Пример расчета
Исходные данные
Исходные данные приведены на рис. 1 и в таблице 2.
На рис. 2 изображена двухтрансформаторная тупиковая понижающая подстанция, питающаяся по двум ВЛ, которая снабжает энергией потребительскую сеть. Параллельная работа трансформаторов Т1, Т2 не предусматривается. Секционный выключатель низкого напряжения подстанции находится в автоматическом резерве (АВР).
Таблица 2
Исходные данные для расчета
Sкз С1 |
600 МВА |
Т1** |
ТРДН-25000 |
Sкз С2 |
1100 МВА |
tМТЗ Н-1= tМТЗ Н-2= 0,8 сек |
|
UH1 |
110 кВ |
tМТЗ Н-4= 0,5 сек |
tМТЗ Н-3= 1,2 сек |
UH2 |
10 кВ |
Н1=Н2 (МВА) |
8 |
Л1 |
длина - 92 км, провод - марки АС, сечение - 120 мм2. |
Н1=Н2 – в нагрузке есть электродвигатели |
|
Л2 |
длина - 93 км, провод - марки АС, сечение - 120 мм2. |
Н3 (МВА) |
1,5 |
Л3 |
— |
Н3 – в нагрузке есть электродвигатели |
|
Л4 |
длина - 13 км, провод - марки АС, сечение - 95 мм2. |
Н4 (МВА) |
3,33 |
Л5 |
длина - 11,5 км, провод марки АС, сечение - 50 мм2. |
Н4 – преимущественно лампы накаливания, электротермические установки |
|
В таблице 2 приняты следующие обозначения:
Sкз С1, Sкз С2 – мощность короткого замыкания систем 1, 2 соответственно;
Л – линия электропередач (по сечению и марке провода, используя справочную литературу [1] или таблицу 1.1 приложения 1 , необходимо определить удельное сопротивление линии xуд);
UH – класс напряжения шин;
Т – марка трансформатора;
Н – суммарная мощность подключенной нагрузки и ее характеристика.
** Примечание: параметры трансформатора выписать из таблицы 1.2 приложения 1 или источника [1] стр. 113-165.
2. Выбор видов и места установки устройств релейной защиты тупиковой понижающей подстанции и сети потребителей
Выбор видов и места установки релейных защит элементов схемы выполним в соответствии с требованиями главы 3.2 ПУЭ.
Для защиты линий Л4 и Л5 от КЗ выбираем двухступенчатую токовую защиту, которая устанавливается со стороны питания. Первая ступень — токовая отсечка без выдержки времени, вторая ступень — максимальная токовая защита (МТЗ).
Для защиты трансформаторов Т1 и Т2 устанавливаем:
- от многофазных замыканий в обмотках и на выводах — дифференциальная защита трансформатора;
- от токов в обмотках, обусловленных внешними КЗ, — МТЗ трансформатора со стороны источника питания;
- от токов в обмотках, обусловленных перегрузкой, — защита от перегруза.
- также устанавливаем газовую защиту, выполненную с помощью специальных газовых реле.
3. Выбор типов трансформаторов тока и их коэффициентов трансформации
Выбор типов трансформаторов тока (ТТ) и их коэффициентов трансформации для защиты трансформатора Т1 производим следующим образом.
ТТ для продольной дифференциальной защиты устанавливаются со стороны высокого и низкого напряжения и выбираются по номинальным токам силового трансформатора, отнесённым к напряжению той стороны, где установлены ТТ. Для трансформатора ТРДН-25000/110 номинальные токи:
где
=
25000 кВА – номинальная мощность
трансформатора;
=115 кВ
и
=10,5 кВ
– номинальные напряжения высокой
обмотки (ВН – высшее напряжение) и
низкой обмотки (НН – низшее напряжение)
трансформатора.
Коэффициенты
трансформации определяем в зависимости
от схем соединения ТТ. В нашем случае
ТТ на высшей стороне соединены в
треугольник (так как схема соединения
обмотки ВН трансформатора – звезда, по
принципу компенсации углового сдвига
в 300
в цепях диф. защиты), а на низшей стороне
в звезду (так как схема соединения
обмотки НН трансформатора – треугольник).
