Расчет максимальных токовых защит на двухтрансформаторной подстанции
Трансформаторы высшим напряжением 35 - 110 кВ применяются на главных понизительных подстанциях (ГПП) и отпайках. Основными защитами от внутренних повреждений трансформаторов являются токовая отсечка (ТО) или дифференциальная защита (ДЗТ), а также газовая защита. В качестве резервной защиты применяют МТЗ, в задачу которой входит защита трансформатора при внешних КЗ. Токовая отсечка без выдержки времени применяется на трансформаторах мощностью до 4000 кВ×А. При большей мощности трансформатора или при недостаточной чувствительности токовой отсечки применяют дифференциальную защиту. Выбор параметров срабатывания максимальных токовых защит, установленных на секционном выключателе Q c, выключателе ввода 6(10) кВ Q в и выключателе Q т трансформатора взаимосвязан, поскольку каждый из этих элементов является либо предыдущим, либо последующим по отношению друг к другу. На рисунке 5.1 приведена схема двухтрансформаторной подстанции ГПП. Для МТЗ выключателей Q c и Q в основной зоной защиты являются шины 6-10 кВ подстанции, а резервной зоной − присоединения Q п.
Рисунок 5.1. Расчетная схема выбора уставок МТЗ на элементах ГПП
Ток срабатывания МТЗ выбирается по трем условиям: 1. Несрабатывание защиты при сверхтоках после аварийных перегрузок, т.е. после отключения КЗ на предыдущем элементе (рисунок 5.2). По этому условию ток срабатывания МТЗ выбирается по выражению:
где К н – коэффициент надежности несрабатывания защиты, учитывающий погрешность и необходимый запас; К в – коэффициент возврата максимальных реле тока; К сзп – коэффициент самозапуска, отражающий увеличение рабочего тока I раб. max за счет одновременного пуска электродвигателей, которые затормозились при снижении напряжения во время короткого замыкания.
Рисунок 5.2. Расчетная схема для выбора уставок токовых защит отходящей линии
Для цифровых реле коэффициенты К н и К в соответственно равны 1,1-1,2 и 0,95-0.96. Для электромеханических реле типа РТ-40 или РТ-80 К н = 1,2, а К в = 0,8. Для бытовой нагрузки К сзп = 1,2-1,3. Для промышленной нагрузки с большой долей (более 50 %) электродвигателей 0,4 кВ принимается К сзп = 1,8-2,5. Максимальное значение рабочего тока защищаемого элемента I раб.max определяется с учетом его допустимой перегрузки. Например, для трансформаторов с первичным напряжением 6 (10) кВ мощностью до 630 кВ×А допускается перегрузка до 1,6 − 1,8 номинального тока, для трансформаторов 110 кВ до 1,4 − 1,6. 2.Согласование чувствительности защит последующего и предыдущего элементов: по условию согласования чувствительности защит последующего (защищаемого) и предыдущего элементов ток срабатывания последующей защиты выбирается по выражению:
где К н.с – коэффициент надежности согласования, значение которого принимается в зависимости от типа токовых реле: К н.с = 1,1 для цифрового реле; К н.с = 1,2 для реле РТ-40, РТ-80; I с.з.пред. – наибольшее значение тока срабатывания максимальных токовых защит предыдущих элементов, с которыми производятся согласования;
За расчетный ток срабатывания защиты принимается значение наибольшего тока, из условий 5.1 и 5.2. 3.Обеспечение достаточной чувствительности при КЗ в конце защищаемого элемента (основная зона) и в конце каждого из предыдущих элементов (зона дальнего резервирования). Для выполнения этого условия необходимо знать значение токов КЗ в конце защищаемого элемента, например, I к2 и в конце зоны резервирования I к1. Определение коэффициентов чувствительности защиты, например, 3РЗ (рисунок 5.2) производится по выражениям:
где
Согласно ПУЭ должны выполняться требования: После выполнения трех вышеназванных условий определяется ток срабатывания реле (вторичный)
где
Таким образом, уставка по току МТЗ предыдущего элемента должна всегда быть больше уставки МТЗ последующего элемента, что частично обеспечивает так называемую токовую селективность, имея в виду разную кратность токов в рассматриваемых реле. Однако, этого недостаточно для выполнения полной селективности защит. При отсутствии электродвигателей 6 (10) кВ, подключенных к шинам подстанции в качестве значения I раб.max можно принять: для МТЗ Q с I раб.max = 0,7 ×I ном.тр; для МТЗ Q в I раб.max = 1,4 ×I ном.тр, где I ном.тр – номинальный ток трансформатора стороны НН. Значение тока срабатывания МТЗ трансформатора (Q т) должно быть больше, чем уставка МТЗ ввода Q в из условия (5.2). Проверка чувствительности МТЗ Q с и Q в производится по выражениям (5.3), где в качестве значения тока КЗ основной зоны принимается ток Часто чувствительность МТЗ оказывается недостаточной за счет больших токов нагрузки. В этом случае применяют МТЗ с пуском по минимальному напряжению, тогда в выражении (5.2) пусковой ток ЭД не учитывают, а в выражении (5.1) коэффициент К с.з.п принимают равным единице. Значение напряжения срабатывания пускового органа минимального напряжения принимают U с.з = 0,6∙ U ном Чувствительность пускового органа проверяется по условию:
где Zк – сопротивление кабельной (воздушной) линии наиболее протяженного присоединения.
Следует отметить, что чувствительность МТЗ трансформатора проверяется только при КЗ на шинах 6 (10) кВ, однако, при этом необходимо учитывать схему соединения трансформаторов тока (ТТ), установленных на стороне высшего напряжения и группу соединения обмоток трансформатора. Например, если ТТ соединены в треугольник, а группа трансформатора
где Коэффициент чувствительности защиты должен быть Кч ≥ 1,2 при условии, что на вводе 6 (10) кВ стороны НН трансформатора установлена своя максимальная токовая защита и ее Кч ≥ 1,5. В последнем случае МТЗ трансформатора выполняется с двумя выдержками времени, с меньшей из них отключается ввод НН, а с большей – трансформатор. Выбор времени срабатывания МТЗ производится в предположении, что все рассматриваемые защиты применяются с независимыми от тока выдержками времени. Поэтому исходной точкой для расчета выдержки времени МТЗ секционного выключателя является то присоединение Q п, у которого МТЗ имеет наибольшую выдержку времени. Ступень селективности принимают D t = 0,2-0,3с.
Задача 5.1. Выбрать уставки максимальных токовых цифровых защит на выключателях СВ- Q с, ввода 6 кВ – Q в и трансформатора – Q т ГПП (рисунок 5.1), если известны: токи коротких замыканий на шинах 6 кВ Решение. 1. Распределение нагрузки по секциям шин 6 кВ неизвестно, поэтому для двухтрансформаторной подстанции принимается максимальный ток нагрузки каждой секции, равным 0,7 номинального тока трансформатора.
2. Расчет уставок МТЗ секционного выключателя Q c: 1. По условию отстройки от тока самозапуска где принимаем К с.з.п = 2,2; 2. По условию согласования по чувствительности с защитой отходящей линии.
принимаем ток срабатывания равным 2855,6 А; 3. Проверка чувствительности защиты производится по минимальному току двухфазного КЗ: в основной зоне в зоне резервирования 4. Уставка МТЗ по времени:
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|