Защиты, устанавливаемые на трансформаторе Т2

На трансформаторе Т2 устанавливается такой же комплект защит, как и на трансформаторе Т1:

- газовая защита;

- дифференциальная защита с торможением на реле типа ДЗТ-11;

- максимальная токовая защита от внешних КЗ;

- максимальная токовая защита от перегрузки.

В результате расчетов получены следующие параметры защит.

Дифференциальная защита.

Ток срабатывания защиты I_{сз ВН} = 281 А;

число витков уравнительной обмотки на стороне НН W_УР1 = 17;

число витков уравнительной обмотки на стороне ВН W_УР2 = 17;

число витков тормозной обмотки W_Т = 5;

коэффициент чувствительности защиты k_ч = 3,65;

время срабатывания защиты t_{сзд Т2} = 0,1 с;

Максимальная токовая защита от внешних КЗ.

Ток срабатывания защиты I_{сз Т2} = 419 А;

время срабатывания защиты t_{сз Т2} = 1,5 с;

коэффициент чувствительности защиты k_ч = 2,6.

Максимальная токовая защита от внешних перегрузок.

Ток срабатывания защиты I_{сзп Т2} = 203,8 А;

время срабатывания защиты t_{сзп Т2} = 1,5 с.

Защита линии W3

Линия W3 35 кВ может использоваться для передачи электрической энергии в двух направлениях. Поэтому на ней целесообразно установить отдельные токовые направленные двухступенчатые защиты со стороны подстанции №2 и подстанции №3.

Ток срабатывания первой ступени защиты (селективной токовой отсечки) на подстанции ПС2 выбирается по условию отстройки от максимального тока КЗ в конце линии W3 в расчетной точке К3 при питании со стороны подстанции №2:

l км ,км

Iк , кА

W3

Iк(3)

Iк(2)

Iсз W32-1

Iсз W32-2

Рис. 2.4. Определение зоны действия токовых отсечек защиты линии W3

подстанции ПС2.

На рисунке 2.4 показаны кривые изменения значений токов КЗ, приведенных к стороне 35 кВ, в месте установки защиты в зависимости от удаленности места КЗ от места установки защиты. Зона действия первой ступени защиты для двухфазного КЗ составляет 0% длины линии. Это означает, что первая ступень защиты не сработает при двухфазном КЗ даже в начале линии. При этих условиях защиту целесообразно выполнять трехступенчатой.

Ток срабатывания второй ступени (токовой отсечки с выдержкой времени) выбирается по условию отстройки от тока КЗ при повреждении в конце зоны действия быстродействующей защиты трансформатора Т2:

Выдержка времени второй ступени защиты должна быть согласована со временем срабатывания быстродействующей защиты , установленной на трансформаторе Т2:

t_{сз W32-2} = t_{сзд Т2} + Δt = 0,1 + 0,4 = 0,5 с.

Третья ступень защиты – МТЗ. Ее ток срабатывания выбирается по условию возврата защиты в исходное состояние в послеаварийном режиме. Этот режим может возникнуть при самозапуске электродвигателей нагрузок Н3 и Н4, если в исходном нормальном режиме трансформатор Т2 получает питание по линии W3 (линия W1 выведена из работы, а секционный выключатель Q11 включен). В случае отключения головной линии W2, последующего ее включения устройством АПВ головной линии W2 и восстановления питания на шинах 35 кВ подстанции №2, в линии W3 может возникнуть наибольший ток:

I_{сзап W32} = I_{сзап Н3} + I_{сзап Н4}. (2.10)

Здесь I_{сзап Н3} – ток в линии W3 в месте установки защиты, обусловленный самозапуском электродвигателей в нагрузке Н3, приведенный к стороне

35 кВ:

I_{сзап Н4} – ток в линии W3 в месте установки защиты, обусловленный самозапуском электродвигателей в нагрузке Н4, приведенный к стороне

35 кВ:

Подставив значения токов I_{сзап Н3} и I_{сзап Н4} в (2.10), получим значение суммарного тока самозапуска в линии W3:

I_{сзап W32} = 126 + 154 = 280 А.

