Iс.о / Iном.рц= 2; Iс.мгн.= 25 кА.
Iном.рц= 0,8* Iном.а= 0,8*1000= 800 А
Определим максимальный рабочий ток нагрузки для трансформатора Т6:
А
Выбираем выключатель ВА55-43 с полупроводниковым расцепителем и данными:
Iном.а= 1600 А; Iном.рц/ Iном.а= 0,8; tс.о= 0,2 с;
Iс.о / Iном.рц= 2; Iс.мгн.= 31 кА; Iотк.=80.
Iном.рц= 0,8* Iном.а= 0,8*1600=1280 А
1) Условие не срабатывание отсечки при номинальном токе нагрузки с учетом самозапуска двигателя:
Iс.о.= Кн* Кс.з * Iраб.макс =1,5*2*1011,5=3034,5 А
где Кн=1,5 - преимущественно двигателя нагрузки;
Кс.з=2 - коэффициент самозапуска.
2) Не срабатывание при полной нагрузке секции и пуске двигателя:
Iс.о.с.? Котс(Iраб.макс-Iном.дв.+Iпуск.дв)
Iс.о.с.?1,5*(1011,5-55,4+360,1)=1974,3 А
3) Согласование отсечкой автомата защищаемого двигателя:
Iс.о.с.? Кн.с.*Iс.о.дв=1,4*3034,5=4248,3 А
где Кн.с.=1,4 - коэффициент надежности согласования.
4) Так как выключатель селективности с трехступенчатой защитой характеристикой, то должна выполнятся условие:
Iс.мгн?Iк8
31?13,60
Принимаем: Iс.о.с=4248,3 А.
Выставляется на выключателе SF уставка:
Iс.о.в.= 2*Iном.рц=2*1280=2560 А
Время срабатывания отсечки
tс.о.в.= tс.о.дв.+ ?t=0+0,2=0,2 с
где tс.о.дв.-время срабатывания отсечки двигателя, с;
?t=0,2 с-ступень селективности для выключателей ВА.
Чувствительность отсечки:
Уставка защиты от перегрузки:
Iс.п.с.= 1,25*Iном.рц=1,25*1280=1600 А
Чувствительность защиты от перегрузки:
2.2 Выбор вводного выключателя
Выбираем вводный автомат за трансформатором Т6. При его выборе учитывается допустимая аварийная перегрузка трансформатора на 40%.
Максимальный рабочий ток:
А
Выбираем выключатель ВА75-45 с полупроводниковым расцепителем и данными:
Iном.а= 2500 А; Iном.рц/ Iном.а= 1; tс.о= 0,2 с;
Iс.о / Iном.рц= 2; Iс.мгн.= 36 кА; Iотк.=60.
Iном.рц= 1* Iном.а= 1*2500=2500 А
1) Несрабатывание защиты при действии АВР секционного выключателя, который подключает нагрузку другой секции потерявшей питание, в условиях самозапуска:
Iс.о.в.? Котс(Iраб.макс2с+ К/отс.* Iраб.макс1с)
где А
А
Iраб.макс1с= IТ?+ Iдв.=96,3+55,4=151,7 А
К/отс.=1,5 - при преимущественно двигателей нагрузки.
Iс.о.в.?1,5*(1011+1,5*151,7)=1858 А
2) Несрабатывание при полной нагрузки секции и пуске двигателя:
Iс.о.в.? Котс*(Iраб.макс1с- Iном.дв.+ Iпуск)
Iс.о.в.?1,5*(151,7-55,4+360,1)=685 А
3) Согласование с уставкой автомата имеющего наибольшую уставку - секционного:
Iс.о.в.? Кн.с.*Iс.о.с=1,4*4248,3=5947,62 А
4) Ток срабатывание мгновенно должен быть больше токов к.з.:
Iс.мгн?Iк8
36?13,60
Выставляется на выключателе уставка:
Iс.о.в.= 2*Iном.рц=2*2500=5000 А
Время срабатывания отсечки
tс.о.в.= tс.о.с.+ ?t=0,2+0,2=0,4 с
Чувствительность отсечки:
Уставка защиты от перегрузки:
Iс.п.с.= 1,25*Iном.рц=1,25*2500=3125 А
Чувствительность защиты от перегрузки:
3. Защита и автоматика элементов высоковольтной сети
3.1 Защита трансформаторов Т5 и Т6
Для трансформаторов мощностью 750 кВА включительно в качестве основной зашиты от КЗ в обмотках и их выводах используются плавкие предохранители. Поскольку предохранители частично защищают трансформатор, они дополняются газовой защитой, а также специальной токовой защитой нулевой последовательности (ЗНП) от однофазных КЗ на землю в сети 0,4 кВ.
