150846 (Релейная защита промышленного предприятия), страница 3

5) Ток срабатывания реле:

А. (3.12)

Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах .

Определим сумму уставок:

. (3.13)

Принимаем сумму уставок .

Найдем ток уставки реле:

А.

6) Время срабатывания защиты определяется технологическим процессом и принимается с. Используем реле времени РВ-01.

3.3 Защита полупроводникового преобразователя

Дополнительно к защите трансформатора на полупроводниковом преобразователе также предусматриваются устройства защиты.

1) Для защиты от пробоя вентильных преобразователей используют быстродействующие плавкие предохранители, устанавливаемые последовательно с вентилями в каждую параллельную ветвь. Селективное действие предохранителей обеспечивается тем, что при повреждении одного из вентилей весь ток короткого замыкания проходит только через предохранитель этого вентиля, а в двух других фазах ток к.з. распределяется по всем параллельно включенным предохранителям. Для защиты могут использоваться предохранители типа ПП57, имеющие высокое быстродействие порядка 0,003 с при отношении тока аварийного режима к номинальному току плавкой вставки .

2) Устройства, основанные на снятия импульсов управления с силовых тиристоров преобразователя (защита по управляющему электроду) для предотвращения сверхтоков. При возникновении короткого замыкания сигналом с датчика тока блокируется подача отпирающих импульсов на силовые тиристоры. Выключение тиристора, проводившего ток, осуществляется в момент естественного снижения тока до тока удержания тиристора.

3) Защита от внутренних и внешних перенапряжений. Для защиты от внешних перенапряжений (из сети и цепи нагрузки) применяют RC-цепочки и нелинейные полупроводниковые ограничители, включаемые к выводам вентильной обмотки трансформатора. Для защиты от внутренних перенапряжений, обусловленных эффектом накопления в вентилях неосновных носителей, также применяются RC-цепи, включаемые параллельно вентилям. Такая цепь одновременно уменьшает и скорость изменения напряжения.

4 Защита сборных шин (секционный выключатель Q27)

Для защиты сборных шин 10 кВ используется двухступенчатая токовая защита:

1) токовая отсечка;

2) максимальная токовая защита с выдержкой времени.

4.1 Токовая отсечка

1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13.

2) Токи, протекающие через секционный выключатель Q27, определяются токами кабельных линий. Определим эти токи.

Определим ток, протекающий по кабельной линии Л5:

А, (4.1)

Определим ток, протекающий по кабельной линии Л6:

А. (4.2)

В качестве максимального рабочего тока будем рассматривать наибольший из этих токов, т.е. А.

Принимаем к установке трансформатор тока типа ТШЛ10-2000-0,5/10Р: А, А.

Коэффициент трансформации трансформатора тока:

.

Схема включения трансформаторов тока и реле – неполная звезда, коэффициент схемы .

3) Ток срабатывания защиты отстраивается от максимального из токов срабатывания токовых отсечек отходящих присоединений. В данном случае это будет ток срабатывания отсечки двигателя Д (см. выражение (2.2)):

А. (4.3)

4) Коэффициент чувствительности не определяется.

5) Ток срабатывания реле:

А. (4.4)

Принимаем к установке реле РСТ 13-19, у которого ток срабатывания находится в пределах .

Определим сумму уставок:

. (4.5)

Принимаем сумму уставок: .

Найдем ток уставки реле:

А.

4.2 Максимальная токовая защита с выдержкой времени

1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13 с коэффициентом возврата .

2) Реле включаются во вторичные цепи выбранного в п.4.1 трансформатора тока. Коэффициент трансформации трансформатора тока: . Коэффициент схемы .

3) Ток срабатывания защиты отстраивается от максимального рабочего тока:

А. (4.6)

4) Коэффициент чувствительности не рассчитывается.

5) Ток срабатывания реле:

А. (4.7)

Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах .

Определим сумму уставок:

. (4.8)

Принимаем сумму уставок: .

Найдем ток уставки реле:

А.

6) Выдержка времени защиты принимается на ступень селективности больше выдержки времени МТЗ трансформатора Т3. Примем с. Тогда с. Используем реле времени РВ-01.

5 Расчёт защиты кабельной линии Л5

На кабельной линии устанавливаются следующие виды защит:

1) токовая отсечка без выдержки времени;

2) максимальная токовая защита с выдержкой времени;

3) защита от однофазных замыканий на землю.