Ток срабатывания третьей ступени:

Максимальная токовая защита линии W3, установленная на подстанции№2, должна быть согласована по току срабатывания с МТЗ трансформатора Т2. Ток срабатывания по этому условию:

I_{сз W32-3} =k_о ∙I_{сз Т2} = 1,1∙336 = 370 А.

Выбираем наибольший ток срабатывания третьей ступени :

I_{сз W32-3} = 370 А.

Коэффициент чувствительности третьей ступени защиты для основного действия:

Здесь - ток в месте установки защиты при двухфазном КЗ в расчетной точке К3 и питании со стороны подстанции №2, приведенный к стороне 35 кВ.

Третья ступень защиты имеет достаточную чувствительность.

Выдержка времени защиты должна быть согласована с выдержкой времени срабатывания МТЗ, установленной на трансформаторе Т2:

t_{сз W32-3} = t_{сз Т2} + Δt = 1,5 + 0,5 = 2 с.

В качестве органа направления мощности в защите используется реле направления мощности РБМ-171, включенное по 90-градусной схеме.

Выбираются параметры защиты, установленной на линии W3 на подстанции №3. Эта защита должна действовать при питании подстанции ПС2 по линии W3, когда линия W2 выведена из работы и секционный выключатель Q11 включен. Эта защита также выполняется трехступенчатой.

Ток срабатывания первой ступени защиты (селективной токовой отсечки) на подстанции ПС3 выбирается по условию отстройки от максимального тока КЗ в конце линии W3 в расчетной точке К2 при питании со стороны подстанции №3:

Графическим путем определяется зона действия первой ступени

(рис. 2.5). Она так же, как и у первой ступени защиты на стороне ПС2, составляет 0% длины линии.

Iк , кА

W3

Iк(3)

Iк(2)

Iсз W33-1

Iсз W33-2

l км ,км

Рис. 2.5. Определение зоны действия токовых отсечек защиты линии W3

подстанции ПС3.

Ток срабатывания второй ступени (токовой отсечки с выдержкой времени) выбирается по условию отстройки от тока КЗ при повреждении в конце зоны действия быстродействующей защиты трансформатора Т1:

Выдержка времени второй ступени защиты должна быть согласована со временем срабатывания быстродействующей защиты , установленной на трансформаторе Т1:

t_{сз W33-2} = t_{сзд Т1} + Δt = 0,1 + 0,4 = 0,5 с.

Ток срабатывания третьей ступени (МТЗ) выбирается по условию возврата защиты в исходное состояние при наибольшем токе самозапуска, возникающем в линии W3. Режим с наибольшим током самозапуска в линии W3 возникает в двух случаях:

1. В послеаварийном режиме после отключения защитой линии W4 и восстановления напряжения на шинах 10 кВ подстанции.

Ток самозапуска равен:

I_{сзап W33} = I_{сзап Н1} + I_{сзап Н2} =238 А.

Здесь I_{сзап Н1} и I_{сзап Н2} – токи в линии W3 в месте установки защиты, обусловленные самозапуском электродвигателей в нагрузке Н1, Н2, приведенные к стороне 35 кВ, определенные ранее.

Ток срабатывания третьей ступени защиты в данном варианте:

2. После отключения головной линии W1, последующего ее включения устройством АПВ на подстанции№1 и восстановления питания на шинах 35 кВ подстанции №3.

Ток самозапуска равен:

I_{сзап W33} = I_{сзап Н1} + I_{сзап Н2} +I_{сзап Н4}=257 А.

Ток срабатывания третьей ступени защиты в данном варианте:

Максимальная токовая защита линии W3, установленная на подстанции№3, должна быть согласована по току срабатывания с МТЗ трансформатора Т1. Ток срабатывания по этому условию:

I_{сз W33-3} =k_о ∙I_{сз Т1} = 1,1∙336 = 370 А.

Выбираем наибольший ток срабатывания третьей ступени :

I_{сз W33-3} = 370 А.

Коэффициент чувствительности третьей ступени защиты в режиме основного действия:

Здесь - ток в месте установки защиты при двухфазном КЗ в расчетной точке К2 и питании со стороны подстанции №2, приведенный к стороне 35 кВ.

