Выбор трансформаторов тока и расчёт вторичных токов в плечах защиты и выравнивающих устройств.

Наименование величины	Обозначение и метод определения	Числовое значение для стороны
		220 кВ	6,3 кВ
Первичный ток АТ, А	Iном = Sном/(√3·Uном)	40000/(√3·230) = 100	40000/(√3·6,3) = 3666
	Iп ≥ Iном·Ксх	100·√3 = 173	3666
Коэффициент трансформации трансформаторов тока	КI	200/5	2000/5
Схема соединения трансформаторов тока		∆   Ксх =√3	Y     Ксх = 1
Вторичный ток в плечах защиты, А	Iном.в = (Iном· Ксх)/КI	(100·√3)/(200/5)= 4,32 Устанавливается АТ-32	(3666·1)/ (2000/5) = 9,165 Устанавливается АТ-32
Номинальный ток используемого ответвления АТ , А			9,2
Номинальный ток используемого ответвления трансформатора реле, А	4,25	4,32	4,6
Коэффициент трансформации АТ	nАТ		4,6/9,2
Расчетный ток ответвления промежуточных тр-ов тока цепи торможения	Iотв.торм.расч = Iном.в·nАТ	4,32	(9,165·5)/9,2 = 4,58
Номинальный ток		3,75	3,75

 

Расчёт уставки минимального тока срабатывания реле.

Определяется первичный минимальный ток срабатывания реле по условию отстройки от броска тока намагничивания при включении

    I_с.з.min = 0.3· I_ном.ВН = 0.3·100 = 30 А

    I_*с.з.min = 0.3

    Определяется относительное значение минимального тока срабатывания для каждого из плеч защиты

    I_*1с.р.min = I_*с.з.min·(I'_1в/I_{1отв.расч.}) = 0.3·(4,32/4,25) = 0.3

    I_*2с.р.min = I_*с.з.min·(I'_2в/I_{2отв.расч.}) = 0.3·(9,165/9,2) = 0.3

    Уставка минимального тока срабатывания принимается равной   I_*с.р.min = 0.3

Расчёт уставки дифференциальной отсечки. Рекомендуется принять равной I_*отс = 6

    I_с.отс = I_*отс·I_1ном = 6·100 = 600 А

Расчёт защиты в условиях торможения.

Торможение осуществляется от токов всех сторон трансформатора.

Уставка начала торможения I_{торм.нач} = 1

Первичный максимальный ток, проходящий через АТ при внешнем КЗ:

    I⁽³⁾_Кmаx = 411 А

Определяется максимальный расчётный ток небаланса

    I_{нб.расч.} = I'_нб + I''_нб + I'''_нб = (К_апер·К_одп·ε + (ΔU_рег/100) + (I'_в1 – I_{отв.раб.1})/I'_в1 + (I'_в2 – I_{отв.раб.2})/I'_в2)·I⁽³⁾_Кmаx = (1·1·0.1 + (16/100) + (4,32 – 4,25)/4,32 + (9,165 – 9,2)/9,165)·411 = 115,1 А

Относительное значение тока небаланса в рабочей сети

    I_*1раб = (I_{нб.расч.}·К_сх· /К_I1·I_{отв.раб.1}) = (115,1·√3/(200/5)·4,25) = 1,17

Относительные значения тормозных токов:

    для стороны ВН

    I_*1торм. = (I⁽³⁾_Кmаx·К_сх· /К_I1·I_{отв.торм.1}) = (411·√3/(200/5)·3,75) = 4,7

    для стороны НН

    I_*2торм.=(I⁽³⁾_Кmаx·К_сх·n_2АТ/К_I2·I_{отв.торм.2})=(411·(230/6,3)·√3·(4,6/9,2)/(2000/5)х

х3,75) = 5

Коэффициент торможения

К_торм. = (К_отс·I_*1раб – I_*с.р.min)/(0.5∑ I_*торм. – I_*нач.) = (1.5·1,17 – 0.3)/(0.5(4,7 + 5) – 1) = 0.37

Чувствительность защиты.

    Определяется при КЗ в точке КЗ 

    К_ч = 0.87I⁽³⁾_КЗmах/I_с.з.min = (0.87·411)/30 = 11,9

Максимальная токовая защита с пуском напряжения, установленная со стороны обмотки низшего напряжения.

Ток срабатывания защиты отстраивается от максимального расчетного тока.

I_с.з. =К_отс / К_в·I_{раб max} = (1.2/0.85) ·1835 = 2590 А,

где I_{раб max} = S_ном /( 2 · √3 ·6.3) = 1835 А.

Чувствительность защиты проверяется при к.з. за трансформатором (К1). Ток двухфазного к.з. при повреждении в точке К1 равен:

I⁽²⁾_{КЗmin К1} = 411 · 0.87 · 230/6.3 = 13054 А

К_ч = I⁽²⁾_{КЗmin (К1)}/I_с.з. = 13054/2590 = 5 > 1.5

Напряжение срабатывания фильтр-реле напряжения обратной последовательности определяется по выражению:

U_с.з. =(0.1-0.2) · U_ном = 0.15 · 6.3 = 0.95 кВ.

Напряжение срабатывания реле минимального напряжения может быть принято равным:

U_с.з. =(0.5-0.6) · U_ном = 0. 5 · 230 = 115 кВ.

Время срабатывания защиты:

t_c.з.нн  = t _{отх.прис.max}  + ∆t ,

где t _{отх.прис.max}  - максимальное время срабатывания защит отходящих от шин НН присоединений.

Максимальная токовая защита с пуском напряжения, установленная со стороны обмотки ВН трансформатора.

Ток срабатывания:

I_с.з. =К_отс / К_в·I_{ном ВН} = (1.2/0.85) ·100 = 141.2 А

б). Чувствительность защиты проверяется при двухфазном к.з. в точке К1:

К_ч = I⁽²⁾_{КЗmin (К1)}/I_с.з. = (0.87 · 411)/141.2 = 2.5 > 1.2

в). В качестве пусковых органов напряжения в данной защите используются те же реле, что и для максимальной токовой защиты, установленной на стороне НН.

г). Время действия защиты выбирается на ступень ∆t больше, чем у защиты, установленной на НН.

t_c.з.ВН  = t _ср.з.НН  + ∆t

д). Защита от перегрузки.

Устанавливается на стороне НН трансформатора:

I_с.з. =К_отс / К_в·I_ном = (1.05/0.9) ·1835 = 2140 А

Время действия защиты t_c.з= 9 с. (сигнал)

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 800с.

2. Правила устройства электроустановок. 6-е изд. СПб.: DEAN, 2002. – 926с.

3. Определение токов короткого замыкания для выбора оборудования электрических станций: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов 3 – 5 курсов специальностей 1001 и 2104 /Сост.: Кулаков П.А., Воронин А.А. – Самара: СамГТУ, 2000Г.

4. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608с.

5. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 647с.

6. Кулаков П.А., Шелушенина О.Н. Защита линий электропередач. Релейная защита воздушных линий 110 – 220 кВ: Учеб. пособ. Самар. гос. техн. ун–т; Самара, 2003. 112с.

7. Овчаренко Н.И. Автоматика электрических станций и электрических систем. – М.: Изд–во НЦ ЭНАС, 2000. – 504с.

8. Методические указания к дипломному проектированию (раздел «Автоматика электроэнергетических систем») для студентов специальностей 0301 и 0650 /Сост.: Мишин В.Д. – Самара: СамГТУ, 2002. – 20с.

9. Прузнер С.Л., Златопольский А.Н., Некрасов А.М. Экономика энергетики: Учеб. для энерг. спец. вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1984. – 424с.

10. Методические указания по оформлению графической части курсовых и дипломных проектов. Сост.: Кожевникова Е.С., Скрипачев М.О. Самара, СамГТУ, 2002. – 48с.