Проектирование электроснабжения здания и трансформаторной подстанции (стр. 4 из 14)

При токе надежного срабатывания ЭО 1,4·5 =7 (А) предельная кратность к₁₀ = 1,4, чему соответствует Z_н.доп. = 7 (Ом), т.е. значительно больше чем Z_н.расч. =3,125 (Ом). Следовательно, ε < 10 % и тем более f < 10 %.

,

где

(А);

I_с.ЭО = 5 (А);

К_у = 1 — коэффициент (неполная звезда с тремя реле), учитывающий уменьшение тока в ЭО по сравнению с током в измерительных трансформаторах реле защиты при двухфазном КЗ за трансформатором.

4) Проверяем точность работы реле типа РТ-85 при максимальном токе К1 (7200 А, точка К3).

По Z_н.расч. = 2,7 определяем к_{10 доп.} = 7,5 %, затем к_макс. =7200/400 = 18 и коэффициент А = 18/7,5 = 2,4 при котором f = 50 %, что меньше допустимых 50% для реле типа РТ-85.

(А)

5) Проверяем максимальное значение напряжения на выводах вторичной обмотки трансформатора тока после дешунтирования ЭО:

U_{2 макс.}

· 18 · 5 · 2,7 = 343,65 (В) < 1400 (В)

Таким образом, трансформатор тока типа ТЛК-10 нам подходит по всем параметрам.

Таблица 6. Сводные данные по защите 1.

п/п	Наименование		Обозначение и расчетная формула	Вычисленное значение
1	2		3	4
1	Максимальный рабочий ток, А		Iм	86,7
2	Коэффициент трансформации трансформатора тока		nТ	400/5
3	Минимальное значение тока трехфазного КЗ в зоне защиты	Основной, А	Iк1(3)	1511
		Резервной, А	Iк2(3)	-
4	Сквозной ток КЗ или пусковой ток (для двигателя) при пуске от полного напряжения, А		Iк(3)	-
5	Расчетные коэффициенты	Самозапуска	Ксзп	1,32
		Схемы включения реле	Ксх	1
		Надежности	Кн	1,1
		Возврата реле	Кв	0,8
6	Ток срабатывания реле	Расчетный, А		1,96
		Принятый, А	iср	2
		Первичный, А	Iсз=iср´nТ	160
7	Чувствительность защиты	В зоне основной защиты	Кч	9,4
		В зоне резервной защиты	Кч	-
		За трансформатором	Кч	5,45
8	Выбрано токовое реле	Количество и тип	-	3 РТ-85
		Пределы уставки тока реле, А	от 2 до 5	-
9	Принятая уставка времени защиты, с		t	0,5
10	Выбрано реле времени	Тип и пределы уставки, с	-	-
11	Расчетные коэффициенты	Схема включения реле	Ксх	1
		Надежности	Кн	1,6
12	Ток срабатывания отсечки	Расчетный, А	iсро	30,2
		Принятый, А	iсро	31
		Первичный, А	Iсзо=iсро´nТ	2480
13	Кратность тока срабатывания отсечки		iсро/iср	15,5
14	Чувствительность защиты (отсечки) при I(3)к= 7200 (А)		Кч	2,5
15	Выбрано токовое реле	Количество и тип	-	3 РТ-85
		Пределы уставки тока реле, А	от 4 до 40

Защита 2 — расчет уставок защит, установленных на АВР

Потребители на стороне 0,4 кВ являются ответственными (относятся к первой и второй категориям электропотребления), поэтому на стороне 0,4 кВ необходимо установить АВР.

Максимальный ток, проходящий через секционный выключатель:

(А)

где S_р — суммарная полная мощность одной из двух секций 0,4 кВ (для расчета выбираем I секцию), кВ·А;

к_сзп

где I_сзп — ток самозапуска нагрузки, А; I_р.макс. — максимальный рабочий ток, А, за I_р.макс. с учетом «аварийного» отключения второго трансформатора принимаем расчетный суммарный ток двух секций 0,4 кВ.

Ток срабатывания селективной максимальной защиты:

(А)

где к_н =1,1 — коэффициент надежности срабатывания реле РСТ-13;

к_в = 0,9 — коэффициент возврата реле РСТ-13.

Принимаем ток срабатывания защиты равным I_с.з. = 1040 (А). Тогда ток срабатывания реле:

(А)

где n_т = 2000/5 — коэффициент трансформации трансформатора тока;

к_сх = 1 — коэффициент схемы неполной звезды.

Принимаем ток срабатывания реле РСТ-13-19 I_с.р.=3 (А), тогда

(А)

Дальнейшие расчеты приведены в таблице 7.

Коэффициент чувствительности АВР:

.

