Выбор защитной аппаратуры трансформаторов 10/0,4 кВ

7.  Выбор защитной аппаратуры трансформаторов 10/0,4 кВ

Защита трансформатора 10/0,4 кВ.

Силовые трансформаторы со стороны высокого напряжения защищаются предохранителями ПК-10.

Условия выбора плавких предохранителей:

(7.1)

где U_нпред, U_нсети – номинальное напряжение предохранителя, сети, кВ.

I_{нпл.вст} – номинальный ток плавленой вставки, а

 - ток трех фазного КЗ в точке К-1, кА

I_нт – номинальный ток трансформатора, А.

Определяем номинальный ток трансформатора.

(7.2)

По номинальному току трансформатора выбираем плавную вставку, обеспечивающую отстройку от бросков намагничивающего тока трансформатора.

I_в = (2…3) ∙I_нт

I_в = (2…3)∙32 = 46…69 А

Принимаем I_в = 50 А. [].

Определяем расчетный ток КЗ с учетом коэффициента трансформации.

(7.3)

Где, Кн – коэффициент надежности. Кн = 1,3 []

Кт – коэффициент трансформации.

По амперсекундной характеристике округляем время переключения плавной вставки. Z_в = 0,75 с. [].

Определяем допустимое время протекания тока КЗ по трансформатору.

t_д = 900/К²

где

t_д = 900/15,8² = 3,6 с.

Так как tв = 0,75 с. < t_д = 3,6 с., то термическая устойчивость трансформатора будет обеспечена.

8.  Расчет защиты линии 10 кВ

Линия напряжением 10 кВ защищается от токов КЗ с помощью максимальной токовой защиты (МТЗ) и токовой отсечкой (ТО) с действием на отключение защиты выполняется на реле типа РТВ РТМ или РТ-85.

Ток срабатывания защиты.

Определяем по условиям:

1.  при отстройке от рабочего максимального тока

(8.1)

2.  по условию селиктивности

где К_н, К_з, К_в – коэффициенты надежности, самозапуска, возврата.

К_н – 1,2

К_в – 0,8

К_з – 1,1 для всех видов реле.

Рабочий максимальный ток линии.

(8.2)

Выбираем трансформатор тока типа ТПЛ-10-0,5/Р по условию номинального тока первичной обмотки трансформатора тока.[]

По шкале номинальных токов выбираем I_н = 30А.

Коэффициент трансформации тока К_тт = 30/5 = 6.

Ток срабатывания реле

(8.3)

где К_сх = 1 – коэффициент схемы для «неполной звезды»

Принимаем ток уставки реле РТВ-IV I_ур = 10 А.

Действительное значение тока срабатывания защиты:

 (8.4)

.

Определяем чувствительность защиты в основной зоне.

(8.5)

где I_к – ток КЗ в точке К – 1.

>К_ч = 1,5

Чувствительность обеспечена.

Защита линии 0,4 кВ.

Линия 0,4 кВ защищает от токов КЗ воздушными автоматическими выключателями.

Условия выбора автоматических выключателей:

(8.6)

где U_Hа, U_HУ – номинальные напряжения автомата, установки, кВ.

I_а, I_HP, I_РЭ – номинальный ток автомата, теплового расцепителя, электромагнитного расцепителя, А.

 - ток трехфазного КЗ в месте установки автомата, кА.

Линия №1.

Расчетный ток линии.

.

.

Выбираем автомат серии А3724Б:

I_Hа = 250А,

I_HP=250A,

I_{пр.откл} = 74кА,

I_HЭ = 10∙I_НР = 10∙250 = 2500 А.

Аналогично рассчитываем линию №3. Рассчитываем ток линии №2

Выбираем автомат А3734:

I_Hа = 400А,

I_HP=400A,

I_{пр.откл} = 100кА,

I_HЭ = 4000 А.

Определим чувствительность защиты. Максимальный ток расцепителя I_HP=250A, I_HP=400A. Определяем коэффициент чувствительности защиты.

Чувствительность обеспечена.

9. Расчет и выбор компенсации реактивной мощности по ПС 10/0,4 к В

Компенсация реактивной мощности или повышение коэффициента мощности (cosφ) имеет большое значение. Повышение cosφ или уменьшение реактивной мощности снижает потери активной мощности и повышает напряжение. На тех участках, где потребление реактивной мощности увеличивается, потери активной мощности тоже увеличиваются, а напряжение снижается. На тех участках, где потребление реактивной мощности увеличивается, увеличивается пропускная способность электроснабжения, и создаются возможности применения проводов меньших сечений при перегрузке той же активной мощности. Мероприятия, проводимые по компенсации реактивной мощности электроустановки:

1. не требующие применения компенсирующих устройств (переключения статорных обмоток асинхронных двигателей с треугольника на звезду, устранения режима работы асинхронных двигателей без нагрузки и т.д);

2. мероприятия, связанные с применением компенсирующих устройств статических конденсаторов, синхронных двигателей.

Статические конденсаторы изготавливают из определенного числа секций, которые в зависимости от рабочего напряжения, рассчитанной величины реактивной мощности соединенной между собой параллельно, последовательно или параллельно-последлвательно. Соединение трехфазных конденсаторов в треугольник. Напряжение конденсаторов соответствует номинальному напряжению сети. Разъединение конденсаторов осуществляется автоматически после каждого отключения батареи от сети. При естественном коэффициенте мощности (cosφ) на подстанции 10/0,4 кВ менее 0,95 рекомендуется компенсация реактивной мощности, так как рассчитанный коэффициент мощности cosφ = 0,85, то необходимо установка конденсаторных батарей. Определяем величину реактивной мощности, которую необходимо компенсировать до cosφ = 0,95.

Q_К = Q_ест – 0,33Р (9.1)

где Q_ест – естественная (до компенсации) реактивная мощность,

Q_ест = 189 кВ. Р – активная мощность, Р = 300 кВт.

Q_К = 189– 0,33∙300 = 90 кВар.

Выбираем мощность конденсаторных батарей Q_Б, по условию:

Q_К ≤ Q_Б ≤ Q_ест (9.2)

Принимаем номинальную мощность конденсаторных батарей на

U = 0,4 кВ, Q_Б = 150 кВар

Определяем некомпенсированную реактивную мощность:

Q = Q_ест – Q_Б (9.3)

Q = 189 – 150 = 39 кВар.

Рассчитываем полную нагрузку ТП с учетом компенсации:

Коэффициент мощности после компенсации

cosφ = P/S = 300/302,5 = 0,99.

Условия выполнены.