Определение параметров тяговой подстанции (стр. 4 из 5)

Нормативное значение коэффициента чувствительности для основной зоны защиты K_{ч, I, О} =1,5, для зоны резервирования (в конце смежной линии потребителя) – K_{ч, I, Р} =1,2. Для обмотки ВН основная зона простирается до шин СН и НН.

Ток срабатывания реле определится по формуле

I_ср=I_сз ·K_сх / K_I, (4)

где Ксх – коэффициент схемы;

К1 – коэффициент трансформации трансформатора тока. По величине тока срабатывания реле выбирается реле тока.

Ток срабатывания защиты для районной нагрузки:

Iсз>= 11,5·1.2·2/0.8=34.5 А.

Расчет параметров защиты для стороны 10,5 кВ.

Iсз. >= 841·1.2·2/0.8=2523 А,

Iсз. >= 34,5· 1,1 =38 А,

Iсз. = 2560 А,

Коэффициент чувствительности для основной зоны защиты:

К_{Ч,1, О} = 0,87 ·6100/2560 =2,07

Ток КЗ на конце линии фидера районной нагрузки

где U_C - напряжение системы. U_C=11 кВ.

Z_S – полное сопротивление до точки КЗ.

Z_S = Z_л + Z_Л*

где Z_л – сопротивление линии районной нагрузки. Для ААБ-3х70

Z_л=

Ом/м

Z_Л* – сопротивление линии до шин 10,5 кВ

Z_Л* =

Где I_КЗ – ток КЗ на шинах 10,5 кВ,

Z_Л* =

Ом;

Z_S =2,28+1,04=3,32 Ом;

кА.

Коэффициент чувствительности для зоны резервирования:

К_{Ч,1, Р} = 0,87 ·1800/1200 =1,4.

Ток срабатывания реле:

Icp= 1200·1/200=6 А.

Расчет параметров защиты для стороны 27.5 кВ.

Ток срабатывания защиты для фидера КС:

Iсз>= 820·1.2·1.5/0.8=1756 А.

Iсз. = 1760 А.

Коэффициент чувствительности для основной зоны защиты:

К_{Ч,1, О} = 0,87 ·1800/1760 =08.

Так как К_{Ч,1, О} < 1,5, поэтому устанавливаем защиту на сумму токов.

Ток срабатывания реле:

Icp= 1760·1/120=14,66 А.

Расчет параметров защиты для стороны 220 кВ.

Iсз. >= 122·1,2·1,5/0,8=274,5 А,

Ток срабатывания предыдущего элемента приведенный к стороне 220 кВ.

На стороне 10,5 кВ равен Iсз, пред = 1200×(11/110)=57,39 А.

На стороне 27,5 кВ равен Iсз, пред = 1760×(27,5/110)=440 А.

Iсз. >= 57,39·1,1=64 А,

Iсз. >=440·1,1=484 А,

Iсз. = 484А

Кч, I= 0,87·1760/484=3,16,

1.6.1 Расчет пусковых органов для МТЗ

Для МТЗ с пусковыми органами для каждой из сторон СН и НН выбираются линейное напряжения срабатывания минимального реле KV1. Выбор производится по условиям возврата реле после отключения внешнего КЗ и отстройки от напряжения самозапуска:

U_сз<= K_снж· U_раб /(K_{отс, U} · K _{В, U)}, (5)

U_сз<=0,7·U_раб /K_{з, U}, (6)

где U_раб – номинальное рабочее напряжение в месте установки реле;

K_снж =0,85–0,95 – коэффициент снижения напряжения;

K_{з, U} =1,2 – коэффициент запаса;

K _{В, U} =1,1–1,2 – коэффициент возврата реле напряжения.

Для фильтр-реле напряжений обратной последовательности KV2 напряжение срабатывания принимается U_{2, сз}=0,06·U_раб.

Коэффициент чувствительности определяются для КЗ в расчетной точке. Для реле напряжения KV1

K_{ч, U}=U_сз · K_{в, U} / U _max, (7)

где U _max – максимальное напряжение в месте установки защиты.

Коэффициент чувствительности для фильтр-реле KV2

K_{ч, U2}= U_{2 min} /U_{2 сз},

где U_{2 min} – максимальное напряжение обратной последовательности в месте установки защиты.

Для расчета КЗ на линиях составляются схемы замещения (рис. 6). Параметры в пределах одной схемы необходимо приводить к одному напряжению (ВН, СН или НН) и одному виду замыкания (двухфазному, трехфазному). Для двухфазного КЗ можно принять, что в месте повреждения напряжение обратной последовательности равно половине номинального U_N. Для реле напряжений необходимо обеспечить для основной зоны коэффициент чувствительности K_{ч, U, О} = K_{ч, U2, О} =1,5, для зоны резервирования – K_{ч, U, Р} = K_{ч, U2, Р} = 1,2.

Расчет МТ3 для стороны 110 кВ при К3 на 27,5 кВ.

Uсз<= 0,9·27,5/(1,5 ·1,15) = 14,3 кВ,

Uсз<=0,7·27,5/1,2 = 16 кВ.

Uсз = 14 кВ.

Для реле напряжения КУ 1 КЗ будем рассматривать на расстоянии 3 км от шин

Z_K = Z₂₁·l =0,254·3= 0,762 Ом,

Umax = (Uc.max. · Z_K)/(Zk +Zтс+Zп) = (28900 *0,762)/(37,84+ 0+0,762) =570,48 В,

К_{чуст. Уl}= 14000*1,2/ 570,48= 29,45.

