6. Выбор выключателей и защит на стороне нн цеховых трансформаторов

Выбираем вводные и секционные выключатели КТП типа ВА на напряжение 0,6 кВ с реле БПР и рассчитаем их уставки (рис 1.1).

6.1. Выбор вводного qf1 (qf2), секционного qf5 выключателей и расчет их уставок.

Номинальный ток обмотки НН силового трансформатора Т3 равен:

Этому значению соответствует ток самозапуска:

Максимальное и минимальное значение тока при трехфазном КЗ за трансформатором в точке K-7 (рис. 3.2), отнесенных к напряжению 0,69 кВ, равны

Ток срабатывания защиты от перегрузки вводного выключателя серии ВА с полупроводниковым расцепителем БПР в соответствии с формулой равен:

Подходит выключатель ВА 55-41 с номинальным током (http://www.grantek-n.ru/catalog/Avtovikluchateli/941)

Выбираем номинальный ток расцепителя:

что соответствует току срабатывания защиты от перегрузки:

Уставку по шкале времени принимаем 4 с при токе , при которой время срабатывания защиты от перегрузки в режиме самозапуска при кратности тока по характеристике (рис.П3.1 [3]) не превышает 50 с. Таким образом, условие, для тяжелых условий пуска (самозапуска) нагрузки выполняется:

, т.е. с с.

Произведем выбор тока срабатывания селективной отсечки вводного выключателя QF1

по условию несрабатывания защиты при самозапуске нагрузки:

где – коэффициент отстройки для автоматических выключателей серии ВА.

По условию несрабатывания защиты питающего секцию ввода (например, ввода QF1 секции 1,при действии устройства АВР секционного выключателя QF5, подключающего к этой секции нагрузку другой секции ( ввода QF2 секции 2 ) , потерявшей питание:

Последние условие является определяющим. Принимаем уставку по шкале равной 3, что соответствует току срабатывания отсечки:

Произведем проверку чувствительности отсечки при КЗ в точке К-7 через переходное сопротивление:

где – коэффициент разброса срабатывания отсечки по току для выключателей серии ВА принимается равным 1,3.

Условие чувствительности выполняется.

Произведем проверку выбранного выключателя по условию электродинамической стойкости при значении

Условие электродинамической стойкости при КЗ выполняется.

Типы и уставки выключателей 0,6 кВ

Таблица 5.1

Выключатели	Тип выключателя	Ток срабатывания , А	Время срабатывания , с
QF1, QF2	ВА55-43	2400	0,3
QF5	ВА55-43	2400	0,3
QF3, QF4	ВА55-43	2400	0,3

7. Релейная защита трансформаторов 35/6/0,69 кВ

Расчет уставки РЗ от междуфазных КЗ блока линия - трансформаторов W9-T7, выполненной с помощью вторичных реле тока прямого действия типа РТВ и РТМ, так как на РП предусматривается установка выключателей типа ВМПП-10.

Первичный ток срабатывания МТЗ на Q13:

где: – коэффициент отстройки для реле РТВ;

– коэффициент возврата реле РТВ;

Ток срабатывания защиты выбирается по условию обеспечения несрабатывания МТЗ, при восстановления питания действием АВР после бестоковой паузы по выражению:

Ток срабатывания защиты выбирается по условию обеспечения несрабатывания МТЗ, при действии АВР на стороне 0,69кВ:

где - коэффициент, учитывающий увеличение тока Т3 из-за понижения напряжения при подключении к нему затормозившихся двигателей, ранее питавшихся через Т7.

Принимаем

Коэффициент трансформации трансформаторов тока ТА1 может быть выбран 100/5 или 150/5 (по максимальному рабочему току защищаемого трансформатора). При ток срабатывания реле РТВ будет равен:

При установке трех реле РТВ в схеме неполной звезды чувствительность защиты одинакова при трехфазном и всех видах двухфазного КЗ за трансформатором со схемой соединения обмоток :

Производится согласование МТЗ на Q11 блока W11-T7 с отсечкой автоматического выключателя QF1. Определяется ток срабатывания отсечки автоматического выключателя QF1, приведенный к стороне 37кВ:

По условию селективности с токовой отсечкой автоматического выключателя QF1 ток срабатывания МТЗ на Q11 определяется по выражению:

где =1,55-рекомендуемое значение коэффициента надежности согласования реле типа РТВ с автоматическим выключателем типа ВА;

Как видно из расчетов, ток срабатывания МТЗ на Q11 блока W9-Т7 необходимо несколько увеличить, приняв его равным что соответствует Уставка выполнима на реле РТВ( [2]табл П5.1) и допустима по условию чувствительности МТЗ:

При установке только двух РТВ коэффициент чувствительности при одном из видов двухфазного КЗ уменьшается в 2 раза и становиться равным 0,68, что не достаточно.

При однофазном КЗ на землю на стороне 0,69 кВ через реле МТЗ на стороне 35 кВ, проходит ток в 1,73 меньший, чем при трехфазном КЗ. Коэффициент чувствительности что также недопустимо. В данном случае должна предусматриваться специальная токовая защита от КЗ на землю на стороне 0,69 кВ.

Ток срабатывания отсечки выбирается по условию отстройки от максимального значения тока КЗ за трансформатором. При установке двух реле РТМ ток срабатывания отсечки:

где -коэффициент отстройки ([2] табл.П3.3).

Коэффициент чувствительности отсечки определяется при двухфазном КЗ на выводах 37кВ силового трансформатора (точка К-3) при условии, что погрешность трансформатора тока ТА1 не превышает 10%:

Вначале принимается типовая схема с совместным включением реле РТВ и РТМ на одну обмотку класса Р трансформаторов тока 37кВ типа ТПЛ.

Проверка на 10%-ную погрешность производиться по методике с помощью кривой предельных кратностей . Предельная кратность определяется по выражению:

где коэффициент 1,1 учитывает увеличение кратности первичного тока по сравнению с кратностью вторичного тока из-за 10%-ной погрешности ТА.

Этому значению К₁₀ соответствует , при котором , а токовая погрешность f несколько меньше 10% (П6.1).

Рассчитывается фактическое сопротивление нагрузки на ТА1 при двухфазном КЗ на выводах 3 кВ силового трансформатора, т.е. в зоне действия МТЗ, по выражению:

где -сопротивление проводов от ТА до реле, не превышает 0,05Ом;

- сопротивление переходных контактов, рекомендуемое значение от 0,05 до 0,1 Ом;

– сопротивление реле РТМ при уставке 75 А ( .

– сопротивление реле РТВ при токе срабатывания .

Таким образом, меньше чем допустимое значение , и следовательно, погрешность трансформатора тока меньше 10% . И коэффициент чувствительности будет больше 2. Таким образом отсечку можно считать основной защитой блока, такая схема защиты может быть использована при заданных условиях. Термическая стойкость кабеля W11 обеспечивается.

Расчет уставки РЗ блока линия-трансформатор W11 – Т7 , выполненной с тремя реле тока серии РТ-85 и двумя электромагнитами отключения.

При выполнении МТЗ на реле РТ-85 первичный ток срабатывания может быть выбран несколько меньше, чем при установке реле РТВ, поскольку для более точных реле РТ-85 можно принять в расчетах , , тогда:

Производится согласование с отсечкой автоматического выключателя QF1:

где =1,5-рекомендуемое значение коэффициента надежности согласования реле типа РТ-85 с автоматическим выключателем типа ВА;

При коэффициенте трансформации ТА ток срабатывания реле равен

Уставка выполнима на реле РТ-85/1 Кратность отсечки .

Произведем проверку чувствительности реле и ЭО. Рассчитывается фактическое сопротивление нагрузки на ТТ при двухфазном КЗ на выводах трансформатора (точка К-3):

где -сопротивление проводов от ТА до реле, не превышает 0,05Ом;

- сопротивление переходных контактов, рекомендуемое значение от 0,05 до 0,1 Ом;

– сопротивление реле РТ-85 при уставке 10 А

Максимальная кратность отсечки умножаем на минимально допустимый коэффициент чувствительности, равный 1,5 (при КЗ в точке К-3):

Значению соответствует ([2] П6.1).

Для значения по зависимости находим f = 20%. По выражению видно, что благодаря низкому коэффициента возврата реле РТ-85 К_В = 0,3 чувствительности отсечки после дешунтирования не измениться и реле не возвратится в исходное состояние:

Чувствительность без учета погрешности ТА при КЗ в точке К-4:

где 1,8 – требуемый коэффициент чувствительности с учетом поправочного коэффициента 1,2.

При двухфазном КЗ за трансформатором (в точке К-7) коэффициент чувствительности ЭО:

где , т.к для ЭО требуется значение в 1,2 раза больше, чем для соответствующей защиты.

Так как для схем с дешунтированием ЭО применяется реле типа РТ-85., имеющее специальные усиленные контакты, способные переключить ток КЗ, вторичное значение которого не превышает 150 А, то необходимо проверить на выполнение условия:

Таким образом, расчеты показывают, что схема защиты с тремя реле РТ-85 и двумя ЭО может быть использована при заданных условиях. Термическая стойкость кабеля W11 обеспечивается.

Уставка по времени МТЗ на стороне 37 кВ в независимой части характеристики принимается 0,5…0,8 с по условию согласования с отсечкой вводного выключателя QF1 ( ). МТЗ на Q11 должна иметь выдержку . Этому условию соответствует типовая характеристика с уставкой 0,7с.

Для выключателя Q11 и кабельной линии W9 расчёты аналогичные так как стоять одинаковые трансформаторы.

Выводы:

Было рассмотрена два способа защит блока «линия-трансформатор»:

1. выполненной с помощью вторичных реле тока прямого действия типа РТВ и РТМ;

2. выполненной с тремя реле тока серии РТ-85 и двумя электромагнитами отключения;

С технической стороны первый способ подразумевает наличие специальной токовой защиты нулевой последовательности от КЗ на землю на стороне 0,4 кВ трансформатора. Кроме того реле РТ-85 являются более точными.Исходя из условий однотипности оборудования устройства РЗА должны быть выполнены, по возможности, на одной элементной базе. Необходимо рассмотреть на каких реле выполнены защиты остальных присоединений рассматриваемого РП (ТП) (на Q11, Q9, Q7, Q8, Q10, Q12). Использование реле РТ-85 для защиты ЭД не означает, что остальные защиты должны быть выполнены на реле этого типа.

Окончательно устройство РЗА на РП следует выполнить на реле:

Защита	Тип реле
Q13	РТ-85

.МТО на реле типа РТ-85 с с;

МТЗ на реле типа РТ-85 с с.