10.5. Выбор трансформаторов напряжения.

Трансформаторы напряжения, предназначены для питания реле и измерительных приборов, цепей автоматики и сигнализации, устанавливаем на каждой секции шин. Трансформаторы напряжения выбирают по форме исполнения, конструкции и схеме соединения обмоток, номинальному напряжению, классу точности и вторичной нагрузке [15].

Для КРУН 6 кВ выбираем трансформаторы напряжения типа НАМИТ-10. Трансформатор представляет собой соединенные конструктивно в единое целое два трехобмоточных трансформатора, первичные обмотки одного из которых предназначены для включения на линейные напряжения, а первичная обмотка другого трансформатора (заземляемого) включена на фазное напряжение.

Вторичная нагрузка обмоток трансформаторов напряжения определяется следующим образом:

где cosφ=1 для вольтметров и 0,38 для счетчиков.

Вторичная нагрузка трансформаторов напряжения типа НАМИТ, установленных в КРУН-6 кВ: 2 вольтметра, 2 счетчика активной и реактивной энергии индукционного типа и реле напряжения РН-54/60.

Установленные в распредустройстве трансформаторы НАМИТ-10 удовлетворяют всем условиям.

10.6. Выбор предохранителей трансформаторов напряжения.

Для отключения токов КЗ, возникающих при повреждениях трансформаторов напряжения (ТН), ячейки с ТН комплектуются предохранителями типа ПКН [20].

Таб. 10.6.1

Выбор предохранителей.

Расположение и тип	Данные	Технические данные
Ячейка «Трансформатор напряжения» ПКН-001-6 У1	Uн = 6 кВ	Uн = 6 кВ Iн = 1 А Iотк.= не нормируется

11. Расчет уставок релейной защиты

Большое значение для надежной работы электрических сетей имеет правильное выполнение и настройка уставок релейной защиты и противоаварийной автоматики (РЗиА).

Релейная защита элементов распределительных сетей должна отвечать требованиям ПУЭ, которые предъявляются ко всем устройствам РЗиА:

Быстродействие, селективность, надежность и чувствительность.

Расчет релейной защиты заключается в выборе параметров срабатывания, как отдельных реле, так и комплектных устройств релейной защиты.

Выбор уставок защиты производят в расчете на наихудший вариант, учитывая, что неправильное действие защиты может привести к большому ущербу.

Для обеспечения селективности, уставки защит смежных элементов, должны быть согласованны между собой. Поэтому выбор уставок необходимо производить для участка сети. При необходимости расчета уставок защиты одного вновь включаемого элемента необходимо согласовать выбранные уставки с уставками существующих защит.

Для этих целей применяют реле с независимым от тока временем срабатывания (РСТ, РТ-40), так и с обратно зависимым от тока временем срабатывания (РТ-80, РТВ) [21].

Расчет максимальной токовой защиты [22] заключается в выборе:

1. тока срабатывания защиты (первичного);

2. тока срабатывания реле (для принятой схемы защиты и типа реле);

3. времени срабатывания защиты (с независимой характеристикой) или характеристики срабатывания токовых реле (для защиты с зависимой характеристикой);

4. производится расчетная проверка трансформаторов тока;

5. производится проверка термической стойкости защищаемого элемента.

Уставки по току МТЗ должны обеспечивать:

- несрабатывание защиты на отключение защищаемой линии при послеаварийных перегрузках;

- согласование действия (по току и по времени) с защитами питающих (последующих) и отходящих (предыдущих) элементов.

Максимальная токовая защита получила наиболее широкое применение в радиальных сетях с односторонним питанием и является основной защитой в сетях 6 – 10 кВ.

После выбора уставок релейной защиты необходимо произвести расчетную проверку трансформаторов тока [22].

Релейную защиту КРУН 6 кВ выполним на базе реле типа РТ – 40. С подключением электронного реле времени ЭВ – 225.

Расчет уставок релейной защиты.

Фидер 18, вводная ячейка КРУН 6 кВ.

Релейная защита воздушных линий 6-10 кВ со стороны источников питания осуществляется в соответствии с ПУЭ как от многофазных к.з., так и от однофазных замыканий на землю.

Защита от многофазных к.з. со стороны ИП предусматривается в двухфазном исполнении, причем ТТ включаются в одни и те же фазы во всей сети, обычно в фазы А и С [22].

Расчет МТЗ:

Так как по техпроцессу при срабатывании секционного выключателя вся нагрузка фидера 20 перейдет на фидер 18 необходимо производить расчет с учетом этого условия.

I_р.max.= 215,5 (А)

;

где Х_э – эквивалентное сопротивление =Х_с.пр.6,3+Х_нагр.

