0. Расчет сопротивлений элементов схемы

Удельное индуктивное сопротивление воздушных линий Л1, Л2, Л3 и Л4 принимаем х_ол1 = х_ол2 = х_ол3 = х_ол4 = 0,4 Ом/км, активным сопротивлением пренебрегаем.

Сопротивлении воздушных линий Л1 и Л2:

о.е.,

здесь L₁ – длина линии Л1, км

S_Б – базисная мощность, ВА

U_СР1 – среднее напряжение линий Л1 и Л2, В

Сопротивлении воздушных линий Л3 и Л4:

о.е.

Согласно /2/ для кабеля марки М – 240 удельное индуктивное сопротивление х_ол5 = х_ол6 = 0,075 Ом/км, удельное активное сопротивление r_ол5 = r_ол6 = 0,129 Ом/км.

Индуктивное сопротивление кабельной линии Л5:

о.е,

Активное сопротивление кабельной линии Л5:

о.е.

Индуктивное сопротивление кабельной линии Л6:

о.е.

Активное сопротивление кабельной линии Л6:

о.е.

Сопротивление трансформаторов Т1 и Т2:

о.е.

здесь U_К% - напряжение КЗ трансформаторов Т1 и Т2, %

S_Т – номинальная мощность трансформатора Т1, ВА.

Сопротивление трансформатора Т3:

о.е.

0. Расчет величин токов кз

Величину токов КЗ определяем для следующих режимов:

- в максимальном режиме все линии и трансформаторы включены на параллельную работу, секционные выключатели отключены;

- в минимальном режиме отключены линии Л2 и Л4, секционные выключатели отключены;

- в минимальном режиме отключена линия Л4, секционный выключатель Q15 включен.

Все расчеты сведем в таблицы 7 – 9.

Таблица 7 – максимальный режим, секционные выключатели отключены

Точка КЗ на шинах подстанции	Искомые величины	Питание со стороны
		Система G1	Система G2
А	ХЭКВ о.е.
	SКЗ, МВА	1200
	IКЗ, кА
Б	ХЭКВ о.е.
	SКЗ, МВА		1400
	IКЗ, кА

В1с В2с	ХЭКВ о.е.
	SКЗ, МВА
	IКЗ, кА

Питание одновременно от систем g1 иG2

В1с В2с	ХЭКВ о.е
	SКЗ, МВА
	IКЗ, кА
Г1с Г2с	ХЭКВ о.е
	SКЗ, МВА
	IКЗ, кА
РП1	ХЭКВ о.е
	SКЗ, МВА
	IКЗ, кА
РП2	ХЭКВ о.е
	SКЗ, МВА
	IКЗ, кА

Таблица 8 – Минимальный режим, секционные выключатели отключены, линии Л2 и Л4 отключены

Точка КЗ на шинах подстанции	Искомые величины	Питание со стороны
		Система G1	Система G2
А	ХЭКВ о.е
	SКЗ, МВА	1100
	IКЗ, кА
Б	ХЭКВ о.е
	SКЗ, МВА		1200
	IКЗ, кА
В1с В2с	ХЭКВ о.е	В2с	В1с
	SКЗ, МВА
	IКЗ, кА
Г1с Г2с	ХЭКВ о.е	Г2с	Г1с
	SКЗ, МВА
	IКЗ, кА
РП1 РП2	ХЭКВ о.е	ПР2	ПР1
	SКЗ, МВА
	IКЗ, кА	; 14,42

Таблица 9 – Минимальный режим, секционный выключатель Q15 включен, линия Л4 отключена

Точка КЗ на шинах подстанции	Искомые величины	Питание со стороны
		Система G1	Система G2
А	ХЭКВ о.е
	SКЗ, МВА	1100
	IКЗ, кА
Б	ХЭКВ о.е
	SКЗ, МВА
	IКЗ, кА

2. Расчет защиты трансформатора ТЗ

Трансформаторы оснащаются релейной защитой от внешних и внутренних КЗ.

Согласно ПУЭ допускается установка газовой защиты на трансформаторы мощностью 1 – 4 МВА и выше.

2.1 МТЗ от внешних КЗ

1. Защиту выполним с помощью статического реле РСТ 13, так как оперативный ток постоянный.

