А.

2. 4) Проверку чувствительности защиты не производим, так как неизвестен ток утечки для всей сети предприятия, определяемый экспериментально.

6 Расчёт защиты силового трансформатора Т1

На силовом трансформаторе устанавливаются следующие виды защит:

1) дифференциальная защита от различных видов короткого замыкания;

2) максимальная токовая защита как резервная от внешних многофазных коротких замыканий;

3) защита от перегруза;

4) газовая защита.

6.1 Дифференциальная защита

1) Защита выполняется с помощью дифференциального реле РСТ 15.

2) Номинальные токи обмоток трансформатора:

высшего напряжения

А; (6.1)

низшего напряжения

А; (6.2)

В формулах (6.1) и (6.2):

– номинальная мощность трансформатора Т1, ВА;

– напряжение высокой стороны трансформатора, В;

– напряжение низкой стороны трансформатора, В.

3) Для выбора трансформаторов тока найдем максимальные рабочие токи:

на стороне ВН

А; (6.3)

на стороне НН

А. (6.4)

На стороне ВН принимаем к установке трансформатор тока типа ТФЗМ-220Б-I-200-0,5/10Р/10Р/10Р: А, А.

Коэффициент трансформации трансформатора тока

. (6.5)

На стороне НН принимаем к установке трансформатор тока типа и ТШЛ-10-3000-0,5/10Р: А, А.

Коэффициент трансформации трансформатора тока

. (6.6)

Силовой трансформатор Т1 имеет схему соединения обмоток У_н/Д/Д, следовательно, для компенсации сдвига фаз трансформаторы тока на высокой стороне включаются по схеме полного треугольника ( ), а трансформаторы тока на низкой стороне — по схеме неполной звезды ( ).

Вторичные токи трансформаторов тока в номинальном режиме работы:

А; (6.7)

А. (6.8)

За основную сторону принимаем сторону НН, так как .

4) Определяем токи небаланса, вызванные погрешностями трансформаторов тока и регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) . При этом все токи приводим к ступени напряжения основной стороны.

Определим ток небаланса :

, (6.9)

где – коэффициент однотипности трансформаторов тока;

– коэффициент апериодической составляющей для дифференциального реле;

– допустимая погрешность трансформаторов тока;

– максимальный сквозной ток, приведенный на высокую сторону, А.

А.

Определим ток небаланса :

, (6.10)

где — пределы регулирования напряжения на стороне ВН;

— пределы регулирования напряжения на стороне СН.

А.

Предварительное значение тока срабатывания защиты по условию отстройки от токов небаланса

, (6.11)

где – коэффициент отстройки.

А.

Ток срабатывания защиты по условию отстройки от броска тока намагничивания

, (6.12)

где – коэффициент отстройки.

А.

Из двух токов срабатывания выбираем наибольший, то есть А.

5) Предварительное значение коэффициента чувствительности защиты определяем по току двухфазного короткого замыкания на секции Г_Iс, приведенному на сторону ВН.

. (6.13)

6) Ток срабатывания реле на основной стороне

А. (6.14)

Ток срабатывания реле на неосновной стороне

А, (6.15)

где – коэффициент трансформации силового трансформатора.

7) Примем число витков основной обмотки .

Расчетная МДС основной обмотки

А·витков. (6.16)

Принимаем ближайшее стандартное значение МДС .

Расчетное число витков неосновной обмотки находится из условия

. (6.17)

Принимаем .

Составляющая тока небаланса из-за неравенства расчетного и действительного числа витков

А. (6.18)

8) Ток срабатывания защиты с учетом всех составляющих тока небаланса

А, (6.19)

здесь – коэффициент отстройки.

9) Коэффициент чувствительности определяем по току двухфазного короткого замыкания на секции Г_Iс, приведенному на сторону ВН:

.

Так как коэффициент чувствительности превышает требуемое нормированное значение, то защита удовлетворяет требованиям чувствительности.

10) Ток срабатывания реле на основной стороне

А.

Ток срабатывания реле на неосновной стороне

А.

6.2 МТЗ с выдержкой времени

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

2) Реле включаются во вторичные обмотки уже выбранных трансформаторов тока со стороны питания, то есть схема включения трансформаторов тока и реле – полный треугольник (коэффициент схемы ), коэффициент трансформации трансформаторов тока .

