значение напряжения на выводах вторичной обмотки трансформатора тока после дешунтирования ЭО:
U2 макс. · 18 · 5 · 2,7 = 343,65 (В) < 1400 (В)
Таким образом, трансформатор тока типа ТЛК-10 нам подходит по всем параметрам.
Таблица 6. Сводные данные по защите 1.
п/п
|
Наименование
|
Обозначение и
расчетная формула
|
Вычисленное
значение
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
Максимальный рабочий ток, А
|
Iм
|
86,7
|
2
|
Коэффициент трансформации трансформатора тока
|
nТ
|
400/5
|
3
|
Минимальное значение тока трехфазного КЗ в зоне защиты
|
Основной, А
|
Iк1(3)
|
1511
|
Резервной, А
|
Iк2(3)
|
-
|
4
|
Сквозной ток КЗ или пусковой ток (для двигателя) при пуске от полного напряжения, А
|
Iк(3)
|
-
|
5
|
Расчетные
коэффициенты
|
Самозапуска
|
Ксзп
|
1,32
|
Схемы включения реле
|
Ксх
|
1
|
Надежности
|
Кн
|
1,1
|
Возврата реле
|
Кв
|
0,8
|
6
|
Ток срабатывания
реле
|
Расчетный, А
|
|
1,96
|
Принятый, А
|
iср
|
2
|
Первичный, А
|
Iсз=iсрnТ
|
160
|
7
|
Чувствительность
защиты
|
В зоне основной защиты
|
Кч
|
9,4
|
В зоне резервной защиты
|
Кч
|
-
|
За трансформатором
|
Кч
|
5,45
|
8
|
Выбрано токовое
реле
|
Количество и тип
|
-
|
3 РТ-85
|
Пределы уставки тока реле, А
|
от 2 до 5
|
-
|
9
|
Принятая уставка времени защиты, с
|
t
|
0,5
|
10
|
Выбрано реле времени
|
Тип и пределы уставки, с
|
-
|
-
|
11
|
Расчетные
коэффициенты
|
Схема включения реле
|
Ксх
|
1
|
Надежности
|
Кн
|
1,6
|
12
|
Ток срабатывания
отсечки
|
Расчетный, А
|
iсро
|
30,2
|
Принятый, А
|
iсро
|
31
|
Первичный, А
|
Iсзо=iсроnТ
|
2480
|
13
|
Кратность тока срабатывания отсечки
|
iсро/iср
|
15,5
|
14
|
Чувствительность защиты (отсечки) при
I(3) к= 7200 (А)
|
Кч
|
2,5
|
15
|
Выбрано токовое
реле
|
Количество и тип
|
-
|
3 РТ-85
|
Пределы уставки тока реле, А
|
от 4 до 40
|
|
Достарыңызбен бөлісу: |