10.2 Защита линии 0,38 кВ л2

Защиту линии выполним нa автоматическом выключателе типа А3716Ф с тепловым и электромагнитным расцепителями.

10.2.1 Корпус выключателя типа А3716Ф:

U_{АВ ном} = 660 В  U _{сети ном} = 380 В; (10.10) _{АВ ном} = 160 А  _{Iр max} = 35,7 А; (10.11)

I _{АВО ном} = 25000 А  I ⁽²⁾ _К12 = 1032 А. (10.12)

10.2.2 Номинальный ток расцепителей I _{расц. ном}

I _{расц . ном} = 80 А, I _{с пер}=80 А.

Принимаем для АВ2 I _{расц. ном} = 160 А.

10.2.3 Чувствительность защиты

В качестве основной защиты попытаемся взять МТЗ как более чувствительную

К _{ч расц}. = I⁽¹⁾ _К17 / l _{расц. ном} = 563,2/160 = 3,5 К_{ч доп} = 3. (10.13)

Защита чувствительна и принимается к исполнению.

Выбираем уставку времени в зоне КЗ:

t _{y кз}  t _{ТО потр} + t = 0,04+0,1 = 0,14 с, (10.14)

где t _{ТО потр} — время работы мгновенной защиты потребителя. Для выключателя А3714Б t _{с кз} = 0,02 с;

t =0,1...0,15 с — ступень селе­ктивности.

Принимаем t _{y кз} =0,14 с.

Окончательно принимаем для Л1 автоматический выключатель А3716Ф с I _{расц. ном} = 160 А, I _{с пер} = 160 А, I_с.кз. =770А, t _{с кз} = 0,14 с.

10.3 Защита трансформатора 10/0,4 кВ

Трансформаторы защищаются плавкими предохранителями типа ПК1… ПК4 /17/.

10.3.1 Выбираем корпус предохранителя по напряжению, току и отключающей способности:

U_{п ном}  U _{сети ном;} (10.15)

I_{п ном}  I_{р max}; (10.16)

I_{по ном}  I_{к max} . (10.17)

10.3.2 Выбираем ток плавкой вставки по трем условиям:

- при отстройке от рабочего максимального тока

I_{пв ном}  К_м · I _{р max вн} =1,25 · 100,84 · 0,4/10 =5,04 А; (10.18)

- при отстройке от броска тока намагничивания трансформатора при его включении под напряжение

I_{пв ном}  1,5…2,0 I_{т ном} (10.19)

I_{пв ном}  2 S_{т ном} / 3U _ном= 2·100/3·10 = 2 · 5,8 = 11,5 А;

Выбираем I_{пв ном} = 16 A.

10.3.3 Проверяем термическая стойкость трансформатора выбранной плавкой вставки /20/.

t _{т доп}  t _пв  5 c, (10.20)

где t_пв — время перегорания плавкой вставки при двухфазном к.з. на шинах 0,4 кВ,

t_пв = 0,3 с при I⁽²⁾_К16ВН = 2650,8/25 = 106,03 А;

t_{т доп} — допустимое время прохождения тока двухфазного нa шинах 0,4 кВ через трансформатор из условия термической cтойкости.

t_{т доп} = 1500 (I_{т ном}/ I⁽²⁾_К16ВН)² = 1500 · (5,8/106,03)² = 4,5 с. (9.21)

Выбранная плавкая вставка обеспечивает термическую стойкость трансформатора.

10.4 Направленная максимальная токовая защита вл 10 кВ

В кольцевых сетях обычная МТЗ не обеспечивает селективного отключения поврежденного участка. Поэтому используют направленную максимальную токовую защиту (НМТЗ). Принципиальная и структурная схемы НМТЗ на постоянном оперативном токе изображены соответственно на рисунках 6 и 7.

Токи срабатывания защит, действующие в одном направлении, должны быть согласованы по чувствительности. Например, для схемы (рисунок 6), токи срабатывания защит должны быть:

I _с.з.1> I_с.з.3> I _c.з.5 > I _с.з.7> I_с.з.9> I _c.з.11 и I _с.з.2> I_с.з.4> I _c.з.6 > I _с.з.8 > I_с.з.10 > I _c.з.12

Рисунок 7 Принципиальная схема НМТЗ

Выдержки времени защит выбираем по встречно-ступенчатому принципу. Защиты, действующие в одном направлении, объединяем в группу и в пределах каждой группы выдержки времени выбирают как у обычной МТЗ по ступенчатому принципу. Так, для сети защиты 1, 3, 5, 7, 9, 11 действуют в одном направлении, а защиты 2, 4, 6, 8, 10, 12 – в противоположном. Ступень выдержки времени принимаем такой же, как и для МТЗ. Ступень выдержки времени t зависит от типов реле времени, выключателей и их приводов и обычно составляет 0,4 ... 0,6 с.

t .

