Реле максимального напряжения типов рн 53, 153 и минимального напряжения рн 54, 154

Уставки МТЗ Л4: , реле тока РТ-40/20; , реле времени РВ-225 (таблица 5). Цепи переменного тока, цепи постоянного тока, выходные воздействия МТЗ Л4 аналогичны рис. 9. Для варианта использования МТЗ с блокировкой по напряжению цепи переменного тока, цепи постоянного тока, выходные воздействия приведены на рисунке 11.

Рис. 11. Использования МТЗ с блокировкой по напряжению цепи переменного тока, цепи постоянного тока, выходные воздействия

Условные обозначения на рисунке 12: ТА1, ТА2 – ТТ; КА1, КА2 – реле тока ТО; КА3, КА4 - реле тока МТЗ; KV1-KV3 – реле напряжения МТЗ; КL – промежуточное реле, КТ – реле времени; КН- указательное реле (блинкер); YAT – электомагнит отключения выключателя; Q - выключатель.

5.3. Расчет параметров защит, установленных на трансформаторе т1

В качестве измерительного органа продольной дифференциальной токовой защиты трансформатора Т1 примем реле РНТ-565 и произведём расчёт уставок (см. приложение 2). Установим три реле – по одному на фазу, т. е. будем использовать трехрелейную схему.

Определим токи в плечах защиты, которые соответствуют номинальной мощности Т1:

= – коэффициент, учитывающий соединение обмотки трансформатора по схеме треугольник.

=1 – коэффициент, учитывающий соединение обмотки трансформатора по схеме звезда.

Первичный ток срабатывания защиты выбирается по двум условиям:

1. По условию отстройки от максимального тока небаланса при внешних КЗ:

I_сз = 1,3I_{нб макс} = 1,3(+U)I_{кз макс},

где  =0,1 – максимальная погрешность ТТ;

U – половина регулировочного диапазона изменения напряжения при регулировании коэффициента трансформации в относительных единицах. Для ТРДН–25000 предел регулирования равен 1,25х8 = 10%.

2. По условию отстройки от бросков тока намагничивания: I_сз = 1,3I_н ,

где I_н – ток соответствующий номинальной мощности трансформатора.

С учётом регулирования (напряжения) под нагрузкой (РПН) I_н рассчитывается по формуле:

За первичный ток срабатывания примем больший из рассчитанных по условиям 1 и 2.

I_сз1 = 1,3(0,1+0,1)883710,5/115 = 209,8 А,

где 883710,5/115 = 806,9 А – максимальный ток, приведенный к стороне ВН Т1, найденный при КЗ в точке К9 для начального момента КЗ (см. п. 4).

Выбираем I_сз = 210 А.

За основную сторону примем сторону ВН трансформатора Т1:

.

Число витков реле РНТ для основной стороны:

где F_cр – намагничивающая сила срабатывания реле, равная 100 Ампервиткам.

Выбираем ближайшее меньшее значение витков W_осн. = 16 вит.

Определяем фактическое значение I_ср, соответствующее выбранному числу витков W_осн.:

.

Расчетное число витков с неосновной стороны рассчитаем по формуле:

, где , .

Принимаем округленное значение витков W₂ = 13 вит.

Вычислим третью составляющую тока небаланса I_нб^lll, которая обусловлена неравенством расчётного и выбранного числа витков:

Определим суммарный ток небаланса и рассчитаем значения I_сз и I_ср.

I_нб = I_{нб макс}+ I_нб^lll = (0,1+0,1)806,9+22,588 = 183,97 А.

I_сз = 1,3 I_нб = 1,3183,97= 239,16 А.

I_ср = I_сзК_сх/n_тт1 = 239,16 / 300/5 = 6,904 А.

Так как с учетом третьей составляющей тока небаланса уставка возрастает до 6,904 А с 6,062 А принятых, то подбираем такое число витков, которое обусловило бы больший ток срабатывания. То есть примем W_осн. = 15 вит. и повторим расчёт.

Принимаем W₂ = 12 вит.

I_нб = I_{нб макс}+ I_нб^lll = (0,1+0,1)806,9+9,8 = 171,2 А.

I_сз = 1,3 I_нб = 1,3171,2 = 222,5 А.

I_ср = I_сзК_сх/n_тт1 = 222,5√3 / 300/5 = 6,423 А.

Так как с учетом третьей составляющей тока небаланса уставка 6,423 А не превышает расчетного значения 6,667 А, то примем W_осн. = 15 вит.

