Файл: Курсовой проект по дисциплине Электрическая часть станций и подстанций Проектирование районной трансформаторной подстанции.docx

;
б) Проверка на 10 % погрешность до дешунтирования:

Предельная кратность тока:



По кривой (приложение 1) К₁₀ = f(Z_n) определяем Z_n.доп = 2,5 Ом. Расчетная вторичная нагрузка на ТТ составляет:

Z_{н.расч.=} Z_пр + Z_рт + Z_рвм + √3(r_пр + Z_рп) + Z_конт =0,044 + 0,08 + 0,1 + √3(0,044 + 0,1) + 0,1 = 0,57 Ом, где Z_рт = 0,08 Ом, Z_рвм = 0,1 Ом, Z_рп = 0,1 Ом.

Требуемая точность работы ТТ обеспечивается ( Z_н.доп.> Z_н.расч. ).

Остальные требования к ТТ, а также возможность применения дешунтирования , выполняются, так как условие работы ТТ практически не отличаются от условий работы ТТ линии, а номинальный ток их выше.

На трансформаторных подстанциях с двухобмоточными трансформаторами ликвидация К.З. на шинах 10кВ, помимо рассмотренной защиты на секционном выключателе, должна осуществляться действием МТЗ трансформатора, установленной на стороне питания.

Защита трансформаторов.

а) Максимальная токовая защита трансформатора.

МТЗ выполняется на переменном оперативном токе и имеет независимую выдержку времени. Для реализации защиты используют реле типа РТ – 40, реле времени РВМ – 12 и промежуточное реле РП – 321. В качестве источника питания оперативных цепей управления применяются предварительно заряженные конденсаторы. При срабатывании МТЗ с меньшей выдержкой времени действует на отключение выключателя ввода 10 кВ, а с большей - на отключение выключателя на стороне основного питания.

Схема выполнения защиты: треугольник с двумя реле РТ – 40.

1) Определяем ток срабатывания защиты:

а) Из условия нагрузки от максимального тока нагрузки:

;

б) Из условия отстройки от токов при включении дополнительной нагрузки после срабатывания АВР:

1,2* (1,2*18,1+18,1) =47,78 А;

= =18,1 А;

в) Из условия согласования по чувствительности с предыдущей защитой:

= 50,72 А

2) Ток срабатывания реле РТ – 40:



3) Ток уставки реле РТ–40/6 и ток срабатывания защиты с учетом выбранной уставки:

---

I_у > I_ср; Принимаем I_у = 1,5 А.



Приведем значение этого тока к стороне 10 кВ:



4) Коэффициент чувствительности защиты в основной зоне (при двухфазном КЗ за трансформатором) :



5) Время срабатывания и уставка выдержки времени реле РВМ – 12:

Уставки выдержки времени реле определяется согласовании защиты ввода 110 кВ трансформатора и ввода 10 кВ.

.

Так как защита трансформатора при токе согласования работает в зависимой части характеристики ( ), то ступень выдержки принимается 0,5 с.

Защита предусматривается двухступенчатого действия:

– с меньшей выдержкой времени – на отключение выключателя ввода 10кВ:

t_СЗ(10) = t_{СЗ+ Δ}t = 1,6 + 0,5 = 2,1 с.

– с большей выдержкой времени – на отключение выключателя на стороне 110 кВ:

t_СЗ(110) = t_{СЗ(10)+ Δ}t = 2,1+ 0,5 = 2,6 с.

Координаты контрольной т. В для подбора характеристики реле:

t_СЗ(110) = 2,6 с.

6) Проверка трансформаторов тока:

.

По типовым кривым (приложение 3) реле РТ – 85 подбираем требуемую характеристику и определяем

На карте селективности, характеристика находится в диапазоне токов от до .

6) Проверка трансформаторов тока:

а) Проверка на 10% погрешность:

Предельная кратность тока:



по кривой К₁₀=f(Z_H) для встроенных трансформаторов тока с п_Т=50/5…300/5 определяется . При последовательном соединении двух ТТ, установленных на ввод каждой фазы, имеем .

Расчетная нагрузка на ТТ для принятой схемы защиты:

3*0,154+3*(0,08+0,1+0,1+0,1)+0,1 =1,602 Ом;

где

---

- сопротивление медных соединительных проводов длиной 57 м и сечением 4 мм²;




- сопротивление дифференциального реле типа РНТ – 565 (ДЗТ - 11).

Требуемая точность трансформатора тока обеспечивается, так как ( ).

б) погрешность ТТ при максимальном токе к.з. По значению , приходящемуся на один ТТ определяется по кривой К₁₀=f(Z_H) допустимая кратность К_10доп=8,5. Тогда отношение:

, а следовательно, токовая погрешность трансформатора тока будет не более f%<10%.

в) напряжение на выводах вторичной обмотки ТВТ – 110 будет:

.

б) Токовая отсечка трансформатора.