Х_с.пр.6,3 =3,26 (Ом) – индуктивное сопротивление от системы до места установки защиты.

(Ом);

Х_э=3,26+6=9,26 (Ом);

(А);

;

Ток срабатывания защиты:

(А);

где к_в – коэффициент возврата реле. Для реле типа РТ-40 к_в=0,8

Ток срабатывания реле:

(А);

Коэффициент чувствительности защиты:

>1,6>1,5

Ток срабатывания отсечки:

(А);

где к_н – коэффициент надежности реле

Ток срабатывания реле отсечки:

(А);

Чувствительность токовой отсечки:

>1,2

Проведем расчетную проверку трансформаторов тока типа ТЛМ-6 с n_т= 300/5

1) Проверка на 10 % погрешность производится при токе срабатывания отсечки (520 А):

к₁₀ ;

чему соответствует сопротивление Z_н.доп. = 5,0 (Ом) (л.24,стр.287)

Фактическое сопротивление нагрузки: Z_н.расч. = 2 r_пр. + z_рт + r_пер. , где r_пр. — сопротивление соединительных проводов (Cu) при длине 5 м и сечении 4 мм², z_рт — сопротивление реле , r_пер. — сопротивление переходное контактов, принимаем равным 0,1 (Ом)

r_пр. (Ом) z_рт= (Ом)

Z_н.расч. = 2 · 0,022 + 0,1 + 0,1 = 0,244 (Ом) < 5,0 (Ом), что соответствует погрешности ε < 10 % .

2) Проверяем надежность работы контактов токовых реле.

к_макс. =

При Z_н.расч. = 0,244 (Ом) значение к_{10 доп} = 20 (л.24 стр.33). Коэффициент

А =

По характеристике f=10%

3) Проверяем максимальное значение напряжения на выводах вторичной обмотки трансформатора тока:

U_{2 макс.} · 7,6 · 2,51· 0,244 = 4,3 (В) < 1400 (В)

Фидер 20

Расчет МТЗ:

I_р.max.= 215,5 (А);

;

где Х_э =Х_с.пр.6,3+Х_нагр.

Х_с.пр.6,3 =3,54 (Ом) – индуктивное сопротивление от системы до места установки защиты.

(Ом);

Х_э=3,54+6=9,54 (Ом);

(А);

;

(А);

Ток срабатывания реле:

(А);

Коэффициент чувствительности защиты:

>1,5

Ток срабатывания отсечки:

(А);

Ток срабатывания реле отсечки:

(А);

Чувствительность токовой отсечки:

>1,2

Проведем расчетную проверку трансформаторов тока типа ТЛМ-6 с n_т= 300/5

1) Проверка на 10 % погрешность производится при токе срабатывания отсечки (498 А):

к₁₀ ;

чему соответствует сопротивление Z_н.доп. = 2,1 (Ом) (л.24,стр.287)

Фактическое сопротивление нагрузки: Z_н.расч. = 2 r_пр. + z_рт + r_пер. , где r_пр. — сопротивление соединительных проводов (Cu) при длине 5 м и сечении 4 мм², z_рт — сопротивление реле , r_пер. — сопротивление переходное контактов, принимаем равным 0,1 (Ом)

r_пр. (Ом)

Z_н.расч. = 0,244 (Ом) < 2,1 (Ом), что соответствует погрешности ε < 10 % .

2) Проверяем надежность работы контактов токовых реле.

к_макс. =

При Z_н.расч. = 0,244 (Ом) значение к_{10 доп} = 20. Коэффициент

А =

По характеристике f=10%

3) Проверяем максимальное значение напряжения на выводах вторичной обмотки трансформатора тока:

U_{2 макс.} · 2,4 · 5 · 0,244 = 4,3 (В) < 1400 (В)

Защита отходящих линий.

Фидер 1

Расчет МТЗ:

I_р.max.= 100,5 (А);

;

где Х_э =Х_с.пр.6,3+Х_нагр.

Х_с.пр.6,3 =5,3 (Ом) – индуктивное сопротивление от системы до места установки защиты.

(Ом);

Х_э=5,3+12,7 =17,9 (Ом);

(А);

;

(А);

Ток срабатывания реле:

(А);

Коэффициент чувствительности защиты:

>1,5

Ток срабатывания отсечки:

(А);

Ток срабатывания реле отсечки:

(А);

Чувствительность токовой отсечки:

>1,2

Проведем расчетную проверку трансформаторов тока типа ТЛМ-6 с n_т= 200/5

1) Проверка на 10 % погрешность производится при токе срабатывания отсечки (312 А):

к₁₀ ;

чему соответствует сопротивление Z_н.доп. = 5 (Ом) (л.24,стр.287)

Фактическое сопротивление нагрузки: Z_н.расч. = 2 r_пр. + z_рт + r_пер. , где r_пр. — сопротивление соединительных проводов (Cu) при длине 5 м и сечении 4 мм², z_рт — сопротивление реле , r_пер. — сопротивление переходное контактов, принимаем равным 0,1 (Ом)

r_пр. (Ом)

Z_н.расч. = 0,344 (Ом) < 2,1 (Ом), что соответствует погрешности ε < 10 % .

