Выбор релейных защит для всех элементов понизительной подстанции. Расчет установок защит трансформатора собственных нужд, страница 2

Обозначения, приведенные в таблице:

АВР - автоматическое включение резерва;

АПВ - автоматическое повторное включение;

ЗЗ0 – защита от замыкания на землю;

ГЗ -  газовая защита;

ДЗ - дистанционная защита;

ДЗН - дистанционная направленная защита;

ДЗТ - дифференциальная защита трансформатора;

ЗМН - защита по минимальному напряжению;

МТЗ - максимальная токовая защита;

МТЗ0 - максимальная токовая защита нулевой последовательности;

ТО - токовая отсечка;

Построим график селективности

Рис.2.1. Схема электроснабжения и график селективности.

3. Расчет уставок защит трансформатора собственных нужд.

3.1 Расчет сопротивлений подстанции

Схема замещения представлена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Схема замещения.

Сопротивления системы можно определить по формуле[4]:

,                                                                            (3.1)

Определим сопротивления системы в максимальных и минимальных режимах:

,

.

Сопротивления ВН и НН понижающего трансформатора

,                                                                            (3.2)

.                                                                            (3.3)

Находим сопротивления ВН и НН понижающего трансформатора.

,

.

Сопротивления обмотки трансформатора собственных нужд:

,                                                                            (3.4)

Находим сопротивления обмотки трансформатора собственных нужд.

3.2 Токовая отсечка без выдержки времени

Токовая отсечка без выдержки времени является основной защитой от к.з. в обмотках трансформатора и на его выводах. Ток срабатывания защиты:

,                                                                            (3.5)

где k_н= 1,3 – 1,4 – коэффициент надежности защиты; I_{к max} – максимальный ток, проходящий через вторичную обмотку при трехфазном к. з; k_т =26,25– коэффициент трансформации.

Определяем максимальный ток, проходящий через вторичную обмотку при трехфазном к.з (точка К2):

Находим ток срабатывания защиты по (3.1):

Чувствительность защиты[1]

 > 2,                                                                          (3.6)

где I_{к min} – минимальный  ток, проходящий через место установки защиты при к. з., на первичной стороне трансформатора.

Определяем минимальный  ток, проходящий через место установки защиты при к. з., на первичной стороне трансформатора (точка К1):

Находим коэффициент чувствительности:

 > 2.

Ток уставки срабатывания реле:

,                                                                            (3.7)

где k_I – коэффициент трансформации трансформатора тока; k_сх – коэффициент схемы.

Используем в токовой защите схему неполной звезды с двумя реле (рисунок 3.3).

Для этой схемы коэффициент схемы k_сх = 1.

Рисунок 3.3 – Схема токовой защиты: неполная звезда с двумя реле.

По заданной мощности трансформатора собственных нужд определяем номинальный ток:

Выбран трансформатор тока типа ТПЛ-10.

Определяем ток уставки срабатывания реле:

,

.

3.3 Максимальная токовая защита

Максимальная токовая защита с выдержкой времени по схеме рис. 16,6 действует при к. з. на шинах собственных нужд и в трансформаторе. Ток

,                                                                            (3.8)

где к_н= 1,15 –1,25 – коэффициент надежности защиты; к_в = 0,85 – коэффициент возврата реле; I_{р max}— максимальный рабочий ток первичной обмотки трансформатора.

Находим максимальный рабочий ток первичной обмотки трансформатора:

Определяем срабатывания защиты:

Выдержку времени защиты по условию селективности действия с предохранителями и низковольтными автоматическими выключателями на шинах собственных нужд принимают 0,5 с. Чувствительность защиты [1]

 > 1,5,                                                                       (3.9)

где I_{к min} – ток однофазного к.з. на шинах собственных нужд.

Ток однофазного к.з. на шинах собственных нужд 0,4кВ [1]:

,                                                                           (3.10)

где U_2ф – фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора, В; Z_тр⁽¹⁾ – полное сопротивление трансформатора при однофазном к.з., мОм.

Определяем ток однофазного к.з. на шинах собственных нужд:

Рассчитываем коэффициент чувствительности:

  > 1,5.

Рассчитаем ток уставки срабатывания реле: