При токе надежного срабатывания ЭО 1,4·5 =7 (А) предельная кратность к10 = 1,4, чему соответствует Zн.доп. = 7 (Ом), т.е. значительно больше чем Zн.расч. =3,125 (Ом). Следовательно, ε < 10 % и тем более f < 10 %.
,где (А);
Iс.ЭО = 5 (А);
Ку = 1 — коэффициент (неполная звезда с тремя реле), учитывающий уменьшение тока в ЭО по сравнению с током в измерительных трансформаторах реле защиты при двухфазном КЗ за трансформатором.
4) Проверяем точность работы реле типа РТ-85 при максимальном токе К1 (7200 А, точка К3).
По Zн.расч. = 2,7 определяем к10 доп. = 7,5 %, затем кмакс. =7200/400 = 18 и коэффициент А = 18/7,5 = 2,4 при котором f = 50 %, что меньше допустимых 50% для реле типа РТ-85.
(А)
5) Проверяем максимальное значение напряжения на выводах вторичной обмотки трансформатора тока после дешунтирования ЭО:
U2 макс. · 18 · 5 · 2,7 = 343,65 (В) < 1400 (В)
Таким образом, трансформатор тока типа ТЛК-10 нам подходит по всем параметрам.
Таблица 6. Сводные данные по защите 1.
п/п | Наименование | Обозначение и расчетная формула | Вычисленное значение | |
1 | 2 | 3 | 4 | |
1 | Максимальный рабочий ток, А | Iм | 86,7 | |
2 | Коэффициент трансформации трансформатора тока | nТ | 400/5 | |
3 | Минимальное значение тока трехфазного КЗ в зоне защиты | Основной, А | Iк1(3) | 1511 |
Резервной, А | Iк2(3) | - | ||
4 | Сквозной ток КЗ или пусковой ток (для двигателя) при пуске от полного напряжения, А | Iк(3) | - | |
5 | Расчетные коэффициенты | Самозапуска | Ксзп | 1,32 |
Схемы включения реле | Ксх | 1 | ||
Надежности | Кн | 1,1 | ||
Возврата реле | Кв | 0,8 | ||
6 | Ток срабатывания реле | Расчетный, А | 1,96 | |
Принятый, А | iср | 2 | ||
Первичный, А | Iсз=iср´nТ | 160 | ||
7 | Чувствительность защиты | В зоне основной защиты | Кч | 9,4 |
В зоне резервной защиты | Кч | - | ||
За трансформатором | Кч | 5,45 | ||
8 | Выбрано токовое реле | Количество и тип | - | 3 РТ-85 |
Пределы уставки тока реле, А | от 2 до 5 | - | ||
9 | Принятая уставка времени защиты, с | t | 0,5 | |
10 | Выбрано реле времени | Тип и пределы уставки, с | - | - |
11 | Расчетные коэффициенты | Схема включения реле | Ксх | 1 |
Надежности | Кн | 1,6 | ||
12 | Ток срабатывания отсечки | Расчетный, А | iсро | 30,2 |
Принятый, А | iсро | 31 | ||
Первичный, А | Iсзо=iсро´nТ | 2480 | ||
13 | Кратность тока срабатывания отсечки | iсро/iср | 15,5 | |
14 | Чувствительность защиты (отсечки) при I(3)к= 7200 (А) | Кч | 2,5 | |
15 | Выбрано токовое реле | Количество и тип | - | 3 РТ-85 |
Пределы уставки тока реле, А | от 4 до 40 |
Потребители на стороне 0,4 кВ являются ответственными (относятся к первой и второй категориям электропотребления), поэтому на стороне 0,4 кВ необходимо установить АВР.
Максимальный ток, проходящий через секционный выключатель:
(А)где Sр — суммарная полная мощность одной из двух секций 0,4 кВ (для расчета выбираем I секцию), кВ·А;
ксзп
где Iсзп — ток самозапуска нагрузки, А; Iр.макс. — максимальный рабочий ток, А, за Iр.макс. с учетом «аварийного» отключения второго трансформатора принимаем расчетный суммарный ток двух секций 0,4 кВ.
Ток срабатывания селективной максимальной защиты:
(А)где кн =1,1 — коэффициент надежности срабатывания реле РСТ-13;
кв = 0,9 — коэффициент возврата реле РСТ-13.
Принимаем ток срабатывания защиты равным Iс.з. = 1040 (А). Тогда ток срабатывания реле:
(А)где nт = 2000/5 — коэффициент трансформации трансформатора тока;
ксх = 1 — коэффициент схемы неполной звезды.
Принимаем ток срабатывания реле РСТ-13-19 Iс.р.=3 (А), тогда
(А)Дальнейшие расчеты приведены в таблице 7.
Коэффициент чувствительности АВР:
.
