Выбор средств защиты электрической сети. Выбор установок защиты участка электрической сети

Номинальный ток должен быть как можно ближе к рабочему току установки, так как недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешностей;

-  по конструкции и классу точности;

-  по электродинамической стойкости:

iykэд∙∙I1ном ,                                                                  (8.3)

где     iy - ударный ток к. з. по расчету;

kэд – кратность электродинамической стойкости по каталогу;

I1ном  - номинальный первичный ток трансформатора тока.

-  по термической стойкости

Bk(kт I1ном)tт,                                                          (8.4)

где     Bk - тепловой импульс по расчету;

kт - кратность термической стойкости по каталогу;

tт – время термической стойкости по каталогу;

-  по вторичной нагрузке

z2  z2ном,                                                                   (8.5)

где   z2 – вторичная нагрузка трансформатора тока;

z2ном – номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности.

Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому z2 » r2. Вторичная нагрузка r2 состоит из сопротивления приборов rприб, соединительных проводов rпр и переходного сопротивления контактов rк:

r2 = rприб  + rпр  +  rк.                                                                                     (8.6)

Сопротивление приборов определяется по выражению

rприб =,                                                                                                  (8.7)

где   Sприб – мощность потребляемая приборами,

I2 – вторичный номинальный ток прибора.

Сопротивление контактов принимается 0,05 Ом при двух-трех приборах и 0,1 Ом при большем числе приборов. Сопротивление соединительных проводов зависит от их длины и сечения. Чтобы трансформатор тока работал в выбранном классе точности, необходимо выдержать условие

rприб + rпр + rк  z2ном,                                                  (8.8)

rпр = z2ном – rприб - rк.                                                   (8.9)

Зная rпр, можно определить сечение соединительных проводов

q=,                                                                    (8.10)

где   r - удельное сопротивление материала  провода (r=0,0283);

lрасч -расчетная длина, зависящая от схемы соединения трансформаторов тока.

Сравнение расчетных и каталожных данных  приведено в табл. 8.1 и 8.2

Таблица 8.1. Сравнение данных КЛ-1005

Расчетные данные	Каталожные данные
Uуст = 10,5 кВ	Uном = 10 кВ
Imax =1282 A	Iном =1500 A
iy = 100 кА	Не проверяется
Bk = 2976 кA∙c	(kT∙Iном)∙tT=(36∙1,5)∙3=8748 kA∙c

Таблица 8.2.  Сравнение данных КЛ-1026

Расчетные данные	Каталожные данные
Uуст = 10,5 кВ	Uном = 10 кВ
Imax =330 A	Iном =1000 A
iy = 100 кА	Не проверяется
Bk = 992,25 кA∙c	(kT∙Iном)∙tT=(55∙1,5)∙1=6806,25 kA∙c

Проверяем выбранные трансформаторы тока по вторичной нагрузке.

Общее сопротивление приборов:

rприб = ==0,204 Oм.

Таблица 8.3.  Вторичная нагрузка трансформатора тока

Прибор	Тип	Нагрузка , ВА, фазы
Амперметр		0,1	0,1	0,1
Счетчик активной энергии	U-680	2,5	-	2,5
Счетчик реактивной энергии		2,5	2,5	2,5
Итого		5,1	2,6	5,1

Вторичная номинальная нагрузка, трансформатора тока в классе точности 0,5 составляет 0,8 Ом. Сопротивление контактов принимаем 0,1 Ом, тогда сопротивление проводов:

rпр = r2ном – rприб  - rк = 0,8 – 0,204 – 0,1 = 0,496 Ом.

Принимая длину соединительных проводов с аллюминиевыми жилами 30 м, определяем сечение:

q =  мм.

Принимаем контрольный кабель АКВРГ с жилами сечением 4 мм.

Производим выбор токов и времени срабатывания максимальной токовой защиты. МТЗ должна надежно срабатывать при поврежденных и бездействовать при нормальных режимах работы потребителей, то есть быть отстроенной от максимальных токов нагрузки [11].

Ток срабатывания МТЗ определяется по трем следующим условиям:

1)  защита не должна приходить в действие при прохождении по защищаемому элементу максимального тока нагрузки;

2)  защита должна надежно действовать при коротком замыкании, происшедшем на защищаемом участке, и иметь коэффициент чувствительности в конце этого участка не менее 1,5;

3)  защита должна действовать при коротком замыкании, происшедшем на смежном участке и иметь коэффициент чувствительности в конце смежного участка не менее 1,2.

Рис.8.3. Исходный участок сети.

На нашем участке комплект защит устанавливается на каждой линии со стороны источника питания с распределительного пункта РП1. Но этот вариант не эффективен, так как при аварийном режиме большая часть трансформаторных подстанций остается без электроэнергии. Чтобы уменьшить недоотпуск электроэнергии, я предлагаю поставить еще один комплект защиты посередине участка, а также на секционном выключателе.

При исчезновении напряжения на первой секции секционного выключателя должно сработать АВР и запитывает  участки сети электроэнергией.

          Рис.8.4. Реконструированный участок сети.

Для выполнения первого условия ток срабатывания реле максимальных токовых защит должен соствлять [11]:

Iс.з = ∙Iраб.max ,                                                  (8.11)

где   kн – коэффициент надежности, принимаем равным 1,1¸1,2;

kсзп – коэффициент самозапуска (1,5¸2,5), показывающий во сколько раз увеличивается ток нагрузки линии после отключения внешнего к.з.

kв – коэффициент возврата токового реле, принимаем равным 0,8¸0,85.

Iраб.max – максимальный установившийся ток нагрузки линии, А.

Ic.з.1 = A;

Iраб.max1 = Ii =110+ 60+295+47+300+250+205+15+330 = 1612 A;

Ic.з.2 =∙ 1502 = 2915,65 А;

Iраб.max2 = Iраб.max1 – I1 = 1612 –110 = 1502 A;

Ic.з.3 =∙ 1100 = 2135,3 А;

Iраб.max3 = Iраб.max2 – I2 - I3 -I4 = 1502 – 60-295 – 47 = 1100 A;

Ic.з.4 =∙ 1267 = 2459,5 А;

Iраб.max4 = Iраб.max1 – I8 = 1612 – 330 = 1267 A;

Ic.з.5 =∙ 1612 = 3129,2 А.

Ток срабатывания реле (установка) определяется как

Ic.р = Ic.з  ∙ kcx /nТ,                                                           (8.12)

где   nТ – коэффициент трансформации трансформаторов тока;

Kcx – коэффициент схемы соединения трасформаторов тока; для полной