2.7 Проверка кабельных линий 10 кВ на термическую стойкость

Проверка термической стойкости кабеля основана на расчете теплового

импульса – количества тепла, которое выделяется в активном сопротивлении

кабеля при протекании через него тока короткого замыкания за время начала КЗ

до полного погашения дуги при его отключении. Время действия тока зависит от

параметров установленной защитной и коммутационной аппаратуры. Расчет

производится согласно пункту 1.4.5.

Если условие не выполнено, сечение кабеля необходимо увеличить, чтобы

кабель и его изоляция не нагрелись до недопустимого уровня температур, при протекании по нему токов короткого замыкания и не вызвали преждевременное

разрушение изоляционного покрова кабеля. Расчеты минимальных сечений

кабельных линий 10 кВ предприятия представлены в таблице 27

Таблица 27 – проверка кабельных линий 10 кВ

№ КЛ			Условие
КЛ3-1	3,09	7,76	Да	70
КЛ3-2	3,1	7,78	Да	120
КЛ3-3	3,1	7,78	Да	120
КЛ3-4	3,08	7,73	Да	16
КЛ3-5	3,1	7,78	Да	95
КЛ4	3,11	7,81	Да	500

Кабельные линии проходят по термической стойкости. Данные кабели

можно применять в качестве линий сети 10 кВ для электроснабжения

предприятия.

Окончательный выбор кабельных линий 10 кВ предприятия представлен в таблице 28

Таблица 28 – Выбор кабельных линий 10 кВ

№ КЛ	Трасса КЛ	Длина КЛ	Марка кабеля
КЛ3-1	От РП до цеха №1	65	2ААБВГ-10 3х95
КЛ3-2	От РП до цеха №2	35	2ААБВГ-10 3х120
КЛ3-3	От РП до цеха №3	65	2ААБВГ-10 3х120
КЛ3-4	От РП до цеха №4	68	2ААБВГ-10 3х16
КЛ3-5	От РП до цеха №5	50	4ААБВГ-10 3х95
КЛ4	От ГПП до РП	2190	2АПвПуг 3х500/35

3 Релейная защита трансформатора 10/0,4 кВ

Рассчитывается релейная защита для выбранного трансформатора ТМГ-

400/10 КТП цеха №3.

Основными видами повреждений в трансформаторах являются:

- замыкания между фазами в обмотках и на их выводах;

- замыкания на землю обмоток или из выводов;

- замыкание в обмотках между витками одной фазы (витковые замыкания).

В соответствии с этим, согласно ПУЭ, на трансформаторах более 6 кВ

должны предусматриваться устройства релейной защиты, действующие при:

- повреждениях внутри баков маслонаполненных трансформаторов;

- многофазных КЗ в обмотках и на их выводах;

- витковых замыканиях в обмотках трансформаторов;

- перегрузках;

- внешних КЗ;

- понижениях уровня масла в маслонаполненных трансформаторах.

Для трансформаторов малой и средней мощности хорошую защиту можно

обеспечить применением мгновенной токовой отсечки в сочетании с

максимальной токовой защитой и газовой защитой.

Газовая защита наиболее чувствительна при повреждениях обмоток

трансформатора, особенно при витковых замыканиях, на которые МТЗ и токовая

отсечка не реагируют. На выбранном трансформаторе предусмотрена газовая

защита чашечного типа РГЧ

Для защиты трансформатора выбирается микропроцессорный блок

релейной защиты и автоматики типа IPR

Блок релейной защиты IPR-A предназначен для выполнения функций

релейной защиты, управления высоковольтными выключателями фидеров и

формирования сигналов аварийно-предупредительной сигнализации

присоединений трансформаторов, сетей, кабелей, моторов напряжением 6-35 кВ.

Блок предназначен для установки в релейных отсеках КСО, КРУ на панелях

и в шкафах релейной защиты и пультах управления электростанций и подстанций

6-10 кВ

Блок является современным цифровым устройством защиты, управления и

противоаварийной автоматики и представляет собой комбинированное

многофункциональное устройство, объединяющее различные функции защиты,

контроля, управления и сигнализации.

Виды защит IPR:

- Токовая отсечка от междуфазных замыканий (МФО)

- трехфазная максимальная токовая защита от междуфазных замыканий

(МТЗ)

- токовая отсечка от однофазных замыканий на землю (ЗТО)

- максимальная токовая защита от замыканий на землю (ЗМТЗ)

- защита от замыканий на землю с действием на сигнал.

Произведем расчет уставок следующих видов защит:

Токовая отсечка от междуфазных замыканий:

Ток, проходящий через трансформаторы тока защиты при трехфазном КЗ на

стороне низкого напряжения , кА:

где – номинальный первичный ток трансформатора, А.

Ток срабатывания защиты , А:

где – коэффициент отстройки равный 1,1.

Ток срабатывания реле , А:

где – коэффициент схемы равный 1.

- коэффициент трансформации трансформатора тока

Расчет МТЗ с выдержкой времени для защиты при внешних КЗ и

резервирования токовой отсечки. МТЗ отстраиваем от тока самозапуска двигателей:

где – коэффициент отстройки равный 1,1;

= 0,8 – коэффициент возврата реле;

= 1,2 – коэффициент самозапуска нагрузки.

Ток срабатывания реле:

Коэффициент чувствительности защиты при трехфазном КЗ за

трансформатором:

Значение коэффициента чувствительности удовлетворяет требованиям

ПУЭ, следовательно, защита может приниматься в качестве резервной защиты

трансформатора.

Выдержка времени МТЗ согласуется с временем действия защит отходящих

присоединений.

Время срабатывания МТЗ:

где = 0,2 с – время действия автоматического выключателя присоединения;

= 0,5 - ступень селективности, с.

Для защиты цехового трансформатора при перегрузке выполняется МТЗ от

перегрузок.

Ток срабатывания защиты:

где – коэффициент отстройки равный 1,1;

= 0,8 – коэффициент возврата реле.

Ток срабатывания реле

Время срабатывания принимается больше максимального времени МТЗ от

КЗ. Типичное значение уставки равно 9-10 с.

В связи с широким применением трансформаторов 6 - 10/0,4 - 0,23 кВ со

схемой соединения обмоток звезда — звезда, имеющих глухозаземленную

нейтраль на стороне 0,4 кВ, у которых реактивное и активное сопротивления

нулевой последовательности не равны сопротивлениям прямой последовательности, токи однофазных коротких замыканий на стороне 0,4 кВ не будут равны токам трехфазных коротких замыканий при коротких замыканиях на зажимах трансформатора или вблизи них.

При этих токах может работать максимальная токовая защита, установленная на стороне ВН, с достаточной чувствительностью, и защиту в нейтрали трансформатора допустимо не устанавливать.