Курсовая работа (т): Проект устройств релейной защиты и автоматики электрооборудования трансформаторных подстанций

где  - коэффициент надежности, учитывает возможную погрешность в величине тока возврата реле.

3)   Коэффициент чувствительности защиты:

где - ток минимального двухфазного К.З. в точке К73, А.

4) Ток срабатывания реле определяем по формуле:

где -коэффициент схемы ТТ (- при соединении вторичных обмоток ТТ треугольником и - при соединении обмоток звездой),

 - коэффициент трансформации трансформатора тока.

) Время срабатывания (выдержка времени):

 (8)

где - ступень селективности для микропроцессорных защит БМРЗ.

- наибольшая выдержка времени предыдущей защиты.

.4 Максимальная токовая защита

Третья ступень токовой отсечки - максимальная токовая зашита (МТЗ). Выполним с независимой характеристикой времени срабатывания. В этом случае селективность защиты можно обеспечить, если время срабатывания МТЗ больше максимальной выдержки предыдущей ступени защиты на ступень селективности Δt = 0,3…0,5 с.

Рассчитаем МТЗ ячейки №15:

) Максимальный рабочий ток в защищаемой линии:

 (6)

где - суммарная мощность КТП на данном фидере.

- номинальное напряжение на низшей стороне.

) Ток срабатывания защиты :

 (7)

где  - коэффициент надежности, учитывает возможную погрешность в величине тока возврата реле;

 - коэффициент самозапуска двигательной нагрузки;

- коэффициент возврата, для микропроцессорных защит.

3) Коэффициент чувствительности защиты:

где - ток минимального двухфазного К.З. в точке К73, А;

,9 -коэффициент, характеризующий минимальный режим работы (90%).

Коэффициент чувствительности для основных защит (МТЗ) по требованиям ПУЭ должен удовлетворять условию . Данная защита соответствует этому требованию.

4) Ток срабатывания реле определяем по формуле (4):

где -коэффициент схемы ТТ (- при соединении вторичных обмоток ТТ треугольником и - при соединении обмоток звездой),

 - коэффициент трансформации трансформатора тока.

5) Время срабатывания (выдержка времени) МТЗ определим по формуле:

 (8)

где сек - ступень селективности для микропроцессорных защит БМРЗ.

- наибольшая выдержка времени предыдущей защиты.

Защиту остальных ячеек (кроме ячеек №05 и №18) считаем аналогично. Результаты расчетов приведены в таблице №1.

Таблица 1

Защита отходящих ячеек

2. ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРОВ КТП

Трансформаторы 6/0,4 кВ в сельских и городских распределительных электрических сетях мощностью до 0,63 МВА включительно, как правило, защищаются плавкими предохранителями на стороне 6 кВ [6]. Для защиты трансформаторов 6/0,4 кВ следует применять предохранители типа ПК (ПКТ).

По таблице (Приложение 1) выбираем предохранители, данные заносим в таблицу №2.

Таблица 2

Предохранители на КТП

3. ЗАЩИТА АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Согласно гл. 5.3 Правил устройства электроустановок (ПУЭ) [4], на двигателях напряжением выше 1000 В должны устанавливаться следующие устройства релейной защиты:

·    защита от междуфазных коротких замыканий;

·        защита от перегрузки;

·        защита от замыканий на землю;

·        защита минимального напряжения.

В качестве защиты от междуфазных КЗ при мощности двигателей до 5000 кВт применяется токовая отсечка. Для защищаемых двигателей мощностью  она выполняется двухфазной двухрелейной. При этом коэффициент чувствительности .

В качестве защиты от замыканий на землю ставится, в соответствии с ПУЭ, РЗ от замыканий на землю в обмотке статора с действием на отключение, которая реагирует на емкостный ток сети и выполняется с помощью одного токового реле, устанавливается на электродвигателях мощностью 2000 кВт и более при токах замыкания на землю более 5 А, а на электродвигателях меньшей мощности - при токах замыкания на землю более 10 А.

Защита от перегрузки требуется для двигателей, подверженных перегрузке по технологическим причинам или с особо тяжелыми условиями пуска.

Защита минимального напряжения устанавливается на электродвигателях, которые необходимо отключать при понижении напряжения для обеспечения самозапуска ответственных электродвигателей, а также электродвигателей, самозапуск которых при восстановлении напряжения недопустим по условиям техники безопасности или особенностям технологического процесса.

Для защиты двигателей напряжением 6 кВ (Фидер №5 и Фидер №18) применим блок микропроцессорной защиты БМРЗ-ДА.

Функции защит БМРЗ-ДА:

·    Защита от междуфазных коротких замыканий

·        Максимальная токовая защита.

·        Индивидуальная защита минимального напряжения

·        Резервирование отказов выключателя.

·        Защита от блокировки ротора и затянутого пуска.

·    Защита от однофазных замыканий на землю

·        Ограничение количества пусков, контроль времени между пусками

·        Обнаружение обратного порядка чередования фаз

·        Аварийный повторный пуск после срабатывания ЗМН

·        Автоматическое повторное включение двигателя.

·        Запрет пуска перегретого двигателя (ЗППД)

·        Логическая защита шин (ЛЗШ)

Согласно ПУЭ главе 5.3 пункту 5.3.43. все необходимые виды защит микропроцессорный блок БМРЗ-ДА выполняет.

Выберем типовой двигатель: Электродвигатель асинхронный с короткозамкнутым ротором серии ДАЗО-500Y-6У1, 50 Гц, мощностью 500 кВт. Пуск двигателя прямой (пуск двигателей осуществляется прямым включением в сеть), обеспечивается как при номинальном напряжении сети, так и при снижении напряжения сети за время пуска до 0,85 U_ном.

Параметры защищаемых двигателей приведены в таблице 4.

Таблица 4

Параметры двигателей

Расчет защиты двигателя №1 - ДАЗО-500Y-6У1

Номинальный ток двигателя:

 (9)

где  - номинальная мощность двигателя, кВА;

 - напряжение сети, В;

- КПД;

 - коэффициент мощности.

Пусковой ток двигателя:

где  - в серийных двигателях при прямом пуске кратность пускового тока , причем большее значение относится к двигателям большей мощности (свыше 100 кВт).

.1 Защита от междуфазных замыканий

Для защиты от междуфазных коротких замыканий, согласно ПУЭ, применим токовую отсечку без выдержки времени. Для работы при всех видах междуфазных КЗ отсечка должна выполняться в двух фазах. Токовая отсечка (ТО) должна быть отстроена от пускового тока двигателя.

В момент включения двигателя появляется бросок тока намагничивания в 1,6-1,8 превышающий по амплитуде установившийся пусковой ток двигателя. Этот бросок учитывается повышенным коэффициентом надежности при отстройке от пускового тока двигателя:

а) Ток срабатывания защиты :

 (11)

где,  - первичный ток срабатывания отсечки;_н - коэффициент надежности, с учётом отстройки от броска тока намагничивания (равен 1,8 - для отсечек с временем срабатывания 0,05 с и более, 2 - при времени срабатывания меньшем 0,05 с);_пуск - пусковой ток двигателя.

б) Ток срабатывания реле по (4):

где  - для двухфазной двухрелейной схемы защиты.

 - коэффициент трансформации трансформатора тока (ЭД №1, ячейка №5)

в) Чувствительность отсечки по току для ЭД №1 по формуле (3):

где - ток двухфазного короткого замыкания в точке К91, А.

Токовая отсечка является достаточно чувствительной при коротких замыканиях, так как коэффициент чувствительности согласно ПУЭ [4] должен быть не менее 2.

.2 Защита от перегрузки

Для защиты электродвигателей от перегрузки обычно применяются МТЗ с независимыми токовыми реле и реле времени.

Защита от перегрузки ЭД выполняем с действием на отключение.

а) Первичный ток срабатывания РЗ от перегрузки выбирается по условию отстройки от номинального тока двигателя:

 (12)

где k_отс- коэффициент отстройки, равный 1,05 при действии РЗ на сигнал и 1,1-1,2 при действии РЗ на отключение;

k_в - коэффициент возврата реле, для БМРЗ равный 0,95.