2.4.5 Выбор аппаратов релейной защиты силового трансформатора

Для защиты силовых трансформаторов предусматриваются следующие виды защит: дифференциальная защита с отсечкой от многофазных замыканий на

землю; газовая защита; максимальная токовая защита (МТЗ); МТЗ с пуском от реле минимального напряжения; МТЗ с одним реле в одной фазе в случае если возможны длительные опасные для трансформатора перегрузки; защита от замыканий на корпус.

Дифференциальная защита осуществляется с помощью токового реле (РТ) и промежуточного реле (РП – 251). Газовая защита основана на том, что при не значительных повреждениях, а также повышенные нагревы внутри бака трансформатора вызывают разложение масла и органической изоляции, что сопровождается выделением газа. Газовая защита осуществляется с помощью реле, которые подразделяются на поплавковые, лопастные и чашечные. Наиболее распространенные газовые реле типа РГ – 22.

Защита от перегрузки выполняется с помощью максимальной токовой защиты, включенной на ток одной фазы. Защита действует с выдержкой времени на сигнал. Для осуществления данной защиты применяется токовое реле (РТ – 80). Защита от замыканий на корпус осуществляется подключением токового реле (РТ) к вторичной обмотке трансформатора тока.

2.4.6 Расчет и выбор компенсирующих устройств

Исходные данные для расчета: tgφ_{с р.}=0,59

Р_р=6137,9

кВар

1.Необходимая мощность конденсаторной установки

кВар (19)

2. Определяем емкость на одну фазу

мкФ (20)

3. Количество конденсаторов на фазу

шт (21)

где С_к=3 – емкость конденсатора КС – 6,3-37,5, мощность Q=37,5 [4, с.48]

4. Всего конденсаторов в батарее

шт. (22)

5. Общая мощность батареи

кВар (23)

6. В связи с тем, что фактическая мощность Q_ф=2250 кВар больше расчетной Q_к=2025,51 кВар, то имеется резерв реактивной мощности, позволяющий поддерживать требуемую величину коэффициента мощности с некоторым запасом. Фактический - что соответствует требованиям ПУЭ

7. Резерв реактивной мощности

Q_рез.=Q_к.ф-Q_к=2250-2025,51=224,49 кВар (24)

2.4.7 Расчет и выбор заземляющих устройств и молниезащиты подстанции

2.4.7.1 Защитное заземление

Заземление части электроустановок - это преднамеренное соединение ее с зазем­ляющим устройством с целью сохранить на ней достаточно низкий потенциал и обеспе­чить нормальную работу системы или её элементов в выбранном режиме.

Различают три вида заземлений:

Рабочее заземление - это соединение с заземляющим контуром определённых точек сети (нейтраль обмоток трансформатора и генератора, реакторов) со следующей целью:

1. Эффективная защита сети, оборудования подстанции, разрядниками от атмосфер­ных перенапряжений;

2. Снижение уровня изоляции элементов электроустановки;

3. Снижение коммутационных перенапряжений;

4. Упрощение релейной защиты от однофазных к.з.;

5. Возможность работы повреждённой линии.

Защитное заземление — это заземление всех металлических частей электроустано­вок, которые е нормальном режиме работы не находятся под напряжением, но могут ока­заться под ним при повреждении изоляции.

Защитное заземление выполняется, для того чтобы:

1. Повысить безопасность эксплуатации электрических установок;

2. Уменьшить вероятность поражения людей электрическим током в процессе экс­плуатации.

Заземление молниезащиты предназначено для отвода в землю тока молнии и атмо­сферных индуцированных перенапряжений от молниеотводов, защитных тросов и разряд­ников, а также для снижения потенциалов отдельных частей электроустановки по отно­шению к земле.

Заземляющее устройство любого вида состоит из заземлнтеля, располагаемого в земле проводника, соединяющего заземляемый элемент с заземлителем. Заземлитель мо­жет состоять из одного или нескольких вертикальных и горизонтальных электродов и характеризуется сопротивлением, которое окружающая земля оказывает стекающему то­ку. По конструктивному исполнению различают естественные и искусственные зазем-лители.

К естественным заземлителям относятся железобетонные фундаменты зданий, опор, отдельно стоящих молниеотводов, также трубопроводы, обсадные трубы, свинцовые оболочки кабелей.

К искусственным относятся заземлители в виде вертикальных электродов, располо­женных в непосредственной близости от молниеотвода. Они применяются только тогда, когда исчерпана возможность использования близко расположенных естественных зазем­лите лей. Заземляющее устройство рассматриваемой подстанции 35/10 кВ спроектирован­ной по нормам на допустимое напряжение прикосновения и норме сопротивления расте­канию и соответствует требованиям обеспечения работы электрических сетей в нормаль­ных и аварийных режимах.

Заземление подстанции должно быть выполнено в соответствии с ПУЭ. Сопро­тивление заземляющего контура в любое время года не должно превышать 0,5 Ом. По данным вертикального электрического зондирования, выполненного при инженерно-геологических изысканиях, удельное сопротивление грунта принимаем равным: 1000 Ом-м.

Расчетное удельное сопротивление грунта принимаем равным 1200 Ом-м (с учетом коэффициента сезонности К_с =1,2). В качестве естественного заземления используется заземляющая система «тросы-опоры».

Заземляющее устройство подстанции принято из электродов диаметром 10 мм, дли­ной 5 м полосы сечением 40x4 мм³.

Данные для расчета заземляющего устройства подстанции приведены в таблице 8

Таблица 8 - Данные для расчета заземляющего устройства подстанции

	Наименование	Данные для расчета
1	Удельное сопротивление грунта	р=1000 Ом*м
2	Расчетное сопротивлении грунта	ррасч=1200 Ом*м
3	Сопротивление естественных заземлителей	RЕ=2,5 Ом
4	Глубина заложения вертикальных электродов	l=0,7м
5	Глубина заложения горизонтальных электроводов	l=0,7 м
6	Коэффициент использования вертикальных заземлителей	ηв=0,6
7	Коэффициент использования горизонтальных заземлителей	ηг=0,4
8	Длина поля горизонтальных заземлителей	l=400 м

1. Сопротивление исскуственных заземлителей:

Ом (25)

где R_з=0,5 - сопро­тивление заземляющего контура в любое время года

2.Сопротивление растеканию одиночного вертикального электрода:

Ом

где l=5 м – длина электрода,

d= 0,01 м – диаметр электрода,

t=0,7+2,5=3,2 м – глубина заложения электродов, равная расстоянию от поверхности земли до середины длины электрода.

Размещение заземлителя показано на рисунке 3

Рисунок 3 – Размещение заземлителя

3. Примерное число вертикальных заземлителей приняв коэффициент использования η_в=0,6

(26)

4. Сопротивление растеканию горизонтального заземлителя:

Ом (27)

с учетом коэффициента использования η_г=0,4 получаем:

Ом (28)

5.Необходимое заземление вертикальных заземлителей:

(29)

уточненное значение числа вертикальных заземлителей:

(30)

Размещение заземлителей показано на рисунке 4

Рисунок 4 – Размещение заземлителей