Для фильтр – реле КУ2:

U2 сз = 0,06 * 27,5 = 1,65 кВ,

К_{чуст. У2} = U2 min / U2 сз = (0,5 * 27,5)/1,65=8,3.

1.7 Расчет уставок защит шин 27,5 кВ

Уставка МТЗ ввода рассчитана по формуле(1), а коэффициент чувствительности – по формуле (3). При этом в качестве рабочего максимального тока принят ток обмотки СН, а минимальный ток двухфазного кз определен для кз на шинах СН (см. рис. 2) с учетом его доли контролируемой ТТ стороны СН понижающего трансформатора.

Уставка срабатывания дистанционной защиты ввода может приниматься равной уставке 3-й ступени дистанционной защиты фидера подстанции Z _{ДЗ, С} = Z _{У, ДЗ3}.

Уставка защиты минимального напряжения U_{сз, ЗМН} рассчитывается по формуле (5). Коэффициент чувствительности вычисляется по формуле

K_{ч, U}=U_{сз, ЗМН} / U _{max, ПП}.

Максимальное напряжение при двухфазном КЗ на питающей линии при подпитке от смежной подстанции вычисляется по выражению

U_{max, ПП} =U_{max, С} · Z_{П, max} / (Z_{П, min} + Z_{ТС, min} + Z_{П, max}),

где Z_{П, max}, Z_П,min – сопротивления защищаемой подстанции в режиме минимума и максимума ЭС, приведенные к стороне 27,5 кВ (см. табл. 5);

Z_{ТС, min} – минимальное сопротивление тяговой сети между смежными подстанциями.

Для рассматриваемого варианта данных:

Z_{П, max} =2·Z_{27,5, max}·(U_{ср, С} /U_{ср, В})² = 2·142,48·(27,5/115)²=16,98 Ом;

Z_{П, min} =2·Z_{27,5, min}·(U_{ср, С} /U_{ср, В})² = 2·21,035·(27,5/115)²=2,4 Ом;

Z_{ТС, min} =Z₂₂·L₂₂ +Z₁₁·L₁+Z₂₂·L₂₁=0,165·40+0,300·20+0,165·20=15,9 Ом.

U_{max, ПП} =28,9·16,98/(16,98+2,4+15,9)=11,9 кВ,

K_{ч, U} = 14,3/11,9 =1,4.

1.8 Принципиальная схема релейной защиты тягово-понизительного трансформатора 110/27,5/10,5 кв

Схема для трехобмоточного трансформатора 110/35/10 кВ мощностью 25 МВА при наличии на сторонах 110 и 35 кВ сборных шин, а на стороне низшего напряжения сдвоенного реактора. На стороне 110 кВ установлены выключатель и выносные трансформаторы тока, а на стороне 35 кВ – выключатель со встроенными во втулки его трансформаторами тока. Схема может быть принципиально использована, также, для постанций со схемами электрических соединений на стороне высшего напряжения «мостик с выключателем в перемычке и отделителями в цепях трансформаторов» и «два блока с отделителями и неавтоматической перемычкой со стороны линий».

Дифференциальная токовая защита трансформатора выполнена в виде одного комплекта (реле KAW1, KAW2, KAW3) с использованием реле с торможением типа ДЗТ-11, тормозная обмотка которого включена на ток стороны среднего напряжения. При этом предполагается, что при КЗ за реактором обеспечивается требуемый минимальный коэффициент чувствительности (Кч>=1,5).

Следует отметить, что в некоторых случаях в целях повышения чувствительности может потребоваться включение тормозной обмотки реле ДЗТ-11 на сумму токов сторон среднего и низшего напряжений в соответствии с рис 1.9.

Однако при таком включении тормозной обмотки в случае КЗ на стороне низшего напряжения в режиме с отключенным выключателем стороны высшего напряжения торможение будет очень мало либо будет отсутствовать; указанное представляется допустимым, учитывая, как правило, небольшую мощность источника питания со стороны среднего напряжения, снижения тока небаланса в этом режиме (связанное с уменьшением тока КЗ и отсутствием влияния регулирования напряжения под нагрузкой), а также малую вероятность такого режима. При замене выключателя Q1 стороны высшего напряжения обходным выключателем дифференциальная защита переключается с трансформаторов тока ТА1 на трансформаторы тока цепи обходного выключателя с помощью испытательных блоков SG1 и SG2 в схеме защиты трансформатора и соответствующих испытательных токов в схеме панелей переводо.

Защиты от внешних многофазных КЗ выполнены в виде 4 комплектов максимальной токовой защиты с комбинированным пуском напряжения.

Максимальная токовая защита, установленная на стороне высшего напряжения, содержит 3 реле тока-КА3, КА4, КА5, питающихся от трансформаторов тока ТА2 и соединенных в звезду; такое выполнение принято в целях повышения чувствительности к КЗ между 2 фазами на стороне высшего напряжения. Защита предназначена для резервирования отключении КЗ на шинах среднего и высшего напряжений, а также для резервирования основных защит трансформатора. Максимальные токовые защиты, установленные на ответвлениях к 1 и 2 секциям шин низшего напряжения (реле тока КА6, КА7 и КА8, КА9) и питаемые соответственно от трансформаторов тока ТА7 иТА8, предназначены для отключения КЗ на шинах низшего напряжения и для резервирования отключения КЗ на элементах, присоединенных к этим шинам. Пусковые органы напряжения защит питаются соответственно от трансформаторов напряжения 1 и 2 секций шин низшего напряжения.