7. Вибір релейного захисту комірки 10кВ районної трансформаторної підстанції

Для захисту ліній 10кВ використовують максимальний струмовий захист і струмову відсічку. При цьому максимальний струмовий захист може бути виконаним з допомогою електромагнітних реле РТВ або РТ85 і РТМ (реле РТВ і РТМ вмонтовуються в пружинний привод вимикача), або мікропроцесорних реле типу МРЗС, УЗА10 тощо. При виконанні максимального струмового захисту з використанням реле РТВ відсічка здійснюється з допомогою реле РТМ, а в іншому випадку – електромагнітним елементом реле РТ-85.

У мережах напругою 10кВ максимальний струмовий захист виконується у двофазному варіанті (трансформатори струму монтуються тільки у двох фазах), тому можуть бути використані схеми з'єднань трансформаторів струму у неповну зірку або на різницю струмів двох фаз.

Коефіцієнт самозапуску К_СП для ліній сільськогосподарського призначення може мати значення 1,1...1,8. Величина коефіцієнтів надійності та повернення залежить від типу реле.

УЗА10 К_Н=1,2; К_СП =2; К_П =0,92.

Струм спрацювання максимального струмового захисту знаходять за

формулою

, (Формула 7.1. [9; ст.13])

де К_Н, К_СП, К_П – відповідно коефіцієнт надійності, самозапуску і повернення;

І_Р.МАКС – максимальний розрахунковий струм навантаження, А.

Коефіцієнт самозапуску К_СП для ліній сільськогосподарського призначення може мати значення 1,1...1,8. Величина коефіцієнтів надійності та повернення залежить від типу реле.

Таблиця 7.1. Коефіцієнти надійності та повернення

Коефіцієнт	Тип реле
	РТВ	РТ-85	РТ-40
Надійності Повернення	1,3 0,7	1,2 0,8	1,2 0,85

Максимальний розрахунковий струм навантаження визначають за максимальною потужністю на першій ділянці лінії 10 кВ (більша із S_Д і S_В):

. (Формула 7.2. [9; ст.13])

Тоді струм спрацювання реле:

, (Формула 7.3. [9; ст.13])

де К_СХ – коефіцієнт схеми (при з'єднанні трансформаторів струму в неповну зірку К_СХ=1, а у випадку з'єднання на різницю струмів двох фаз – К_СХ = 3);

n_TT – коефіцієнт трансформації трансформаторів струму.

n_TT = 75/5=15

Враховуючи дискретність уставок струму спрацювання реле, вибирають найближче більше значення струму уставки І_УСТ реле за його паспортом.

Після вибору струму уставки реле визначають уточнене значення струму спрацювання захисту: (Формула 7.4. [9;ст.14])

Чутливість захисту перевіряють за формулою:

(Формула 7.5. [9; ст.14])

де К_Ч – коефіцієнт чутливості для максимального струмового захисту (рекомендоване значення К_Ч = 1,5);

– мінімальне значення струму двофазного к. з. у мережі (шини 10 кВ найбільше віддаленої ТП 10/0,4 кВ).

Захист споживчих трансформаторних підстанцій 10/0,4 кВ на стороні напруги 10 кВ виконується плавкими запобіжниками типу ПК або іншими.

Номінальні струми плавких вставок запобіжників типу ПК наведено у таблиці 12 залежно від потужності силового трансформатора ТП - 10/0,4 кВ.

Таблиця 7.2. Номінальні струми плавких вставок запобіжників

Потужність трансформатора, кВА	25	40	63	100	160	250	400	630
Номінальний струм плавкої вставки, А	3.2	5	8	16	20	32	50	75

Селективна дія максимального струмового захисту із залежною струмовою характеристикою і запобіжниками ТП-10/0,4 кВ забезпечується при умові:

t_СЗ > t_ЗП + Δt (Формула 7.6. [9; ст.14])

tСЗ > 0,0015+0,5

де t_СЗ – час спрацювання максимального струмового захисту лінії 10 кВ, с;

t_ЗП – час вимикання струму к. з. запобіжником, який складається із часу перегорання плавкої вставки і часу горіння дуги с;

Δt – ступінь селективності ( 0,5...0,7 с ).

Для визначення уставки часу спрацювання максимального струмового захисту лінії 10 кВ, узгодження її з часом спрацювання запобіжників ТП-10/0,4 кВ креслять карту узгодження захисту мережі, на якій по осі абсцис відкладається струм к. з., а по осі ординат – час спрацювання захисту.

Після побудови захисної характеристики запобіжника, знаходять струм трифазного к. з. у місці установки ТП-10/0,4 кВ. Через точку, яка відповідає вказаному струму к. з., проводять паралельну осі ординат пряму. Перетин цієї прямої із захисною характеристикою запобіжника визначає час спрацювання запобіжника t_ЗП. Точка часу t_СЗ спрацювання максимального струмового захисту лінії 10 кВ розташована на додатковій прямій на відстані Δt від точки t_ЗП . Побудувавши струмову характеристику реле, яка проходить через точку t_СЗ (або близько), визначають уставку часу спрацювання максимального струмового захисту. Для прискорення вимикання коротких замикань, які виникають на початку лінії та супроводжуються значними струмами к. з., застосовують струмову відсічку.

Струм спрацювання відсічки визначають за двома умовами:

а) залежно від стрибка струму намагнічування:

, (Формула 7.7. [9; ст.15])

I_св = (4 ·655)/(1,73 ·10)=151,4 кА

де – сума номінальних потужностей споживчих ТП-10/0,4 кВ, приєднаних до лінії 10 кВ, кВА;

б) залежно від струму к. з. в кінці лінії 10 кВ:

(Формула 7.8. [9; ст.15])

=1,5 ·2,4=3,6 кА=3600А

де – максимальний струм трифазного к. з. на шинах 10 кВ найвіддаленішої підстанції ТП-10/0,4 кВ, кА;

К_НВ – коефіцієнт надійності відсічки для реле РТМ та РТ-85 дорівнює 1,5.

Розрахунок струму спрацювання реле відсічки виконують за найбільшим струмом із наведених вище двох умов:

= (1/15) ·3600=240А (Формула 7.9. [9; ст.15])

Вибравши найближче більше значення струму уставки реле відсічки , визначають уточнене значення струму спрацювання відсічки:

= (15/1) ·10=150А (Формула 7.10. [9; ст.15])

Застосування струмової відсічки буде доцільним при виконанні умови:

К_Ч ≥ 1,2 (Формула 7.11. [9; ст.15])

13,6> 1,2

де К_Ч – коефіцієнт чутливості струмової відсічки.

Відповідно:

= 2040/150 =13,6 (Формула 7.12. [9; ст.15])

де – мінімальний струм двофазного короткого замикання на шинах 10 кВ районної підстанції (у місці установки відсічки). Обрахувавши всі режими роботи релейного захисту з довідника електрика я вибрав релейний захист типу РТВ.