Выбор устройств защиты и автоматики

 

Выбор предохранителя FU2 и его плавкой вставки.

Выбор предохранителя и его плавкой вставки произведем для ЦТП - 1.Ток защищаемого трансформатора, приведенный к высокой стороне и соответствующий его номинальной мощности [11]:

В аварийных режимах допускается перегрузка масляных трансформаторов до 40% сверх номинального тока общей продолжительностью не более 6 ч в сутки в течении 5-ти суток. Это условие определяет низший предел выбора номинального тока плавкой вставки, т.е.

.

Для предотвращения срабатывания предохранителя в нормальном режиме и при бросках тока намагничивания трансформатора плавкую вставку предохранителя выбирают с номинальным током:

I_пл.вст=(1,5¸2)×I_тр.ном=(1,5¸2)×57,803=(86,71¸115,61) А.

Выбираем из шкалы стандартных номинальных токов плавких вставок

для предохранителей серии ПКТ величину, входящую в данный диапазон и далее согласуем выбранную плавкую вставку по селективности с защитами смежных участков [11]:

I_{пл.вст.ном}=100 А. В соответствии с током в точке К₅ I_к5 = 1,257 кА и напряжением U=10кВ выбираем плавкий предохранитель при условиях, что ток отключения больше данного тока к.з., а напряжение равно номинальному:

ПКТ-103-10-12,5У3 при I_пр.отк > I_к4 или 12,5 кА > 1,257 кА и U_прном = U = 10 кВ.

Данные расчетов вставок для всех предохранителей сведем в таблицу 2.15.1

Таблица 2.15.1 Расчет вставок для всех предохранителей

№ подстанции	Тр-тр	Iном.тр, А	Диапозон токов плавкой вставки, А		Iвс.ном, А	Типоисполнение	Iкз, А
1	ТМ 1000/10/0,4	57,80	86,71	115,61	100	ПКТ103-10-12,5УЗ	1209
	ТМ 1000/10/0,4	57,80	86,71	115,61	100	ПКТ103-10-12,5УЗ	1209
2	ТМ 630/10/0,4	36,42	54,62	72,83	50	ПКТ103-10-12,5УЗ	1203
	ТМ 630/10/0,4	36,42	54,62	72,83	50	ПКТ103-10-12,5УЗ	1203
3	ТМ 1000/10/0,4	57,80	86,71	115,61	100	ПКТ103-10-12,5УЗ	1205
	ТМ 1000/10/0,4	57,80	86,71	115,61	100	ПКТ103-10-12,5УЗ	1205

 

Расчет двухступенчатой защиты от короткого замыкания и замыкания на землю кабельной линии

Рассчитаем защиту для КЛ W - 6

Двухступенчатая защита от короткого замыкания

    Первая ступень: ТО.

I^I_ср=Кз I_{кз внеш max},                               (2.15.1)

    где коэффициент запаса Кз = 1,3. Ток короткого замыкания внешний максимальный, приведенный к стороне ВН

I_{кз внеш max} =  = 0,556 кА;

I^I_ср= 1,3 0,556 = 0,723 кА.

    Вторая ступень: МТЗ.

I^II_ср= ,                        (2.15.2)

где Кз = 1,3; Кв = 0,8; Ксз = 2;

I_{раб max} = I_W6 , а c учетом перегрузки линии:

I_{раб max} = I_W6 2 = 30,01 2 = 60,02 А.

I^II_ср=  = 195,06 А.

К_пер = 10…20 при наличии токовой отсечки, тогда

121,4…60,7 А.

Здесь Кп - коэффициент перегрузки.

    Таким образом номинальный ток трансформатора тока должен быть не менее 61 А. Принимаем трансформатор тока ТПЛК-10, на номинальный ток 100 А. Параметры ТТ приведены в таблице 2.15.2.

Таблица 2.15.2 Параметры ТТ     

Номинальный ток первичной обмотки, А.	100
Номинальный ток вторичной обмотки, А.	5
Номинальное напряжение, кВ.	10
Варианты исполнения вторичных обмоток	0,5/10Р
Класс точности	0,5/10Р
Номинальная нагрузка, В×А
в классе 0,5	10

 

Проверим трансформатор тока на допустимую погрешность

< 10 – погрешность в пределах допустимой.