Рассчитанные параметры реле РНТ соответствуют несрабатыванию реле при максимальном токе небаланса.

Определим коэффициент чувствительности в минимальном режиме работы системы при двухфазном КЗ на стороне низшего напряжения Т1 при работе трансформатора на холостом ходу для начального момента КЗ. Так как Т1 имеет схему соединения «звезда-треугольник», то при КЗ на стороне НН Т1, токораспределение на стороне ВН Т1 будет отличающимся от токораспределения при КЗ на ВЛ (за счет наличия углового сдвига между линейными напряжениями высокой стороны и низкой стороны трансформатора − наличия группы соединения трансформатора). В литературе [6], стр. 133, дана таблица 2-1, отражающая зависимость расчетных токов в реле при двухфазном КЗ в месте установки защиты или за трансформатором.

где I_{р. мин.} – минимальный ток в реле, который рассчитывается по формуле из таблицы 2-1 источника [6].

Ток КЗ обтекает только ТТ стороны ВН Т1, которые соединены по схеме треугольник с тремя реле. Для такой схемы выполнения МТЗ при двухфазном КЗ за трансформатором Y/∆-11 ток в реле составит

Если условие не выполняется, то используется другой тип реле (ДЗТ-11, ДЗТ-21) с тормозной характеристикой срабатывания (см. источник [4]).

Для трансформатора Т1 получим схему, показанную на рис. 12.

Рассчитаем параметры защиты от сверхтоков внешних междуфазных токов КЗ. В качестве такой защиты примем МТЗ:

где I_{нагр. макс.} – максимальный ток нагрузки, примем равным номинальному току Т1.

Рис. 12. Схема дифференциальной защиты РНТ-565 трансформатора Т1

Т ок самозапуска через трансформатор пойдет в случае включения его под напряжение при заторможенной двигательной нагрузке, подключенной к его шинам НН. Оценим этот ток, исходя из схемы замещения на рис. 13.

[(Х₁+Х₂)//( Х₃+Х₄)] + Х₅=0,686 Ом; Е₁//Е2=10,5 кВ; Х₈//Х₉=4,823/2=2,412 Ом.

[(Х₇ +Х₁₁)//Х₁₀] + Х₆= Ом

Х_//=2,412//20,492= Ом

Х_ЭКВ= Х_// + [(Х₁+Х₂)//( Х₃+Х₄)] + Х₅ =2,158 + 0,686 =2,844 Ом

, приведем ток к стороне ВН Т1: .

К_сз= / =0,195/0,126=1,55.

Рис. 13. Схема замещения для определения тока самозапуска через Т1

Принимаем уставку по току 7,2 А, используем реле РТ-40/20 с последовательным соединением обмоток. Проверяем чувствительность защиты при КЗ в конце защищаемой зоны, то есть шинах НН Т1. Для схемы выполнения МТЗ – неполная звезда с двумя реле при двухфазном КЗ за трансформатором Y/∆-11 ток в реле определим согласно таблице 2-1 источника [6]. Согласно требованиям п. 3.2.21 ПУЭ МТЗ трансформатора должен быть больше или равен 1,3.

< 1,3.

Тогда применим схему выполнения МТЗ – полная звезда.

> 1,3.

Время срабатывания МТЗ выбираем по согласованию с защитами предыдущих элементов – МТЗ нагрузки Н1, Н2 и Л4:

,

,

.

За время срабатывания защиты выбираем большее из полученных значений – 2,2 сек. Выбираем реле времени РВ-225 по таблице 5.

Выбираем уставки МТЗ Т1: , реле тока РТ-40/20;

, реле времени РВ-225.

Рассчитаем параметры защиты от перегрузки Т1:

Принимаем уставку по току срабатывания 4 А, используем реле РТ-40/6 с параллельным соединением обмоток. Уставка по времени выбирается из практики около 9 сек, воздействие – на сигнал для оперативного персонала о перегрузке Т1.

Цепи переменного тока, цепи постоянного тока, выходные воздействия МТЗ и защиты от перегрузки приведены на рисунке 14.

Рис. 14. Цепи переменного тока, цепи постоянного тока, выходные воздействия МТЗ и защиты от перегрузки

Условные обозначения на рисунке 15: ТА1, ТА2 – ТТ; КА1, КА2 – реле тока МТЗ; КА3 - реле тока от перегруза; КL – промежуточное реле, КТ – реле времени; КН- указательное реле (блинкер); YAT – электомагнит отключения выключателя; Q - выключатель