Чувствительность направленной максимальной токовой защиты в общем случае оценивают коэффициентами чувствительности пускового органа и органа направления мощности. Если реле направления мощности РМ-11, РМ-12 включены на полные токи напряжения , то коэффициент чувствительности по току должен быть примерно равен 1,5 и его определяют как для обычной МТЗ, а по мощности не нормируют. Чувствительность реле направленной мощности часто характеризуют «мертвой» зоной - долей длины защищаемого участка, в пределах которого при металлических трехфазных КЗ защита не работает из-за недостаточного напряжения, подводимого к реле.

«Мертвую» зону можно устранить, применив в качестве дополнительной защиты токовую отсечку. Если последняя не устанавливается, например, из - за недостаточной чувствительности, то допускается неселективное отключение смежных участков при коротком замыкании в «мертвой» зоне.

Рисунок 8 Структурная схема НМТЗ

Принимаем:

t11 = 1 c; t2 = t11;

t9 = Δt + t11 = 1 + 1 = 2 c; t4 = t9;

t7 = Δt + t9 = 1 + 2 = 3 c; t6 = t7;

t5 = Δt + t7 = 1 + 3 = 4 c; t8 = t5;

t3 = Δt + t5 = 1 + 4 = 5 c; t10 = t3;

t1 = Δt + t3 = 1 + 5 = 6 c; t12 = t1;

Рассчитываем параметры по участкам отдельно для четной и нечетной последовательности выключателей.

1. Нечетная последовательность выключателей:

Например, участок 0 – 8:

Выбираем трансформатор тока

. (10.22)

Выбираем трансформатор ТПЛ – 10 – 0,5/П, I_Н1 = 50 А.

;

Определяем ток срабатывания защиты

. (10.23)

По таблице 16: для S_Т.ном = 160 кВА, I_сз = 110А.

Принимаем I_сз = 110 А.

Таблица 16 Значения тока плавкой вставки и тока срабатывания защиты в зависимости от мощности трансформатора

Sт ном, кВА	25	40	63	100	160	350	400	630
Inв ном, А	3,2	5	8	16	20	32	50	75
Iсз расч, А	-	-	40	85	110	150	280	420

Определяем ток срабатывания реле:

(10.24)

Ток уставки принимаем I_уст = 8 А.

Ток срабатывания защиты действительный

. (10.25)

Определим чувствительность защиты в основной зоне

 1,5. (10.26)

Условие выполняется, следовательно, защита чувствительна и принимается к исполнению.

Т.к. схема защиты с дешунтированием реле РТМ, то проверяем согласование по чувствительности реле РТ – 80 и РТМ.

Ток срабатывания реле должен быть

I_ср  1,2  I_сок, (10.27)

8,5 А  1,2  5 = 6 А.

Условие выполняется, следовательно, работа отключения катушки будет надежна.Определяем нагрузку на трансформатор тока при дешунтировании реле РТМ (в этом случае нагрузка на трансформатор тока будет наибольшей) и проверяем трансформатор тока на 10 % погрешность:

S_Н.РТ-80 = 10 ВА;

S_Н.РТМ = 16 ВА.

Определяем сопротивление реле:

; (10.28)

Ом; Ом.

Расчетная кратность первичного тока РТ-80

. (10.29)

По рисунку 8 определяем дополнительное сопротивление

z_доп = 3 Ом.

Рисунок 9 Кривые предельных кратностей тока ТЛМ-10:

1и 2- при n_т=50/5…300/5 класса (Р) (1) и класса 0,5(2); 3 и 4- при n_Т=400/5…800/5 класса Р(3) и класса 0,5(4) Определяем сопротивления соединительных проводов:

; (10.30)

Ом.

Длина соединительных проводов 7м (5м от трансформатора тока до РТ – 80 и 2м от реле к приводу) марки АПВ – 500, минимальная допустимая площадь сечения равняется:

. (10.31)

В соответствии с ПУЭ принимаем наименьшее значение сечения провода F = 2,5 мм².

Тогда Ом. (10.32)

Найдем вторичную нагрузку на трансформаторы тока:

Ом. (10.33)

По рисунку 8 принимаем К_доп=10%

Участок 6 – 8 :

Выбираем трансформатор тока:

.

Выбираем трансформатор ТПЛ – 10 – 0,5/П, I_Н1 = 50 А.

;

Определяем ток срабатывания защиты

.

А;

Принимаем I_сз = 154,5 А.

Определяем ток срабатывания реле:

.

