Проектирование тяговой подстанции переменного тока (стр. 8 из 11)

Защита силовых трансформаторов

Дифференциальная защита применяется для защиты обмоток трансформаторов от к.з. между фазами и на землю (бак трансформатора). Она защищает от междуфазных к.з. и на землю не только обмотки трансформатора, но и выводы, и ошиновку в пределах между ТТ, устанавливаемыми со всех сторон защищаемого трансформатора.

Газовая защита, обладающая весьма высокой чувствительностью, получила широкое применение для защиты трансформатора от внутренних повреждений. Защита выполняется так, чтобы при медленном газообразовании подавался предупредительный сигнал, а при бурном газообразовании, что имеет место при к.з., происходило отключение поврежденного трансформатора.

Токовая отсечка (ТО) – самая простая быстродействующая защита трансформатора. Принцип действия ТО основан на большом различии в токах к.з. на первичной и вторичной сторонах трансформатора. Реагируя только на большие токи к.з., ТО имеет ограниченную зону действия, в которую входят ошиновка, вводы и первичная обмотка трансформатора. ТО устанавливают со стороны питания, но при срабатывании она воздействует на выключатели, установленные со стороны высшего и низшего напряжения. ТО применяют для защиты двухобмоточных трансформаторов, не снабженных дифференциальной защитой.

Максимальная токовая защита (МТЗ) предусматривается на трансформаторах любой мощности для защиты от внешних к.з. Она полностью защищает трансформатор и является резервной для ТО и дифференциальной защиты в случае их отказа. Выдержку времени МТЗ трансформатора принимают на ступень выше, чем у защит присоединений, подключенным к шинам вторичного напряжения.

Защита сборных шин 10 кВ

Для защиты от многофазных к.з. на секционном выключателе устанавливают токовую отсечку с выдержкой времени.

Защита ТСН

Трансформаторы собственных нужд от внутренних повреждений защищают ТО и МТЗ, действующих на отключение масляного выключателя на стороне высшего напряжения и контактора – со стороны низшего напряжения, а от перегрузки – МТЗ, действующей на сигнал.

Защита одиночных линий нетяговых потребителей 10 кВ

МТЗ с независимой выдержкой времени обеспечивает защиту от многофазных к.з. всей линии до шин подстанции потребителя, иногда резервируя защиту трансформаторов и фидеров потребителей. Выдержку времени принимают на ступень выше выдержки времени основной защиты потребителя.

ТО без выдержки времени защищает от многофазных к.з. не менее 15-20% длины линии. Для защиты от однофазных замыканий при двух и более линиях, отходящих от подстанции, используют направленные защиты нулевой последовательности.

Защита фидеров контактной сети.

Для защиты фидеров контактной сети применяется двухступенчатая электронная защита, срабатывание которой зависит не только от величины тока короткого замыкания ,но и от напряжения в месте установки защиты и угла сдвига между векторами тока и напряжения дополненная токовой отсечкой и телеблокировкой. Первая ступень защиты состоит из измерительного органа полного сопротивления, а вторая ступень – из измерительного органа полного сопротивления и фазового блокирующего органа.

Первая ступень защиты – направленная дистанционная защита без выдержки времени, защищающая(80-85%) зоны подстанция – секционирования и посылающая сигнал на запуск телеблокировки.

Вторая ступень – направленная дистанционная защита с выдержкой времени 0,5с.

1.12 Выбор устройств защиты от перенапряжения

Здания и распределительные устройства подстанции защищаются от прямых ударов молнии и от волн перенапряжений, набегающих с линии, а также от коммутационных перенапряжений. Защиту от прямых ударов молнии выполняем молниеотводами, установленными на конструкциях открытых распределительных устройств и отдельно.

Защиту от волн перенапряжений, набегающих по воздушным линиям, выполняем тросовыми молниеотводами, кабельными вставками и разрядниками.