2) Проверяем надежность работы контактов токовых реле.

к_макс. =

При Z_н.расч. = 0,344 (Ом) значение к_{10 доп} = 17. Коэффициент

А =

По характеристике f=10%

3) Проверяем максимальное значение напряжения на выводах вторичной обмотки трансформатора тока:

U_{2 макс.} · 2,26 · 5 · 0,344 = 5,4 (В) < 1400 (В)

Фидер 2

Расчет МТЗ:

I_р.max.= 40 (А);

;

где Х_э =Х_с.пр.6,3+Х_нагр.

Х_с.пр.6,3 =5,94 (Ом) – индуктивное сопротивление от системы до места установки защиты.

(Ом);

Х_э=5,94+31 =36,94 (Ом);

(А);

;

(А);

Ток срабатывания реле:

(А);

Коэффициент чувствительности защиты:

>1,5

Ток срабатывания отсечки:

(А);

Ток срабатывания реле отсечки:

(А);

Чувствительность токовой отсечки:

>1,2

Проведем расчетную проверку трансформаторов тока типа ТЛМ-6 с n_т= 200/5

1) Проверка на 10 % погрешность производится при токе срабатывания отсечки (300 А):

к₁₀ ;

Фидер 3

Расчет МТЗ:

I_р.max.= 75 (А);

;

где Х_э =Х_с.пр.6,3+Х_нагр.

Х_с.пр.6,3 =5,5 (Ом) – индуктивное сопротивление от системы до места установки защиты.

(Ом);

Х_э=5,5+17 =22,5 (Ом);

(А);

;

(А);

Ток срабатывания реле:

(А);

Коэффициент чувствительности защиты:

>1,5

Ток срабатывания отсечки:

(А);

Ток срабатывания реле отсечки:

(А);

Чувствительность токовой отсечки:

>1,2

Проведем расчетную проверку трансформаторов тока типа ТЛМ-6 с n_т= 200/5

1) Проверка на 10 % погрешность производится при токе срабатывания отсечки (312 А):

к₁₀ ;

чему соответствует сопротивление Z_н.доп. = 5 (Ом) (л.24,стр.287)

Фактическое сопротивление нагрузки: Z_н.расч. = 2 r_пр. + z_рт + r_пер. , где r_пр. — сопротивление соединительных проводов (Cu) при длине 5 м и сечении 4 мм², z_рт — сопротивление реле , r_пер. — сопротивление переходное контактов, принимаем равным 0,1 (Ом)

r_пр. (Ом)

Z_н.расч. = 0,344 (Ом) < 2,1 (Ом), что соответствует погрешности ε < 10 % .

2) Проверяем надежность работы контактов токовых реле.

к_макс. =

При Z_н.расч. = 0,344 (Ом) значение к_{10 доп} = 17. Коэффициент

А =

По характеристике f=10%

3) Проверяем максимальное значение напряжения на выводах вторичной обмотки трансформатора тока:

U_{2 макс.} · 2,26 · 5 · 0,344 = 5,4 (В) < 1400 (В)

Фидер 4 КЛ ДНС-6

Расчет МТЗ:

I_р.max.= 3,6 (А);

;

где Х_э =Х_с.пр.6,3+Х_нагр.

Х_с.пр.6,3 =3,27 (Ом) – индуктивное сопротивление от системы до места установки защиты.

(Ом);

Х_э= 357,3 (Ом);

(А);

;

(А);

Ток срабатывания реле:

(А);

Коэффициент чувствительности защиты:

>1,5

Ток срабатывания отсечки:

(А);

Ток срабатывания реле отсечки:

(А);

Чувствительность токовой отсечки:

>1,2

Проведем расчетную проверку трансформаторов тока типа ТЛМ-6 с n_т= 150/5

1) Проверка на 10 % погрешность производится при токе срабатывания отсечки (300 А):

к₁₀ ;

Таб. 11.1

Основные показатели расчета уставок РЗиА.

