11 Вибір схеми власних потреб, роду та джерел оперативного струму підстанції

Основними споживачами електроенергії власних потреб є освітлення главної знижувальної підстанції, обладнання, вентиляція, опалення, ланцюги керування сигналізації та ланцюги живлення електромагнітного включення.

Для забезпечення живлення власних потреб використані 2 трансформатори ТНЗ – 25/10, з S_ном.=25 кВА. Трансформатори власних потреб підключені до вводних чарунок РП 10 кВ із запобіжниками ПКТ 101.10 У3.

В якості оперативного струму приймаємо випрямлений постійний струм. Для отримання випрямленого постійного струму використовуємо типові блоки живлення.

Мережі U=10 кВ працюють в режимі з ізольованою нейтралю. Тобто нейтраль трансформатору приєднана до заземлюючого пристрою через обладнання сигналізації та інше обладнання що має великий опір. В якості заземлюючих провідників використовують прокладені спеціальні заземлюючі сталеві провідники. Переріз заземлюючих провідників вибирають по тривало допустимому навантаженню та перерізу фазних проводів.

Вибір режиму нейтралі визначається величиною струму замикання на землю. Дозволений струм короткого замикання в режимі з ізольованою нейтраллю I_з≤20 А, розрахунковий струм короткого замикання становить I_з=13 А, тому на напругу U=10 кВ приймається режим з ізольованою нейтраллю. Передбачаючи контроль ізоляції фаз відносно землі, контроль виконується загальним по секціям шин 10 кВ з допомогою трансформаторів напруги (TV1, TV2). Контроль проводиться візуально з допомогою вольтметра у вимикачі та автоматично з допомогою реле напруги (KV), що підключене по вторинній обмотці трансформатора напруги.

12. Релейний захист та автоматика

1. Релейний захист блоку кл – трансформатор

Для захисту блока КЛ – трансформатор (для насосної станції ) згідно ПУЕ застосовані:

• струмова відсічка у 2-х фазному 2-х релейному виконанні на базі блоків

РЗА типа ЯРЕ-2201 для захисту від між фазних КЗ

-максимально струмовий захист у 2-х фазному 2-х релейному виконанні з дією на відключення з витримкою часу;

• захист від перевантаження трансформатору в однофазному виконанні з

дією на сигнал з витримкою часу;

• захист від замикання на землю в мережі 10 кВ;

• газовий захист трансформатору на базі реле РГ43-66. Визначаємо

уставки реле для різних видів захистів.

Для струмкової відсічки струм спрацьовування захисту визначається за формулою

= · , (12.1)

де - струм 3-фазного КЗ на боці НН трансформатору, зведений до сторони ВН

коефіцієнт відстройки

= = 10050 =402 А

=1,3·402 = 522,6 А

Перевіряємо коефіцієнт чутливості

= = = 25,9 > 2

Струм спрацьовування реле

= = = 52,26 А

Приймаємо

Максимально струмовий захист

= , (12.2)

де = 1,2 - коефіцієнт відстрочки;

= 2,5 – коефіцієнт самозахисту;

= 1 – коефіцієнт повернення для ЯРЕ-2201;

= 32,9 А – робочий максимальний струм

= = = 3,53 > 2

= = = 9,87 А

Приймаємо = 10 А

Уставка часу МСЗ =0,5 с

Захист від однофазних КЗ з боку НН здійснюється автоматичним вимикачем (чутливість перевірена у розділі 10).

Захист від перевантаження

= , (12.3)

де =1,05 - коефіцієнт відстрочки;

=1 - коефіцієнт повернення

= = 38,2 А

= = = 3,82 А

Приймаємо = 4 А; = 10 с.

Захист від замикань на землю

=

де = 1,1 - коефіцієнт відстрочки;

= 2,5 - коефіцієнт броска;

- власний ємкісний струм лінії

= = 0,7

= 1,1 = 0,22 А

Приймаємо = 0,25 А

Газовий захист виконується за допомогою газового реле Бухгольца SГ-80, яке встановлено у маслопроводі розширювача трансформатора.

При внутрішніх ушкодженнях або витковим КЗ температура підвищується , що приводить до газотворення. Реле Бухгольца має 2 контакти, які залишаються або у колі сигналізації (І ступінь газового захисту), або у колі відключення ( ІІ ступінь газового захисту) в залежності від інтенсивності газоутворення.

Релейний захист

Для реалізації релейного захисту використано блок релейного захисту і автоматики РЗА на інтегральних мікросхемах типа ЯРЕ 2201.