Токовую отсечку выполняем на реле РТМ. Тогда ток срабатывания отсечки:

I_с.о. ≥ к_н · I⁽³⁾_к.мин. = 1,4 · 23800 = 33320 (А)

где к_н = 1, 4 — коэффициент надежности для реле РСТ-13,

I⁽³⁾_к.мин. — минимальный ток КЗ на стороне 0,4 кВ.

Находим чувствительность токовой отсечки:

Как видно чувствительность токовой отсечки меньше допустимой величины. И поэтому для создания условия селективности отсечку выполняем с небольшой задержкой времени на ступень селективности больше, чем время срабатывания быстродействующих защит предыдущих элементов, т.е. с t_с.о. = 0,4¸0,8 с.

Тогда принимаем I_с.о. = 10000 (А),

.

Следовательно, время срабатывания токовой отсечки защиты 2 будет равно:

t_со. = t_{со.пред.} + ∆t = 0 +0,4 =0,4 с

Результаты расчета защиты на реле РТМ тоже приведены в таблице 4.

Принимаем время срабатывания МТЗ:

t_ср = t_{ср.пред.} + ∆t = 0,5 +0,5 =1,0 с

где t_{ср.пред.} — время срабатывания предыдущей защиты, с;

∆t = 0,5 с — ступень селективности.

Проведем расчетную проверку трансформаторов тока типа ТЛК-10 с n_т=2000/5:

1) Проверка на 10 % погрешность производится при токе срабатывания отсечки (10000 А):

,

чему соответствует сопротивление Z_н.доп. = 3,25 (Ом)

Фактическое сопротивление нагрузки: Z_н.расч. = 2 r_пр. + z_ртм + z_рт + r_пер., где r_пр. — сопротивление соединительных проводов (Cu) при длине 10 м и сечении 4 мм², z_ртм — сопротивление реле РТМ, z_рт — сопротивление реле РСТ-13, r_пер. — сопротивление переходное контактов, принимаем равным 0,1 (Ом)

(Ом) (Ом)

(Ом)

Z_н.расч. = 2 · 0,05 + 0,022 + 0,16 + 0,1 = 0,382 (Ом) < 3,25 (Ом), что соответствует погрешности ε < 10 %.

2) Проверяем надежность работы контактов токовых реле.

.

При Z_н.расч. = 0,382 (Ом) значение к_{10 доп} = 27, коэффициент:

.

По характеристике f≤10, допустимое значение f для реле РТ-40 регламентируются не более 50%.

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

U_{2 макс.}

· 11,9 · 5 · 0,382 = 32,1 (В) < 1400 (В)

Таблица №7. Сводные данные по защите 2.

п/п	Наименование		Обозначение и расчетная формула	Вычисленное значение
1	2		3	4
1	Максимальный рабочий ток, А		Iм	644
2	Коэффициент трансформации трансформатора тока		nТ	2000/5
3	Минимальное значение тока трехфазного КЗ в зоне защиты	Основной, А	Iк1(3)	23800
		Резервной, А	Iк2(3)
4	Сквозной ток КЗ или пусковой ток (для двигателя) при пуске от полного напряжения, А		Iк(3)
5	Расчетные коэффициенты	Самозапуска	Ксзп	1,32
		Схемы включения реле	Ксх	1
		Надежности	Кн	1,1
		Возврата реле	Кв	0,9
6	Ток срабатывания реле	Расчетный, А		2,6
		Принятый, А	iср	3
		Первичный, А	Iсз=iср´nТ	1200
7	Чувствительность защиты	В зоне основной защиты	Кч=0,87 Iк1(3)/ Iсз	17,2
		В зоне резервной защиты	Кч=0.87 Iк2(3)/ Iсз
		За трансформатором	Кч=0.5 Iк2(3)/ Iсз
8	Выбрано токовое реле	Количество и тип	-	2 РСТ-13-19
		Пределы уставки тока реле, А	от 1,5 до 6,0
9	Принятая уставка времени защиты, с		t	1,0
10	Выбрано реле времени	Тип и пределы уставки, с	0,25 – 3,5	ЭВ 225
11	Расчетные коэффициенты	Схема включения реле	Ксх	1
		Надежности	Кн	1,3
12	Ток срабатывания отсечки	Расчетный, А
		Принятый, А	iсро	25
		Первичный, А	Iсзо=iсро´nТ	10000
13	Кратность тока срабатывания отсечки		iсро/iср	8,3
14	Чувствительность защиты (отсечки) при I(3)к= 7200 (А)		Кч=0,87Iк1(3)/Iсзо	2,06
15	Выбрано токовое реле	Количество и тип	-	2 РТМ-II
		Пределы уставки тока реле, А	от 23 до 41

9. Выбор и расчет токоведущих частей