11 Расчёт релейной защиты трансформатора

В условиях эксплуатации возможны повреждения отдельных элементов системы электроснабжения. Для определения места повреждения и подачи сигнала на отключение соответствующих выключателей устанавливаются специальные автоматические устройства, к которым относится релейная защита.

Сеть ВН трансформатора на напряжение 6-35 кВ имеет изолированную нейтраль. На стороне НН обычно выполняется сеть с глухозаземлённой нейтралью в которой все виды защит обеспечивает автоматический выключатель. В схемах защиты с силовыми выключателями на ВН применяются следующие виды релейной защиты;

1 Токовая отсечка (ТО) на реле типа РТ-40 косвенного действия при наличии электромагнита отключения (ЭмО), типа РТМ прямого действия при наличии пружинного привода выключателя ВН.

2 Максимальная токовая защита (МТЗ) на реле типа РТ-40 в сочетании с реле времени типа ЭВ-100 или ЭВ-200 для выключателей с ЭмО типа РТВ для выключателей с пружинным приводом.

3 Сочетание ТО и МТЗ на реле типа РТМ и РТВ для выключателей с пружинным приводом.

Токовая отсечка обеспечивает защиту от токов КЗ.

Наиболее распространенны схемы, сочетающие ТО и МТЗ. Поэтому принимаем для расчёта сети ВН трансформатора релейную защиту от токов КЗ и перегрузки – токовую отсечку.( участок от выключателя Q до точки К1) и максимальную токовую защиту ( далее до Т).

Так как, выбранный ранее высоковольтный выключатель ВММ—10-400-10 У2 имеет пружинный привод, то к установке принимаем реле прямого действия типа РТМ и РТВ. Для защиты от междуфазных КЗ выбираем схему соединения ТТ и вторичной нагрузки (реле) - на разность токов двух фаз.

Так как, на стороне ВН используется сеть с изолированной нейтралью, то замыкание одной фазы на землю (или повреждение изоляции) контролирует устройство контроля изоляции (УКИ), которое включает сигнализацию при подобных нарушениях. На стороне НН используется четырехпроходная сеть с глухозаземлённой нейтралью (ГЗН), поэтому все виды защит обеспечивает автоматический выключатель 1SF.

Далее выбираем токовые трансформаторы. Для этого определяем номинальный ток в линии ВН по формуле;

Где S-номинальная мощность силового трансформатора кВА

U-номинальное напряжение питания трансформатора, кВ

23,1 А

Из справочных материалов по полученному значению выбираем трансформаторы тока типа ТЛ-10 с =300А, =5А для установки Р3 определяем номинальный коэффициент трансформации

=300/5=60

Выбираем реле ТО типа РТМ и определяем ток его срабатывания по формуле;

=

Где =1,8 коэффициент надёжности отстройки, учитывающий погрешности реле и ТТ.

=1,73-коэффициент схемы включения реле

-ток короткого замыкания в линии

= =5,4 кА

Тогда А

По полученному значению тока срабатывания из справочных материалов выбираем реле типа РТМ-4 с каталожным значением =150А

Условие; выполняется.

Определяем коэффициент чувствительности защиты и надёжность срабатывания ТО при наименьшем (2-фазном) тока КЗ в начале линии по формуле;

= =

Где =2,9 кА- минимальный ток КЗ в начале защищаемого участка, А

-ток срабатывания защиты. А

=

=150А- ток срабатывания реле, А

Тогда =2900/60*150=1,24

ТО надёжно срабатывает, если 1,2…1,5

Условие надёжности выполнено, следовательно ТО срабатывает надёжно.

Аналогичным образом выбираем реле МТЗ и определяем ток его срабатывания по формуле;

=

Где =1,коэффициент запуска ЭД

=0,8-коэффициент возврата реле

=23,1 А- наибольший ток нагрузки защищаемого участка (обычно = номинальный ток нагрузки на ВН)

=1*1,25*1,73*23,1/0,8*150=1,7А

По полученному значению тока срабатывания выбираем реле типа РТВ-1с каталожным значением тока =5А

Условие т.е.

5А > 1,7А выполняется.

Определяем коэффициент чувствительности защиты на остальном участке при (в конце линии)

= =2900/60*5=1,53

МТЗ надёжно сработает , т.к условие надёжности 1,2…1,5 выполнено.(1,53>1,2)