2. Найдем максимальный рабочий ток в точке установки защиты, равный 1,4 номинального тока трансформатора:

здесь U_ВН = 10 кВ – первичное напряжение трансформатора Т3.

К установке принимаем трансформатор тока ТЛ-10-300-УЗ-0,5/10Р согласно

/2/: I_1Н = 300 А, /: I_2Н = 5 А. Коэффициент трансформации трансформатора тока:

Схема включения трансформатора тока и реле – неполная звезда, коэффициент схемы к_СХ = 1

3. ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от максимального рабочего тока в точке установки защиты:

А

здесь к_ОТС = 1,2 – коэффициент отстройки;

к_В = 0,9 – коэффициент возврата;

к_З = 1,2

4. ток срабатывания реле:

А

Принимаем к установке реле РСТ 13/19, у которого ток срабатывания находится в пределах I_СР.Р = (1,5-6) А.

5. Определить сумму уставок:

здесь I_MIN = 1.5 А – минимальный ток срабатывания выбранного реле. Принимаем уставки 1,6; 0,8; 0,2, следовательно ∑θ = 1,6 + 0,8 + 0,2 = 2,6.

Найдем ток уставки реле:

А

Коэффициент чувствительности при I²_КЗMIN на выводах высокого напряжения:

2.2 защита от перегруза:

1) используем токовую защиту в однофазном исполнении на РСТ – 13 (трансформаторы тока выбираем те же, что и выше).

А

2) ток срабатывания защиты:

А

здесь к_ОТС = 1,1 – коэффициент отстройки;

к_В = коэффициент возврата;

3) Ток срабатывания реле:

А

Принимаем к установке реле РСТ 13/19, у которого ток срабатывания находится в пределах I_СР.р = (1,5-6) А

4) Определим сумму уставок:

Время срабатывания защиты 9 с.

2.3 Газовая защита.

Эта защита, как основная защита трансформатора, реагирует на витковые замыкания и прочие повреждения внутри трансформатора. К установке принемаем газовую защиту типа РГТ 80.

3. Расчет защиты высоковольтного двигателя Д

Согласно ПУЭ /1/ для синхронных электродвигателей напряжением выше 1000 В предусматриваются следующие защиты:

- токовая отсечка без выдержки времени от многофазных КЗ на выводах и обмотки статора.

- защита от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ)

- защита от токов перегрузки, вызванными технологическими причинами и затянувшимся пуском или самозапуском;

- защита минимального напряжения;

- защита от асинхронного режима;

3.1 Защита от многофазных КЗ

В соответствии с требованиями ПУЭ /1/ для электродвигателей мощностью более 2 МВт в качестве защиты от многофазных замыканий применяется продольная дифференциальная защита без выдержки времени с использованием полупроводникового дифференциального реле РСТ – 15. Защиту выполняем по двухфазной двухрелейной схеме.

А

здесь Р_НОМ.ДВ = 6300 кВА – номинальная мощность двигателя СТД;

U_НОМ – номинальное напряжение двигателя, В.

Ток срабатывания защиты отстраивается от пускового тока:

А

где К_П – коэффициент пуска двигателя.

Поперечная относительная сверхпереходная ЭДС двигателя:

В

Наибольшее действующее значение периодической составляющей тока в режиме трехфазного КЗ:

А,

Отстраиваем защиту от тока небаланса, учитывающего ток , так как он имеет значение больше пускового.

Тогда ток срабатывания защиты

А,

здесь к_ОТС = 1,25 – коэффициент отстройки для статического реле

ε – полная погрешность трансформатора тока (0,1)

Выбираем трансформатор тока ТЛ – 10 с коэффициентом трансформации:

Ток срабатывания реле:

А

Коэффициент чувствительности определяется при двух фазном КЗ в мини-мальном режиме на шинах, к которым подключен двигатель.

значит защита удовлетворяет требованию чувствительности

Расчет количества витков первичной обмотки TAV в связи с равенством токов срабатывания реле на основной и не основной соронах. Принимаем ω_осн = ω_неосн = 16, тогда МДС срабатывания равна:

А

Ближайшая уставка по МДС F_ср = 65 А