Материал: 42325 кузя

7. Коэффициент чувствительности при параллельной работе трансформаторов определяется отношением намагничивающей силы при металлическом КЗ F_{ВНС, раб} к максимальной намагничивающей силе на границе срабатывания F_{раб, ср.} Последняя определяется по значениям F_{ВНС, раб} и намагничивающей силы тороможения F_{ВНС, торм} по тормозным характеристикам реле (см. рис.5). В остальных режимах коэффициенты чувствительности равны отношению токов КЗ к току срабатывания защиты.

В результате первичного расчета, приведенного в табл. 6, получен крайне низкий коэффициент чувствительности( К_ч,_ВСН =1), увеличить его можно за счет увеличения рабочей и уменьшения тормозной намагничиваюшей силы . Этого можно добиться за счет увеличения коэффициентов трансформации высокой и средней обмоток . Вторичный расчет, проведенный после выбора соответствующих трансформаторов тока , приведен в табл.6.1 ( получен К_ч,_ВСН =2.4).

1.6.Расчет защиты обмотки вн трансформатора от внешних кз.

Наиболее простой является МТЗ, реализуемая с помощью токовых реле РТ-40. В случае недостаточной чувствительности может быть рекомендована МТЗ КП или МТЗ ПН. Ток срабатывания определяется из отношений

I_сз>= I_{раб, max} · K_з · K_сз / K_{в, I}, (1)

I_сз>= I_{сз, пред} · K_{отс, с} , (2)

где I_{раб, max} – максимальный рабочий ток на стороне, где установлена защита, для обмотки ВН, может приниматься равным номинальному току обмотки;

K_з =1,2 – коэффициент запаса, учитывающий погрешности;

K_сз – коэффициент самозапуска, для МТЗ КП или МТЗ ПН его при- нимают равным 1,0, а для МТЗ его значение определяется рас- четом. Для приближенной оценки при малой доле двигатель- ной нагрузки принимают 1,5–2,0, при большой доле – 3,0–6,0;

K_{в, I}=0,8 – коэффициент возврата токового реле.

I_{сз, пред} – максимальный ток срабатывания защиты предыдущего эле- мента, приведенный к той стороне, на которой установлена защита. Для рассматриваемого примера согласовывают с МТЗ ввода 27,5 кВ и фидера районной нагрузки.

K_{отс, с}=1,1 – коэффициент отстройки по селективности.

Коэффициент чувствительности должен быть не меньше нормативных значений и определяется по выражению

K_{ч, I} = 0,87·I_{min ,к} / I_сз, (3)

где I_{min ,к} – минимальный ток трехфазного КЗ в конце защищаемой зоны.

Нормативное значение коэффициента чувствительности для основной зоны защиты K_{ч, I, О} =1,5, для зоны резервирования (в конце смежной линии потребителя) – K_{ч, I, Р} =1,2. Для обмотки ВН основная зона простирается до шин СН и НН.

Ток срабатывания реле определится по формуле

I_ср=I_сз ·K_сх / K_I, (4)

где Ксх - коэффициент схемы;

К1 - коэффициент трансформации трансформатора тока. ­По величине тока срабатывания реле выбирается реле тока.

Ток срабатывания защиты для районной нагрузки:

Iсз>= 79·1.2·1.5/0.8=177,75 А.

Расчет параметров защиты для стороны 10,5 кВ.

Iсз. >= 420·1.2·1.5/0.8=945 А,

Iсз. >= 177,75· 1,1 =195,5 А ,

Iсз. = 945 А,

Коэффициент чувствительности для основной зоны защиты :

К_{Ч,1, О} = 0,87 ·1070/945 =3,9

Ток КЗ на конце линии фидера районной нагрузки

где U_C - напряжение системы. U_C=10 кВ.

Z_ – полное сопротивление до точки КЗ.

Z_ = Z_л + Z_Л*

где Z_л – сопротивление линии районной нагрузки. Для ААБ-3х70

Z_л= Ом/м

Z_Л* - сопротивление линии до шин 10,5 кВ

Z_Л* =

Где I_КЗ – ток КЗ на шинах 10,5 кВ ,

Z_Л* = Ом;

Z_ =2,28+0,56=2,84 Ом;

кА.

Коэффициент чувствительности для зоны резервирования :

К_{Ч,1, Р} = 0,87 ·2240/945 =2.06

Ток срабатывания реле :

Icp= 945·1/200=4.7 А­.

Расчет параметров защиты для стороны 27.5 кВ.

Ток срабатывания защиты для фидера КС:

Iсз>= 650·1.2·1.5/0.8=1462,5 А.

Iсз. = 1500 А.

Коэффициент чувствительности для основной зоны защиты :

К_{Ч,1, О} = 0,87 ·2240/1500 =1,3.

Так как К_{Ч,1, О}  1,5, поэтому устанавливаем защиту на сумму токов.

Ток срабатывания реле :

Icp= 1500·1/120=12,5 А­.

Расчет параметров защиты для стороны 220 кВ.

Iсз. >= 98·1,2·1,5/0,8=220,5 А,

Ток срабатывания предыдущего элемента приведенный к стороне 220 кВ

На стороне 10,5 кВ равен Iсз,пред = 945(11/230)=45.2 А.

На стороне 27,5 кВ равен Iсз,пред = 1500(27,5/230)=179,35 А.

Iсз. >= 45.20·1,1=49.72 А,

Iсз. >=179,35·1,1=198 А,

Iсз. = 198 А

Кч, I= 0,87·2240/198=9.8 ,

1.6.1. Расчет пусковых органов для мтз

Для МТЗ с пусковыми органами для каждой из сторон СН и НН выбираются линейное напряжения срабатывания минимального реле KV1. Выбор производится по условиям возврата реле после отключения внешнего КЗ и отстройки от напряжения самозапуска:

U_сз<= K_снж· U_раб /(K_{отс, U} · K _{В, U} ), (5)

U_сз<=0,7·U_раб /K_{з, U} , (6)

где U_раб – номинальное рабочее напряжение в месте установки реле;

K_снж =0,85–0,95 – коэффициент снижения напряжения;

K_{з, U} =1,2 – коэффициент запаса;

K _{В, U} =1,1–1,2– коэффициент возврата реле напряжения.

Для фильтр-реле напряжений обратной последовательности KV2 напряжение срабатывания принимается U_{2, сз}=0,06·U_раб.

Коэффициент чувствительности определяются для КЗ в расчетной точке. Для реле напряжения KV1

K_{ч, U}=U_сз · K_{в, U} / U _max, (7)

где U _max – максимальное напряжение в месте установки защиты.

Коэффициент чувствительности для фильтр-реле KV2

K_{ч, U2}= U_{2 min} /U_{2 сз},

где U_{2 min}– максимальное напряжение обратной последовательности в месте установки защиты.

Для расчета КЗ на линиях составляются схемы замещения (рис.6). Параметры в пределах одной схемы необходимо приводить к одному напряжению (ВН, СН или НН) и одному виду замыкания (двухфазному, трехфазному). Для двухфазного КЗ можно принять, что в месте повреждения напряжение обратной последовательности равно половине номинального U_N. Для реле напряжений необходимо обеспечить для основной зоны коэффициент чувствительности K_{ч, U, О} = K_{ч, U2, О} =1,5, для зоны резервирования – K_{ч, U, Р} = K_{ч, U2, Р} = 1,2.

Расчет мт3 с кп для стороны 220 кВ при к3 на 27,5 кВ.

Uсз<= 0,9·27,5/(1,5 ·1,15) = 14.3 кВ,

Uсз<=0,7·27,5/1,2 = 16 кВ.

Uсз =14.3 кВ.

Для реле напряжения КУ 1 КЗ будем рассматривать на расстоянии 3 км от шин

Z_K = Z₂₁·l =0,339·3= 1,017 Ом,

Umax = (Uc.max. · Z_K)/(Zk +Zп) = (28,9 *1.017)/(287+1.017) =0.102 кВ,

К_{чуст. Уl}=14.3*1,2/0.102 = 16.8 .

Для фильтр- реле КУ2:

U2 сз = 0,06 * 27,5 = 1,65 кВ ,

К_{чуст. У2} = U2 min / U2 сз = (0,5 * 27,5 )/1,65=8,3 .

1.7. Расчет уставок защит шин 27,5 кВ.

Уставка МТЗ ввода рассчитана по формуле(1), а коэффициент чувствительности – по формуле (3). При этом в качестве рабочего максимального тока принят ток обмотки СН, а минимальный ток двухфазного кз определен для кз на шинах СН (см. рис.3)с учетом его доли контролируемой ТТ стороны СН понижающего трансформатора.

Уставка срабатывания дистанционной защиты ввода может приниматься равной уставке 3-й ступени дистанционной защиты фидера подстанции Z _{ДЗ, С} = Z _{У, ДЗ3} (см. расчет защит тяговой сети).

Уставка защиты минимального напряжения U_{сз, ЗМН} рассчитывается по формуле (5). Коэффициент чувствительности вычисляется по формуле

K_{ч, U}=U_{сз, ЗМН} / U _{max, ПП}.

Максимальное напряжение при двухфазном КЗ на питающей линии при подпитке от смежной подстанции вычисляется по выражению

U_{max, ПП} =U_{max, С} · Z_{П, max} / (Z_{П, min} + Z_{ТС, min} + Z_{П, max}),

где Z_{П, max}, Z_{П ,min} – сопротивления защищаемой подстанции в режиме минимума и максимума ЭС, приведенные к стороне 27,5 кВ (см. табл.5);

Z_{ТС, min} – минимальное сопротивление тяговой сети между смежными подстанциями.

Для рассматриваемого варианта данных:

Z_{П, max} =2·Z_{27,5, max}·(U_{ср, С} /U_{ср, В})² = 2·353·(27,5/230)²=10,1 Ом;

Z_{П, min} =2·Z_{27,5, min}·(U_{ср, С} /U_{ср, В})² = 2·144·(27,5/230)²=4,1 Ом;

Z_{ТС, min} =Z₂₂·L₂₂ +Z₁₁·L₁+Z₂₂·L₂₁=0,234·10+0,385·20+0,234·20=14,72 Ом.

U_{max, ПП} =28,9·10,2/(10,2+4,1+14,72)=10,2 кВ ,

K_{ч, U} = 14,3/10,2 =1,4 .