Релейная защита и автоматика схемы собственных нужд ТЭС

4. Расчет уставок и коэффициентов чувствительности всех выбранных защит

Дифференциальная токовая защита на реле ДЗТ-21:

Расчет защиты производится в следующей последователь­ности.

Определяются первичные токи на всех сто­ронах трансформатора, соответствующие его проходной мощности:

,                                      

где ­­­– номинальное междуфазное напряжение.

Выбираются коэффициенты трансфор­мации ТА на отдельных сторонах в соот­ветствии с рекомендациями по выполнению защиты.

ТА1: ТПОЛ-20-I-1000/5-0,5/10РУ3,

           ТА2, 3: ТПОЛ-20-I-1500/5-0,5/10РУ3.

Определяются вторичные токи в плечах защиты:

где – коэффициент схемы, равный 1 при соединении ТА в звезду и при соединении в треуголь­ник.

Выбирается одна, любая, из сторон трансформатора, принимаемая в дальнейших расчетах за основ­ную.

За основную принимаем сторону 15.75 кВ.

Определяется необходимость установки на основной стороне выравнивающих АТТ. Уста­новка АТТ необходима, если значение вторич­ного тока в плече защиты на данной сто­роне меньше 2.5 А или больше 5 А. В первом случае используется повышающий АТТ типа АТ-31, во втором — понижающей АТТ типа АТ-32.

Для основной стороны выбираются ответвления трансреактора реле ТАV или выравнивающих АТТ (если используются на данной стороне) с таким  номинальным током , чтобы выполнялось соотношение:

принимаем для дальнейших расчетов ответвление 2 с  .

Номинальный ток ответвлений АТТ, удовлетворяющий соотношению находится по выражению:

,

где  – коэффициент трансформации АТТ на основной стороне; – номинальный ток ответвления трансреактора реле, соответствующий принятому значению  .

Для выбора значения предварительно определяется ряд его расчетных значений:

,

где – номинальный ток k-го ответвления трансреактора.

На неосновной стороне требуется установка понижающего АТТ. Ответвления АТТ выберем:

1.       ;

2.       ;

3.       ;

4.       ;

5.       ;

6.       ;

Каждое из шести расчетных значений сравнивается с реально возможными значениями коэффициента трансформации АТТ, приведенными в литературе. Далее выбирается значение , равное одному из расчетных или ближайшее меньшее. Номер выбранного расчетного определяет номер ответвления трансреактора, номинальный ток которого следует использовать в качестве при расчете номинального тока ответвлений АТТ на основной стороне.

Выбираются ответвления трансреактора для неосновной   стороны   из   условия:

.

Принимаем . Тогда А.

Если значение номинального тока выбран­ного ответвления трансреактора отличается от расчетного значения тока в целой части или в первом знаке после запятой, то на данной стороне целесообразна установка выравнивающего АТТ соответствующего типа. В этом случае но­минальный ток ответвления АТТ, удовлетво­ряющий указанному выше условию, находится исходя из тока , аналогично, как для основной стороны.

Определяются стороны, на которых ис­пользуется торможение. В случае одностороннего питания защищаемого трансформатора возможно торможение только от TА прием­ной стороны, при этом следует принимать .

Выбираются ответвления промежуточных трансформаторов тока ТА цепи торможения из условия:

,

где – коэффициент трансформации АТТ на стороне, где осуществляется торможение (при отсутствии АТТ на данной стороне следует принять ).

А.

принимаем

Когда разница между расчетным током и ближайшим меньшим номинальным током ответвления больше, чем между расчетным током и ближайшим большим номинальным током ответвления, целесообразно принять к использованию последнее.

Определяется первичный ток, соответ­ствующий началу торможения:

,

где — коэффициент, принимаемый равным 1.2 при . 

Определяется первичный ток небаланса в режиме, соответствующем началу торможения:

,

где – коэффициент, учитывающий пе­реходный режим; – коэффи­циент однотипности ТА (при разнотипных ТА); – относи­тельное значение полной погрешности ТА; , – соответственно расчетный и номи­нальный токи принятого ответвления трансреактора  или ответвлений АТТ для неосновной стороны; U – относительное значение половины суммарного диапазона регулирования напряжения.

Определяется ток срабатывания защиты из двух условий:

1.       отстройки от первичного тока небаланса в режиме, соответствующем началу торможения:

.,

где – коэффициент отстройки;

.

2.       несра­батывания защиты от переходного тока не­баланса внешнего КЗ:                                                                            

.

За расчетное значение принимается большее из двух полученных значений.

Принимаем .

Определяется относительный минималь­ный ток срабатывания реле при отсутствии торможения:

.

Все величины в данном выражении принимаются для расчетной стороны, которой является неосновная сторона.

Определяется максимальный расчетный ток небаланса при внешнем КЗ между тремя фазами на стороне ВН. Указанный ток находится на основе выражения для с заменой в нем на максимальный ток КЗ , а также принимая и .

Определяется коэффициент торможения реле:

,

где – коэффициент отстройки; – относительное (по отношению к номинальному току) значение тока ; – половина относительного (по отношению к номинальному току) первичного тормозного тока при внешнем КЗ на стороне ВН.

Чувствительность защиты может не опре­деляться, так как она всегда выше требуе­мой согласно ПУЭ.

Дистанционная защита:

Первичное сопротивление срабатывания дистанционной  защиты отстраивается от сопротивления нагрузки:

где: – коэффициент надежности; – коэффициент возврата реле сопротивления, не превышает 1.1:

,

.

              На стороне высшего напряжения устанавливаются два блок-реле сопротивления, каждое из которых подключено к трансформаторам тока стороны ВН трансформатора и к трансформаторам напряжения одной из обмоток 6 кВ трансформатора. Первичное сопротивление срабатывания защиты на стороне 15.75 кВ принимается в 2 раза меньше, чем на стороне 6 кВ.

              Уставка на реле сопротивления на стороне ВН и НН для трансформатора со схемой соединения обмоток Д/Д-О определяется по выражению:                                 

,

где  – коэффициент трансформации трансформатора СН.

Зона надежного резервирования  () определяется по выражению: 

.

Рассчитываем сопротивление срабатывания защиты:

6 кВ:                             Ом.

15.75 кВ:                           Ом.

Рассчитываем сопротивление срабатывания реле:

6 кВ:                           

15.75 кВ:                        

Зона резервирования дистанционной защиты с коэффициентом чувствительности 1.2:

6 кВ:                             

15.75 кВ:                             

Для защиты используется реле КРС-2, либо БРЭ-2801-27Е2А, имеющие уставку по сопротивлению срабатывания, регулируемую от 0.2 до 40 Ом.

Выдержка времени защиты составляет 0,5 с при применении реле времени типа РВ-114 или 0.3 с при применении РВ-01 на 1с. 

Защита от перегрузки:

Защита от перегрузки на всех рабочих и резервных трансформаторах выполняется с одним реле тока, включенным на ток одной фазы. Она реагирует на симметричные перегрузки, которые одинаковы во всех фазах, и действует с выдержкой времени на сигнал, что позволяет дежурному персоналу применять меры для ликвидации перегрузки. Защита устанавливается на обоих выводах 6 кВ.

Ток срабатывания реле определяется по выражению:

.

Рассчитываем ток срабатывания реле:

Для установки защиты принимаем токовое реле РТ-40/10.

13