Проверку всех трансформаторов тока сведем в таблицу 2.15.3

Таблица 2.15.3 Проверка ТТ

КЛ	I^ICР.З., А	Тип ТТ	, А
W3	721,50	ТПЛК -10	100	7,94	10Р
W4	547,30	ТПЛК -10	100	6,02	10Р
W5	722,80	ТПЛК -10	100	7,95	10Р
W6	722,80	ТПЛК -10	100	7,95	10Р
W7	547,30	ТПЛК -10	100	6,02	10Р
W8	721,50	ТПЛК -10	100	9,74	10Р

 

Обмотки ТТ соединяем по схеме «неполная звезда», К_сх =1.

Токи срабатывания реле:

= 36,15 А;

Выставляем  = 36 А для реле РТ40/100.

= 9,75 А;

Выставляем  = 10 А для реле РТ40/20.

Коэффициент чувствительности МТЗ:

;                                          (2.15.3)

= 5,36 > 1,5 – для основного;

= 0,95 < 1,2 – для резервного.

Таким образом режим дальнего резервирования не возможен.

Расчеты для всех КЛ сведем в таблицу 2.15.4

Таблица 2.15.4 Расчеты для всех КЛ

КЛ	Iкз.внеш.max, А	I^ICР.З., А	Iраб.max, А	I^IICР.З, А	Iном.тт, A, Imax(K4)=1214 A			I^ICР.Р, А	I^IICР.Р, А	Кч
					Кп=10	Кп=20	Стандарт.			осн.	рез.
W3	555	721,50	88,75	288,42	121,42	60,71	100	36,075	14,42	3,61	0,64
W4	421	547,30	37,43	121,64	121,42	60,71	100	27,365	6,08	8,56	1,15
W5	556	722,80	60,21	195,67	121,42	60,71	100	36,14	9,78	5,35	0,95
W6	556	722,80	60,21	195,67	121,42	60,71	100	36,14	9,78	5,35	0,95
W7	421	547,30	37,43	121,64	121,42	60,71	100	27,365	6,08	8,56	1,15
W8	555	721,50	88,75	288,42	121,42	60,71	100	36,075	14,42	3,61	0,64

 

Время срабатывания МТЗ с учетом максимального времени срабатывания внешних защит:

,где                   (2.15.4)

t_вн.max = 0,4 c - максимальное время перегорания плавкой вставки предохранителя;

Dt=0.5 c – время учитывающее селективность работы защит;

= 0,9 с.

Защита от замыкания на землю

Рассчитаем защиту для КЛ W - 6

Защита не должна срабатывать при повреждениях на других присоединениях сети, когда по защищаемой линии проходит ток, обусловленный емкостью данной линии. Однако защита должна надежно срабатывать (коэффициент чувствительности для КЛ Кч=1,25) при повреждениях на защищаемом присоединении. В последнем случае через трансформатор тока нулевой последовательности проходит емкостный ток всей сети, за исключением тока обусловленного емкостью данной линии[11].

Таким образом необходимо определить емкостный ток сети, кроме линии W5 и емкостный ток линии W5.

Определим емкостный ток линии W6.

;                             (2.15.2.5)

Для линий W5 принимаем сечение 50 мм2 . Для данного кабеля удельный емкостный ток:

= 0,80 А/км;

= 0,72 А.

Данные расчетов емкостных токов для всех линий сведем в таблицу 2.15.5

Таблица 2.15.5 Расчет емкостных токов

КЛ	Удельный емкостный ток Lсо, А/км	Длина линии L, км	Емкостный ток линии Lc, А
W3	0,8	0,246	0,1968
W4	0,8	0,301	0,2408
W5	0,8	0,144	0,1152
W6	0,8	0,144	0,1152
W7	0,8	0,301	0,2408
W8	0,8	0,246	0,1968

 

Тогда суммарный емкостный ток кабельных линий, без учета защищаемой линии:

= 0,197 + 0,241 = 0,438 А.

Коэффициент броска емкостного тока К_бр=4.

Определим ток срабатывания защиты:

 А.

    Проверим по чувствительности:

= 2,85 > 1,25. Вывод данная защита пригодна к использованию.

Расчет защит от замыкания на землю для всех КЛ сведем в таблицу 2.15.6

Таблица 2.15.6 Расчет защит от замыкания на землю для всех КЛ

КЛ	Суммарный емкостный ток без учета защищаемой линии Ic.кл, А	Ток срабатывания защиты Iср.з, А	Кч
W3	0,356	0,787	1,357
W4	0,312	0,963	0,972
W5	0,438	0,461	2,849
W6	0,438	0,461	2,849
W7	0,312	0,963	0,972
W8	0,356	0,787	1,357

 

Примем реле РТЗ-51 и трансформатор тока нулевой последовательности ТЗЛМ-1УЗ

Расчет защит ГПП и ВЛ

Рассчитаем защиту для Т – 1,2

Двухступенчатая защита от короткого замыкания.