А) Выбор плавких предохранителей производится по условиям:
1.Uном.пр=Uном.с;
2.Iном.откл.пр.? Iкз в месте установки;
3.Iном.вс для предохранителей установленных на стороне ВН трансформатора выбирается равным примерно двухкратному Iном.тр. При этом обеспечиваются лучшие условия для селективной работы с автоматическими выключателями на стороне НН трансформатора.
4.Iном.пр ? Iном.вс.
Для трансформаторов Т2:
Номинальный ток:
А
где Sном.т2- номинальная мощность Т2, кВА;
Uном- номинальное напряжение сети,кВ.
Iном.в.с.= 2*0,7*Iном.Т2=2*0,7*41,3=58 А
Выбираем предохранитель типа ПКТ103-10-80-20 с параметрами:
Iном.пр.=80 А; Iном.в.с=80 А; Iном.откл.пр= 20 кА.
Для трансформаторов Т3:
Номинальный ток:
А
Iном.в.с.= 2*0,7*Iном.Т3=2*0,7*55=77 А
Выбираем предохранитель типа ПКТ103-10-80-20 с параметрами:
Iном.пр.=80 А; Iном.в.с=80 А; Iном.откл.пр= 20 кА.
Б) Токовая защита нулевой последовательности:
Специальная токовая защита нулевой последовательности устанавливается, главным образом, для улучшения резервирования защит от однофазных повреждений в низковольтных сетях. Она выполняется с помощью токо-вого реле КАО, включаемого через транформатор тока ТАZ в нейтраль трансформатора Т3.
Ток срабатывания ЗНП выбирается из условия:
Iсз ? Котс* Iнб=0,5* Iном.Т2.= А
Iсз ? Котс* Iнб=0,5* Iном.Т3.= А
где Котс- коэффициент отстройки;
Iнб - ток небаланса, А.
Время срабатывания ЗНП выбирается минимальным. «Правила» допускают не согласовывать ЗНП с защитами отходящих элементов 0,4 кВ, т.е. допускают неселективное отключение трансформатора. Проверка чувствительности осуществляется в большинстве случаев при однофазных КЗ на землю со стороны низковольтного ввода трансформатора, т.е. в основной зоне (К(1)ч.доп?1,5).
Чувствительность защиты в основной зоне для трансформаторов:
Защита нулевой последовательности трансформаторов Т2 и Т3 обеспечивается.
3.3 Защита магистрали воздушной линии «W1-W2»
Для защиты линии от КЗ используется максимальная токовая защита и токовая отсечка. Принимается выполнение ТО и МТЗ по схеме неполной звезды с реле тока РТ-85.
Ток срабатывания отсечки (реле КА1,КА2) определяется по условиям:
а) отстройки от тока КЗ за трансформатором Т2
Iс.о.= Котс* IК6
где Котс=1,4 коэффициент отстройки для реле РТ-85.
Iс.о= 1,4* 540=756 А
отстройки от тока КЗ за трансформатором Т3
Iс.о.= Котс* IК8
где Котс=1,4 коэффициент отстройки для реле РТ-85.
Iс.о= 1,4* 530=742 А
б) отстройки от бросков тока намагничивания Т2,Т3
Iс.о= 4 Iном тУ
где А.
Iс.о= 4*101,1=404,4 А
Принимается Iс.о=756 А
Ток срабатывания реле:
А
где Ксх- коэффициент схемы, 1;
nта- коэффициент трансформации трансформатора тока 400/5.
Выбирается реле РТ-85 с уставкой тока 9 А, Тогда Iс.о=756 А
Чувствительность отсечки
1. Определяется ток срабатывания МТЗ линии «W1-W2»
А
где Котс- коэффициент отстройки 1,4 (реле РТ-85);
Ксзп- коэффициент самозапуска, 2;
Кв- коэффициент возврата реле 0,9 (для РТ-85);
Iраб.макс= Iном.тУ=101,1 А.
Ток срабатывания реле:
А
где Ксх- коэффициент схемы, 1;
nта- коэффициент трансформации трансформатора тока 400/5.
Выбирается реле РТ-85 с уставкой тока 4 А, Тогда Iсз=315 А.
Проверяется чувствительность МТЗ при КЗ в основной зоне защиты:
Чувствительность защиты в зонах резервирования, т.е. при КЗ на шинах НН трансформаторов Т2 и Т3:
МТЗ линии "W1-W2" обладает достаточной чувствительностью к повреждениям за трансформаторами Т2 и Т3.
Порядок согласования:
а) на карте селективности в осях ток-время строится токовая защитная характеристика вставки предохранителя ПКТ103-10,5-80-20;
б) с учетом разброса характеристики предохранителя, ток срабатывания МТЗ воздушной линии должен быть не менее чем на 40% больше тока плавкой вставки предохранителя соответствующего времени действия защиты в начальной части характеристики (не менее 5 сек.)
