Вибір та розрахунок релейних захистів елементів енергосистеми

Тут:

- S_ном ,  U_ном – відповідно номінальна потужність та номінальна напруга обмоток ТФ;

- DU_рег/ U_ном - половина діапазону регулювання напруги ТФ;

- I^I _k.max, I^I _k.min - струми на стороні ВН ТФ при зовнішніх трифазних к. з. на стороні СН чи НН ТФ відповідно у максимальному та мінімальному режимі роботи енергосистеми;

- t _{сз. max} - максимальний час спрацювання захистів ПЛ, що є суміжними з ТФ та приєднані до його СН чи НН сторони.

Примітки: Схема з'єднання обмоток ТФ: двообмоткових - Y/D-11.

 

2.2. Розрахунок диференційної струмової відсічки

Розрахунок.

Максимально можливий струм  в номінальному режимі (з врахуванням регулювальної здатності ТФ)

.

 

Струм спрацьовування відсічки

.

Коефіцієнт чутливості захисту

.

Умова перевірки чутливості

,

як бачимо в даному випадку

 

 

 

 

 

 

К_ч =1,02 < К_ч^доп _(мін)=2,0.

Тобто умова не виконується, ДСВ неприйнятна (недостатньо чутлива) і необхідне застосування більш складного ДСЗ.

Номінальний струм на стороні ВН

.

Захист живиться від  двох (трьох) груп ТС (на стороні ВН та НН (СН) ТФ).

Бажане значення номінального первинного струму групи ТС на стороні ВН

.

= в зв’язку з тим, що група ТС на стороні ВН з'єднана за схемою трикутника. За дод. 1 найближче більше до стандартне значення номінального первинного струму ТС = 600 А.

Відповідно стандартне значення номінального коефіцієнта трансформації цих ТС

,

де  стандартне значення номінального вторинного струму ТС.

Струм спрацьовування реле

Висновок. В зв’язку з тим, що вимога чутливості ДСВ не виконується, застосування цього захисту на ТФ є неприйнятним. Необхідне застосування більш складного захисту.

 

2.3. Розрахунок ДСЗ (диференційного струмового захисту), що виконаний на базі реле типу РНТ-565

Розрахунок.

Знаходимо максимальний номінальний струм живлячої сторони, відповідний U^вн_{ном min}:

.

За формулою /4.1/ знаходимо  приведений струм спрацювання захисту, відстроєний від стрибка cтруму намагнічування при включенні ТФ під напругу:

.

За формулою /4.3/ знаходимо  приведений струм небалансу:

.

За формулою /4.4/ знаходимо  приведений струм спрацовання захисту, відстроєний від струму небалансу:

.

Відповідно /2.8/ визначаємо попередній приведений струм cnpaцювання захисту:

 

.

За /2.9/ перевіряємо критерій чутливості:

У нашому випадку

< 2, отже захист з РНТ-565 неприпустимий і необхідне застосування більш складного захисту.

 

2.4. РозрахунокДСЗ,  що виконаний на базі реле  типу ДЗТ-11

Розрахунок.

Захист із РНТ-565 не задовільняє критерію чутливості. Тому вибираємо більш складний, але більш чутливий захист з реле типу ДЗТ-11.

За формулою /7.2/ знаходимо  приведений струм спрацювання захисту

.

Перевіряємо критерій чутливості за /2.9/:

.

Знаходимо середні номінальні струми сторін живлячої та що живиться:

,

.

 

За формулами /4.6/ знаходимо  розрахункові значення коефіцієнтів трансформації ТС, виходячи з стандарту вторинного струму 5 А:

;

.

За дод. 1 вибираємо заокруглені коефіцієнти трансформації:

;   .

За формулою /4.8/ знаходимо  струми в плечах захисту при середніх номінальних струмах ТФ:

;    .

Оскільки 

, за основну вибираємо сторону, що живить.

 

За формулою /4.9/ знаходимо  мінімальний струм спрацювання  реле (К_сх.осн=1):

.

 

 

 

 

находимо розрахункове число витків диференційної обмотки  за формулою /4.10/:

.

Заокруглюємо число  витків диференційної обмотки до найближчого меншого цілого:

.

Відповідно до /4.12/ фактичний  мінімальний струм спрацювання реле

.

Оскільки основною є  сторона BН, то перша зрівняльна обмотка не використовується, а число витків 2-ої зрівняльної обмотки, що підключається на неосновну сторону, знаходимо за формулою /4.20/:

.

Заокруглюємо до найближчого  цілого:

.

Переходимо до розрахунку числа витків гальмової обмотки. Для цього за /6.3/ вибираємо коефіцієнт гальмування

.

 

За формулою /6.5/ знаходимо розрахункове число витків гальмової обмотки:

і заокруглюємо його у  більшу сторону. Але оскільки найближче  більше значення, яке припускає конструкція  реле ДЗТ-11, становить не 6, а 7 витків, то остаточно вибираємо

.

Висновок. Отже, одержано результат: W_диф=11, W_зр2=1, W_зр1 не використовується, . Схема захисту показана на рис. 16 для однієї фази. Останні дві фази підключаються аналогічним чином. Усього використовується три реле типу ДЗТ-11.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 16. Схема диференційного підключення захисту з реле типу

ДЗТ-11 до двообмоткового ТФ для однієї фази

 

2.5. Розрахунок максимального струмового захисту

Розрахунок.

Струм спрацювування  захисту

,

де К_від - коефіцієнт відстройки; К_сзп - коефіцієнт самозапуску; К_п - коефіцієнт повернення реле.

Бажане значення номінального первинного струму другої групи ТС на стороні ВН

.

К_сх =1 в зв’язку з тим, що друга група ТС на стороні ВН з'єднана за схемою повної зірки.

За дод. 1 найближче більше до стандартне значення номінального первинного струму ТС = 400 А.

Відповідно стандартне значення номінального коефіцієнта трансформації цих ТС

.

Розрахункове (бажане) значення струму спрацювання реле

.

Встановлене (фактичне) значення струму спрацювання реле (уставка) визначається виходячи з:

- дискретності його  шкали 0,5 А;

- характеру зміни струму, на який воно реагує – максимальний.

В зв’язку з цим, заокруглення значення до найближчого значення шкали уставок реле (І_у) відбувається у бік збільшення, відповідно

I_у = 10,5 А.

 

 

 

Коефіцієнт чутливості захисту

.

Умова перевірки чутливості

В даному випадку

К_ч =2,18 > К_ч^доп _(мін)=1,5.

Умова виконується.

Час спрацювання захисту (уставка)

,

де Δt – опосередковане значення ступеня селективності,

 

Висновок. Одержано результат: I_у = 10,5 А, t_у=1,5 с. Захист включений на стороні ВН ТФ.

 

2.6. Розрахунок захисту від перевантажень

Розрахунок.

Захист від перевантажень  – єдиний із захистів розглядаємого  ТФ, що виконується тільки з дією на сигнал. Він включається аналогічно МСЗ.

Струм спрацювання сигналізації:

.

Розрахункове (бажане) значення струму спрацювання реле

.

Встановлене (фактичне) значення струму спрацювання реле (уставка) визначається аналогічно МСЗ, відповідно

I_у = 7,5 А.

Час спрацювання сигналізації (уставка)

.

Висновок. Одержано результат: I_у = 7,5 А, t_у=2,0 с. Захист включений на стороні ВН ТФ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.7. Результати розрахунків по частині № 2

 

Струм спрацювання		Коефіцієнт чутливості	Час спрацювання захисту	Кількість витків реле
захисту	реле
I сз	I ср	К ч	t сз	W диф		W зр1	W зр2		W гал
А	А	-	с	шт.		шт.	шт.		шт.
Диференційний захист з реле типу ДЗТ-11
590,48	9,09	3,55	≤ 0,1	11	-			1		7
Диференційна  струмова відсічка
1771,43	25,57	1,02	≤ 0,1	-
МСЗ (максимальний струмовий захист)
833,61	10,5	2,18	1,5	-
Захист від перевантажень (з дією на сигнал)
583,53	7,5	-	2,0	-

 

 

2.8. Cхеми первинних та оперативних ланцюгів комплекту захистів        трансформатора

 
 
Список літератури

1. Основи релейного захисту та автоматики: Метод. вказівки до вивчення дисципліни та виконання курсової роботи для студентів за напрямом підготовки 6.050701 “Електротехніка та електротехнології” ден. та заоч. форм навчання / Уклад.: О.А. Мащенко, І.Є Ізволенський. – К.: НУХТ, 2010. – 68 с.