13 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА
13.1 Выбор, в соответствии с ПУЭ, необходимого количества и типов устройств релейной защиты и автоматики
В соответствии с требованиями ПУЭ проектируются следующие устройства релейной защиты и автоматики:
1) на линиях питающих РП завода от подстанций энергосистемы 110/10кВ – максимальная токовая защита (МТЗ), токовая отсечка (ТО) без выдержки времени защита от замыканий на землю, автоматическое повторное включение (АПВ);
2) на выключателе между секциями РП завода – МТЗ и автоматический ввод резерва (АВР);
3) для блока «линия – трансформатор», питающих цеховые ТП устанавливаются МТЗ, ТО без выдержки времени, защита от однофазных замыканий на землю, газовая защита трансформатора и, при необходимости, защита от однофазных коротких замыканий на стороне 0,4 кВ;
4) защита элементов в сети на 0,4 кВ. Основной защитой в таких сетях является токовая. Для ее выполнения используют предохранители с плавкими вставками и автоматические выключатели, снабженные устройствами токовой защиты.
13.2 Выбор оперативного тока
Совокупность источников питания, кабельных линий, шин питания переключающих устройств и других элементов оперативных цепей составляет систему оперативного тока данной электроустановки.
Ввиду того, что в РП установлены масляные выключатели марки ВПМ, которые оснащены электромагнитным приводом, то защиту выполним на выпрямленном оперативном токе. Для выпрямления переменного тока используем блоки питания стабилизированные типа БПНС-2 совместно с токовыми типа БПТ-1002 - для питания цепей защиты, автоматики и управления. В РП имеется отдельная ячейка, в которой размещены оба блока питания.
13.3 Выбор параметров срабатывания элементов схемы электроснабжения
13.3.1 Расчет токовой отсечки
Так как объем дипломного проекта не предусматривает расчет параметров срабатывания устройств релейной защиты и автоматики всех элементов схемы электроснабжения, в качестве примера произведем расчет устройств релейной защиты блока «линия-трансформатор» питающего цеховое ТП.
Ток срабатывания отсечки выбирается по условию ее не действия при трехфазном КЗ за трансформатором:
Iсз.отс=кнIКЗ(3), (13.1)
где кн=1,3 для реле РТ-40.
Iсз.отс=1,3×903,24=1174,21 А,
Ток срабатывания реле отсечки:
Iср.отс=ксх×Iсз.отс/nт, (13.2)
Iср.отс=1×1174,21×5/200=29,36 А
где ксх – коэффициент схемы;
nт – коэффициент трансформации трансформатора тока.
Выбираем реле типа РТ-40/50 (реле включается во вторичную цепь ТТ).
Коэффициент чувствительности отсечки при двухфазном КЗ на выводах 10кВ трансформатора:
кU(2)=IКЗ(2)/Iсз, (13.3)
кU(2)=7950 /1174,21=6,77 > 1,5.
В данном случае отсечка достаточно эффективна.
13.3.2 Расчет МТЗ
Ток срабатывания МТЗ выбирается по наиболее тяжелому условию несрабатывания защиты при АВР на стороне 0,4 кВ:
Iсз³кн(ксзIРТ1+к’нIРТ2)/кв, (13.4)
где кн=1,2 для реле РТ-40;
ксз – коэффициент самозапуска, принимаем ксз=2;
кв – коэффициент возврата, для РТ-40 кв=0,8;
к’н – коэффициент, учитывающий увеличение тока через трансформатор Т1 из-за понижения напряжения на шинах 0,4 кА при АВР секционного автоматического выключателя и подключения заторможенных двигателей, ранее питающихся от трансформатора Т2, приближенно к’н»1,5;
IРТ1, IРТ2 – максимальные рабочие токи трансформаторов Т1 и Т2 цеховой ТП1, которые принимаем равными 0,7 от их номинального тока.
Iсз=1,2(2×40,41+1,5×40,41)/0,8=212,15 А.