Ток уставки принимаем I_уст = 10 А.

Ток срабатывания защиты действительный

.

Определим чувствительность защиты в основной зоне

 1,5.

Условие выполняется, следовательно, защита чувствительна и принимается к исполнению.

Ток срабатывания реле должен быть

I_ср  1,2  I_сок, (10.34)

8,5 А  1,2  5 = 6 А.

Условие выполняется, следовательно, работа отключения катушки будет надежна.

Проверяем отключающую способность контактов РТ – 80

.

Определяем нагрузку на трансформатор тока при дешунтировании реле РТМ (в этом случае нагрузка на трансформатор тока будет наибольшей) и проверяем трансформатор тока на 10 % погрешность:

S_Н.РТ-80 = 10 ВА;

S_Н.РТМ = 16 ВА.

Определяем сопротивление реле:

;

Ом; Ом.

Расчетная кратность первичного тока РТ-80

.

По рисунку 10.3 определяем дополнительное сопротивление

z_доп = 2 Ом.

Определяем сопротивления соединительных проводов:

;

Длина соединительных проводов 7м (5м от трансформатора тока до РТ – 80 и 2м от реле к приводу) марки АПВ – 500, минимальная допустимая площадь сечения равняется:

.

В соответствии с ПУЭ принимаем наименьшее значение сечения провода F = 2,5 мм². Исходя из полученных результатов можно сделать заключение, что в дальнейшем будет происходить уменьшение расчетного сечения провода, поэтому для остальных участков примем сечение соединительного провода равным F = 2,5 мм², и в дальнейшем не будем рассчитывать этот параметр.

Ом.

Найдем вторичную нагрузку на трансформаторы тока:

Ом.

По рисунку 10.3 принимаем К_доп=10%.

Участок 6 – 3 :

Выбираем трансформатор тока:

.

Выбираем трансформатор ТПЛ – 10 – 0,5/П, I_Н1 = 50 А.

;

Определяем ток срабатывания защиты

. А;

Принимаем I_сз = 221,4 А.

Определяем ток срабатывания реле:

.

Ток уставки принимаем I_уст = 15 А.

Ток срабатывания защиты действительный

.

Определим чувствительность защиты в основной зоне

 1,5.

Условие выполняется, следовательно, защита чувствительна и принимается к исполнению.

Ток срабатывания реле должен быть

I_ср  1,2  I_сок, (10.35)

8,5 А  1,2  5 = 6 А.

Условие выполняется, следовательно, работа отключения катушки будет надежна.

Проверяем отключающую способность контактов РТ – 80

.

Определяем нагрузку на трансформатор тока при дешунтировании реле РТМ (в этом случае нагрузка на трансформатор тока будет наибольшей) и проверяем трансформатор тока на 10 % погрешность:

S_Н.РТ-80 = 10 ВА;

S_Н.РТМ = 16 ВА.

Определяем сопротивление реле:

;

Ом; Ом.

Расчетная кратность первичного тока РТ-80

.

Для других выключателей нечетной последовательности: Q5, Q3, Q1 расчет производится аналогично. Результаты расчетов приведены в таблице 17.

Таблица 17 Результаты расчета НМТЗ нечетной последовательности

Выклю­чатель	Iр.max, А	Iн1, А	Iн2, А	Кт	St.ном, кВА	Iср, А	Iсзд	Iу, А	Iктmin, А	Кч
Q11	22,9	27,48	50	10	160	11	80	8	44,9	4,86
Q9	14,8	18	50	10	100	15,5	100	10	54,3	4,7
Q7	9,7	9,72	50	10	100	22,14	150	15	89,4	5,16
Q5	5	7,44	50	10	160	32,93	200	20	93,7	4,06
Q3	14,2	18	50	10	25	48,07	350	35	186,5	4,6
Q1	15,3	20,4	50	10	25	71,8	600	60	278,6	9,16

Для выключателей четной последовательности расчет производится аналогично. Результаты расчетов приведены в таблице 18.

Таблица 18 Результаты расчета НМТЗ четной последовательности

Выклю­чатель
Iр.max, А	Iн1, А	Iн2, А	Кт	St.ном, кВА	Iср, А	Iсзд	Iу, А	Iктmin, А	Кч
Q2	17	20,4	50	10	25	8	50	5	278,6	8,76
Q4	15	18	50	10	25	10	50	5	186,5	16,24
Q6	6,2	7,44	50	10	160	13,68	50	5	93,7	15,48
Q8	8,1	9,72	50	10	100	20,81	150	15	89,4	3,13
Q10	15	18	50	10	100	32,24	250	25	54,3	1,556

Q122226,4501016049,423003021,1411,12