Расчет защиты обмотки ВН трансформатора от внешних КЗ

Наиболее простой является МТЗ, реализуемая с помощью токовых реле РТ-40. В случае недостаточной чувствительности может быть рекомендована МТЗ КП или МТЗ ПН. Ток срабатывания определяется из отношений

I _сз>= I _{раб, max}  K _з  K _сз / K _{в, I},        (1)

I _сз>= I _{сз, пред}  K _{отс, с},              (2)

 

где I _{раб, max} – максимальный рабочий ток на стороне, где установлена защита, для обмотки ВН, может приниматься равным номинальному току обмотки;

K _з =1,2 – коэффициент запаса, учитывающий погрешности;

K _сз – коэффициент самозапуска, для МТЗ КП или МТЗ ПН его принимают равным 1,0, а для МТЗ его значение определяется расчетом. Для приближенной оценки при малой доле двигательной нагрузки принимают 1,5–2,0, при большой доле – 3,0–6,0;

K _{в, I}=0,8 – коэффициент возврата токового реле.

I _{сз, пред} – максимальный ток срабатывания защиты предыдущего элемента, приведенный к той стороне, на которой установлена защита. Для рассматриваемого примера согласовывают с МТЗ ввода 27,5 кВ и фидера районной нагрузки.

K _{отс, с}=1,1 – коэффициент отстройки по селективности.

Коэффициент чувствительности должен быть не меньше нормативных значений и определяется по выражению

 

K _{ч, I} = 0,87 I_{min, к} / I _сз,                           (3)

 

где I_{min, к} – минимальный ток трехфазного КЗ в конце защищаемой зоны.

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,