Зная вторичный номинальный ток ТТ
(см. таблицу 3) и первичный ток ТТ, можно
определить его коэффициент трансформации:
По полученным данным выбираем из таблицы 3 ТТ для высшей стороны: ТФЗМ110Б-1 с коэффициентом трансформации 300/5, ближайшим большим расчетного 43,47; для низшей стороны ТЛК-10-3 с коэффициентом трансформации 1500/5, ближайшим большим расчетного 274,92.
Для
защиты трансформаторов от перегрузки
и МТЗ используем схему соединения ТТ –
звезда, следовательно
Таблица 3
Технические характеристики трансформаторов тока ТЛК
Наименование |
ТЛК-10-5, -6, -9 |
ТЛК-10-7, -8 |
ТЛК-10-3 |
Номинальное напряжение, кВ |
10 |
10 |
10 |
Номинальный первичный ток, А |
20-1500 |
100-1500 |
100, 150, 300-1500 |
Номинальный вторичный ток, А |
5 |
5 |
5 |
Номинальная частота, Гц |
50,60 |
50,60 |
50,60 |
Номинальная
вторичная нагрузка с коэффициентом
мощности cos |
|||
обмотки для измерения (0,23; 0,2; 0,53; 0,5) |
10 |
10 |
10 |
обмотки для защиты (1ОР) |
15 |
15 |
15 |
Класс точности обмотки: |
|||
для измерения |
0,2S; 0,2; 0,5S; 0,5 |
0,2S; 0,2; 0,5S; 0,5 |
0,2S; 0,2; 0,5S; 0,5 |
Ток трехсекундной термической стойкости, кА |
1,8-31,5 |
40 |
20-31,5 |
Ток электродинамической стойкости, кА |
4,7-81 |
100 |
52-81 |
=0,8,
В-А:
Технические характеристики трансформаторов тока ТФЗМ
Тип изделия
|
Номинальный первичный ток, А |
Номинальный вторичный ток, А |
Количество вторичных обмоток |
Ток термической стойкости, kA |
|
для защиты |
для измерений |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
ТФЗМ 33А–Т1 |
100; 150; 200; 300; 400; 600; 1200 |
5 |
2 |
1 |
4,6; 7; 9; 14; 18; 28; 56 |
ТФЗМ 35 А –У1 |
15; 20; 30; 40; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 600; 800; 1000 |
5 |
1 |
1 |
0,6; 0,7; 1,1; 1,5; 1,9; 2,3; 3,5; 5,8; 7; 11,6; 15; 22; 30; 37 |
ТФЗМ 35 А –ХЛ1 |
15; 20; 30; 40; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 600; 800; 100 |
5 |
1 |
1 |
0,6; 0,7; 1,1; 1,5; 1,9; 2,3; 3,5; 5,8; 7; 11,6; 15; 22; 30; 37 |
ТФЗМ 35 Б–I У1 |
15; 20; 30; 40; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 600; 800; 1000; 1200; 1500; 2000 |
5 |
2 |
1 |
0,7; 1; 1,5; 2,1; 2,3; 3,5; 4,7; 7; 10,5; 15; 21; 31; 30; 37; 39; 41; 55 |
ТФЗМ 35 Б–I ХЛ1 |
15; 20; 30; 40; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 600; 800; 1000; 1200; 1500; 2000 |
5 |
2 |
1 |
