Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии (стр. 3 из 4)

Iн. б - номинальный базовый ток МТЗ, А

4. Проверяем автоматический выключатель по чувствительности:

где: I_кз⁽²⁾- минимальный ток короткого замыкания в месте установки автоматического выключателя

т.к. k_ч > 1.5, следовательно автомат по чувствительности проходит. [Л11-93]

Выбор автоматических выключателей на отходящих линиях.

Так как от КТП по низкой стороне может отходить до 8 линий 0.4 кВ, то принимаем 6 отходящих линий.

Следовательно, ток, проходящий по каждой из линий будет равен:

, А

К установке принимаем автоматический выключатель "Электрон"

с полупроводниковым реле РМТ на напряжение до 660 кВ.

[Л11 - табл.21]

Таблица 4. Технические данные автоматического выключателя:

Исполнение	Iном. выкл.А	Iном. баз МТЗА	Установки п/п реле					ПКС в цепи 380 ВкА
			Регул. на шкалах РМТ значения
					t_{с. о.}	t_{с. п}, c
Э25	Стационарное	1000	6308001000	0.8; 1.0;1,25	3; 5	0.250.450.7	4816	1.25	40

Условия выбора автоматических выключателей:

1. Uн. в≥Uр 0.66≥0.4 кВ

2. Iн. расц≥Iр 630≥600 А

3. Iс. о=К

Iн. б

Iс. о=1,6*630=1008 А

т.к. k_ч > 1.5, следовательно автомат по чувствительности проходит. [Л11-93]

4. Выбор устройств РЗ и А для элементов системы электроснабжения

Из [Л5 - 3.2.91] для линий в сетях с изолированной нейтралью (в том числе и с нейтралью, заземлённой через дугогасительный реактор) должны быть предусмотрены устройства РЗ от многофазных замыканий и от однофазных замыканий на землю.

Из [Л5 - 3.2.92] Защиту от многофазных замыканий следует предусматривать в двухфазном исполнении и включать в одни и те же фазы по всей сети данного напряжения для обеспечения отключения в большинстве случаев двойных замыканий на землю только одного места повреждения.

Защита должна быть выполнена в одно-, двух - или в трехрелейном исполнении.

4.1 Составляем разнесённую схему релейной защиты

Рис.8. Разнесенная схема релейной защиты.

Принимаем следующие виды защит на линии:

Предохранители

Автоматические выключатели

МТЗ и отсечка, выполненная на реле РТ-85

5. Расчет параметров релейной защиты

5.1 Рассчитываем МТЗ и отсечку выполненную на реле РТ-85

Т. к. на линии установлен реактор с I_р = 600 А, а по заданию по линии протекает ток 0.8×I_{ном. нагр} = 0.8×600 = 480 А, то из [Л5 - табл.1.3.6] выбираем кабель с током I_ном= 500 А и сечением 185 мм²

Из [Л6 - 18.10] выбираем два трансформатора тока типа ТПЛ10-500/5-0.5/Р, которые в свою очередь проверяются на 10% -ную погрешность.

Если в результате проверки будет установлено, что трансформаторы тока не проходят по условиям 10% -ной погрешности (e_расч> e_доп), то принимают следующие меры:

снижают вторичную нагрузку, увеличив площадь соединения соединительных проводов;

для встроенных трансформаторов тока применяют схему последовательного включения 2^х трансформаторов тока в одну фазу;

если реле включены на разность токов двух фаз, переходят на схему неполной звезды;

выбирают для эксплуатации трансформаторы тока с большим коэффициентом трансформации или заменяют встроенные трансформаторы тока выносными.

5.2 Принимаем схему МТЗ не полная звезда с реле типа РТ85 на переменном оперативном токе

Реле типа РТ-85 или РТ-86 с мощными переключающими контактами и ограниченно зависимой выдержкой времени. Предназначено для дешунтирования отключающих катушек выключателей.

Рис.9. Схема МТЗ не полная звезда с реле РТ-85

В этой схеме в фазах А и С стоят реле тока КА1 и КА2. Они имеют по одному контакту. При нормальном режиме ток по электромагнитам YAT и КА1.1 и КА2.1 не протекает.

При к. з. ток протекает по обоим токовым реле, которые в свою очередь замыкают свои контакты КА1.1 и КА2.1 в цепях электромагнитов отключения.

Использование переходного контакта исключает разрыв цепи трансформатора тока при срабатывании защиты.

5.3 Определяем ток уставки реле РТ85/1

;

где: k_н = 1.2 - коэффициент надежности;

k_в = 0.85 - коэффициент возврата (для реле РТ-85);

k_сх = 1 - коэффициент схемы (т.к схема неполная зведа);

коэффициенты берём из [Л7 - стр.230]

n_т = 60 - коэффициент трансформации трансформаторов тока;

I_нагр - ток нагрузки проходящий по кабельной линии.

