Проектировка понизительной подстанции 110/10 кВ, основным потребителем которой является КНС-12, страница 11

Определим общую нагрузку потребителей собственных нужд подстанции с учётом коэффициента одновременности их загрузки по формуле:

                                                                                                                         

где k_c – коэффициент одновременности нагрузки (принимаем k_c = 0,8);

ΣP, ΣQ – активная и реактивная мощность нагрузки потребителей собственных нужд подстанции.

                             МВ·А.

Мощность трансформаторов собственных нужд определяется по условию:

                                                                  

где n – число трансформаторов собственных нужд на подстанции (n = 2);

k_э – коэффициент экономической загрузки трансформаторов (k_э = 0,7).

                                                 МВ·А.

В качестве трансформаторов собственных нужд подстанции принимаем трансформаторы марки ТМ-63/10.

Трансформаторы собственных нужд подстанции подключаются к секциям шин 10 кВ через ячейку с  предохранителем.

Произведём выбор предохранителей в цепи трансформатора собственных нужд, используя условия:

                                                              

                                                                  

                                                                                                                        

где U_пр.ном – номинальное напряжение предохранителя;

I_пр.ном – номинальный ток предохранителя;

I_вс.ном – номинальный ток плавкой вставки.

Определим номинальный ток трансформатора собственных нужд по формуле:

                                                              

                                                   

Максимальный ток нагрузки трансформатора собственных нужд:

                                                             

                                                    

Номинальный ток плавкой вставки по (7.17):

                                                    

Принимаем к установке предохранители типа ПКТ101-10-8-12,5У3 с номинальным током плавкой вставки 8 А.

8 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Для выполнения комплекса защит силовых трансформаторов проектируемой подстанции будем использовать устройство релейной защиты на микропроцессорной элементной базе SPAD346C. Это устройство выполняет функции:

- продольной токовой дифференциальной защиты (модуль SPDC3D53);

- дифференциальной токовой защиты нулевой последовательности обмотки высшего напряжения от к.з. на землю в сетях с заземлённой нейтралью или токовой защиты нулевой последовательности от однофазных замыканий на стороне высшего напряжения в сетях с изолированной нейтралью (модуль SPCD2D55);

- трёхступенчатой токовой защиты от междуфазных к.з., двухступенчатой токовой защиты от однофазных замыканий на землю и защиты от несимметричной работы (модуль SPCJ4D28).

Устройство SPAD346C относится к разряду интеллектуальных автоматических устройств, обладающих интегрированными функциями и свойствами адаптации к режимам работы трансформатора. Встроенная самодиагностика и выдача информации о неисправностях повышают надёжность функционирования устройства.

Функциональная схема устройства приведена на 6-м листе графической части проекта.

8.1 Продольная дифференциальная защита силового трансформатора

Принципиальное отличие продольной дифференциальной токовой защиты, выполненной на основе устройства релейной защиты SPAD346C, от защиты, использующей аналоговые реле, состоит в программном уравнивании токов в плечах защиты. В связи с этим появляется возможность независимо от группы соединения обмоток защищаемого трансформатора использовать одинаковую схему соединения трансформаторов тока, как с высшей, так и с низшей стороны и не учитывать составляющие тока небаланса, обусловленные разнотипностью трансформаторов тока и регулированием напряжения трансформатора.

Для отстройки от тока небаланса, обусловленного погрешностью трансформаторов тока, применяется торможение при внешних к.з.

Первая грубая ступень защиты аналогична дифференциальной токовой отсечке, её ток срабатывания определяется отстройкой защиты от броска тока намагничивания трансформатора и может быть принят равным:

                                                                                                                    

где I_Т.ном – номинальный ток силового трансформатора.

Найдём номинальный ток силового трансформатора:

                                                             

                                                   

Определим ток срабатывания первой грубой ступени дифференциальной защиты трансформатора по формуле (8.1):

                                               

Время срабатывания первой ступени защиты составляет не более 40 мс.

Определим коэффициент чувствительности защиты:

                                                          

                                                  

Т.о. первая ступень защиты удовлетворяет требованиям чувствительности.

Вторая чувствительная ступень дифференциальной защиты для отстройки от броска тока намагничивания имеет блокировку по второй и пятой гармонике тока намагничивания и автоматически загрубляется при внешних к.з. Её начальный ток срабатывания принимается равным:

                                                      

                                               

Определим коэффициент чувствительности второй ступени дифференциальной защиты по (8.3):

                                                  

Вторая ступень дифференциальной защиты удовлетворяет требованиям чувствительности.

8.2 Защита от междуфазных коротких замыканий

Ток срабатывания токовой отсечки выбирается по формуле:

                                                      

где  – коэффициент отстройки;

K_Т – коэффициент трансформации силового трансформатора.

                                                 

Уставка токовой отсечки устройства SPAD346C регулируется в пределах: