РАСЧЁТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДА

В этом разделе можно рассмотреть такие вопросы, как разработка защиты от всех видов повреждений для кабельных линий, защиты от всех видов повреждений трансформаторов, защиты асинхронного двигателя и т.д.

При выполнении этого раздела необходимо определить, где и какие виды защит будут установлены. Необходимо выбрать трансформаторы тока и трансформаторы напряжения для питания пусковых органов релейных защит.

Расчет токов короткого замыкания для начального момента времени при повреждении в начале и в конце каждой линии; на стороне высшего и низшего напряжений трансформаторов; на выводах двигателя производится по формуле:

(10.1)

где U_ср – среднее напряжение защищаемого участка, кВ;

x_экв– эквивалентное сопротивление до точки КЗ, Ом.

В расчёте следует учитывать только индуктивные сопротивления. Для кабельных линий принять удельное индуктивное сопротивление равным х_уд = 0,08 Ом/км, для воздушных линий х_уд = 0,4 Ом/км.

Сопротивление трансформатора рассчитывается по формуле

,

(10.2)

где U_ср – среднее напряжение трансформатора, кВ;

S_ном.т – номинальная мощность трансформатора, МВ×А.

Следует учитывать также ток подпитки от двигателя.

(10.3)

где

где U_ср – среднее напряжение двигателя, кВ;

S_н – номинальная мощность двигателя, МВ×А;

E_q*=0,9 о.е., x_*=0,2 о.е.

Если ток подпитки не превышает шести процентов от тока КЗ на шинах, питающих двигатель, то ток подпитки не учитывается.

Выбор типов защит нужно начинать с выяснения возможности применения простейших устройств, при этом учесть вид оперативного тока.

Для трансформаторов (6)10/0,4 кВ нужно испробовать сначала защиту с ограниченно зависимой от тока характеристикой выдержки времени по простейшей схеме (реле РТ–85). Если эта защита не пройдет по чувствительности, то можно использовать более сложные схемы.

На кабельных линиях для защиты от междуфазных КЗ сначала следует использовать двухступенчатую защиту (токовая отсечка – МТЗ) с независимой характеристикой времени действия. Но если первая ступень защиты (отсечка) неэффективна, то нужно от нее отказаться.

Расчет защит от однофазных замыканий делать не требуется. Однако нужно выбрать тип и устройства защиты.

Затем необходимо выбрать типы трансформаторов тока и определить ко­эффициент трансформации k_I. Рассчитать уставки защит, выбрать типы реле, проверить чувствительность защит.

Затем выбрать выдержки времени защит. Время действия i-той защиты определяется по формуле:

(10.4)

где t_i-1 – время действия самой медленной защиты отходящих линий при КЗ в конце защищаемой зоны i-той защиты, с;

Dt – ступень селективности, Dt = 0,5 с – для реле РТ–40, Dt = 0,6с – для реле РТ–80, Dt = 0,7с – для реле РТВ.

В качестве графической части этого раздела можно сделать следующее:

1) Построить график селективности. При построении графика можно пользоваться работой [16].

2) Начертить принципиальные трехфазные схемы защит при расчете защит двигателя, линий трансформаторов.

3) Начертить принципиальную схему сети с указанием типов защит и их уставок, а также трансформаторов тока и напряжения.

4) Начертить схему защиты трансформатора ГПП.

5) Разработать схему устройства автоматического повторного выключения (АПВ) линии. Выбрать тип устройства АПВ в зависимости от привода выключателя. Выбрать уставку реле времени АПВ. Схемы АПВ на переменном оперативном токе линий приведены в работе [12].

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

В соответствии с ПУЭ [1] для линий напряжением выше 1000 В предусматриваются защиты от многофазных КЗ и от однофазных замыканий на землю.

Защита от многофазных КЗ может быть одноступенчатой (МТЗ) или двухступенчатой (отсечка без выдержки времени и МТЗ). МТЗ применяется в случаях, не требующих быстрого отключения линии. Обычно защита выполняется по схеме неполной звезды в двухрелейном исполнении. В качестве реагирующего органа может быть использовано реле РТ–40 или РТ–85. Схемы защит на этих реле будут отличаться друг от друга отсутствием реле времени в последнем случае (рис. 10.1).

а) б)

Рис. 10.1. Схемы включения пусковых реле тока

двухступенчатых защит:

а – на реле РТ–40; б – на реле РТ–85