Третья ступень защиты имеет достаточную чувствительность.

Выдержка времени защиты должна быть согласована с выдержкой времени срабатывания МТЗ, установленной на трансформаторе Т1:

t_{сз W33-3} = t_{сз Т1} + Δt = 1,8 + 0,5 = 2,3 с.

Реле направления мощности − РБМ-171 (включается по 90-градусной схеме).

Защита линии W1

На головной линии 35 кВ W1 на подстанции ПС1 должна быть установлена трехступенчатая токовая защита.

Ток срабатывания первой ступени (селективной токовой отсечки):

Проверяется отстройка от бросков тока намагничивания трансформаторов:

Отстройка от бросков тока намагничивания трансформаторов обеспечивается.

Определяется зона действия первой ступени защиты (рис. 2.6). Протяженность этой зоны составляет 50% длины линии W1.

Iк , кА

Iк(3)

Iк(2)

Iсз W1-1

Iсз W1-2

l км ,км

Рис. 2.6. Определение зоны действия токовых отсечек защиты линии W1.

Ток срабатывания второй ступени (токовой осечки с выдержкой времени) выбирается по условию отстройки от токов КЗ при повреждении в конце зоны действия быстродействующей защиты трансформатора Т2 и тока срабатывания первой ступени защиты линии W3:

Выбираем наибольшее значение из двух:

Выдержка времени второй ступени защиты должна быть согласована со временем срабатывания быстродействующих защит, установленных на трансформаторе Т2 и линии W3:

t_{сз W1-2} = t_{сз W33-1} + Δt = 0,1 + 0,4 = 0,5 с.

Третья ступень защиты – МТЗ. Ее ток срабатывания выбирается по условию возврата защиты в исходное состояние в послеаварийном режиме. Этот режим может возникнуть при самозапуске электродвигателей всех нагрузок в сети (Н − Н4), если в исходном нормальном режиме трансформаторы Т1 и Т2 получают питание по линии W1 (линия W2 выведена из работы, а секционный выключатель Q11 включен). В этих условиях в случае отключения головной линии W1, последующего ее включения устройством АПВ и восстановления питания на шинах 35 кВ подстанций №2 и №3, в линии W1 может возникнуть наибольший ток:

I_{сзап W1} = I_{сзап Н1} + I_{сзап Н2} + I_{сзап Н3} + I_{сзап Н4}. (2.14)

Подставив в (2.14) значения токов самозапуска электродвигателей нагрузок, определенные ранее, получим:

I_{сзап W1} = 131 + 107 + 126 + 154 = 518 А.

Ток срабатывания третьей ступени защиты:

Коэффициент чувствительности третьей ступени защиты в режиме основного действия:

Здесь - ток в месте установки защиты на линии W1 при двухфазном КЗ в расчетной точке К3, приведенный к стороне 35 кВ.

Третья ступень защиты имеет достаточную чувствительность.

Выдержка времени третьей ступени защиты должна быть согласована с выдержкой времени срабатывания МТЗ, установленной на трансформаторе Т2, и третьей ступени защиты, установленной на линии W3 на подстанции №3:

t_{сз W1-3} = t_{сз W33-3} + Δt = 2,3 + 0,5 = 2,8 с.

Защита линии W2

На головной линии 35 кВ W2 на подстанции ПС1 должна быть установлена трехступенчатая токовая защита.

Расчет защит линии W2 производится аналогично расчету защит линии W1.

В результате расчетов получены следующие параметры защит.

Первая ступень – селективная токовая отсечка:

ток срабатывания защиты I_{сз W2-1} = 4377 А;

время срабатывания защиты t_{сз W2-1} = 0,1 с.

Вторая ступень –токовая отсечка с выдержкой времени:

ток срабатывания защиты I_{сз W2-2} = 3821 А;

время срабатывания защиты t_{сз W2-2} = 0,5 с.

Третья ступень – максимальная токовая защита:

ток срабатывания защиты I_{сз W2-3} = 731 А;

время срабатывания защиты t_{сз W2-3} = 2,5 с.