Производим расчет дифференциальной защиты

Расчет релейной защиты и автоматики

2.1. Рассчитываем защиту трансформаторов ГПП.

2.1.1. Производим расчет токовой отсечки.

кА.

Iн1=10/(1,73*110)=52,5кА

Iн2=10/(1,73*6,3)=20,92кА

Iсз=3*52,5=157,5кА

По току срабатывания защиты выбираем трансформатор тока ТФЗМ110Б-1

.

Определяем ток срабатывания реле РТ-40/10

Iср=12,096/17,46=0,69А

Проверяем токовую отсечку на чувствительность:

.

По коэффициенту чувствительности делаем вывод, что токовая отсечка имеет необходимую чувствительность.

nt1=(52,5*1.73)/5=18,2 выбираем ТТ ТФЗМ110Б-1 Iн1=400А

nt2=920/5=184 выбираем ТТ ТЛ10-11 Iн1=1000А

i21= (Iн1*1.73)/ nt1=(52,5*1.73)/20=4.54

i22= Iн2/ nt2=920/200=4,6

Iсз=Котс* Iном т=1,5*920=1380 А от броска тока намагничевания

Iсз=Котс* Iнб. макс от тока небаланса

Iнб=Ка*Кобр*fi* Iк макс=1*1*0,1*10,08=1 кА

Iнб= (N/100) * Iк=(16/100)*10,08=1,61 кА

Iсз=Котс* (Iнб+ Iнб)=1.3*(142.4+44.5)=242.97A

Кч=8,8/2,718=3,24 больше 2

Iср= (Iсз/ nt)*Ксх=(2,718*1)/600=453

Wосн.р=Fср/Iср=100/4,53=22,1 Wдиф=20

Wнеосн=(Wдиф- Iн1)/ Iн2=(20*4,6)/4,54=20,3 Wдиф=20

Iнб=(W1р-W1)/ W1р *Iкз=(20,3-20)/20,3 *10,08=150А

Iсз=Котс* (Iнб+ Iнб+ Iнб)=1,3*(1+1,61+0,15)=3,1кА

Кч=(8,8/3,1)=2,8

Iср= (Iсз/ nt)*Ксх=(3,1/600)=5,2А выбираем реле РТ-40/10

2.1.2. Производим расчет МТЗ.

Находим номинальный ток трансформатора на стороне высшего напряжения:

А.

Находим ток срабатывания защиты, основанной на реле РТ-40/6, приняв коэффициент отстройки , коэффициент возврата реле :

А.

По току срабатывания защиты выбираем трансформатор тока типа ТФЗМ-110-Б с током первичной обмотки А и током вторичной . Находим его коэффициент трансформации:

.

Определяем ток срабатывания реле при соединении трансформаторов тока по схеме звезда ():

А.

В защите применяем реле времени типа ЭВ-112 с выдержкой времени:

с.

где – выдержка времени МТЗ;

– время действия селективного автомата

– ступень выдержки времени.

Проверяем МТЗ на чувствительность:

.

2.1.3. Проводим выбор оборудования для защиты от замыканий на землю.

Для защиты от замыканий на землю используем трансформатор тока нулевой

последовательности Т3У3.

Приняв однофазный ток короткого замыкания на землю около 10 А, выбираем реле тока РТ-40/20 с номинальным током 18 А. Делаем на нем уставку 10 А.

В защите от замыканий на землю используем реле времени ЭВ-112 с выдержкой времени:

с.

2.1.4. Производим выбор оборудования для газовой защиты.

В защите используем газовое реле типа РГЧ3-66.

2.1.5. Производим выбор оборудования для температурной сигнализации.

В защите используем температурный сигнализатор ТСМ-100, установив при температуре масла 60º С включение охлаждающего вентилятора, а при 90º - включение аварийной сигнализации.

2.1.6. Чертим принципиальные схемы защит трансформатора.

Рис.19 Токовая отсечка:

Рис.20 Защита от замыканий на землю:

Рис.21 Максимальная токовая защита:

Рис.22 Газовая защита:

Рис.23 Температурная сигнализация:

2.2 Рассчитываем защиту трансформатора КПП

2.2.1. Рассчитываем токовую отсечку.

Находим номинальный ток трансформатора на высокой стороне:

А.

Определяем ток срабатывания защиты, исходя из условия отстройки от броска

тока намагничивания, приняв коэффициент отстройки :

А.

Для защиты выбираем трансформатор тока, типа ТВЛМ-6 с током первичной обмотки А и током вторичной . Находим его коэффициент трансформации:

.

Определяем ток срабатывания реле РТ-40/10, при соединении трансформаторов тока по схеме звезда:

А.

2.2.2 Рассчитываем токовую защиту от перегрузки.

Находим ток срабатывания защиты, основанной на реле типа РТ-40 при соединении трансформаторов тока по схеме звезда, приняв коэффициент отстройки и коэффициент возврата реле :

А.

По току срабатывания защиты выбираем трансформатор тока типа ТВЛМ-6 с

током первичной обмотки А и током вторичной А. Находим его коэффициент трансформации:

.

Находим ток срабатывания реле РТ-40/10:

А.

В защите применяем реле времени типа ЭВ-112 с выдержкой времени с

2.2.3. Защита от замыканий на землю, газовая защита и температурная сигнализация выполнены аналогично с защитами трансформаторов ГПП, с применением того же оборудования и тех же уставок.

2.2.4. Принципиальные схемы защит идентичны схемам защит цеховых трансформаторов.

Защита от перегрузки аналогична МТЗ.

2.3. Рассчитываем защиту кабельных линий.

2.3.1. Рассчитываем токовую отсечку.

Находим ток срабатывания защит, основанных на реле РТ-40/10 с коэффициентом отстройки :

Для кабельной линии КЛ1:

кА;

Выбираем трансформатор тока типа ТШ-20 с током первичной обмотки А и током вторичной . Находим его коэффициент трансформации:

.

Определяем ток срабатывания реле РТ-40/10 при соединении трансформаторов тока по схеме треугольник ():

Для кабельной линии КЛ1:

А;

. Проверяем токовую отсечку на чувствительность:

Для кабельной линии КЛ1:

;

По значениям коэффициентов чувствительности делаем вывод, что защиты удовлетворяют минимальным требованиям.

2.3.2. Рассчитываем максимальную токовую защиту.

Находим ток срабатывания защит, исходя из максимально допустимых токов кабельных линий ( А, А). Защиты основаны на реле типа РТ-40, с коэффициентом отстройки , коэффициентом самозапуска и коэффициентом возврата реле :

Для кабельной линии КЛ1:

А;

Для кабельной линий выбираем трансформатор тока типа ТШЛ-10 с током первичной обмотки А и током вторичной . Находим его коэффициент трансформации:

.

Находим токи срабатывания реле РТ-40/10, соединенных по схеме звезда:

Для кабельной линии КЛ1:

А;

В защите применяем реле времени ЭВ-142 с выдержкой:

Для кабельной линии КЛ2:

с,

где – время выдержки токовой защиты от перегрузки высоковольтных двигателей

Проверяем МТЗ на чувствительность:

Для кабельной линии КЛ1:

;

Вывод: МТЗ кабельной линии имеет необходимую чувствительность.

2.3.3. Защита от замыканий на землю выполнена так же, как в защите цеховых трансформаторов. Выдержка времени:

с,

где – выдержка времени срабатывания защиты от замыканий на землю высоковольтных двигателей.

2.4 Производим расчет защит высоковольтных электродвигателей. Так как двигатели имеют одинаковые паспортные данные, то параметры защит для всех них одинаковы.

2.4.1. Рассчитываем токовую отсечку.

2.4.1.1. Находим пусковой ток двигателей:

А.

2.4.1.2. Находим ток срабатывания защиты, основанной на реле РТ-40/10, с коэффициентом отстройки :

А.

2.4.1.3. Для защиты выбираем трансформатор тока, типа ТШЛК-10/2000 с

током первичной обмотки А и током вторичной А. Находим его коэффициент трансформации:

.

2.4.1.4. Определяем ток срабатывания реле РТ40/10, при соединении трансформаторов тока по схеме звезда:

А.

2.4.2. Рассчитываем защиту от перегрузки.

Находим ток срабатывания защиты, основанной на реле типа РТ-40 при соединении трансформаторов тока по схеме звезда, приняв коэффициент отстройки и коэффициент возврата реле :

А.

Выбираем трансформатор тока типа ТВЛМ-6 с

током первичной обмотки А и током вторичной А. Находим его коэффициент трансформации:

.

Находим ток срабатывания реле РТ-40/10:

А.

В защите применяем реле времени ЭВ-142. Выбрав легкий пуск двигателей (около 10 с.) делаем выдержку времени с.

2.4.3. Рассчитываем токовую защиту от замыканий на землю.

В защите применяем трансформатор тока нулевой последовательности аналогичный используемому в защите цеховых трансформаторов.

. Применяем реле времени ЭВ-112 с выдержкой времени с.

2.4.4. Рассчитываем защиту от понижения напряжения.

2.4.4.1. Находим напряжение срабатывания первой и второй ступеней защиты:

кВ;

кВ.

В защите применяем трансформатор напряжения НТМИ-10 с коэффициентом трансформации:

.

Находим напряжение срабатывания реле РН-54/160 первой и второй ступеней защиты:

В;

В.

В защите применяем реле времени ЭВ-142 с выдержками времени:

с;

с.

2.4.5. Рассчитываем защиту от асинхронного хода синхронных двигателей.

Находим ток срабатывания защиты:

А.

В защите применяем трансформатор тока типа ТПЛ-10-У3 с

током первичной обмотки А и током вторичной А. Находим его коэффициент трансформации:

.

Находим ток срабатывания реле РТ-40/10:

А.

Для защиты используем реле времени ЭВ-122 с выдержкой:

с.

2.4.6. Чертим принципиальные схемы защит.

Рис.24 Защита от понижения напряжения:

Рис.25 Защита от асинхронного хода:

Схемы токовой отсечки, токовой защиты от перегрузки и защиты от замыканий на землю аналогичны рассматриваемым ранее.