Принимаем ток установки реле 7 А.

5.4 Рассчитаем ток срабатывания отсечки

где: I_{k. max -}трёхфазный ток к. з. в точке К2.

т.к установка отсечки реле РТ-85 равна 2¸8, а ток установки 10 А, то следовательно принимаем установку реле 5 на наибольший ток срабатывания отсечки 50 А.

По расчетам установка 5 проходит.

5.5 Определяем коэффициент чувствительности отсечки

где: I_{k. min -}двухфазный ток к. з. в точке К2.

Следовательно, защита удовлетворяет требованиям чувствительности.

6. Расчет селективности действия защит

Для определения действия селективности защит строим их характеристики друг относительно друга.

1. Автоматический выключатель ВА 53-41

2. Автоматический выключатель "Электрон" с полупроводниковым реле РМТ.

Предохранители типа ПКТ103-10-80-12.5У3

МТЗ с отсечкой, выполненное на реле типа РТ-85.

Для удобства построения приводим характеристики всех защит к одному напряжению 10 кВ.

Для РТ-85 ток срабатывания защиты будет равен:

(7.1)

Кратность тока срабатывания к току срабатывания защиты будет равна:

(7.2)

Принимаем установку 6.

Из построенных зависимостей видно что выбранная аппаратура по селективности проходит. Следовательно, расчет произведен верно.

7. Выбор и описание работы устройства АРВ

Рис.10. Схема АВР двухстороннего действия для двухтрансформаторной п/с

а) - поясняющая схема; б) - схема АВР и управления выключателем Q1 (аналогично Q2); в) - схема АВР для секционного выключателя.

Данная схема применяется на сельских 2^х -трансформаторных п/с 110…35/10 кВ, где все выключатели оборудованы пружинными приводами. Секционный выключатель Q3 нормально отключен и включается устройством АВР при отключении выключателей ввода напряжением 10 кВ Q1 или Q2 или исчезновение напряжения на шинах 6 (10) кВ секций I или II в результате отключения питающей линии электропередачи W1 или W2. Особенность схемы АВР - при восстановлении напряжения на питающей линии автоматически восстанавливается нормальная схема п/с.

Пусковой орган схемы АВР состоит из двух реле времени KT1 и KT2, Выполняющих одновременно роль органов минимального напряжения и выдержки времени. При снижении или исчезновении напряжения реле при возврате якоря обеспечивают заданную выдержку времени. Обмотки реле подключаются к разным трансформаторам: KT1 - к трансформатору собственных нужд (ТСН1), а КТ2 - к измерительному трансформатору (ТН1). При этом исключается возможность ложной работы пускового органа при неисправностях в цепях напряжения.

На рис.10 контакты выключателей и реле показаны для рабочего положения: выключатели Q1 и Q2 включены, в результате чего имеется напряжение на шинах 6 (10) кВ подстанции; приводы всех выключателей подготовлены для операции включения; реле положения выключателей "Включено" KQC находятся под напряжением и их контакты замкнуты. Напряжение на шинки обеспеченного питания (ШОП) подается ТСН1 и ТСН2.

При повреждении, например, трансформатора Т1 под действием релейной защиты отключается выключатель Q1, замыкается его вспомогательный контакт SQ1.3 в цепи включения секционного выключателя Q3 и последний включается, т.е. происходят АВР без выдержки времени и восстановление напряжения на секции I. Однократность действия АВР обеспечивается тем, что при отключении выключателя Q1 реле KQC теряет питание и размыкает свой контакт KQC.2 в цепи автоматической подготовки привода выключателя Q3. Схема АВР перестаёт действовать при отключении контактной перемычки (накладки) XB2.

Схема работает в другом аварийном режиме - при отключении, например, питающей линии W1 - с помощью пускового органа минимального напряжения. При исчезновении напряжения со стороны линии W1 реле КТ1 и КТ2 возвращается в исходное состояние, с выдержкой времени замыкаются их контакты КТ1.2 и КТ2.2 в цепях отключения выключателя Q1. Выключатель Q1 отключается, и далее схема АВР действует на включение выключателя Q3 так же, как описано ранее. Напряжение на шинах секции I восстанавливается, якорь реле КТ2 втягивается, и его контакт КТ2.1 замыкается, а контакт КТ2.2 размыкается. Реле КТ1 по-прежнему находится в исходном состоянии, и его контакт КТ1.1 разомкнут. В данном случае реле КТ1 используют для контроля за появлением напряжения со стороны питающей линии. Пусковым же органом восстановления нормальной предварительной схемы п/с служит реле времени КТ3, срабатывающее при подаче напряжения.