0,7; 1; 1,5; 2,1; 2,3; 3,5; 4,7; 7; 10,5; 15; 21; 31; 30; 37; 39; 41; 55 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
ТФЗМ 35 Б –II У1 |
500; 1000; 2000; 3000 |
1 или 5 |
2 |
1 |
49; 49; 57; 57 |
ТФЗМ 66 В – Т1 |
200-400; 600-1200 |
5 |
2 |
1 |
9-18; 18-36 |
ТФЗМ 110 Б – I У1 |
50-100; 75-150; 100-200; 150-300; 200-400; 300-600; 400-800 |
5 |
2 |
1 |
2-4; 3-6; 4-8; 6-12; 8-16; 13-26; 14-28 |
ТФЗМ 110 Б – I ХЛ1 |
50-100; 75-150; 100-200; 150-300; 200-400; 300-600; 400-800 |
5 |
2 |
1 |
2-4; 3-6; 4-8; 6-12; 8-16; 13-26; 14-28 |
ТФЗМ 110 Б – III У1 |
750-1500; 1000-2000 |
1 или 5 |
2 |
1 |
26-52; 34-68 |
ТФЗМ 110 Б – III ХЛ1 |
750-1500; 1000-2000 |
1 или 5 |
2 |
1 |
26-52; 34-68 |
ТФЗМ 110 Б – IV У1 |
100; 150; 200; 300; 400; 600; 750; 1000; 1200; 1500; 2000 |
1 или 5 |
3 |
1 |
4; 6; 8; 12; 16; 26; 26; 30; 40; 45; 60 |
ТФЗМ 110 Б – IV ХЛ1 |
100; 150; 200; 300; 400; 600; 750; 1000; 1200; 1500; 2000 |
1 или 5 |
3 |
1 |
4; 6; 8; 12; 16; 26; 26; 30; 40; 45; 60 |
ТФЗМ 110 Б – IV Т1 |
100; 150; 200; 300; 400; 600; 750; 1000; 1200; 1500; 2000 |
1 или 5 |
3 |
1 |
4; 6; 8; 12; 16; 26; 26; 30; 40; 45; 60 |
ТФЗМ 132 Б –Т1 |
200-400; 300-600; 500-1000; 600-1200; 750-1500 |
1 или 5 |
2 |
1 |
11-22; 17-34; 17-34; 17-34; 17-34 |
ТФЗМ 150 А – I У1 |
600-1200 |
1 или 5 |
3 |
1 |
14-28 |
ТФЗМ 150 Б – I У1 |
600-1200 |
1 или 5 |
3 |
1 |
14-28 |
ТФЗМ 150 Б – II У1 |
1000-2000 |
1 или 5 |
3 |
1 |
41,6-83,2 |
ТФЗМ 220 Б – I Т1 |
300-600; 400-800; 600-1200; 750-1500; 1000-2000 |
1 или 5 |
3 |
1 |
10-20; 9-18; 20-40; 17-34; 19,6-39,2 |
ТФЗМ 220 Б - IV У1 |
500-1000-2000 |
1 или 5 |
3 |
1 |
9,8-19,8-39,2 |
ТФЗМ 220 Б – IV ХЛ1 |
500-1000-2000 |
1 или 5 |
3 |
1 |
9,8-19,8-39,2 |
ТФЗМ 220 Б – II Т1 |
300-600; 400-800; 600-1200; 750-1500; 1000-2000 |
1 или 5 |
3 |
1 |
10-20; 9-18; 20-40; 17-34; 19,6-39,2 |
ТФЗМ 220 Б – III ХЛ1 |
200-400-800; 300-600-1200 |
1 или 5 |
3 |
1 |
4,5-9-18; 9,8-19,8-39,2 |
ТФЗМ 220 Б – III У1 |
200-400-800; 300-600-1200 |
1 или 5 |
3 |
1 |
4,5-9-18; 9,8-19,8-39,2 |
ТФЗМ 500 Б – I У1 |
500-1000-2000 |
1 |
3 |
1 |
34-68-68 |
ТФЗМ 500 Б – II Т1 |
500-1000-2000 |
1 |
3 |
1 |
34-68-68 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
ТФЗМ 500 Б – II Т1 |
500-1000-2000 |
1 |
3 |
1 |
34-68-68 |
ТФЗМ 500 Б – I ХЛ1 |
500-1000-2000 |
1 |
3 |
1 |
34-68-68 |
ТФЗМ 500 Б – III УХЛ1 |
500-1000-2000 |
1 |
4 |
1 |
34-68-68 |
ТФЗМ 500 Б – IV УХЛ1 |
500-1000-2000 |
1 |
4 |
1 |
34-68-68 |