4. Релейная защита

4.1. Выбор плавких предохранителей к трансформаторам тп3, тп4, тп8, тп10

Условие для нормальной работы плавкой вставки:

I_ПВС = 2·I_НТ, (4.1)

где I_НТ – номинальный первичный ток на сторонах защищаемого трансформатора, соответствующий его номинальной мощности.

Для трансформатора 1 000 кВА:

I_ПВС = 160 А.

Для трансформатора 1 600 кВА:

I_ПВС = 200 А.

Для ТП3, ТП4, ТП8:

ПКТ-104-10-20У3, I_ПВС = 160 А.

Для ТП10:

ПКТ-104-10-12.5У3, I_ПВС = 200 А.

4.2. Релейная защита понижающих трансформаторов и кабельных линий 10 кв

Устанавливается двухступенчатая токовая защита в виде токовой отсечки мгновенного действия МТО и МТЗ на РТ-40.

Селективность действия МТЗ следует обеспечить с вводным выключателем 0.4 кВ.

Условие для тока срабатывания отсечки I_СЗ:

I_СЗ ≥ К_Н·I_СО. (4.2)

Условие для тока срабатывания отсечки:

t_СЗ ≥ t_С0 + Δt. (4.3)

t_СЗ ≥ 0.45 + 0.5 = 0.95 с.

I_СЗ ≥ К_Н·I_РМ. (4.4)

КТП1

S_М = 890.6 кВА.

I_СЗ ≥ 1.6·1 285.5 = 2 056.7 А.

К_Н = 1.6 – коэффициент запаса для автоматических выключателей при отсутствии токов самозапуска.

К_Н = 1.45 – коэффициент запаса для РТ-40.

Расчёт МТО (максимальной токовой отсечки):

Тип трансформатора тока ТПЛ-10.

I_1НОМ = 100 А, I_2НОМ = 5 А, I_ДИН = 250 кА, I_ТС = 45 кА.

Защита кабельных линий к ТП3

Р_М = 2 136.5 кВт, Q_М = 1 981.2 квар.

Расчёт МТЗ (максимальной токовой защиты) на РТ-40.

I_СЗ = 1.15·168.2 = 193.4 А.

Ток срабатывания защиты согласуется по току с предохранителем:

I_ПВС = 160 А.

t_СЗ ≥ 0.5 + 0.5 = 1 с.

Расчёт МТО:

Защита кабельной линии КРУ1

Р_М = 6 810.5 кВт, Q_М = 1 290.8 квар, S_М = 6 931.7 кВА.

МТЗ на РТ-40

1. I_СЗ = К_Н·(I_МАХ + I"_ДВ)

I"_* = 8.03.

I_ДВ = 8.03·43.73 = 351.2 А.

I_СЗ ≥ 1.15·(354 + 351.2) = 811 А.

2. I_СЗ ≥ 1.15·(889.8 + 272) = 1336.1 А.

t_СЗ = 1 + 0.5 = 1.5 с.

МТО не нужна.

Выбор ТТ (трансформатора тока)

I_МАХ = 354 А.

ТПЛ-10, I_НОМ = 400 А, I₂ = 5 А.

Рис. 4.1. Поясняющая схема.

Проверка ТТ на предмет нагрузки

РТ-40

Для неполной звезды:

I_НАПР = 2·Z_ПР + Z_Р + Z_К.

I_НАПР = 2·7.2·10^–2 + 4.9·10^–3 + 0.1 = 0.24 Ом.

I_1РАСЧ = 1.1·I_СЗ = 1.1·811 = 892.1 А.

Z_{НАГР ДОП} = 9.5 Ом > 0.24 Ом.

Проверка реальной погрешности при малых I_КЗ

f% не будет превышать 10%.

Проверка на U₂ < 1 400 В

< 1400 В.

Защита кабельной линии КРУ 2

Р_М = 9 177 кВт, Q_М = 2 002.1 квар, S_М = 9 392.8 кВА.

МТЗ на РТ-40

1. I_СЗ = К_Н·(I_МАХ + I"_ДВ)

I"_* = 8.03.

I_ДВ = 8.03·27.8 = 223 А.

I_СЗ ≥ 1.15·(542.3 + 223) = 880 А.

2. I_СЗ ≥ 1.15·(1 239.8 + 363.5) = 1 843.8 А.

Р_М = 6 297 кВт, Q_М = 23 квар, S_М = 6 297 кВА.

t_СЗ = 1.2 + 0.5 = 1.7 с.

МТО не нужна.

Защита шин 10 кВ ГПП

Расчёт МТЗ на РТ-40

I_СЗ = К_Н·(I_МАХ + I"_ДВ)

1. I_СЗ ≥ 1.15·(1 170.2 + 351.2) = 1 749.7 А.

2. I_СЗ ≥ К_Н·(I_{СЗ МАХ} + ΣI_НАГР)

I_СЗ ≥ 1.15·(1 843.8 + 630) = 2 845.1 А.

t_СЗ = t_{СЗ МАХ} + Δt = 1.7 + 0.5 = 2.2 с.

Расчёт защиты ВЛ и трансформатора 35/10 кВ

Расчёт МТЗ на РТ-40

I_СЗ ≥ К_Н·I_{СЗ МАХ}

Расчёт МТО на РТ-40

Таблица 4.1.

Значения установок защиты.

Наиме-нование	IМАХ, А	Тип ТТ	IНОМ, А	МТЗ			МТО
				IСЗ, А	IСР, А	tСЗ, с	IСЗ, А	IСР, А	tСЗ, с
КТП1	51.4	ТПЛ-10	150	113.6	3.8	0.95	1041.6	34.7	0.15
КТП2	118.3	ТПЛ-10	150	274.7	9.1	0.95	1536	51.2
КТП7	103.3	ТПЛ-10	150	239.6	8	0.95	1536	51.2
КТП5	85.2	ТПЛ-10	150	197.7	6.6	0.95	1041.6	34.7
КТП6	85.2	ТПЛ-10	150	197.7	6.6	0.95	1041.6	34.7
КТП3	168.2	ТПЛ-10	150	889.8	22.2	1	1041.6	26
КТП8	203.2	ТПЛ-10	300	1239.8	20.7	1.2	1536	25.6
КТП9	52.4	ТПЛ-10	150	121.6	4	0.95	1041.6	34.7
КТП11	45	ТПЛ-10	150	104.4	3.5	0.95	1041.6	34.7
КТП12	92.2	ТПЛ-10	150	154.9	5.2	0.95	1041.6	34.7
КТП13	66.8	ТПЛ-10	150	213.9	7.13	0.95	1536	34.7
КТП14	111.4	ТПЛ-10	150	258.4	8.6	0.95	1536	51.2
КРУ1	354	ТПЛ-10	400	1336.2	16.7	1.5
КРУ2	542.3	ТПОЛ-10	600	1843.8	15.4	1.7
ГПП	1170.5	ТПОЛ-10	1500	2845.1	9.5	2.2
ВЛ	334.4	ТВ-35	600	934.8	7.8	2.7	3199.5	26.7

Рис. 4.2. Защита линий 10 кВ от междуфазных КЗ на постоянном оперативном токе а) – цепи переменного тока; б) – векторная диаграмма вторичных токов, в) – цепи постоянного оперативного тока.