5.1 Токовая отсечка без выдержки времени

1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13.

2) Допустимый ток кабеля А-185 (трехжильный алюминиевый кабель, прокладываемый в земле, на 10 кВ): А.

3) Максимальный рабочий ток линии примем равным длительно допустимому току кабеля.

, (5.1)

где – число кабельных линий Л5.

А.

Принимаем к установке трансформатор тока типа ТПОЛ-10-800-0,5/10Р: А, А. Коэффициент трансформации трансформатора тока:

.

Схема соединения трансформаторов тока и реле – неполная звезда, коэффициент схемы .

4) Ток срабатывания защиты:

, (5.2)

здесь – коэффициент отстройки.

А.

5) Коэффициент чувствительности в данном случае не определяем. Считаем, что основной защитой является максимальная токовая защита.

6) Ток срабатывания реле:

А. (5.3)

Принимаем к установке реле РСТ 13-29, у которого ток срабатывания находится в пределах .

Определим сумму уставок:

. (5.4)

Принимаем сумму уставок .

Найдем ток уставки реле:

А.

5.2 Максимальная токовая защита с выдержкой времени

1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13 с коэффициентом возврата .

2) Для выполнения защиты применяются те же трансформаторы тока, что и для токовой отсечки. Коэффициент трансформации трансформаторов тока , коэффициент схемы .

3) Ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от максимального рабочего тока линии:

, (5.5)

здесь – коэффициент отстройки для статического реле;

– коэффициент самозапуска двигателей для линии Л5.

А.

4) Коэффициент чувствительности в основной зоне проверяем по току двухфазного короткого замыкания в конце кабельной линии Л5 (на шинах Д_Ic):

. (5.6)

Коэффициент чувствительности в резервной зоне определяем по току двухфазного короткого замыкания за трансформатором Т3 (на шинах Е), приведенным на высокую сторону:

. (5.7)

Поскольку защита не удовлетворяет требованиям чувствительности, устанавливаем МТЗ с пуском по напряжению.

5) Загрубляем защиту, то есть, принимаем . Тогда ток срабатывания защиты

А. (5.8)

6) Ток срабатывания реле:

А. (5.9)

Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах .

Определим сумму уставок:

. (5.10)

Принимаем сумму уставок .

Найдем ток уставки реле:

А.

7) Выдержка времени защиты принимается на ступень селективности больше выдержки времени на секционном выключателе Q27: с, то с.

8) Вводим защиту минимального напряжения на реле напряжения минимального действия РСН 16 с коэффициентом возврата .

9) Измерительным органом защиты является трансформатор напряжения типа ЗНОЛ.06-10, который устанавливается на секцию шин Г_Iс. Для выбранного трансформатора напряжения

В, В. Коэффициент трансформации

.

10) Напряжение срабатывания защиты:

, (5.11)

где – минимальное напряжение на шинах, которое не вредит технологическому процессу.

В.

11) Найдем минимальное остаточное напряжение на шинах Г_Iс при металлическом коротком замыкании на шинах Д_Iс для проверки чувствительности защиты.

Полное удельное сопротивление кабельной линии Л5:

Ом/км, (5.12)

где – удельное активное сопротивление кабельной линии Л5, Ом/км;

– удельное индуктивное сопротивление кабельной линии Л5, Ом/км;

– длина кабельной линии Л5, км.

Минимальное остаточное напряжение:

, (5.13)

где – количество кабельных линий Л5.

В.

Коэффициент чувствительности:

. (5.14)

12) Напряжение срабатывания реле:

В. (5.15)

Принимаем к установке реле РСН 16-28, у которого напряжение срабатывания находится в пределах В.

Определим сумму уставок:

. (5.16)

Принимаем уставку .

Найдем напряжение уставки реле:

В.

5.3 Защита от однофазных замыканий на землю

Защита выполняется с действием на сигнал.

1) Выбираем реле РТЗ-51, ток срабатывания которого находится в пределах А.

2) Измерительным органом является трансформатор тока нулевой последовательности типа ТЗРЛ.

3) Для кабеля марки А-185 удельный емкостный ток однофазного замыкания на землю А/км.

Ток нулевой последовательности линии, обусловленный током утечки,

А. (5.17)

Ток срабатывания защиты:

, (5.18)

здесь – коэффициент отстройки для защиты без выдержки времени.