Проектирование электроснабжения здания и трансформаторной подстанции (стр. 3 из 14)
,где l=0,4 - длина КЛ, км.
Сопротивление трансформатора:
, 
, 
,Полное сопротивление всех элементов (до точки КЗ):
.Начальное значение периодической составляющей тока КЗ:
.Ударный ток КЗ:
,где Ку – ударный коэффициент.
,где Ta – постоянная затухания времени в цепи КЗ
.Ударный ток КЗ (действующее значение):
,где q – коэффициент действующего значения ударного тока.
.Все полученные значения по токам КЗ заносятся в таблицу №5.
Таблица №5.
| Точка КЗ | К1 | К2 | К3 | |||
| № ПС | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 |
| Z, мОм | 514 | 466 | 960 | 970 | 1300 | 1280 |
| Iпо, кА | 7,2 | 7,95 | 23,8 | 24,3 | 18,1 | 18,4 |
| iуд, кА | 17,36 | 15,7 | 44 | 45,5 | 31,67 | 33,75 |
| Ку | 1,24 | 1,4 | 1,49 | 1,5 | 1,25 | 1,31 |
| Iу, кА | 10,6 | 9,2 | 29,04 | 29,6 | 19,2 | 20,1 |
| q | 1,06 | 1,15 | 1,22 | 1,22 | 1,06 | 1,09 |
Из таблицы №5 видно, что наибольшие значения токов КЗ при электроснабжении от ПС-29, поэтому именно эти значения токов будут использоваться в дальнейших расчетах.
8. Релейная защита и автоматика
Защита 1 - трансформаторов ТС-1000-6/0,4 кВ
Основными видами повреждений в трансформаторах (автотрансформаторах) являются:
· замыкания между фазами в обмотках и на их выводах;
· замыкания в обмотках между витками одной фазы (витковые замыкания);
· замыкания на землю обмоток или их наружных выводов.
В соответствии с этим, согласно ПУЭ, на трансформаторах (≥ 6 кВ) должны предусматриваться устройства релейной защиты, действующие при:
· повреждениях внутри баков маслонаполненных трансформаторов;
· многофазных КЗ в обмотках и на их выводах;
· витковых замыканиях в обмотках трансформаторов;
· внешних КЗ;
· перегрузках (если они возможны);
· понижениях уровня масла в маслонаполненных трансформаторах;
Для трансформаторов малой и средней мощности (сюда относится и наш защищаемый трансформатор) хорошую защиту можно обеспечить применением мгновенной токовой отсечки в сочетании с максимальной защитой.
Для защиты от повреждений на выводах, а также от внутренних повреждений предусматриваем токовую отсечку без выдержки времени, устанавливаемую со стороны питания и охватывающую часть обмотки трансформатора.
Произведем расчет токов срабатывания максимальной защиты.
Из расчетов токов КЗ следует: I(3)к1 min = 7200 (А) и ток КЗ на стороне 0,4 кВ приведенного к напряжению 6 кВ I(3)к2 min пр. = 23800·0,4/6,3 = 1511 (А).
Рассчитаем коэффициент самозапуска нагрузки:
ксзп
где Iсзп — ток самозапуска нагрузки, А; Iр.макс. — максимальный рабочий ток, А, за Iр.макс. с учетом «аварийного» отключения второго трансформатора принимаем расчетный суммарный ток двух секций 0,4 кВ.
Iр.макс. = 86,7 (А)
Iсзп
где Хэ — эквивалентное сопротивление, Ом,
Хэ = Хс + Хкл + Хтр + Хнагр. (сопротивления приведены к 6,3 кВ)
(Ом)Хэ = 0,463 + 0,095 + 1,93 + 29,36 = 31,848 (Ом)
(А) 
Для работы защиты выбираем схему неполной звезды с двумя трансформаторами тока (первый вариант) и с тремя трансформаторами тока (второй вариант).
Следовательно, ток срабатывания защиты на стороне 6 кВ будет равен:
(А)где кн =1,1-1,2 — коэффициент надежности срабатывания реле РТ-85;
кв = 0,8-0,85 — коэффициент возврата реле РТ-85.
Ток срабатывания реле максимальной защиты:
(А)где nт = 400/5 — коэффициент трансформации трансформатора тока;
ксх = 1 — коэффициент схемы полной звезды;
Принимаем ток срабатывания реле РТ-85 Iс.р.= 2 (А), тогда:
(А)Проверим чувствительность максимальной защиты трансформатора:
1) при двухфазном КЗ за трансформатором расчетный ток в реле:
(А) (I вариант) 
≥ 1,5
(т.к. основная защита) и, следовательно, схема неполной звезды с двумя реле подходит.
(А) (II вариант) 
≥ 1,5
и, следовательно, схема полной звезды с тремя реле подходит.
2) при однофазном КЗ на стороне 0,4 кВ за трансформатором ток I(1)к ≈ I(3)к
(А) 
Токовую отсечку выполняем на том же реле РТ-85. Тогда ток срабатывания отсечки:
Iс.о. ≥ кн · I(3)к.макс. = 1,6 · 1511 = 2417 ≈ 2480 (А)
где кн = 1,6 — коэффициент надежности для реле РТ-85.
Но также токовая отсечка предназначена для быстрого отключения всех КЗ:
.где Uс.мин.=6000 — междуфазное напряжение питающей системы в минимальном режиме ее работы, В; zс.мин. — сопротивление системы в минимальном режиме до места установки отсечки, Ом; кн=1,1-1,2 — коэффициент надежности; к0 — коэффициент, учитывающий зависимость остаточного напряжения (
) в месте установки отсечки от удаленности трехфазного КЗ. 
(Ом)
(А)Условие выполняется.
Коэффициент чувствительности в месте установки равен:
Проведем расчетную проверку трансформаторов тока типа ТЛК-10-400/5-У4 с nт =400/5, проверку чувствительности реле защиты и ЭО после дешунтирования, проверку допустимости применения реле РТ-85 по максимальному значению тока КЗ.
1) Проверка на 10 % погрешность производится при токе срабатывания отсечки (2480 А):
.Значению
соответствует сопротивление Zн.доп. = 3,25 Ом.В режиме дешунтирования сопротивление:
Zн.расч. = 2 rпр. + zр + rпер.,
где rпр. — сопротивление соединительных проводов (Cu) при длине 10 м и сечении 4 мм2, zр — сопротивление реле РТ-85, rпер. — сопротивление переходное контактов, принимаем равным 0,1 Ом.
(Ом) 
(Ом)Zн.расч. = 2 · 0,05 + 2,5 + 0,1 = 2,7 (Ом) < 3,25 (Ом), что соответствует погрешности ε < 10 % до дешунтирования ЭО.
2) После дешунтирования ЭО значение Zн.расч. возрастает на ZЭО.
(Ом),таким образом Zн.расч. = 2,7 + 2,3 = 5 (Ом) > 3,25 (Ом), погрешность трансформатора тока в режиме после дешунтирования ЭО превышает 10 %.
Определим действительную токовую погрешность при токе надежного срабатывания токовой отсечки.
При Zн.расч. = 2,7 (Ом) и значение к10 доп = 7,5, коэффициент равен:
Токовая погрешность трансформатора тока f=50%. Однако с учетом низкого коэффициента возврата электромагнитного реле РТ-85 (0,8-0,85) чувствительность защиты после дешунтирования ЭО не снижается и возврата реле не произойдет:
3) Произведем проверку чувствительности ЭО: