7. Релейная защита трансформаторов 6/0,4 кВ

7.1. Защита трансформаторов плавкими предохранителями.

Защита трансформаторов Т7,Т8,Т9.

В соответствии с указаниями гл.4 [8] на стороне 6 кВ трансформаторов Т7,Т8,Т9 выбираем кварцевые предохранители 6кВ типа ПКТ-101-6-31,5-20У3, номинальный ток которого А. Ток отключения 20 кА значительно больше, чем максимальный ток КЗ в точке К – 6, К – 13, К – 11 равные 1,742 кА, 1,515 кА, 0,364 соответственно.

7.2.Расчет защиты магистрального участка сети w6-t8, w13-t9.

Рассчитаем уставки РЗ выполненной с помощью цифрового терминала “Sepam 1000+”. Времятоковая характеристика равна:

Расчет максимальной токовой защиты.

Ток защиты на Q20 выбирается по наиболее тяжелому условию обеспечения несрабатывания на отключение защиты линии W6 при послеаварийных перегрузках.

Первичный ток срабатывания МТЗ на Q20 при отключении трехфазного КЗ на отходящем элементе (точка К- 11 рис.3.2) заведомо меньше, чем при других послеаварийных режимах.

По условию обеспечения несрабатывания МТЗ при восстановлении питания действием АВР после бестоковой паузы:

А где:

–коэффициент отстройки для реле РТВ.

Первичный ток срабатывания максимальной токовой защиты МТЗ на Q11 по условию несрабатывания РЗ при включении дополнительной нагрузки устройством АВР:

А,

–коэффициент возврата реле РТВ;

–коэффициент, учитывающий увеличение тока двигателей не терявшей питание секции при снижении напряжения вследствие подключения нагрузки другой секции.

–коэффициент загрузки трансформатора.

Исходя из условия согласования по току с предохранителями принимаем А.

Ток срабатывания реле РТВ равен:

А.

Производится согласование МТЗ на Q20 магистрального участка с отсечкой автоматического выключателя QF2:

-ток срабатывания автоматического выключателя QF8, приведенный к стороне 6 кВ:

А.

А ,

где: – коэффициент надежности согласования реле типа РТВ с автоматическим выключателем ВА [13].

Окончательно принимаем А.

При ступени селективности 0,6 с МТЗ на Q20 должна иметь выдержку времени в независимой части:

t_с.з.Q11 ≥ t_пл+t_гор+Δt=0,05+0,05+0,6=0,7 c,

где: t_пл=0,05 с – время плавления предохранителя,

t_гор=0,05 с – время горения дуги;

Δt=0,6 с – ступень селективности.

Чувствительность МТЗ на Q20 в основной зоне ( схема «неполная звезда с тремя реле»; коэффициент схемы равен единице)

. Условие выполняется.

Расчет селективной токовой отсечки.

Отстройка от максимального тока внешнего КЗ:

.

Проверяется надежность отстройки отсечки от броска тока намагничивания трансформаторов:

А.

Коэффициент чувствительности отсечки определяется при двухфазном КЗ на выводах 6 кВ силового трансформатора (точка К-13) при условии, что погрешность трансформатора тока ТА не превышает 10 % [8] (схема «неполная звезда с двумя реле»; коэффициент схемы равен единице):

. Условие выполняется.

Проверка на десятипроцентную погрешность.

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

.

Этому значению К₁₀ соответствует z_н = 1,6Ом, при котором , а токовая погрешность f несколько меньше 10% ([13] рис.П6.1).

Рассчитывается фактическое сопротивление нагрузки на ТА при двухфазном КЗ на выводах 6 кВ силового трансформатора, т.е. в зоне действия МТЗ, по выражению:

Ом,

где: Ом – сопротивление реле РТМ при уставке

40 А(А).

Ом – сопротивление реле РТВ при токе срабатывания А.

Таким образом, расчётное сопротивление нагрузки(2,073 Ом) больше допустимого его значения(1,6 Ом), и следовательно, погрешность трансформатора тока больше 10% .

А.

Определяем чувствительность отсечки с учётом действительной погрешности трансформаторов тока. Погрешность трансформаторов тока f определяется при максимальном токе КЗ. При коэффициенте чувствительности равном 1,5 для токовой отсечки блока линия – трансформатор.

Максимальная кратность тока:

.

Допустимое значение предельной кратности при определённом значении расчетного сопротивления нагрузки 2,073Ом.

Коэффициент, отсюда погрешностьf=30% ([13] рис.П6.2).

Коэффициент чувствительности отсечки при двухфазном КЗ в точке К-13:

. Условие не выполняется.

Для обеспечения необходимой чувствительности отсечки следует снизить токовую погрешность трансформатора тока, например, путем раздельного включения реле токовой отсечки РТМ вместе с измерительными приборами на обмотку класса 0,5, а реле РТВ – на обмотку класса Р одних и тех же ТТ(рис.5.3,б[1]). Тогда:

где сумма сопротивлений амперметра(0,03Ом) и двух счетчиков (по 0,02 Ом) (пример 1-6[9] ). Таким образом, z_н.расч меньше, чем z_н.доп = 1,6Ом, f<10% и коэффициент чувствительности отсечки при двухфазном КЗ в точке К – 13 будет больше 1,5, что соответствует ПУЭ. Поэтому при использовании отсечки в качестве основной обеспечивается термическая стойкость кабелей магистрального участка сети.

Расчет специальной токовой защиты нулевой последовательности на стороне НН трансформаторов Т8 и Т9.

Ток срабатывания специальной токовой защиты нулевой последовательности от КЗ на землю на стороне НН трансформаторов Т8 и Т9 выбирается из условия отстройки токов небаланса в нулевом проводе, куда включен трансформатор тока с реле KAZ :

Для трансформатора Т8:

А,

где: k_о=1,6 – коэффициент отстройки.

Коэффициент чувствительности:

.

Для трансформатора Т9:

А,

где: k_о=1,6 – коэффициент отстройки.

Коэффициент чувствительности:

.

Расчет токовой защиты от однофазных замыканий на землю в обмотке или на выводах трансформатора, а так же питающей линии 6 кВ.

Емкостный ток линии определяется как:

А,

А,

Первичный ток срабатывания защиты выбирается из условия несрабатывания защиты от броска собственного емкостного тока линий при внешнем перемежающемся замыкании на землю:

А,

где: k_o=1,2 – коэффициент отстройки;

k_б=2,5 – коэффициент, учитывающий бросок собственного емкостного тока.

Чувствительность защиты:

, где

=0,314 А – суммарный емкостный ток кабельных линий напряжением 6 кВ.