а) ступень селективности ?t = 0.6 c между характеристиками предохранителя и МТЗ магистрали с реле РТ-85 должна обеспечиваться при всех возможных значениях тока КЗ.
Таблица 4
|
К
|
1
|
1,5
|
2
|
2,5
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
|
|
t, c
|
5
|
2
|
1,5
|
0,9
|
0,7
|
0,65
|
0,6
|
0,55
|
0,5
|
|
|
I, A
|
315
|
473
|
630
|
788
|
945
|
1260
|
1575
|
1890
|
2205
|
|
|
где: .
Для повышения надёжности электроснабжения и исправления неселективного действия линия W1-W2 оборудуется устройством автоматического повторного включения однократного действия. Принимается типовое устройство РПВ-358 со временем срабатывания . Время возврата определяется продолжительностью заряда конденсатора 15-20 сек., которая надёжно обеспечивает однократность действия устройства АПВ.
Схема устройства Автоматика повторного включения
Рис. 3
3.4 Защита секционного выключателя
Для защиты секционного выключателя применяется МТЗ, выполненная по схеме неполной звезды с реле РТ-85. Для повышения её чувствительности она дополняется комбинированным пусковым органом напряжения.
Определяется ток срабатывания МТЗ секционного выключателя:
а) по условию несрабатывания защиты в режиме самозапуска нагрузки первой секции шин 10,5 кВ ГПП
А
где Котс=1,4 для реле РТ-85;
Ксзп=2;
Кв=0,9 (РТ-85).
А.
б) по условию согласования чувствительности МТЗ секционного выключателя с защитой воздушной линии «W1-W2»
Iс.з.с.в= Кн.с( Iс.з.л+ Iраб.макс.(N-1))=1,4*(315+366,1)=953,54 А
где Кн.с.=1,4 - коэффициент надежности согласования.
Iсз.л=315 А (МТЗ воздушной линии «W4-W5»)
Iраб.макс.(N-1)= Iраб.макс.1с= А
Выбирается уставка Iсз.св=1920 А
Ток срабатывания реле:
А
где nта=750 ? 5
Проверяется чувствительность защиты секционного выключателя:
Напряжение срабатывания минимального реле напряжения
В
nтv=11000 ? 100- коэффициент трансформации трансформатора напряжения, подключённого к шинам 10,5 кВ ГПП, от которого питаются реле пускового органа защиты.
где
Котс=1,4 для реле РТ-85;
Кв=0,9 для реле РТ-85;
Uмин=0,7*Uн=0,7*10,5=7,35 кВ
Время срабатывания защиты секционного выключателя выбирается таким образом, чтобы при ее токе срабатывания (1920 А) соблюдалась ступень селективности между зажимами линии "W1-W2" и секционного выключателя. Защита линии "W1-W2" при токе 315 А сработает через tл= 1,0 с. Тогда время срабатывания защиты секционного выключателя принимается равным:
tсв= tл+ ?t=1,0+0,6=1,6 с
где ?t=0,6 c - ступень селективности.
3.5 Выбор защиты высоковольтного двигателя
Рисунок 4
1. Для защиты электродвигателя от многофазных КЗ используется токовая отсечка с реле РТ-85, собранными по схеме неполной звезды.
Уставка отсечки
Iс.з.= Котс.* Iпуск=1,4*455,4=637,56 А
где Котс- коэффициент отстройки 1,4 (реле РТ-85);
Iпуск.- пусковой ток электродвигателя при номинальном напряжении питающей сети и закороченных пусковых устройствах.
Iпуск.= Кп.* Iном.дв.=6,6*69=455,4 А
где Кп. - коэффициент пуска Кп = 6,6;
А
Ток срабатывания реле:
А
где nта=400 ? 5
Выбирается реле РТ-85 с уставкой тока 8 А, тогда Iсз=638А.
Чувствительность отсечки
где А
2. Защита электродвигателя от перегрузки выполняется с реле РТ-85 (реле КА1, КА2) и действует на сигнал.
Ток срабатывания защиты от перегрузки
А
где Котс- коэффициент отстройки 1,4 (реле РТ-85);
Кв- коэффициент возврата реле РТ-85, 0,9.
Ток срабатывания реле:
А
где nта=400 ? 5
Выбирается реле РТ-85 с уставкой тока 1 А, Iсз=107 А
4. Защита и автоматика трансформатора ГПП
Для трансформатора Т1 предусматривается продольная дифференциальная защита, газовая защита, МТЗ и защита от перегрузки.
Дифференциальная защита:
Дифференциальная защита является основной, быстродействующей защитой при повреждении обмоток, вводов и ошиновок трансформаторов. Согласно руководящим указаниям по релейной защите её установка обязательна на одиночно работающих трансформаторах мощностью 6300 кВА и выше.