Вибір і розрахунок релейного захисту трансформаторів і ліній 6 кВ

Згідно з [3] і [7] для прийняття блочної системи „лінія – трансформатор” повинна бути передбачена пристроєм релейного захисту від таких видів ушкоджень і ненормальних режимів:

- багатофазних замикань на лінії, в обмотках і виводах трансформатора,

- однофазне замикання на землю в лініях і трансформаторах,

- струмів в обмотках трансформатора, зумовлених перевантаженнями, вищим ніж допустиме,

- зниження рівня мастила в трансформаторі.

Для виконання даних вимог передбачаються такі види захисту:

- максимально струмовий захист із витримкою часу,

- струмова відсічка без витримки часу,

- захист від однофазних замикань на землю,

- захист від ушкоджень усередині кожуха трансформатора.

Таблиця 2.11 - Початкові дані для обирання релейного захисту

Найменування	Значення
Максимальне струмове навантаження	Iн макс=47, 86 А
Струм трифазного к.з. на виводах 6, 3 кВ трансформатора.	=9, 16 кА
Струм трифазного к.з. на виводах 0, 4 кВ трансформатора	=0, 48 кА
Струм однофазного к.з. наведеного на стороні 0, 4 кВ трансформатора	=1786, 68 А
Струм однофазного к.з. наведеного на стороні 6, 3 кВ трансформатора	=113, 44 А
Номінальний струм трансформатора на стороні 6, 3кВ	= = =22, 9 А
Номінальний струм трансформатора на стороні 0, 4кВ	= = =360, 84 А

Максимально струмовий захист із витримкою часу.

Максимально струмовий захист беремо за схемою з неповною зіркою з двома реле струму типу РТ – 40.

Визначаємо коефіцієнт трансформації трансформатора струму 10 кВ.

= (К_сх´ I_{нтр 6, 3})/5, (2.69)

де К_сх – коефіцієнт трансформації з’єднання в неповну зірку,

I_{нтр6, 3} – номінальний струм на стороні 6 кВ.

= (1´ 22, 9)/5=22, 9 /5,

=50/5=10.

Обираємо стандартний коефіцієнт трансформації трансформатора струму

n_{тт 6, 3} =10.

Визначаємо струм спрацьовування максимально струмового захисту.

I_{спр.зах}= , А (2.70)

де К_над – коефіцієнт надійності(для РТ-40, К_над=1, 3),

К_сз – коефіцієнт самозапуску (К_сз=1, 5),

К_пов – коефіцієнт повернення, (беремо К_пов=0, 8).

I_{спр.зах}= =116, 67 А.

Визначаємо струм спрацювання реле.

I_сп= , А (2.71)

де К_сх – коефіцієнт з’єднання в неповну зірку,

- стандартний коефіцієнт трансформації трансформатора струму 10 кВ,

I_сп= =11, 67 А.

Беремо до установки реле типу РТ – 40/20.

Визначаємо розрахунковий струм реле при двофазному к.з. за трансформатором у точці К3.

I_р=0, 87´ , А (2.72)

I_р=0, 87´ = 36, 54 А.

Визначаємо коефіцієнт чутливості при двофазному к.з. за у точці К3.

= , (2.73)

де I_р – розрахунковий струм при двофазному к.з. у точці, А,

I_сп – струм спрацювання реле максимально струмового захисту, А.

= > 2.

Захист значно чутливий.

Визначаємо коефіцієнт чутливості при однофазному к.з. у точці К3.

К_ч ⁽¹⁾ = , (2.74)

де I_р – струм у реле при однофазному к.з. поза трансформатором у точці К3 для з’єднання обмоток трансформатора U/Y-0, D/Y.

I_р= , А (2.75)

I_р= 3, 78 А,

К_ч⁽¹⁾=3, 78/11, 67=0, 324 < 2.

Максимально струмовий захист, установлений на стороні 6, 3 кВ та виконаний за схемою неповної зірки на двох реле типу РТ – 40 опинився нечутливим до струмів однофазного к.з. на стороні 0, 4 кВ. Максимально струмовий захист не буде чутливим, якщо його виконати за три релейною схемою, тому додатково установлюємо захист нульової послідовності на стороні 0, 4 кВ, діючого на відключення автомату вводу низької напруги.

Струм спрацювання захисту обираємо за умовою відбудовою від найбільшого припустимого струму у нейтралі трансформатора із урахуванням коефіцієнта відбудови.

I_сз⁽¹⁾= , А (2.76)

де К_м – коефіцієнт кратності струму у нейтралі трансформатора відносно до номінального струму трансформатора, обираємо К_м=0, 25,

К_від – коефіцієнт відбудови, обираємо К_від=1, 25,

К_пов – коефіцієнт повернення, обираємо К_пов=0, 8,

I_{нтр0, 4} – номінальний струм трансформатора на стороні 0, 4 кВ, А.

I_сз⁽¹⁾ = =140, 95 А.

Визначаємо коефіцієнт трансформації трансформатора струму 0, 4 кВ установленого у нейтралі трансформатора.

n_{тт0, 4}=(К_сх´ I_сз⁽¹⁾)/5, (2.77)

де - струм спрацювання захисту із урахуванням коефіцієнту відбудови, А.

n_{тт0, 4}=(1´ 140, 95)/5=140, 95/5,

Беремо стандартний коефіцієнт трансформації трансформатора струму 0, 4 кВ n_{тт0, 4}=150/5=30.

Визначаємо струм спрацювання реле.

I_сп⁽¹⁾ = , А (2.78)

де n_{тт0, 4} - стандартний коефіцієнт трансформації трансформатора струму 0, 4 кВ.

I_сп⁽¹⁾ = А.

Беремо струм спрацювання реле 5 А.

Беремо до установки реле типу РТ-40/6.

Визначаємо розрахунковий струм у реле.

I_p= , (2.79)

I_р=

Визначаємо коефіцієнт чутливості захисту.

К_ч= , (2.80)

K_ч= > 2.

Захист досить чуттєвий.

Струмова відсічка.

Струмову відсічку виконують за схемою не повної зірки з двома реле РТ-40.

Визначаємо струм спрацювання захисту.

I_спрз=К_н´ , (2.81)

де К_н – коефіцієнт надійності, беремо К_н= 1, 3,

I_спрз=1, 3´ 480=624 А.

Визначаємо струм спрацювання реле відсічки.

I_спв= , А (2.82)

I_спв= А.

Визначаємо коефіцієнт чутливості відсічки при двофазному к.з. на виводах 6, 3 кВ трансформатора.

К_ч= (2.83)

К_ч=0, 87´ =110, 42 > 2.

Захист досить чутливий.

Захист від однофазних замикань на землю в мережі 6 кВ.

Захист виконуємо на реле РТ-40 з трансформатором нульової послідовності типу ТЗЛМ. Довжина кабельної лінії 115 м, кабель марки ААШв-6-3х 70 мм², U_ном=6 кВ, ємнісний струм I_сS=17, 5 А. ( додаток А табл.22)

Визначаємо струм замикань на землю захисної лінії.

I_с=I_со´ l ´ n, А (2.84)

де I_со – ємнісний струм, беремо згідно з [7] таблицею 4.1 с.59, I_со=0, 8 А, ( додаток А табл.23)

I_с=0, 8´ 0, 115´ 1=0, 092 А.

Визначаємо первинний струм спрацювання захисту.

I_спр.з=К_зап´ К_б´ I_с, А (2.85)

де К_зап – коефіцієнт запасу, приймаємо К_зап=1, 1,

К_б – коефіцієнт, який враховує кидок струму. К_б=5,

I_с – величина струму замкнень на землю, на лінії що захищаються, А.

I_{с.з.розр}=1, 1´ 5´ 0, 092=0, 506 А.

Беремо згідно з [7] таблиця 11.2, с.60 ( додаток А табл.24) для реле РТ-40 з трансформатором нульової послідовності типу ТЗЛМ мінімальний струм спрацювання захисту I_с.з.мін=8, 6 А> I_{с.з.розр}=0, 506 А.

Перевіряємо чутливість захисту.

К_ч=I_тт/I_ст3=(I_cΣ – I_c)/I_с.з.мiн, (2.86)

де I_сS - ємнісний струм, А,

I_с – величина струму замикання на землю лінії що захищаються, А,

I_с.з.мін – мінімальний струм спрацювання захисту, А.

К_ч=(17, 5 – 0, 092)/8, 6=2, 02 > 1, 25.

Захист досить чутливий.

Захист від внутрішніх ушкоджень трансформатора.

У трансформаторів типи ТМ від внутрішніх ушкоджень застосовують газовий захист. Це пошкодження, які викликані міжвитковими і міжфазними замиканнями у трансформаторі та супроводжуються виділенням газу і зниженням рівня мастила. Газовий захист виконується на реле типу ПГ-22, що працює на сигнал і вимкнення.

Схема релейного захисту наведена на рисунку 2.9.

( додаток В табл.11-12)