Ток срабатывания реле МТ3:
Iср=ксх×Iсз/nт=1×212,15×5/200 =5,3 А.
Выбираем реле типа РТ-40/6 (реле включается во вторичную цепь ТТ). МТЗ имеет выдержку времени 0,6 с (для создания выдержки времени используем реле РВ 112).
Чувствительность защиты:
кч=Iк(2)/Iсз, (13.5)
где Iк(2) – двухфазное КЗ за трансформатором, приведенное к высшей стороне.
Согласно [12] принимаем, что ток двухфазного КЗ найдём по выражению:
Iк(2)=Iсз(3)×Ö3/2, (13.6)
Iк(2)=903,24×Ö3/2=782,23 A.
Тогда по (13.5) коэффициент чувствительности МТЗ:
кч=782,23/212,15=3,68 > 1,5.
При установке двух реле коэффициент чувствительности при одном из видов двухфазного КЗ за трансформатором уменьшается в два раза и становится равным 1,71, что достаточно. При однофазном КЗ на землю на стороне 0,4 кВ через реле РТ-40 на стороне 10 кВ проходит ток в 1,73 раза меньший, чем при трехфазном КЗ. Коэффициент чувствительности:
кч1=3,68/1,73=2,13.
Так как МТЗ достаточно чувствительна к однофазным КЗ на стороне 0,4 кВ.
13.3.3 Расчет защиты от замыканий на землю
Ток срабатывания защиты выбирается по условию отстройки от емкостных токов кабеля:
Iсз³котс×кs×Iск, (13.7)
где котс – коэффициент отстройки, котс=1,3;
кs - коэффициент, принимаемый по [12] кs=4;
Iск – собственный емкостной ток кабельной линии.
Собственный емкостной ток кабельной линии:
Iск=3×Iсо×l, (13.8)
где Iсо – емкостной ток одного километра кабеля. По [8] для кабельной линии РП-ТП1 ААШвУ 3´50-10, Iсо=0,9 А/км;
l – длина кабеля.
Iск=3×0,25=0,75 А.
По (13.7) ток срабатывания защиты:
Iсз=1,3×4×0,75 =3,9 А.
Для выполнения от замыканий на землю используем трансформаторы тока нулевой последовательности типа ТЗЛМ с применением реле РТ-40/0,2.
Следует заметить, что помимо рассчитанных выше защит, в схеме есть газовое реле типа РГЧЗ-66, осуществляющее защиту от витковых замыканий в трансформаторе.
13.4 Описание работы схемы, приведенной на листе графической части
На листе графической части приведена: схема управления выключателем, схема МТЗ и ТО, схема защиты от замыканий на землю, а также цепочка газовой защиты и АЧР. Схема защиты выполнена на постоянном оперативном токе. Схема включает в себя: реле тока мгновенного действия КА1, КА2(ТО); КА3,КА4(МТЗ); КА5 (защита от перегрузки), КА6 (защита от замыканий на землю), газовое реле - КSG, реле времени - КТ и указательные реле - КН1, КН2, КН5, КН6, КН7, КН10, КН12, КН16.
Схема МТЗ работает следующим образом. При срабатывании любого токовое реле КА3, КА4 подаётся «+» оперативного тока на обмотку реле времени КТ и на обмотку указательного реле КН2. Реле времени срабатывает с установленной на нём выдержкой, подаёт своими контактами «+» оперативного тока на промежуточное реле КL2, уже то в свою очередь на отключающую катушку YAT привода выключателя. При срабатывании КН2 подаётся сигнал в цепи сигнализации и загорается сигнальная лампа НL1. Схема ТО работает аналогично как и МТЗ, но без выдержки времени. Газовая защита, выполнена при помощи реле КSG, действует на сигнал (загорается сигнальная лампа НL1).Что касается АЧР, то она, как и ТО без выдержки времени действует на отключение выключателя.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
