Расчёт и выбор уставок максимальной токовой защиты и токовой отсечки для выбранной линии 6 (10) кв.

Ток срабатывания максимальной токовой защиты выбирается с учетом следующих соображений: отстройка от максимально возможного тока нагрузки, согласование защиты по току с защитами последующих элементов, обеспечение необходимой чувствительности.

Выдержка времени выбирается, исходя из условия согласования с выдержкой времени последующей защиты. Первая ступень защиты может быть выбрана с зависимой или независимой от тока характеристикой выдержки времени [6].

Расчёт токовой отсечки

Отсечка является разновидность токовой защиты, позволяющей обеспечить быстрое отключение короткого замыкания. Токовые отсечки подразделяются на отсечки мгновенного действия и отсечки с выдержкой времени (порядка 0,3 - 0,6 сек).

Селективность действия токовых отсечек достигается ограничением их зоны работы так, чтобы отсечка не действовала при коротких замыканиях на смежных участках сети, защита которых имеет выдержку времени, равную или больше, чем отсечка. Для этого ток срабатывания отсечки должен быть больше максимального тока короткого замыкания, проходящего через защиту при повреждении в конце выбранной зоны действия

Коэффициент надёжности для токовых отсечек без выдержки времени, установленных на линии электропередачи и понижающих трансформаторах, при использовании цифровых реле, в том числе Micom, может приниматься в пределах от 1,1 до 1,15.

Еще одним условием выбора токовой отсечки, является отстройка от суммарного броска тока намагничивания трансформаторов, подключенных к линии. Эти броски тока возникают в момент включения под напряжение ненагруженного трансформатора и могут первые несколько периодов превышать номинальный ток в 5 - 7 раз. При включении линии под напряжение при выдержке времени отсечки порядка 0,05с. ток срабатывания отсечки должен быть равен пяти суммарным номинальным токам

Расчёт максимальной токовой защиты

Максимальные токовые защиты являются основным видом защит для сетей с односторонним питанием и должны устанавливаться в начале каждой линии со стороны источника питания. При таком расположении защит каждая линия имеет самостоятельную защиту, отключающую линию в случае повреждения на ней самой или на шинах питающейся от нее подстанции.

Принцип действия МТЗ основан на том, что при возникновении КЗ ток увеличивается и начинает превышать ток нагрузочного режима. Селективность действия при этом достигается выбором выдержек времени.

Для того чтобы защита работала при КЗ и не работала в нормальных режимах необходимо определять ток срабатывания защиты -.

- это наименьший первичный ток, необходимый для действия защиты. При этом необходимо обеспечить несрабатывание МТЗ при максимальных токах () и пусковых токов () нагрузки. Для этого необходимо выполнение следующих условий:

1. - пусковые органы защит не должны приходить в действие при максимальном рабочем токе нагрузки;

2. Пусковые органы защиты, пришедшие в действие при внешнем КЗ, должны вернуться в исходное состояние после его отключения и снижения до I_maxнагр. Для выполнения этого условия ток возврата защиты должен удовлетворять требованию, где - коэффициент самозапуска двигательной нагрузки, учитывает возрастание тока при самозапуске двигателей

 

 

Расчет токов КЗ

И уставок релейной защиты трансформатора 10/0,4 кВ

Содержание

1. Общая часть

2. Однолинейная схема подстанции и схема замещения

3. Расчёт токов КЗ

4. Исходные данные для расчёта защит трансформатора цехового РП 10/0,4 кВ

5. Расчет уставок токовой отсечки (ТО)

6. Расчет уставок максимальной токовой защиты (МТЗ)

7. Расчет уставок защиты от перегрузки

Общая часть

В данной работе нужно выполнить расчет токов КЗ на подстанции и уставок релейной защиты для понижающего трансформатора 6(10)/0,4 кВ Однолинейная схема подстанции 10 кВ представлена на рис.1.

 

Рис.1 – Однолинейная схема подстанции 10 кВ

 

В качестве исходных данных берутся данные из задания.

Расчёт токов КЗ

 

Дано: Sб=100 МВ*А; Uб1=115 кВ; U б2=6,3 кВ; U к%=9;

      S кс=1000 МВ*А; Хо=0,4 Ом/км; L =40 км; Sнт=6300 кВ*А

 

Расчёт ведётся в относительных единицах.

 

1. Базисные токи:

· Iб1= Sб/√3*Uб1=100/√3*115=0,5 кА;

· Iб2= Sб/√3*Uб2=100/√3* 6,3 = 9,16 кА;

 

2. Относительные базисные сопротивления элементов схемы до точки К1:

· Системы X٭бс1=Sб/Sкс=100/ 1000 = 0,1;

· Линии   X٭бл1=Xo*L*Sб/U²б1=0,4* 40 *100/115²= 0,12

 

3. Результирующее относительное базисное сопротивление до точки К1

                      X٭бК1=X٭бс1+ X٭бл1= 0,1 + 0,12 = 0,22

 

4. Токи и мощность КЗ в точке К1

IкК1=Iб1/ X٭бК1=0,5/ 0,22 = 2,27 кА

iуК1=2,55* 2,27 = 5,78 кА;

SкК1=√3*Uб1*IкК1=√3*115* 2,27 = 452 МВ*А

 

5. Относительное базисное сопротивление трансформатора

               X*бт=Uк%/100*Sб/Sнт= 9 /100*100/6,3= 1,43

 

6. Результирующее относительное базисное сопротивление до точки К2

                   X*бК2= X٭бК1+ X*бт= 0,22 + 1,42 = 1,65

 

7. Токи и мощность КЗ в точке К2

· IкК2=Iб2/ X٭бК2= 9,16 / 1,65 = 5,56 кА

· iуК2=2,55* 5,56 = 14,17 кА;

· SкК2=√3*Uб2*IкК2=√3* 6,3 * 5,56 = 61 МВ*А

 

За счёт подпитки четырьмя электродвигателями ток КЗ в точке К2 увеличится.

8. Номинальный ток электродвигателей

Iнд=4*630/√3Uб2*cosϕ*η=4*400|√3* 6,3 *0,9*0,9= 181 А

 

9. Действующее значение тока КЗ от двигателей

I"д= 181 *6,5= 1176,5 А~ 1,18 кА

10. Ударный ток определяем по формуле

Iуд=2,55* 1,18 = 3,00 кА

 

11. Суммарные токи и мощность КЗ в точке К2 с учётом влияния двигателей:

· I"кК2=IкК2+I"д= 5,56 + 1,18 = 6,74 кА

· iуК2д= 14,17 + 3,00 = 17,17 кА;

· SкК2д=√3*Uб2*I"кК2=√3* 6,3 * 6,74 = 73 МВ*А

 

Таким образом под влиянием двигателей токи и мощность КЗ увеличились на (6,74 - 5,56)/ 5,56 = 21 %

Исходные данные для расчёта защит трансформатора

· Мощность трансформатора: Sном.=400 кВА;

· Схема соединения обмоток трансформатора 10/0,4 – Δ/Yн;

· Iном=Sном/√3*Uном=400/√3* 10,5 = 22 А (16,70)

· Ток 3х фазного КЗ на шинах 10 кВ в минимальном режиме: Iк.з.min=11,47 кА;

· Напряжение: Uном.= 10,5 кВ;

· Напряжение короткого замыкания для двухобмоточного трансформатора Uк%=5,5%; (выбирается из каталожных данных Завода-изготовителя)

· Длина линии: L=300 м;

· Кабель – АПвЭВнг – 3х95 мм2;

· Коэффициент трансформации трансформаторов тока nт =100/5;

· Вторичные обмотки трансформаторов тока выполнены по схеме «неполная звезда»;