Расчет релейной защиты силового трансформатора

7  Расчет релейной защиты силового трансформатора

Токи трехфазного К.З. для точек К1 – К.З. до трансформатора и К2 – К.З. за трансформатором при максимальном и минимальном режимах питающей системы, а также сопротивление системы, рассчитанные в пункте 4 по программе «TКZ», представлены в таблице 7.1.

Таблица 7.1 – Данные для расчета релейной защиты силового трансформатора

u_к.max= 11 %, u_к.min = 9,5 %, u_к.ср = 10,5 % - соответственно максимальное, минимальное и среднее значения напряжения короткого замыкания трансформатора.

Сопротивления трансформатора в максимальном и минимальном режимах, Ом,:

7.1Расчет МТЗ кабельной линии (защита 1)

Расчет МТЗ линии фидера №14  протяженностью 0,25 км с кабелем марки ААШв –3х240, имеющего следующие параметры r₀ = 0,129 Ом/км, х₀ = 0,075 Ом/км. Максимальный рабочий ток рассчитан в пункте 5.2 и составляет 158,77 А.

Выбираем трансформатор тока (ТТ) типа ТПЛК-10. Номинальный вторичный ток ТТ . Коэффициент трансформации трансформатора тока . Исходя из максимального рабочего тока кабеля, принимаем ТТ, у которого  = 200 А, n = 40.

Вторичные обмотки ТТ и обмотки реле МТЗ  соединяются по схеме неполная звезда, включенные в фазы А и С.

Сопротивления кабельной линии, Ом,

х_каб= х₀ ×l_каб,                                                                (7.4)

r_каб = 0,129 × 0,25 = 0,251,

х_каб = 0,077 ×0,25 = 0,156.

Величины , А, определяются по формулам

                                         (7.5)

                                      (7.6)

где ,- сопротивления системы в максимальном и минимальном режимах работы  сети, отнесенное к низкой стороне трансформатора.

Ток срабатывания МТЗ отходящей линии ,А, должен быть отстроен от токов самозапуска (I_с.з) двигателей, подключенных к обобщенной нагрузке кабельной линии в случае к.з. на одном элементе в составе этой обобщенной нагрузки. Предварительно для защиты выбирается реле РТ-80.

,                                                    (7.7)

где k_н – коэффициент надежности работы реле РТ-80  принимается равным 1,1;

k_в– коэффициент возврата этого реле, составляет 0,85;

k_с.з.п – коэффициент самозапуска;

I_раб.max – максимальный рабочий ток линии, А,

где x_нагр – сопротивление обобщенной нагрузки линии, Ом

,                                    (7.10)

,

,

Ток срабатывания реле, А:

Принимается =14 А.

Так как  (для РТ-80 ), то защита выполняется реле РТ-40.

Определяется коэффициент чувствительности К_ч,

.

т.е. защита может быть использована в качестве основной.

Минимальное остаточное напряжение U_min на шинах обобщенной нагрузки, в % от U_ном,

                   .

Остаточное напряжение превышает (0,55-0,7) U_ном , что является условием  успешного  самозапуска.

7.2  Расчет защиты секционного выключателя QB (зашита 2)

Правила устройства электроустановок указывают, что в тех случаях, когда возможно действие защиты последующего элемента из-за отказа вследствие недостаточной чувствительности защиты предыдущего элемента, чувствительность этих защит необходимо согласовать между собой. Это согласование заключается в выборе таких параметров срабатывания (в данном случае токов срабатывания), при которых последующая защита, расположенная ближе к источнику питания, имела бы больший ток срабатывания, т.е. была бы менее чувствительна, чем предыдущая защита, распложенная дальше от источника.

Выбирается ток срабатывания селективной максимальной защиты с независимой характеристикой, установленной на секционном выключателе 10 кВ.

Ток одной секции . Выбирается трансформатор тока типа ТПЛК-10 :    .

Расчет тока срабатывания МТЗ секционного выключателя проводится по двум условиями, исходя из которых  выбирается наибольший ток.

1.  Отстройка от токов самозапусков двигателей одной из секций 10 кВ:

Ток срабатывания защиты 2 ,, А,

Ом,

,

2.  По условию согласования чувствительности с защитой 1 линий 10 кВ, А,

,

.

Ток срабатывания защиты 2, А,

,                                                (7.21)

Определяется коэффициент чувствительности защиты 2:

                                                                                                                   (7.22)

                                                                      (7.23)

                                                                                                     (7.24)

Принимается

Чувствительность защиты 2 удовлетворяет требованию k_ч>1,5. Защита является основной.

Время срабатывания защиты 2 отстраивается из условия селективности действия защиты при К.З. за защитой 1. Защита 1 имеет время срабатывания t_с.з1 = 0,7 с  Тогда, чтобы соблюдалась ступень селективности,  t_с.з2 = 0,7+0,5 = 1,2 с.

Поскольку t_с.з2 = 1,2с, целесообразно выполнить ускорение действия этой защиты при срабатывании АВР. Время действия защиты по цепи ускорения принимается примерно 0,5 с.

7.3  Расчет максимальной токовой защиты трансформатора (защита 3)

Защита выполнена на РТ-40. Комплект защиты установлен на высокой стороне (ВН) трансформатора. Защита выполняется по схеме треугольник с тремя реле. На стороне ВН выбираются встроенные в вводы 110 кВ силового трансформатора трансформаторы тока типа ТВТ-110 с n= 200/5.

Ток срабатывания защиты рассчитывают по трем условиям и выбирают