2.5. Рассчитываем защиту низковольтных асинхронных двигателей:

2.5.1. Рассчитываем параметры предохранителя для защиты двигателя М2.

2.5.1.1. Находим ток плавкой вставки по коэффициенту отстройки:

А.

2.5.1.2. Находим ток плавкой вставки по коэффициенту перегрузки, приняв легкий пуск двигателя ():

А.

2.5.1.3. По наибольшему току выбираем предохранитель ПН2 с номинальным током 100 А и током плавкой вставки 2000 А.

2.5.1.4. Рассчитываем параметры автоматического выключателя для защиты двигателя М2.

2.5.1.5. Находим ток срабатывания теплового расцепителя:

А.

2.5.1.6. Находим ток срабатывания электромагнитного расцепителя:

А.

2.5.1.7. По данным пунктов 6.2.1. и 6.2.2. выбираем из справочника автоматический выключатель А3710Б с номинальным током 2000 А, током теплового расцепителя 250 А и током электромагнитного расцепителя 1800 А.

2.5.2.1. Рассчитываем параметры автоматического выключателя для защиты двигателя М1.

2.5.2.2. Находим ток срабатывания теплового расцепителя:

А.

2.5.2.4. По данным пунктов 6.3.1. и 6.3.2. выбираем из справочника автоматический выключатель АП50Б-3МТ с номинальным током 200 А, током теплового расцепителя 50 А и током электромагнитного расцепителя 140 А.

3. Автоматическое включение резерва (АВР) предназначено для переключения потребителей с поврежденного источника питания на исправный, резервный. В системах сельского электроснабжения устройства АВР применяют на двухтрансформаторных подстанциях 35 - 110/10 кВ (местные АВР) и на линиях 10 кВ с двусторонним питанием, работающих в разомкнутом режиме (сетевые АВР).

В связи с появлением потребителей первой категории по надежности электроснабжения (животноводческие комплексы) начинают внедрять устройства АВР на ТП-10/0,38 кВ, на линиях 0,38 кВ и на резервных дизельных электростанциях.

К схемам АВР предъявляются следующие основные требования:

• АВР должно обеспечиваться при непредусмотренном прекращении электроснабжения но любой причине и при наличии напряжения на резервном источнике питания;

• АВР должно осуществляться с минимально возможным временем действия;

• АВР должно быть однократным;

• АВР должно обеспечивать быстрое отключение резервного источника при включении на устойчивое к.з., для этого рекомендуется выполнять ускорение защиты после АВР (аналогично тому, как это делается после АПВ);

• в схеме АВР должен быть предусмотрен контроль исправности цепи включения резервного оборудования.

Для пуска АВР при исчезновении напряжения основного источника используется реле минимального напряжения. В некоторых случаях роль пускового органа выполняет реле времени с возвращающимся якорем (в нормальном режиме реле времени находится постоянно под напряжением и якорь притянут).

Уставка срабатывания этих реле обычно, если не имеется конкретных данных, выбирается из условия

Время срабатывания пускового органа устройства АВР (tср.АВР) выбирается по следующим условиям: • по отстройке от времени срабатывания тех защит, в зоне действия которых повреждения могут вызвать уменьшение напряжения ниже принятого по условию

где tс.з — наибольшее время срабатывания указанных защит;

Δt — ступень селективности, принимаемая равной 0,6 с при использовании реле времени со шкалой до 9 с и равной 1,5…2 с со шкалой до 20 с;

• по согласованию действия АВР с другими устройствами автоматики (например, АПВ линии, по которой осуществляется подача энергии от основного источника питания)

где tс.з.л — наибольшее время действия защиты линии (элемента системы электроснабжения), передающей энергию потребителям, для которых осуществляется АВР;

t1АПВ — время цикла неуспешного АПВ этой линии;

tзап — запас по времени, принимаемый равным 2 - 3,5 с.

В сельских электрических сетях применяются сетевые АВР, которые обеспечивают резервирование потребителей, подключенных к линиям с двусторонним питанием, работающих в разомкнутом (условно-замкнутом) режиме (рис. 1, а)

Сетевые АВР представляют собой комплекс аппаратов, в который входят:

• само устройство АВР, переключающее питание сети на резервный источник путем включения выключателя пункта АВР (3В, рис. 1), который отключен в нормальном режиме работы схемы;

• устройства, обеспечивающие при необходимости автоматическую перестройку релейной защиты перед изменением режима работы сети при АВР;

• устройство делительной автоматики минимального напряжения (действует па отключение 1В и 5В, рис. 1,а), которое предотвращает подачу напряжения от резервного источника на поврежденный рабочий источник питания (на рабочую линию, трансформатор и т. п.), а также на некоторые другие устройства.

Рис. 2. Схема устройства АВР (включение секционного выключателя) на двухтрансформаторной подстанции.

Принципиальная схема АВР, показанная на рисунке 2, позволяет при помощи секционного выключателя СВ автоматически подавать питание на шины секции I или II при аварийном отключении трансформаторов Т1 или Т2.

Дата добавления: 2014-12-23