3 Особенности расчета токов к.З. В сетях до 1000 в.

Расчёт нагрузок до 1 кВ.

Методика определения силовых нагрузок 0,4кВ.

Для индивидуальных потребителей за расчётную нагрузку принимается их номинальная мощность Р_ном. Для потребителей повторно-кратковременного режима работы (сварочные агрегаты, краны и т.п.) за расчетную нагрузку принимается паспортная мощность Р_пасп, приведенная к ПВ=100%:

где ПВ принимается в долях единицы.

Активная расчетная нагрузка группы потребителей, подключенных к узлу питания напряжением до 1 кВ, определяется:

или:

где

где Р_см,i и Р_см - средние за смену нагрузки - i-го потребителя и групповая;

к_р - коэффициент расчётной нагрузки, определяемый по таблицам;

к_{и, а,i} - коэффициент использования активной мощности для i-го потребителя, справочная величина;

Р_н,i - номинальная мощность i-го потребителя;

Расчётная реактивная нагрузка на шинах РП, питающих отдельные участки производства Q_р определяется в зависимости от эффективного числа приёмников n_эф:

при

при

где: где Q_см,i и Q_см - средние за смену реактивные нагрузки - i-го потребителя и групповая;

где tg_ - соответствует cos_i, принятому для данного потребителя из справочных материалов.

Расчётная реактивная нагрузка на шинах ТП определяется по выражению:

Эффективное число приёмников может определяться по упрощенному выражению:

где Р_н,max - номинальная мощность наиболее мощного приёмника группы.

Групповой коэффициент использования в целом по объекту определяется по формуле:

Полная расчетная мощность по объекту в целом:

Полный расчетный ток: где U_ном - напряжение сети.

Билет №14

Задача: Для трансформатора собственных нужд тепловой электростанции выбрать типы защит и определить их коэффи­циенты чувствительности.

Данные для расчёта приведены в таблице

Вариант	Трансформатор, Т
	S, кВА	Uв/Uн, кв	I1Н, А	I2Н, А	ZТ, Ом	ZТ 0, Ом	Соединение обмоток
1	250	10/0,4	14	360	28,8*10-3	254*10-3	Y/Y0
2	400	10/0,4	18	450	36,4*10-3	310*10-3	Y/Y0

Решение: (1 вариант)

На таких трансформаторах на электростанциях предусматриваются следующие типы защит. На стороне ВН:

1. Токовая отсечка от всех видов КЗ в обмотках и на выводах трансформатора.

2. Максимальная токовая защита с выдержкой времени от внешних многофазных КЗ.

3. Защита нулевой последовательности от замыканий на землю в сети 10кВ с действием на сигнал без выдержки времени. Эта защита выполняется с помощью чувствительного реле тока, подключаемого к трансформатору тока нулевой последовательности, устанавливаемого на кабеле.

На стороне НН – токовая защита нулевой последовательности, с выдержкой времени от КЗ на землю в обмотках НН трансформатора, на шинах и в сети 0,4кВ.

Кроме указанных защит, предусматривается токовая защита от перегрузки, устанавливаемая в одной фазе и действующая на сигнал.

Для выбора уставок защит необходимо вычислить токи при трехфазном и однофазном КЗ на шинах 0,4кВ, при этом сопротивлением питающих элементов можно пренебречь, так как оно весьма мало по сравнению с сопротивлением трансформатора.

При трехфазном КЗ на шинах 0,4кВ:

_{Ток на стороне 10кВ:}

При однофазном КЗ на шинах 0,4кВ:

_{а) Первичный ток срабатывания отсечки для обеспечения селективного действия должен быть отстроен от максимального тока при внешнем трехфазном КЗ и определяется по формуле:}

_{где kн =1,4 – коффициент надежности.}

_{Ток срабатывания реле определяется по формуле:}

_{где kсх – коэффициент схемы в симметричном трехфазном режиме, равный отношению тока в реле к вторичному току ТТ в этом режиме; kсх =1 при соединении ТТ в полную и неполную звезду, kсх =√3 при соединении ТТ в треугольник; nт10 – коэффициент трансформации ТТ10кВ, в нашем случае kсх = 1 и nт10 = 30/5}

_{Тогда получаем:}

_{Принимаем реле с пределами тока срабатывания 25-100А типа РТ-40/100.}

_{б) Первичный ток срабатывания максимальной токовой защиты (МТЗ) с выдержкой времени определяется по формуле:}

_{где Iраб.макс = Iт.ном – максимальный рабочий ток цепи, в которой установлена защита, kн =1,2 , kв =0,8 – коэффициенты надежности и возврата реле, kз =2,5 – коэффициент учитывающий самозапуск заторможенных двигателей.}

_{Вычислим вначале Iс.з.:}

_{Коффициент чувствительности определяется по минимальному току, протекающему в реле, который имеется при двухфазном КЗ на шинах 0,4 кВ в минимальном режиме источника питания:}

