Сравнительные данные

№	Расчетные данные	Каталожные данные	Условия проверки
1	Uраб	Uн	UрабUн
2	Ip	Iн	IpIн
3	iy	iд
4	Iп.о	Iоткл
5
6		Sоткл	Sк.з Sоткл

Выбирается ячейка К-70 ЗАО “Группа компаний “ЭЛЕКТРОЩИТ”-ТМ Самара” [http://www.electroshield.ru/upload/iblock/catalog_

kru70_electroshield.ru.pdf]. Сравнительные характеристики приведены в таблице 16.

Таблица 16

Сравнительные данные ячейки к-70

№	Расчетные данные	Каталожные данные	Условия проверки
1	Uраб=10 кВ	Uн=10 кВ	UрабUн
2	Ip=29,2 А	Iн=630А	IpIн
3	iy= кА	iд=51 кА
4	Iп.о=11 кА	Iоткл=20 кА
5	=112∙0,71=85,9 кА2с	=202∙3=1200

Примечание. В таблице ударный ток определяется через ударный коэффициент определенный примерно в зависимости от расположения точки КЗ по таблице 2.45 [2].

По ПУЭ для трансформаторов должны быть предусмотрены устройства релейной защиты в следующих случаях:

1) многофазных замыканий в обмотках и на выводах (ТО);

2) однофазных замыканий на землю в обмотке и на выводах, присоединенных к сети с глухозаземленной нейтралью (МТЗ и автоматические выключатели или предохранители на выводах НН);

3) витковых замыканий в обмотках (ТО);

4) токов в обмотках, обусловленных внешними КЗ (МТЗ);

5) токов в обмотках, обусловленных перегрузкой (МТЗ с действием на сигнал);

6) понижения уровня масла (газовая защита);

7) газовая защита от повреждений внутри кожуха для внутрицеховых трансформаторов мощностью 630 кВА и более.

Все защиты выполняются с помощью микропроцессорного блока защиты, установленного в шкафу отходящей линии КРУ.

Токовая защита (первая ступень)

Токовая отсечка защищает только часть линии или часть обмотки трансформатора, расположенные ближе к источнику питания и срабатывает без выдержки времени (t_з=0 с).

Ток срабатывания I_c.о

где k_н – коэффициент надежности, зависит от типа реле, для микропроцессорной защиты SEPAM согласно рекомендаций Schneider Electric, 1,1 – 1,15; – ток короткого замыкания на НН защищаемого трансформатора, приведенный к ВН.

Пример расчета

Для исходного примера определяется ток короткого замыкания в точке К2 (рис. 13). Схема замещения, представлена на рис. 14.

Рис. 14. Схема замещения

Расчет тока КЗ ведется в именованных единицах.

Сопротивление системы, приведенное к ВН 10 кВ, определяется по формуле

=0,55 Ом.

Сопротивления высоковольтного кабеля

R_к=r₀l/n=0,894∙0,5=0,447 Ом

Х_к=Х₀l/n=0,095∙0,5=0,0475 Ом

где n – количество параллельно проложенных кабелей, l – длина питающего кабеля, км.

Сопротивления трансформатора, приведенные к напряжению 10 кВ

где U_ср – среднее напряжение ступени короткого замыкания.

Суммарные сопротивления до точки К2

R_к2=R_к+R_тр=0,447+2,11=2,56 Ом;

Х_к2=Х_с+Х_к+Х_тр=0,55+0,0475+9,4=10 Ом.

Ток трехфазного КЗ при повреждение за трансформатором, приведенное к ВН

.

Первичный ток срабатывания защиты

Номинальный ток трансформатора на ВН

Бросок тока намагничивания трансформатора

где k_бр – коэффициент броска тока намагничивания (3 – 5), принимается 5, согласно рекомендации Schneider Electric.

За расчетный ток принимается наибольший ток срабатывания защиты, т.е. I_с.о =646 А.

Вторичный ток срабатывания реле, определяется по формуле

где К_сх – коэффициент схемы, при соединении вторичных обмоток трансформатора «полная звезда» и «неполная звезда» – 1, «на разность токов двух фаз» – ; k_тт – коэффициент трансформации трансформатора тока.

Коэффициент чувствительности защиты определяется для случая 2х фазного КЗ в конце кабельной линии.

Коэффициент чувствительности

В соответствии с ПУЭ (раздел 3.2.21 пункт 8) коэффициент чувствительности должен быть больше 2. Следовательно, защита имеет пятикратный запас чувствительности.

Максимально-токовая защита (вторая ступень)

МТЗ должна отстраиваться от максимального возможного рабочего тока, с учетом возможного самозапуска электродвигателей 0,4 кВ.

1. Максимальный рабочий ток – ток через трансформатор с учетом перегрузки.

А (см. выше).

2. Первичный ток срабатывания защиты

где К_н – коэффициент надежности, для терминалов SEPAM принимается 1,1; K_в – коэффициент возврата, для терминалов SEPAM принимается 0,935; K_сзп – коэффициент самозапуска электродвигателей обобщенной нагрузки, 2÷4.

МТЗ должна быть чувствительна к двухфазным КЗ на шинах 0,4 кВ ТП.

Ток трехфазного КЗ рассчитан выше и равен 0,587 кА, двухфазный ток

кА.

3. Коэффициент чувствительности

Согласно ПУЭ (раздел 3.2.21 пункт 1) коэффициент чувствительности МТЗ должен быть более 1,5 в основной зоне защиты. Следовательно, имеется двух кратный запас чувствительности.

4. Время срабатывания МТЗ. Для селективной работы МТЗ, необходимо отстраиваться от времени срабатывания предыдущих защит, в данном случае это вводной автомат на стороне 0,4 кВ с временем срабатывания t_{ср. пред} =0,3 сек.

По рекомендациям на терминалы SEPAM, применяется временная ступень селективности ∆t=0,3 сек.

В результате время срабатывания МТЗ определяется по формуле

t_ср= t_{ср. пред}+∆t=0,3+0,3=0,6 сек.

Расчет уставок защиты от перегрузки с действием на сигнал (третья ступень).

Первичный ток срабатывания защиты от перегрузки отстраивается от номинального тока трансформатора

где К_отс – коэффициент отстройки, принимается 1,1; K_в – коэффициент возврата, для терминалов SEPAM принимается 0,935.

В связи с тем, что данная подстанция с постоянным дежурным персоналом, защита действиет на сигнал, уставка по времени принимается – 9 сек. В случае если бы подстанция была бы без постоянного персонала, разрешается выполнять данную защиту на отключение.

Газовая защита должна действовать на сигнал при слабом газообразовании и понижении уровня масла.

Защита от повреждений внутри кожуха трансформатора, сопровождающихся выделением газа, может быть выполнена также с использованием реле давления.

Защита от понижения уровня масла может быть выполнена также в виде отдельного реле уровня в расширителе трансформатора.