Токовую отсечку выполняем на реле РТМ. Тогда ток срабатывания отсечки:
Iс.о. ≥ кн · I(3)к.мин. = 1,4 · 23800 = 33320 (А)
где кн = 1, 4 — коэффициент надежности для реле РСТ-13,
I(3)к.мин. — минимальный ток КЗ на стороне 0,4 кВ.
Находим чувствительность токовой отсечки:
Как видно чувствительность токовой отсечки меньше допустимой величины. И поэтому для создания условия селективности отсечку выполняем с небольшой задержкой времени на ступень селективности больше, чем время срабатывания быстродействующих защит предыдущих элементов, т.е. с tс.о. = 0,4¸0,8 с.
Тогда принимаем Iс.о. = 10000 (А),
.
Следовательно, время срабатывания токовой отсечки защиты 2 будет равно:
tсо. = tсо.пред. + ∆t = 0 +0,4 =0,4 с
Результаты расчета защиты на реле РТМ тоже приведены в таблице 4.
Принимаем время срабатывания МТЗ:
tср = tср.пред. + ∆t = 0,5 +0,5 =1,0 с
где tср.пред. — время срабатывания предыдущей защиты, с;
∆t = 0,5 с — ступень селективности.
Проведем расчетную проверку трансформаторов тока типа ТЛК-10 с nт=2000/5:
1) Проверка на 10 % погрешность производится при токе срабатывания отсечки (10000 А):
,чему соответствует сопротивление Zн.доп. = 3,25 (Ом)
Фактическое сопротивление нагрузки: Zн.расч. = 2 rпр. + zртм + zрт + rпер., где rпр. — сопротивление соединительных проводов (Cu) при длине 10 м и сечении 4 мм2, zртм — сопротивление реле РТМ, zрт — сопротивление реле РСТ-13, rпер. — сопротивление переходное контактов, принимаем равным 0,1 (Ом)
(Ом) (Ом) (Ом)Zн.расч. = 2 · 0,05 + 0,022 + 0,16 + 0,1 = 0,382 (Ом) < 3,25 (Ом), что соответствует погрешности ε < 10 %.
2) Проверяем надежность работы контактов токовых реле.
При Zн.расч. = 0,382 (Ом) значение к10 доп = 27, коэффициент:
.По характеристике f≤10, допустимое значение f для реле РТ-40 регламентируются не более 50%.
3) Проверяем максимальное значение напряжения на выводах вторичной обмотки трансформатора тока после дешунтирования ЭО:
U2 макс. · 11,9 · 5 · 0,382 = 32,1 (В) < 1400 (В)
Таблица №7. Сводные данные по защите 2.
п/п | Наименование | Обозначение и расчетная формула | Вычисленное значение | |
1 | 2 | 3 | 4 | |
1 | Максимальный рабочий ток, А | Iм | 644 | |
2 | Коэффициент трансформации трансформатора тока | nТ | 2000/5 | |
3 | Минимальное значение тока трехфазного КЗ в зоне защиты | Основной, А | Iк1(3) | 23800 |
Резервной, А | Iк2(3) | |||
4 | Сквозной ток КЗ или пусковой ток (для двигателя) при пуске от полного напряжения, А | Iк(3) | ||
5 | Расчетные коэффициенты | Самозапуска | Ксзп | 1,32 |
Схемы включения реле | Ксх | 1 | ||
Надежности | Кн | 1,1 | ||
Возврата реле | Кв | 0,9 | ||
6 | Ток срабатывания реле | Расчетный, А | 2,6 | |
Принятый, А | iср | 3 | ||
Первичный, А | Iсз=iср´nТ | 1200 | ||
7 | Чувствительность защиты | В зоне основной защиты | Кч=0,87 Iк1(3)/ Iсз | 17,2 |
В зоне резервной защиты | Кч=0.87 Iк2(3)/ Iсз | |||
За трансформатором | Кч=0.5 Iк2(3)/ Iсз | |||
8 | Выбрано токовое реле | Количество и тип | - | 2 РСТ-13-19 |
Пределы уставки тока реле, А | от 1,5 до 6,0 | |||
9 | Принятая уставка времени защиты, с | t | 1,0 | |
10 | Выбрано реле времени | Тип и пределы уставки, с | 0,25 – 3,5 | ЭВ 225 |
11 | Расчетные коэффициенты | Схема включения реле | Ксх | 1 |
Надежности | Кн | 1,3 | ||
12 | Ток срабатывания отсечки | Расчетный, А | ||
Принятый, А | iсро | 25 | ||
Первичный, А | Iсзо=iсро´nТ | 10000 | ||
13 | Кратность тока срабатывания отсечки | iсро/iср | 8,3 | |
14 | Чувствительность защиты (отсечки) при I(3)к= 7200 (А) | Кч=0,87Iк1(3)/Iсзо | 2,06 | |
15 | Выбрано токовое реле | Количество и тип | - | 2 РТМ-II |
Пределы уставки тока реле, А | от 23 до 41 |
9. Выбор и расчет токоведущих частей