Блок РЗА ЯРЕ 2201 встановлений у релейному відсіку шафи КРУ і складається з набору стандартних блоків кола живлення інтегральних мікросхем і кола вхідних та вихідних сигналів виконуються рознесеними, що забезпечує захист від впливу перешкод. Також з цією метою використані так звані «високо порогові логічні елементи і операційні підсилювачі і застосована оптимальна просторова орієнтація електромагнітних реле.

Для захисту блоку кабельна лінія – трансформатор встановлені такі захисти:

• струмова відсічка в 2-х фазному 3-х системному виконанні;

• максимально струмовий захист в 2-х фазному 3-х системному виконанні;

• захист від замикання на землю.

Схема з’єднання блоків наведена на листі 6 графічної частини проекту. Приєднання вимірювального блока Е 2 до трансформаторів струму 1 ТА здійснюється за допомогою блока перетворювачів Е1, складається з проміжних трансформаторів струму, вторинні обмотки яких живлять випрямлячі VS1 – VS3 орган Е2.2струмовий орган МС3. Витримка часу МС3 реалізується органом Е3-2.

Захист від замикань на землю реалізується безпосереднім приєднанням блоку Е4 к трансформатору струму нульової послідовності типа ТЗЛ (ТАЗ). У блоці Е4 здійснюється захист від перенапруг і відстройка від усіх гармоній струму, окрім основної.

Спеціальний пристрій живлення, який складається з блоків Е5 і Е6, забезпечує подавання необхідних напруг до усіх блоків, органи стабілізації +15 В і -15 В мають захист від перевантажень, КЗ і несиметрії напруг на виході.

Захист діє на переривання роботи блока Е5 шляхом замикання контактів реле KL1 або KL2 блока Е6 одночасно контактом реле KL1 блока Е5 здійснюється кодуванням звукового сигналу у зовнішні кола.

У нормальному режимі по КЛ протікає робочий струм, який через трансформатор струму ТА надходить до блока Е1 і перетворюється в напругу, еквівалентну робочому струму, яка 2 рівнями, відповідаючи ми положенню перемикачів КВ1 і ККВ2 подається на органи Е2-1 і Е2-2, де порівнюється з опорною напругою(установкою). У нормальному режимі на виходах Е2-1 і Е2-2 сигнал відсутній і реле KL1 і KL2 не спрацьовує.

У аварійному режимі при КЗ на лінії або у трансформаторі напруга, яка подається на вхід Е2 стає більшою за опорну, при цьому спрацьовує чергове реле KL1, на безконтактному виході органа Е2-2 з’ являється сигнал, який подається на виходи органів Е3-1 і Е3-2 блока витримки часу Е3. При надходженні на Е3-2 сигналу «І» після відповідної витримки часу спрацьовує чергове реле KL2.

При спрацьовуванні відсічки (реле KL1 блока Е2) або МС3 (реле KL2 блока Е3) спрацьовує загальне реле відключення KL1 розташоване у блоці Е8 контакт реле KL1 має струмову утримуючу обмотку і діє на електромагніт відключення УАТ.

Спрацьовування відсічки або МС3 приводить до зміни положення 2-х позиційних сигнальних реле KL1, KL2, KL5 блока Е9 і загоранню світло діодів VD1, VD2 змонтованих на стінці блока. Контакт загального сигнального реле KL5 включає лампу «Вказівник не піднято» на фасаді КРУ.

Повернення усіх сигнальних реле блока Е9 здійснюється одночасно кнопкою SB1, встановленій на лицьовий платі блока, або кнопкою SB, розташованою на двері релейного відсіку КРУ.

При виникненні КЗ на землю у трансформаторі струму ТА3 з’ являється струм нульової послідовності, який підводиться до вимірювального органу блока Е4. На виході блока спрацьовує реле KL1, яке своїм контактом діє на реле KL3 і загоряється світлодіод VD3 і подається звуковий сигнал «Земля у мережі ЮкВ».

Включення вимикача Q на КЗ приводить до дії орган прискорення МС3. В цьому випадку сигнал «І» від органу струму блока Е2-2 подається на вхід органа витримки часу Е3-1 ( який має уставку ОЗС для відстройки для блисків струмів намагнічування трансформатору при включенні) через замкнений контакт реле KL2 блока Е7. Реле KL2 є повторювачем реле положення «Включено» к QТ, яке знестрюмлюється через 1 с. після включення Q, забезпечивши не дію органу прискорення в режимі нормальної роботи. Інші операції у блоці ЯРЕ 2201 здійснюється аналогічно викладеному вище режиму роботи при МС3.