Вибір і розрахунок релейного захисту трансформаторів і ліній 6 кВ

Згідно з [3] і [7] для прийняття блочної системи „лінія – трансформатор” повинна бути передбачена пристроєм релейного захисту від таких видів ушкоджень і ненормальних режимів:

- багатофазних замикань на лінії, в обмотках і виводах трансформатора,

- однофазне замикання на землю в лініях і трансформаторах,

- струмів в обмотках трансформатора, зумовлених перевантаженнями, вищим ніж допустиме,

- зниження рівня мастила в трансформаторі.

Для виконання даних вимог передбачаються такі види захисту:

- максимально струмовий захист із витримкою часу,

- струмова відсічка без витримки часу,

- захист від однофазних замикань на землю,

- захист від ушкоджень усередині кожуха трансформатора.

 

Таблиця 2.11 - Початкові дані для обирання релейного захисту

 

Найменування	Значення
Максимальне струмове навантаження	Iн макс=35,45 А
Струм трифазного к.з. на виводах 6,3 кВ трансформатора.	=8,51 кА
Струм трифазного к.з. на виводах 0,4 кВ трансформатора	=0,74 кА
Струм однофазного к.з. наведеного на стороні 0,4 кВ трансформатора	=2857,14 А
Струм однофазного к.з. наведеного на стороні 6,3 кВ трансформатора	=181,4 А
Номінальний струм трансформатора на стороні 6,3кВ	= = =36,7 А
Номінальний струм трансформатора на стороні 0,4кВ	= = =579,7 А

 

Максимально струмовий захист із витримкою часу.

Максимально струмовий захист беремо за схемою з неповною зіркою з двома реле струму типу РТ – 40.

Визначаємо коефіцієнт трансформації трансформатора струму 10 кВ.

 

= (К_сх´I_{нтр 6,3})/5, (2.69)

 

де К_сх – коефіцієнт трансформації з’єднання в неповну зірку,

I_нтр6,3 – номінальний струм на стороні 6 кВ.

 

= (1´36,7)/5=7,34 /5,

 

=50/5=10.

 

Обираємо стандартний коефіцієнт трансформації трансформатора струму

n_{тт 6,3} =10.

Визначаємо струм спрацьовування максимально струмового захисту.

 

I_{спр.зах}= , А (2.70)

 

де К_над – коефіцієнт надійності(для РТ-40, К_над=1,3),

К_сз – коефіцієнт самозапуску (К_сз=1,5),

К_пов – коефіцієнт повернення, (беремо К_пов=0,8).

 

I_{спр.зах}= =86,40 А.

 

Визначаємо струм спрацювання реле.

I_сп= , А (2.71)

 

де К_сх – коефіцієнт з’єднання в неповну зірку,

- стандартний коефіцієнт трансформації трансформатора струму 10 кВ,

 

I_сп= =8,6 А.

 

Беремо до установки реле типу РТ – 40/20.

Визначаємо розрахунковий струм реле при двофазному к.з. за трансформатором у точці К3.

 

I_р=0,87´ , А (2.72)

 

I_р=0,87´ = 64 А.

 

Визначаємо коефіцієнт чутливості при двофазному к.з. за у точці К3.

 

= , (2.73)

 

де I_р – розрахунковий струм при двофазному к.з. у точці, А,

I_сп – струм спрацювання реле максимально струмового захисту, А.

 

= > 2.

 

Захист значно чутливий.

Визначаємо коефіцієнт чутливості при однофазному к.з. у точці К3.

 

К_ч ⁽¹⁾ = , (2.74)

 

де I_р – струм у реле при однофазному к.з. поза трансформатором у точці К3 для з’єднання обмоток трансформатора U/Y-0, D/Y.

 

I_р= , А (2.75)

 

I_р= 6,04 А,

 

К_ч⁽¹⁾=6,04/8,6=0,74 < 2.

 

Максимально струмовий захист, установлений на стороні 6,3 кВ та виконаний за схемою неповної зірки на двох реле типу РТ – 40 опинився нечутливим до струмів однофазного к.з. на стороні 0,4 кВ. Максимально струмовий захист не буде чутливим, якщо його виконати за три релейною схемою, тому додатково установлюємо захист нульової послідовності на стороні 0,4 кВ, діючого на відключення автомату вводу низької напруги.

Струм спрацювання захисту обираємо за умовою відбудовою від найбільшого припустимого струму у нейтралі трансформатора із урахуванням коефіцієнта відбудови.

I_сз⁽¹⁾= , А (2.76)

 

де К_м – коефіцієнт кратності струму у нейтралі трансформатора відносно до номінального струму трансформатора, обираємо К_м=0,25,

К_від – коефіцієнт відбудови, обираємо К_від=1,25,

К_пов – коефіцієнт повернення, обираємо К_пов=0,8,

I_нтр0,4 – номінальний струм трансформатора на стороні 0,4 кВ, А.

