Разработка оптимального варианта понизительной подстанции для электроснабжения промышленных и (стр. 9 из 18)

Прибор	Тип		S, ВА		Число обмоток				Число приборов	P, Вт	Q, вар
Ваттметр	Д-335		1,5		2		1	0	1	3	0
Счетчик активной энергии	СА3 И-680		2 Вт		2		0,38	0,925	8	32	77,89
Счетчик реактивной энергии	СР4 И-673		3 Вт		2		0,38	0,925	8	48	116,84
Вольтметр	Э-335		2		1		1	0	2	4	0
Итого		87		194,73

Таблица 17 – Результаты выбора измерительных трансформаторов напряжения.

Место установки	Расчетные данные		Номинальные данные трансформатора
	кВ	ВА	Тип	кВ	ВА
РУ – 10 кВ	10	213,28	3НОЛ 09-10У2	10	225

7. Выбор релейной защиты и автоматики

Защита трансформаторов

Согласно ПУЭ [2] для силовых трансформаторов должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы:

- многофазных замыканий в обмотках и на выводах;

- витковых замыканий в обмотках;

- токов в обмотках, обусловленных внешними КЗ;

- токов в обмотках, обусловленных перегрузкой;

- понижения уровня масла;

Для защиты от повреждений внутри кожуха, сопровождающихся выделением газа, и от понижения уровня масла предусматривается газовая защита.

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

Для защиты от повреждений на выводах, а также от внутренних повреждений предусматривается продольная дифференциальная токовая защита без выдержки времени. Она должна действовать на отключение трансформатора со всех сторон.

Так как на проектируемой подстанции трансформаторы присоединяются к питающим линиям без выключателей, то для отключения повреждений в трансформаторе предусматривается установка короткозамыкателей для искусственного замыкания на землю одной фазы, и отделителей, автоматически отключающихся в бестоковую паузу АПВ питающей линии.

Повреждения на выводах 110 кВ трансформаторов допускается ликвидировать защитой питающих линий.

Для защиты от токов в обмотках, обусловленных внешними многофазными КЗ, предусматривается максимальная токовая защита с комбинированным пуском напряжения.

Для защиты от токов в обмотках, обусловленных перегрузкой, предусматривается токовая защита от перегрузки.

Схема релейной защиты одного трансформатора представлена на листе КФБН 1004.05.366 ЭО графической части дипломного проекта.

Газовая защита

Газовая защита основана на использовании явлении газообразования в баке поврежденного трансформатора. Интенсивность газообразования зависит от характера и размеров повреждения. Это дает возможность выполнить газовую защиту, способную различать степень повреждения и в зависимости от этого действовать на сигнал или отключение.

Основным элементом газовой защиты является газовое реле, устанавливаемое в маслопроводе между баком и расширителем. На трансформаторах типа ТДН–10000/110, устанавливаемых на проектируемой подстанции используется газовое реле типа BF–80/Q с двумя пластмассовыми шарообразными поплавками.

Достоинства газовой защиты: высокая чувствительность и реагирование практически на все виды повреждений внутри бака; сравнительно небольшое время срабатывания (0,05 – 0,5 с); простота выполнения, а так же способность защищать трансформатор при недопустимом уровне масла по любым причинам. Наряду с этим защита имеет ряд существенных недостатков, основной из которых – не реагирование ее на повреждения, расположенные вне бака, в зоне между трансформатором и выключателями.

Дифференциальная токовая защита на реле ДЗТ – 11

Определим первичные токи для всех сторон защищаемого трансформатора, соответствующие его номинальной мощности:

(67)

Где

номинальное напряжение обмотки трансформатора, кВ.

По этим токам определим соответствующие вторичные токи в плечах защиты, исходя из коэффициентов трансформации трансформаторов тока

и коэффициентов схемы , которые определяются по таблице 2.1 [9]:

(68)

Расчеты сведены в таблицу 18.

Таблица 18 – Расчет первичных и вторичных токов в плечах защиты

Наименование величины	Числовое значение стороны
	110 кВ	10 кВ
Первичный ток на сторонах защищаемого трансформатора, А	74	809
Схема соединения трансформаторов тока	∆	Y
Коэффициент трансформации трансформаторов тока	100/5	1000/5
Вторичный ток в плечах защиты, А	3,62	4,37

Коэффициенты трансформации трансформаторов тока для трансформаторов тока, соединенных в ∆, приняты, исходя из первичного тока

, чтобы получить вторичный ток в плечах защиты меньше 5 А.

Основной стороной для проектируемой подстанции является сторона 10 кВ, так как для этой стороны вторичный ток в плечах защиты больше чем вторичные токи для других сторон.

Выберем сторону, к трансформаторам тока которой целесообразно присоединить тормозную обмотку реле.

В соответствии с рекомендациями пункта 3.1.5. [9] тормозную обмотку реле целесообразно включить на сумму токов трансформаторов тока, установленных на стороне низшего напряжения, так как при подключении тормозной обмотки только к трансформаторам тока, установленным на одной из сторон защищаемого трансформатора, определяющим условием для выбора тока срабатывания защиты остается отстройка от внешнего КЗ.

Минимальный ток срабатывания защиты определяется по условию отстройки от броска намагничивающего тока при включении ненагруженного трансформатора под напряжение:

(69)

Где

коэффициент отстройки (в ориентировочных расчетах допускается принимать );

коэффициент выгодности (для трансформаторов принимается );

А.

Определим числа витков рабочей обмотки насыщающегося трансформатора тока (НТТ) реле для основной и не основной сторон, исходя из значения минимального тока срабатывания защиты.

Ток срабатывания реле на основной стороне:

(70)

Где

коэффициент трансформации силовых трансформаторов.

Число витков рабочей обмотки НТТ реле для основной стороны:

(71)

Где

МДС срабатывания реле (для ДЗТ – 11 А [9]).

Число витков рабочей обмотки НТТ реле для не основной стороны: