Выбор релейных защит для всех элементов понизительной подстанции. Расчет установок защит трансформатора собственных нужд, страница 3

Используем в максимальной токовой защите схему неполной звезды с двумя реле (рисунок 3.4).

Для этой схемы коэффициент схемы k_сх = 1.

Рисунок 3.4 – Схема токовой защиты: неполная звезда с тремя реле.

Определяем ток уставку срабатывания реле по (3.7):

3.4 3ащиту от перегрузки

3ащиту от перегрузки, выполняемую в однофазном однорелейном исполнении с выдержкой времени с действием на сигнал, обычно устанавливают на вторичной стороне трансформатора:

,                                                                            (3.7)

где k_н =1,05 – коэффициент надежности защиты; к_в = 0,85 коэффициент возврата реле; I_н.тр— номинальный ток трансформатора.

Определяем ток срабатывания защиты:

.

Определяем ток уставку срабатывания реле:

4. Проверка трансфоматоров тока по условию 10% погрешности

При проектировании релейной защиты трансформаторы тока дополнительно проверяются по условию 10 % погрешности. В курсовом проекте по расчету трансформаторной подстанции общепромышленного назначения, нами был принят трансформатор ТЛ-10, который имеет следующие параметра:

Uн=10 кВ; Iн1=20 А; номинальная нагрузка в классе Р: 0,6 Ом.

Произведем проверку трансформатора по 10% погрешности. Методику проверки принимаем из [1].

Определим расчетную кратность тока:

m = ,                                                                            (4.1)

где I_расч  - расчетный ток, для большинства токовых защит I_расч = 1,1 I_сз; I_сз – тока срабатывания ТО; I_н1 - номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока.

Тогда, по  формулу (4.1) находим:

m = 1,1 ∙ 439,4537 / 20 = 24,17

По кривым [1] для трансформатора ТПЛ-10 при m = 24,17 определяем допустимое сопротивление вторичной цепи Z_доп = 0,3 Ом. Теперь необходимо сравнить определенное допустимое сопротивление с расчетным значением нагрузки вторичной обмотки трансформатора тока.

 

Рисунок 4.1.  Расчетная схема для нахождения сопротивления нагрузки трансформатора.

Для схемы  (рисунок 4.1) расчетное сопротивление можно определить по формуле:

z_расч=2∙z_пр + z_конт + 2∙z_р,                                                                     (4.2)

где: z_конт = 0,05 Ом – сопротивление контактов при двух приборах; z_р = 0,1 Ом – сопротивление реле (сопротивление катушки тока электронного реле); z_пров – сопротивление соединительных проводов, Ом, которое определяется по формуле:

,                                                                            (4.3)

где: r = 1,75∙10^-8 Ом∙м – удельное сопротивление алюминиевого провода; l_расч = 5м – длина соединительных проводов (принята из условия при использовании КРУН [1]); q_пр = 4,0∙10^-6 м² – сечение проводников, принятое по условию механической прочности.

Теперь, подставляя известные величины в формулы (4.2, 4.3), определим:

.

z_расч  = 2∙0,0218 + 0,05 + 3∙0,1=3,936 > 0,3 Ом.

Из расчетов видно, что трансформатор по 10% погрешности не проходит. Увеличиваем номинальный ток первичной обмотки ТТ до 30 А.

Произведем расчет по формуле 4.1 и найдем допустимое сопротивление вторичной цепи [1].

m = 1,1 ∙ 439,4537 / 30 = 16,097

Тогда по кривым [1] определяем z_доп = 0,5 Ом.

z_расч  = 3,936 > 0,5 Ом.

По результатам проверки видно, что трансформатор тока будет работать с погрешностью менее 10 %.

5. Разработка принципиальной схемы защиты

5.1. Разработка функциональной схемы защиты

На функциональной схеме (рисунок 5.1) разрабатываемой защиты показывают условными обозначениями необходимые измерительные органы и основные узлы защиты от измерительных трансформаторов тока до выходного элемента защиты.

Рисунок 5.1 – функциональная схема ТО, МТЗ и ЗП.

Логическое уравнение функционирования схемы защиты:

,                                                                            (5.1)

где  - дизъюкция – обозначение логической функции ИЛИ; Dt – оператор замедления на время t; I_{A МТЗ}, I_{С МТЗ}, I_{A ТО}, I_{С ТО}  - токи срабатывания.

5.2.  Разработка принципиальной схемы защиты в целом.

В курсовом проекте приводим принципиальные схемы МТЗ и ТО. Принципиальная схема разрабатываемой защиты представлена в приложение схема КП1.1002.65Б.

При разработке схемы защиты предполагалось применение отечественных интегральных микросхем серий 554 и 155. Так, в схеме используется компаратор напряжения с малыми входными токами на микросхеме К554СА3 (компараторы напряжения DD1, DD2, DD3, DD4) и микросхема К155ЛЛ1 (логические элементы ИЛИ DD6.1, DD6.2, DD6.3).