    Первая ступень: ТО.

I^I_ср=К_З I_{кз внеш max},

    где коэффициент запаса К_З = 1,2…2,0. Ток короткого замыкания внешний максимальный, приведенный к стороне ВН

I_{кз внеш max} =  = 1,214 кА;

I^I_ср= 1,3 1,214 = 1,578 кА.

    Вторая ступень: МТЗ.

I^II_ср= ,

где Кз = 1,3; Кв = 0,8; Ксз = 2;

I_{раб max} = I_Т1,2 , а c учетом перегрузки:

I_{раб max} = I_Т1,2 2 = 7,579 2 = 15,16 А.

I^II_ср=  = 49,27 А.

К_пер = 10…20 при наличии токовой отсечки, тогда

356,2…178,1 А.

Здесь Кп - коэффициент перегрузки.

    Таким образом номинальный ток трансформатора тока должен быть не менее 178 А. Принимаем трансформатор тока ТФМ-110-11-У1, на номинальный ток 300 А. Параметры ТТ приведены в таблице 2.15.7.

Таблица 2.15.7 Параметры ТТ

Номинальный ток первичной обмотки, А.	300
Номинальный ток вторичной обмотки, А.	5
Номинальное напряжение, кВ.	110
Варианты исполнения вторичных обмоток	0,5/10Р
Номинальная нагрузка, В×А
в классе 0,5	30

 

Проверим трансформатор тока на допустимую погрешность

< 10 – погрешность в пределах допустимой.

Обмотки ТТ соединяем по схеме «неполная звезда», К_сх =1.

Токи срабатывания реле:

= 26,3 А;

Выставляем  = 26 А для реле РТ40/100.

= 0,82 А;

Выставляем  = 0,8 А для реле РТ40/2.

Коэффициент чувствительности МТЗ:

;

=62,6 > 1,5 – для основного;

= 8,17 > 1,2 – для резервного.

Время срабатывания МТЗ с учетом максимального времени срабатывания внешних защит:

,где

t_вн.max = 0,9 c - время срабатывания защиты кабельной линии;

Dt=0.5 c – время учитывающее селективность работы защит;

= 1,4 с.

Рассчитаем защиту для ВЛ W – 1,2

Двухступенчатая защита от короткого замыкания.

    Первая ступень: ТО.

I^I_ср=К_отс I_{кз внеш max},

    где коэффициент запаса К_З = 1,2…2,0. Ток короткого замыкания внешний максимальный, приведенный к стороне ВН

I_{кз внеш max} =  = 1,209 кА;

I^I_ср= 1,3 1,209 = 1,572 кА.

        Вторая ступень: МТЗ.

I^II_ср= ,

где Кз = 1,3; Кв = 0,8; Ксз = 2;

I_{раб max} = I_W1,2 , а c учетом перегрузки линии:

I_{раб max} = I_W1,2 2 = 7,579 2 = 15,16 А.

I^II_ср=  = 49,27 А.

К_пер = 10…20 при наличии токовой отсечки, тогда

358,8…179,4 А.

Здесь Кп - коэффициент перегрузки.

    Таким образом номинальный ток трансформатора тока должен быть не менее 178 А. Принимаем трансформатор тока ТФМ-110-11-У1, на номинальный ток 300 А. Параметры ТТ приведены в таблице 2.15.8.

 

 

Таблица 2.15.8 Параметры ТТ     

Номинальный ток первичной обмотки, А.	300
Номинальный ток вторичной обмотки, А.	5
Номинальное напряжение, кВ.	110
Варианты исполнения вторичных обмоток	0,5/10Р
Номинальная нагрузка, В×А
в классе 0,5	30

 

Обмотки ТТ соединяем по схеме «неполная звезда», К_сх =1.

Токи срабатывания реле:

= 26,2 А;

Выставляем  = 26 А для реле РТ40/100.

= 0,82 А;

Выставляем  = 0,8 А для реле РТ40/2.

Коэффициент чувствительности МТЗ:

;

=62,6 > 1,5 – для основного;

=8,17 > 1,2 – для резервного.

Таким образом режим дальнего резервирования возможен.

Время срабатывания МТЗ с учетом максимального времени срабатывания внешних защит:

,где

t_вн.max = 1,4 c - время срабатывания защиты трансформатора;

Dt=0.5 c – время учитывающее селективность работы защит;

= 1,9 с.

Рис. 2.15.1

Рис. 2.15.2