Обоснование типа защит

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ

Расчет уставок защит участка сети напряжением 37/10,5/0,4 кВ

Расчетная схема участка сети приведена на Рис. 28. Голо­вная линия W1 с односторонним питанием подключена к шинам питаю­щей сети 37 и имеет на приемной стороне два присоединения: одино­чную линию W2 и однотрансформаторную подстанцию Т1 с несколькими нагрузками. По линии W2 передается мощность к двум однотрансфор­маторным подстанциям 2 и 3, из которых трансформатор Т2 подключен непосредственно к шинам 37 кВ, а Т3 работает по схеме блока ли­ния-трансформатор. Предполагается, что все потребители 3 катего­рии, поэтому схема сети не имеет резервирования. Но для повышения надежности электроснабжения на линиях W1 и W2 устанавливаются устройства однократного автоматического повторного включения вык­лючателей, соответственно Q1 и Q2.

Одной из нагрузок подстанции 4 является магистральная линия W4, по которой питаются три одиночных трансформатора, защищаемых с предохранителями. С низшей стороны могут быть установле­ны автоматические выключатели, если чувствительность предохрани­телей при междуфазных и однофазных КЗ за трансформаторами будет недостаточной. Кроме того, в нейтрали трансформаторов со стороны 0,4 кВ может быть установлена специальная защита нулевой последо­вательности от однофазных КЗ.

На расчетной схеме рекомендуется привести карту селективнос­ти (в виде таблиц, см. Приложение 4), которая заполняется по мере опреде­ления уставок срабатывания защит. Другой формой карты селективно­сти, представляемой только для защит с выдержкой времени, являю­тся зависимости времени срабатывания от тока во всем диапазоне срабатываний защиты. Подобные карты селективности содержат харак­теристики только тех защит, которые должны быть согласованы между собой по времени и току срабатывания.

Задана мощность трехфазного КЗ на шинах подстанции 1: 480 МВА. Тип выключателей на напряжение 37 кВ известен - МКП-35. Нап­ряжение оперативного тока в различных узлах расчетной схемы сле­дующее: на подстанции 1 - постоянное; на трансформаторных подстанциях мощностью 6,3 МВА и более используется выпрямленный пе­ременный ток на основе блока питания БП-1002; дополнительно на подстанции 4 для защиты магистральной линии может быть применен переменный оперативный ток с использованием реле прямого действия РТМ и РТВ.

Параметры трансформаторов, линий и нагрузок сведены в табли­цы.

Рис. 28 Расчетная схема участка цепи

Таблица 4.1

Мощность трансформатора

Расчетный параметр	Значение параметра
Т1	Т2	Т3	Т4	Т5	Т6
Мощность трансформатора, МВ ×А			6,3	0,4	0,4	0,25

Таблица 4.2

Длина линий

Расчетный параметр	Значение параметра
W1	W2	W3	W4	W5	W6
Длина ЛЭП, км

Таблица 4.3

Параметры нагрузки

Расчетный параметр	Значение параметра
H1	H2	H3	H4	H5
Мощность нагрузки, МВА		2,7	3,5	2,7	4,5
Коэффициент самозапуска, kсзп	2,8	2,54	2,3	2,7	2,2
Время срабатывания защиты, tс.з. , с	0,7	0,8	0,7	0,8	1,0
Номинальный ток, А

Обоснование типа защит

Согласно ПУЭ, в качестве защиты от токов, обусловленных ко­роткими замыканиями за трансформаторами (Т4, Т5, Т6), могут использоваться предохранители, если мощность этих трансформаторов не превышает 1 МВ^.А.

Для одиночно работающих трансформаторов Т1, Т2, Т3 мощностью 6,3 МВ^.А и более устанавливаются следующие типы защит:

- от многофазных КЗ в обмотках и на выводах - дифференциаль­ная продольная токовая защита; для проектируемых подстанций при расчете дифференциальной защиты рекомендуется использовать наибо­лее совершенное реле с торможением серии ДЗТ;

- для защиты от токов, протекающих через трансформатор при КЗ на шинах низшего напряжения (внешнее КЗ), используют МТЗ с ми­нимальной выдержкой времени;

- для защиты от перегрузки на всех трансформаторах устанав­ливается МТЗ;

- от понижения уровня масла и от повреждений внутри кожуха, сопровождающихся выделениями газа, предусматривается газовая за­щита.

Как указывалось выше, на всех трансформаторных подстанциях источником выпрямленного переменного оперативного тока будет ис­пользоваться блок питания серии БП-1002. Выходная мощность блока составляет 1,0-1,5 кВт. Блок питания представляет собой комбина­цию двух устройств: а) блока напряжения БПН-1002, выполненного трехфазным с двумя первичными обмотками, которые могут соединять­ся последовательно или параллельно, а также в звезду и треуголь­ник; это позволяет включать блок в трехфазную сеть напряжением от 100 до 400 В. Две пары вторичных обмоток соединяются в две звез­ды, которые подключены к двум трехфазным двухполупериодным выпря­мительным мостам с номинальным выходным напряжением 110 В каждый. Последовательное включение мостов обеспечивает выходное напряже­ние 220 В; и б) блока тока БПТ-1002, состоящего из насыщающегося ТТ, подключенного к двум фазным ТТ, вторичные обмотки которых со­единяются параллельно. Поскольку в сети 6, 10, 35 кВ однофазные КЗ не рассматриваются, то такая схема БПТ-1002 в сочетании с БПН-1002 обеспечивает надежное питание защит. Выходной ток надеж­ной работы БПТ-1002 может регулироваться от 8 до 64 А. Переключе­ние секции диодов позволяет получать выходное напряжение 110 В или 220 В.

Для защиты линий W1 и W2, согласно ПУЭ, устанавливаем сту­пенчатые токовые защиты. На первой линии - неселективную отсечку, селективную отсечку с выдержкой времени и МТЗ, а на второй - селективную отсечку мгновенного действия и МТЗ. Защита второй линии также, как и для Т1, должна быть построена на выпрямленном опера­тивном токе, а на первой линии используется постоянный оператив­ный ток.

Для выполнения защиты магистральной линии W4 используется реле прямого действия РТВ. Установка на ней отсечки также может оказаться эффективной. В случае недостаточной чувствительности защиты на РТВ и предохранителей F1, F2, F3 к однофазным КЗ за трансформаторами Т4, Т5, Т6 может быть установлена специальная токовая защита нулевой последовательности [4].