Защита трансформатора с использованием шкафа цифровой защиты типа ШЭ-1111 подстанции «Мудьюга-тяговая»

коэффициентов выравнивания задаются в программе EKRA-SMS.

В соответствии с рекомендациями, приведенными в руководящих указаниях [7], при расчете дифференциальной защиты, будем придерживаться следующего порядка.

3.2.1.1 Определяем первичные токи для всех сторон защищаемого трансформатора, соответствующие его номинальной мощности S_{ном.прох}. По этим токам определяются соответствующие вторичные токи в плечах защиты I_{I в}, I_{II в}, I_{III в}, исходя из коэффициентов трансформации трансформаторов тока к_I  и коэффициентов схемы k_сх. Результаты расчетов сводим в табл.3.2.

3.2.1.2 Выбираем ответвление I_{отв.ном.осн} трансреактора  TAV для стороны, принятой в расчете за основную (110 кВ), исходя из значений номинального вторичного тока по [7],

3.2.1.3 Выбираем ответвления трансреактора TAV или автотрансформаторов тока типа АТ-31 или АТ-32 для других, неосновных сторон 27,5 и 10 кВ, исходя из выбранного ответвления трансреактора  TAV для основной стороны и номинальных вторичных токов в плече защиты на соответствующих сторонах I_{ном.отв.неосн} по [7],

3.2.1.4 Определяем стороны на которых используется торможение. Ввиду наличия питания только со стороны высшего напряжения в целях увеличения чувствительности защиты целесообразно торможение осуществлять только от токов на приёмных сторонах.

3.2.1.5 Выбираем уставку «начала торможения»  на основании п.3.2.1.4.

3.2.1.6 Выбираем ответвления I_{отв.торм.ном} промежуточных трансформаторов тока ТА, исходя из вторичных токов I_ном.в и выбранных в п.3.2.1.3 коэффициентов трансформации  автотрансформаторов тока АТ-31(АТ-32) к_ат, по выражению

 

Расчеты сведены в  табл. 3.3.

Таблица 3.2

Наименование величины	Обозначение и метод определения	Числовое значение для стороны
		110 кВ	27,5 кВ	10 кВ
Первичный ток на сторонах защищаемого трансформатора, А
Коэффициент трансформации трансформаторов тока		300/5	600/5	600/5
Схема соединения трансформаторов тока	–	D	U	U
Вторичный ток в плечах защиты защищаемого трансформатора, А

Таблица 3.3

Наименование величин	Обозначение и метод определения		Числовое значение для стороны
			110 кВ	27,5 кВ	10 кВ
Номинальный ток при­нятого ответвления трансреактора  на основной стороне, А			3,63	–	–
Расчетный ток ответвления  на неосновных сторонах, А			–
Тип автотрансформаторов тока, которые включаются в плечо защиты	По [7, П5.4]		–	–	АТ-32
Номинальный ток используемого ответвления автотрансформаторов тока, к которому подводятся вторичные токи в плече защиты, А			–	–	11,4
Номер используемого ответвления автотрансформаторов тока, к которому подводятся вторичные токи в плече защиты		По [7, П5.4]	–	–	1-8
Номер используемого ответвления автотрансформаторов тока, к которому подключается реле			–	–	1-2
Номинальный ток используемого ответвления автотрансформаторов тока, к которому подключается реле, А			–	–	3,63
Продолжение таблицы 3.3
Номинальный ток принятого ответвления трансреактора на  неосновных сторонах, А	По [7, П5.1]		–	4,25	3,63
Расчетный ток ответв-ления промежуточных трансформаторов тока цепи торможения реле, А			–	4,37
Номинальный ток принятого ответвления промежуточных трансформаторов тока, А	По [7, П5.2]		–	3,75	3

3.2.1.7 Определяем первичный тормозной ток, соответствующий «началу торможения» по формуле

,

.

3.2.1.8 Определяем ток небаланса в режиме, соответствующем «началу торможения», по выражению:

где     k_пер – коэффициент, учитывающий переходный режим (наличие  апериодической составляющей тока), k_пер=1,

     k_одн – коэффициент однотипности трансформаторов тока,

     ε – относительное значение полной погрешности трансформаторов тока, соответствующее установившемуся режиму КЗ, при пятипроцентной погрешности  ε=0,05,

.

3.2.1.9 Определяем первичный минимальный ток срабатывания защиты (ее чувствительного органа) по следующим условиям:

·  отстройки от расчетного первичного тока небаланса в режиме, соответствующем «началу торможения» по [7, (5.1)]:

,

где              к_отс =1,5 – коэффициент отстройки по [7].

·  отстройки от тока небаланса переходного режима внешнего КЗ по [7, (5.2)]:

;

.

За расчетное принимаем большее из полученных значений

3.2.1.10 Определяем относительный минимальный ток срабатывания реле (его чувствительного органа) при отсутствии торможения по [7, (5.6)]. За расчетную принимаем сторону среднего напряжения

.

3.2.1.11 Определяем первичный максимальный ток (п.2.1.1.4), проходящий через защищаемый трансформатор при внешнем КЗ и соответствующий ему максимальный расчетный ток небаланса:

 определён в п.2.1.1.4,

.

3.2.1.12 Определим коэффициент торможения защиты по[7, (5.14)]:

,

.

3.2.1.13 Определяем первичный ток срабатывания отсечки I_с.отс. по условию отстройки от максимального первичного тока небаланса I_{нб.расч} при переходном режиме КЗ на шинах 27,5 кВ по [7, (2.1)]

,

,

.

Уставка отсечки принята равной 6I_{отв.ном.} При такой уставке первичный ток срабатывания отсечки равен

.

3.2.1.14 Определение коэффициентов чувствительности защиты (ее чувствительного органа) к_ч

·  при двухфазном КЗ на стороне СН

где   =386 А (п.2.1.1.4),

·  при двухфазном КЗ на стороне НН

где   =305 А (п.2.1.1.5),

.

Таким образом, коэффициенты чувствительности превышают минимально допустимое значение (по [1] к_ч³2) , следовательно, защита удовлетворяет требованиям по чувствительности.

3.2.2 Максимальная токовая защита с пуском по напряжению

3.2.2.1 Расчёт тока срабатывания

Вначале определяем ток срабатывания МТЗ без пуска по напряжению и проверяем чувствительность защиты

Ток срабатывания отстраивается от максимального тока нагрузки с учётом самозапуска двигателей

где       к_отс  – коэффициент отстройки,

    к_сп – коэффициент самозапуска электродвигателей нагрузки трансформатора,

    к_в – коэффициент возврата,

   I_рабmax – максимальный рабочий ток трансформатора.

При отсутствии информации о к_сп  и  I_рабmax  ток срабатывания