Выполняется по схеме: неполная звезда с двумя реле РТ-85.

Ток срабатывания селективной отсечки (без выдержки времени) выбирается из условий:

а) отстройки от максимального тока при внешних КЗ:



б) отстройки от броска тока намагничивания трансформатора:



в) Кратность тока срабатывания отсечки:



г) примем К_{отс.уст} = 18. Тогда уточненное значение тока срабатывания отсечки:


д) Коэффициент чувствительности отсечки:



Так как, отсечка не проходит по чувствительности, то предусматривается дифференциальная защита.

в) Дифференциальная защита трансформатора:

Принимаем двухрелейную схему защиты. Тип реле уточним в процессе расчета. Трансформаторы тока со стороны 110кВ ТВТ-110-У1включаются в треугольник, а со стороны 10кВ (типа ТОЛ-10) в неполную звезду.

Питание оперативных цепей защиты осуществляется от предварительно заряженных конденсаторов.

Определяем первичные и вторичные номинальные токи для стороны ВН и НН защищаемого трансформатора. Результаты расчетов сведены в таблицу:

---

Величины	Численные значения для стороны
	110кВ	10кВ
Первичный номинальный ток трансформатора I1, А	6300/(1,73×110)=33,1	6300/(1,73×10)=364,2
Коэффициент трансформации ТТ	300/5	300/5
Схема соединения ТТ	Y	Δ
Вторичные токи в плечах защиты(I2, А)	33,1×1,73/(300/5)=0,95	364,2×1,73/(300/5)=10,5

Определяем ток срабатывания защиты, приведенный к стороне высшего напряжения (основная сторона):

Из условия отстройки от броска тока намагничивания при включении трансформатора под напряжение:

а)

б) Из условия отстройки от небалансов при внешних КЗ:



в) Предварительно принимаем I_С.З = 200 А. Проверяем возможность использования для защиты реле РНТ–565, для чего оценим чувствительность защиты.

При двухфазном КЗ за трансформатором ток в реле со стороны ВН будет:



Ток срабатывания реле:



Коэффициент чувствительности:



г) Так как К_ч>2, то для выполнения защиты применяем реле РНТ-565.

Защита трансформатора от перегрузки.

В качестве защиты предусматривается МТЗ в однофазном исполнении, действующей с выдержкой времени на сигнал или автоматическую разгрузку. Используется реле тока РТ-40/2. Индивидуальное реле времени не предусматривается, а используется общее реле времени цепей предупреждающей сигнализации.

Защита устанавливается на стороне высшего напряжения трансформатора.

Ток срабатывания защиты:



Ток срабатывания и уставки реле:



Принимаем I_у= 2 А.

---

6. Защита подстанций от перенапряжений и прямых ударов молнии

Для защиты подстанции от прямых ударов молнии (ПУМ) применяются стержневые молниеотводы. Молниеотводы состоят из следующих конструктивных элементов: молниеприемника, непосредственно воспринимающего прямой удар молнии; несущей конструкции, предназначенной для установки молниеприемника; токоотвод, обеспечивающего отвод тока молнии в землю; заземлителя, отводящего ток молнии в землю и обеспечивающего контакт с землёй токоотвода.

Молниеприемники изготовляются из прокатной стали различного профиля или труб сечением не менее 100 мм² и длиной, от верхней точки закрепления до его верха, порядка 2...2,5. Для токоотводов применяется круглая сталь диаметром не менее 6 мм или угловую сталь в виде полосы не менее 48 мм² и толщиной 4мм. Несущие конструкции изготовляют из древесины, железобетона и металла.

Защита подстанций от ПУМ может осуществляться отдельно стоящими стержневыми молниеотводами, например, с металлической несущей конструкцией на железобетонных фундаментах, имеющими обособленный заземлитель или стержневыми молниеотводами, установленными на конструкциях ОРУ 110 кВ. Расстояние по воздуху между отдельно стоящим молниеотводом и токоведущими и заземлёнными частями РУ должно быть не менее 5 м, а расстояние в грунте между заземлителями молниеотвода и подстанции – не менее 3 м.

Защита от ПУМ отдельно стоящими молниеотводами более надёжная, но дороже. Поэтому ПУЭ допускают установку стержневых молниеотводов на линейных порталах подстанций 110 кВ, если удельное сопротивление грунта площадки не превышает р < 1000 Ом-м. Допускается установка молниеотводов и на трансформаторных порталах, если р<350Ом-м.

Расчёты защиты от ПУМ сводятся к выбору высоты молниеотводов, их количества и мест установки при условии, чтобы все объекты на территории подстанции (ОРУ-110, силовые трансформаторы, КРУН-10, ОПУ) попадали в зоны защиты молниеотводов. Таким образом, исходными данными для расчётов являются:

– общая площадь подстанции ограниченная оградой;

– типы концевых опор и их габаритные размеры;

– размещение оборудования на территории подстанции, расстояние между ними и их

---