_{Ток срабатывания реле определяется по формуле:}

_{Принимаем реле с пределами тока срабатывания 2,5-10А типа РТ-40/10}

_{в) Первичный ток срабатывания реле перегрузки вычисляется по формуле}

_{где kн =1,05 – коэффициент надежности. Ток срабатывания реле}

_{Принимаем реле с пределами тока срабатывания 1,5-6А типа РТ-40/6}

_{г) Первичный ток срабатывания защиты нулевой последовательности определяется отстройкой от допустимой ассиметрии токов, равной по ГОСТ для данного трансформатора току в нейтрали IN = 0,25Iт.ном:}

_{где kн =2– коэффициент надежности.}

_{Коэффициент чувствительности этой защиты:}

_{При коэффициенте трансформации ТТ в нейтрале nтN = 100/5 ток срабатывания реле:}

_{Принимаем реле с пределами тока срабатывания 5-20А.}

_{Защита должна быть согласована по времени с защитами, автоматами и предохранителями элементов 0,38кВ.}

_{д) Защита тока нулевой последовательности, установленная на кабеле на стороне 10кВ и действующая на сигнал, расчету не подлежит. Уставки чувствительного реле тока типа РТЗ-50 устанавливаются по данным каталога, в зависимости от того какой используется ТТ нулевой последовательности}

Решение: (2 вариант)

На таких трансформаторах на электростанциях предусматриваются следующие типы защит. На стороне ВН:

4. Токовая отсечка от всех видов КЗ в обмотках и на выводах трансформатора.

5. Максимальная токовая защита с выдержкой времени от внешних многофазных КЗ.

6. Защита нулевой последовательности от замыканий на землю в сети 10кВ с действием на сигнал без выдержки времени. Эта защита выполняется с помощью чувствительного реле тока, подключаемого к трансформатору тока нулевой последовательности, устанавливаемого на кабеле.

На стороне НН – токовая защита нулевой последовательности, с выдержкой времени от КЗ на землю в обмотках НН трансформатора, на шинах и в сети 0,4кВ.

Кроме указанных защит, предусматривается токовая защита от перегрузки, устанавливаемая в одной фазе и действующая на сигнал.

Для выбора уставок защит необходимо вычислить токи при трехфазном и однофазном КЗ на шинах 0,4кВ, при этом сопротивлением питающих элементов можно пренебречь, так как оно весьма мало по сравнению с сопротивлением трансформатора.

При трехфазном КЗ на шинах 0,4кВ:

_{Ток на стороне 10кВ:}

При однофазном КЗ на шинах 0,4кВ:

_{а) Первичный ток срабатывания отсечки для обеспечения селективного действия должен быть отстроен от максимального тока при внешнем трехфазном КЗ и определяется по формуле:}

_{где kн =1,4 – коффициент надежности.}

_{Ток срабатывания реле определяется по формуле:}

_{где kсх – коэффициент схемы в симметричном трехфазном режиме, равный отношению тока в реле к вторичному току ТТ в этом режиме; kсх =1 при соединении ТТ в полную и неполную звезду, kсх =√3 при соединении ТТ в треугольник; nт10 – коэффициент трансформации ТТ10кВ, в нашем случае kсх = 1 и nт10 = 30/5}

_{Тогда получаем:}

_{Принимаем реле с пределами тока срабатывания 25-100А типа РТ-40/100.}

_{б) Первичный ток срабатывания максимальной токовой защиты (МТЗ) с выдержкой времени определяется по формуле:}

_{где Iраб.макс = Iт.ном – максимальный рабочий ток цепи, в которой установлена защита, kн =1,2 , kв =0,8 – коэффициенты надежности и возврата реле, kз =2,5 – коэффициент учитывающий самозапуск заторможенных двигателей.}

_{Вычислим вначале Iс.з.:}

_{Коффициент чувствительности определяется по минимальному току, протекающему в реле, который имеется при двухфазном КЗ на шинах 0,4 кВ в минимальном режиме источника питания:}

_{Ток срабатывания реле определяется по формуле:}

_{Принимаем реле с пределами тока срабатывания 5-20А типа РТ-40/20}

_{в) Первичный ток срабатывания реле перегрузки вычисляется по формуле}

_{где kн =1,05 – коэффициент надежности. Ток срабатывания реле}

_{Принимаем реле с пределами тока срабатывания 1,5-6А типа РТ-40/6}

_{г) Первичный ток срабатывания защиты нулевой последовательности определяется отстройкой от допустимой ассиметрии токов, равной по ГОСТ для данного трансформатора току в нейтрали IN = 0,25Iт.ном:}

_{где kн =2– коэффициент надежности.}

_{Коэффициент чувствительности этой защиты:}

_{При коэффициенте трансформации ТТ в нейтрале nтN = 200/5 ток срабатывания реле:}

_{Принимаем реле с пределами тока срабатывания 2,5-10А.}

_{Защита должна быть согласована по времени с защитами, автоматами и предохранителями элементов 0,38кВ.}

_{д) Защита тока нулевой последовательности, установленная на кабеле на стороне 10кВ и действующая на сигнал, расчету не подлежит. Уставки чувствительного реле тока типа РТЗ-50 устанавливаются по данным каталога, в зависимости от того какой используется ТТ нулевой последовательности.}