Фидер 18 (Ввод)

п/п	Наименование	Обозначение и расчетная формула	Вычисленное значение
1	Максимальный расчетный ток	Ip.max	215,5
2	Ток самозапуска	Iс.з.п.	398
3	Коэффициент самозапуска	Kс.з.п.	1,85
4	Коэф. трансформации ТТ	Kтт	300/5
5	Ток срабатывания защиты	Iс.з.	519
6	Ток срабатывания реле	Iс.р.	9,2
7	Коэффициент чувствительности	Kч.	1,6
8	Ток срабатывания отсечки	Iс.о.	540
9	Ток срабатывания реле отсечки	Iс.р.о.	9,0
10	Коэф. чувствительности резерв.	Kч.рез.	1,6
11

Таб. 11.2

Основные показатели расчета уставок РЗиА.

Фидер 20 (Ввод)

п/п	Наименование	Обозначение и расчетная формула	Вычисленное значение
1	Максимальный расчетный ток	Ip.max(А)	215,5
2	Ток самозапуска	Iс.з.п.(А)	382
3	Коэффициент самозапуска	Kс.з.п.	1,8
4	Коэф. трансформации ТТ	Kтт	300/5
5	Ток срабатывания защиты	Iс.з.(А)	510
6	Ток срабатывания реле	Iс.р.(А)	9,2
7	Коэффициент чувствительности	Kч.	1,5
8	Ток срабатывания отсечки	Iс.о.(А)	580
9	Ток срабатывания реле отсечки	Iс.р.о.(А)	8,3
10	Коэф. чувствительности резерв.	Kч.рез.	1,5
11

Таб. 11.3

Основные показатели расчета уставок РЗиА.

Фидер 1 (отходящий)

п/п	Наименование	Обозначение и расчетная формула	Вычисленное значение
1	Максимальный расчетный ток	Ip.max (А)	100,5
2	Ток самозапуска	Iс.з.п.(А)	203,4
3	Коэффициент самозапуска	Kс.з.п.	2,0
4	Коэф. трансформации ТТ	Kтт	200/5
5	Ток срабатывания защиты	Iс.з.(А)	276,4
6	Ток срабатывания реле	Iс.р.(А)	7
7	Коэффициент чувствительности	Kч.	2,7
8	Ток срабатывания отсечки	Iс.о.(А)	312
9	Ток срабатывания реле отсечки	Iс.р.о.(А)	7,8
10	Коэф. чувствительности резерв.	Kч.рез.	1,5
11

Таб. 11.4

Основные показатели расчета уставок РЗиА.

Фидер 2 (отходящий)

п/п	Наименование	Обозначение и расчетная формула	Вычисленное значение
1	Максимальный расчетный ток	Ip.max(А)	40
2	Ток самозапуска	Iс.з.п.(А)	99
3	Коэффициент самозапуска	Kс.з.п.	2,64
4	Коэф. трансформации ТТ	Kтт	200/5
5	Ток срабатывания защиты	Iс.з.(А)	136
6	Ток срабатывания реле	Iс.р.(А)	3,5
7	Коэффициент чувствительности	Kч.	5,1
8	Ток срабатывания отсечки	Iс.о.(А)	300
9	Ток срабатывания реле отсечки	Iс.р.о.(А)	7,5
10	Коэф. чувствительности резерв.	Kч.рез.	1,5
11

Таб. 11.5

Основные показатели расчета уставок РЗиА.

Фидер 3 (отходящий)

п/п	Наименование	Обозначение и расчетная формула	Вычисленное значение
1	Максимальный расчетный ток	Ip.max (А)	75
2	Ток самозапуска	Iс.з.п.(А)	162
3	Коэффициент самозапуска	Kс.з.п.	2,15
4	Коэф. трансформации ТТ	Kтт	200/5
5	Ток срабатывания защиты	Iс.з.(А)	223
6	Ток срабатывания реле	Iс.р.(А)	5,75
7	Коэффициент чувствительности	Kч.	3,1
8	Ток срабатывания отсечки	Iс.о.(А)	312
9	Ток срабатывания реле отсечки	Iс.р.о.(А)	7,8
10	Коэф. чувствительности резерв.	Kч.рез.	1,5
11

Таб. 11.6

Основные показатели расчета уставок РЗиА.

Фидер 4 (отходящий)

п/п	Наименование	Обозначение и расчетная формула	Вычисленное значение
1	Максимальный расчетный ток	Ip.max (А)	3,6
2	Ток самозапуска	Iс.з.п.(А)	10
3	Коэффициент самозапуска	Kс.з.п.	2,8
4	Коэф. трансформации ТТ	Kтт	50/5
5	Ток срабатывания защиты	Iс.з.(А)	13,9
6	Ток срабатывания реле	Iс.р.(А)	1,5
7	Коэффициент чувствительности	Kч.	52
8	Ток срабатывания отсечки	Iс.о.(А)	540
9	Ток срабатывания реле отсечки	Iс.р.о.(А)	54
10	Коэф. чувствительности резерв.	Kч.рез.	1,5
11