 

I_сз⁽¹⁾ = =226,4 А.

 

Визначаємо коефіцієнт трансформації трансформатора струму 0,4 кВ установленого у нейтралі трансформатора.

 

n_тт0,4=(К_сх´I_сз⁽¹⁾)/5, (2.77)

 

де - струм спрацювання захисту із урахуванням коефіцієнту відбудови, А.

 

n_тт0,4=(1´226,4)/5=226,4/5,

 

Беремо стандартний коефіцієнт трансформації трансформатора струму 0,4 кВ n_тт0,4=250/5=50.

Визначаємо струм спрацювання реле.

 

I_сп⁽¹⁾ = , А (2.78)

 

де n_тт0,4 - стандартний коефіцієнт трансформації трансформатора струму 0,4 кВ.

I_сп⁽¹⁾ = А.

 

Беремо струм спрацювання реле 5 А.

Беремо до установки реле типу РТ-40/6.

Визначаємо розрахунковий струм у реле.

 

I_p= , (2.79)

 

I_р=

 

Визначаємо коефіцієнт чутливості захисту.

 

К_ч= , (2.80)

 

 

K_ч= > 2.

 

Захист досить чуттєвий.

Струмова відсічка.

Струмову відсічку виконують за схемою не повної зірки з двома реле РТ-40.

Визначаємо струм спрацювання захисту.

 

I_спрз=К_н´ , (2.81)

 

де К_н – коефіцієнт надійності, беремо К_н= 1,3,

 

I_спрз=1,3´740=962 А.

 

Визначаємо струм спрацювання реле відсічки.

 

I_спв= , А (2.82)

 

I_спв= А.

 

Визначаємо коефіцієнт чутливості відсічки при двофазному к.з. на виводах 6,3 кВ трансформатора.

 

К_ч= (2.83)

 

 

К_ч=0,87´ =110,42 > 2.

 

Захист досить чутливий.

Захист від однофазних замикань на землю в мережі 6 кВ.

Захист виконуємо на реле РТ-40 з трансформатором нульової послідовності типу ТЗЛМ. Довжина кабельної лінії 115 м, кабель марки ААШв-6-3х 70 мм², U_ном=6 кВ, ємнісний струм I_сS=17,5 А.

Визначаємо струм замикань на землю захисної лінії.

 

I_с=I_со´ l ´n, А (2.84)

 

де I_со – ємнісний струм, беремо згідно з [7] таблицею 4.1 с.59, I_со=0,8 А,

 

I_с=0,8´ 0,115´1=0,092 А.

 

Визначаємо первинний струм спрацювання захисту.

 

I_спр.з=К_зап´К_б´I_с, А (2.85)

 

де К_зап – коефіцієнт запасу, приймаємо К_зап=1,1,

К_б – коефіцієнт, який враховує кидок струму. К_б=5,

I_с – величина струму замкнень на землю, на лінії що захищаються, А.

 

I_{с.з.розр}=1,1´5´0,092=0,506 А.

 

Беремо згідно з [7] таблиця 11.2, с.60 для реле РТ-40 з трансформатором нульової послідовності типу ТЗЛМ мінімальний струм спрацювання захисту I_с.з.мін=8,6 А> I_{с.з.розр}=0,506 А.

Перевіряємо чутливість захисту.

 

К_ч=I_тт/I_ст3=(I_cΣ – I_c)/I_с.з.мiн, (2.86)

 

де I_сS - ємнісний струм, А,

I_с – величина струму замикання на землю лінії що захищаються, А,

I_с.з.мін – мінімальний струм спрацювання захисту, А.

 

К_ч=(17,5 – 0,092)/8,6=2,02 >1,25.

 

 

Захист досить чутливий.

Захист від внутрішніх ушкоджень трансформатора.

 

У трансформаторів типи ТМ від внутрішніх ушкоджень застосовують газовий захист. Це пошкодження, які викликані міжвитковими і міжфазними замиканнями у трансформаторі та супроводжуються виділенням газу і зниженням рівня мастила. Газовий захист виконується на реле типу ПГ-22, що працює на сигнал і вимкнення.

Схема релейного захисту наведена на рисунку 2.9.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

 

1. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. – М.: Высш. шк.,1990.

2. Коновалова Л.Л. Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

3. ПУЭ (Правила устройства электроустановок)./ Минэнерго СССР – М.: Энергоатомиздат, 1987.

4. Рожкова Л.Л. Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. – М.: Энергоатомиздат, 1987.

5. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения. Под ред. И.А. Баумштейна и М.В. Хомякова. – М.: Энергоиздат, 1981.

6. Методические указания по курсовому проектированию. – Днепропетровск, 1987.

7. Методические указания по курсовому проектированию. ’’Релейная защита силовых трансформаторов и линий 6¸35 кВ’’ – Днепропетровск, 1987.