3) Ток срабатывания защиты:

, (6.20)

здесь – коэффициент отстройки;

– максимальный рабочий ток на стороне ВН трансформатора при перегрузке, А.

А.

4) Коэффициент чувствительности в основной зоне определяется по току двухфазного короткого замыкания за трансформатором, приведенным на первичную сторону:

. (6.21)

В зоне резервирования коэффициент чувствительности определяется по току двухфазного короткого замыкания в конце кабельной линии Л5, приведенным на первичную сторону:

. (6.22)

Защита удовлетворяет требованиям чувствительности.

5) Определим ток срабатывания реле:

А. (6.23)

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

Определим сумму уставок:

. (6.24)

Принимаем сумму уставок .

Найдем ток уставки реле:

А.

6) Время срабатывания защиты принимается по условию отстройки от времени срабатывания МТЗ на секционном выключателе Q20. Поскольку это время равно с, то с, где с – ступень селективности для статического реле. Используем реле времени РВ-01.

6.3 Защита от перегруза

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

2) Защита выполняется с помощью одного реле, включенного во вторичную обмотку того же трансформатора тока, что и реле максимальной токовой защиты, на ток фазы А, с действием на сигнал. Коэффициент трансформации трансформатора тока , коэффициент схемы .

3) Ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от номинального тока трансформатора на стороне ВН:

, (6.25)

здесь – коэффициент отстройки.

4) Коэффициент чувствительности не рассчитывается.

5) Ток срабатывания реле:

А. (6.26)

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

Определим сумму уставок:

. (6.24)

Принимаем сумму уставок .

Найдем ток уставки реле:

А.

6) Выдержка времени защиты отстраивается от кратковременных перегрузок. Примем с. Устанавливаем реле времени РВ-01.

6.4 Газовая защита

Газовая защита является основной защитой трансформаторов от витковых замыканий и других внутренних повреждений, сопровождаемых разложением масла и выделением газа. В качестве реагирующего органа выбираем реле типа РГТ-80. Верхняя пара контактов действует на сигнал при слабом газовыделении и понижении уровня масла, нижняя пара контактов действует на отключение при бурном газообразовании и дальнейшем понижении уровня масла. Уставка скоростного элемента (нижнего) выбирается в зависимости от мощности и системы охлаждения силового трансформатора. Так как трансформатор имеет мощность 25 МВ·А и систему охлаждения Д, то принимаем уставку 1 м/с.

7 Расчёт защиты воздушных линий Л1, Л2

В связи с тем, что сеть образована параллельными линиями и имеет двухстороннее питание, то примем к установке следующие защиты:

1) основная от всех видов коротких замыканий – поперечная дифференциальная направленная защита;

2) дополнительная к основной от междуфазных коротких замыканий – токовая отсечка без выдержки времени, отдельная для каждой параллельной цепи;

3) резервная от междуфазных коротких замыканий – суммарная максимальная токовая защита параллельных цепей;

4) защита от однофазных коротких замыканий на землю.

7.1 Поперечная дифференциальная направленная защита

1) Защита выполняется с помощью токовых реле РСТ 13, которые включаются на разность токов параллельных цепей. Для определения поврежденной цепи последовательно с обмоткой токового реле РСТ 13 включается обмотка тока реле направления мощности РМ 11, а обмотка напряжения этого реле включается во вторичную обмотку трансформатора напряжения, установленного на шинах А.

2) Максимальный рабочий ток линии при повреждении на другой линии:

, (7.1)

где – передаваемая мощность по линиям Л1 и Л2, ВА;

– напряжение линий Л1 и Л2, В.

А.

Принимаем к установке трансформатор тока ТФЗМ-220Б-I-300-0,5/10Р/10Р/10Р: А; А. Коэффициент трансформации трансформатора тока

.

В каждой цепи линии устанавливаются три трансформатора тока, включенные по схеме неполной звезды, коэффициент схемы .

Примем к установке трансформатор напряжения типа НКФ-220-58У1:

В,

В. Коэффициент трансформации трансформатора напряжения:

.

3) Ток срабатывания защиты определяется двумя условиями:

а) отстройкой от тока небаланса