Для защиты распределительных устройств подстанции используем вентильные разрядники соответствующих напряжений: РВС-220, РВС-35.

В настоящее время разрядники стараются использовать как можно реже. Широкое применение получают ограничители перенапряжения соответствующих напряжений и типов: ОПН-П1-35УХЛ1 и др.

На проектируемой подстанции я использую более передовые технологии и вибираю для защиты от перенапряжений ограничители перенапряжений, которые удобны в эксплуатации. Выбор ОПН производим по величине номинально напряжения РУ, в котором они устанавливаются и по типу установки: ОПН – П1 – 10УХЛ1, ОПН – П1- 35УХЛ1, ОПН – П1- 220УХЛ1, ОПН-27.5КС УХЛ1.

1.13 Выбор аккумуляторной батареи

Выбор аккумуляторной батареи производится исходя из аварийного режима работы электроустановки, когда к постоянной нагрузке батареи добавляется нагрузка аварийного режима - аварийное освещение, устройства телемеханики и связи и др., которые в нормальном режиме работы питаются от шин собственных нужд переменного тока. При напряжении аккумуляторной батареи 220В постоянная нагрузка составляет 10-20А, нагрузка аварийного режима - 10-15А. Исходной величиной для выбора батареи является её ёмкость.

Выбор номера АБ типа СК производится по длительному и кратковременному режимам (таблице 10).

Таблица 10

Потребители постоянного тока	Число одновременно работающих	Ток одного потребителя, А	Нагрузка батареи, А
					Длительная	Кратко-временная
			Постоянно - присоединенные приемники
			Лампы положения выключателей	42	0,065	2,73
			Устройства управления и защиты	15
Устройство телеуправления и связи	1,4
аварийное освещение	10
Привод ШПЭ-33 выключателя МКП-110	720
Итого	29,13	720

Ток длительного разряда в аварийном режиме:

(30)

где

- ток постоянной нагрузки рабочего режима, А;

- ток временной аварийной нагрузки, А.

Ток кратковременного разряда в аварийном режиме:

(31)

где

- ток, потребляемый наиболее мощным приводом при вкл. Выключателя, А.

Расчетная емкость батареи:

(32)

где

- длительность разряда батареи при аварии, для тяговых подстанций равна 2 ч.

Принимаем N=3.

Номер батареи по току кратковременного разряда:

,(33)

где

- кратковременно допустимый разрядный ток аккумулятора СК-1, А.

Окончательно принимаем батарею СК-18.

Полное число последовательно включенных аккумуляторов батареи:

,

где

- напряжение на шинах включения EY1, принимаемое 260 В;

- напряжение аккумулятора при подзарядке, равное 2,15 В.

Выбор зарядноподзарядного агрегата (ЗПУ) производится по напряжению, току и мощности ЗПУ, исходя из первого (формировочного) заряда аккумуляторной батареи.

В процессе заряда батареи напряжение ЗПУ поддерживается на 2-3 В выше напряжения батареи и продолжается до тех пор, пока на всех аккумуляторах установится одинаковое напряжение, равное 2,15 В и ток заряда будет равен току постоянного подзаряда, что свидетельствует о восстановлении емкости и покрытии нагрузок нормального режима электроустановки.

Зарядный ток батареи:

(34)

Номинальный ток ЗПУ:

(35)

Зарядное напряжение ЗПУ:

(36)

где

- полное число аккумуляторов батареи.

Номинальное напряжение ЗПУ:

;

.

Расчетная мощность ЗПУ:

(37)

Номинальную мощность ЗПУ:

.

В качестве зарядно-подзарядного устройства выбираем выпрямительный агрегат типа ВАЗП-380/260-40/80, обеспечивающий выпрямленное напряжение от 220 до 260 В при токе до 80 А и мощности до 20,8 кВт.

2 Технологический раздел

2.1 Схема цепей вторичной коммутации трансформаторов собственных нужд