Материал: Проект релейной защиты понижающего трансформатора ТРДН-32000/35

Расчёт токов короткого замыкания

Расчёт токов короткого замыкания является важнейшим этапом проектирования релейной защиты. По данным расчёта токов короткого замыкания производится выбор параметров релейной защиты и автоматики. Выполняется он при замыканиях на стороне низшего напряжения трансформатора для максимального и минимального режимов работы системы и различных режимов работы трансформатора.

Максимальный режим работы системы характеризуется включённым состоянием всех элементов схемы электрической сети, а минимальный - отключением какого-либо элемента, в наибольшей степени влияющего на величину тока короткого замыкания.

Определение параметров элементов схемы замещения производится следующим образом.

Сопротивление системы в максимальном режиме работы равно:

Сопротивление системы в минимальном режиме работы равно:

Сопротивление трансформатора определяется:

Значение тока внешнего короткого замыкания в максимальном режиме системы при раздельной работе трансформаторов:

Значение тока внутреннего короткого замыкания в минимальном режиме системы при раздельной работе трансформаторов:

Значение тока двухфазного короткого замыкания в минимальном режиме системы при раздельной работе трансформаторов:

Значение тока двухфазного короткого замыкания в максимальном режиме системы при раздельной работе трансформаторов:

Суммарное значение тока внутреннего короткого замыкания в минимальном режиме системы и при параллельной работе трансформаторов:

Суммарное значение тока внешнего короткого замыкания в максимальном режиме системы и при параллельной работе трансформаторов:

Значение тока внутреннего короткого замыкания в минимальном режиме системы и при параллельной работе трансформаторов:

Значение тока внешнего короткого замыкания в максимальном режиме системы и при параллельной работе трансформаторов:

Значение тока двухфазного короткого замыкания в минимальном режиме системы и при параллельной работе трансформаторов:

Значение тока двухфазного короткого замыкания в максимальном режиме системы и при параллельной работе трансформаторов:

Расчёт токовой дифференциальной токовой защиты с реле типа РНТ-565

1. Первичные токи на сторонах высшего и низшего напряжения трансформатора и вторичные в плечах защиты:

Расчёт и его результаты приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Расчёт первичных и вторичных токов в плечах защиты

Наименование величины	Обозначение и метод определения	Числовое значение
35 кВ	10,5 кВ
Первичные токи на сторонах защищаемого трансформатора, А
Схема соединения трансформатора тока	-
Коэффициент трансформации трансформаторов тока
Вторичные токи в плечах защиты, А

2. Максимальный первичный ток небаланса:

где - составляющая, обусловленная погрешностью трансформатора тока,

- составляющая, обусловленная регулированием напряжения защищаемого трансформатора под нагрузкой.

Составляющие полного тока небаланса дифференциальной защиты:

где - коэффициент апериодичности, учитывающий апериодическую составляющую тока

- коэффициент однотипности трансформатора тока

е - относительная погрешность трансформатора тока (е = 0,1).

Составляющая, обусловленная погрешностью трансформатора тока:

где - относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжения на защищаемом трансформаторе

Максимальный первичный ток небаланса:

• 3. Ток срабатывания защиты:
  • - Отстройка от броска намагничивающего тока при включении трансформатора на холостом ходу:

где k - коэффициент, используемый для отстройки от броска намагничивающего тока при выполнении защиты с реле серии РНТ (k = 1,3).

-Отстройка от расчётного максимального первичного тока небаланса при внешних коротких замыканиях:

где - коэффициент отстройки, учитывающий погрешности реле, ошибки расчёта и небольшой запас

Принимаем наибольшее значение

4. Предварительное определение коэффициента чувствительности для минимального значения тока короткого замыкания:

Согласно РУ по РЗ для дифференциальных защит трансформаторов мощностью до 80 МВА допускается иметь значение не менее 1,5.

> 1,5

Поскольку полученное значение коэффициента чувствительности больше требуемого, то расчёт защиты с реле РНТ-565 можно продолжить.

5. Ток срабатывания реле для основной стороны, число обмоток БНТ для реле РНТ-565 для основной и неосновной сторон, полный ток небаланса, окончательное значение тока срабатывания защиты для основной стороны и коэффициент отстройки.

За основную сторону принимается сторона 35 кВ, так как вторичный ток в плечах защиты на этой стороне имеет большее значение.

Число витков обмотки БНТ реле, соответствующее току срабатывания защиты , для основной стороны:

где - магнитодвижущая сила срабатывания реле

Если число витков получается дробным, то принимается ближайшее меньшее целое число витков.

Число витков обмотки БНТ реле для неосновной стороны:

где - вторичные токи в плечах защиты для основной и неосновной её сторон в нормальном режиме.

В случаях, когда число витков получается дробным, принимается ближайшее целое число витков.

Полный первичный ток небаланса при расчётном внешнем коротком замыкании:

Ток срабатывания защиты, соответствующий принятому числу витков БНТ реле для основной стороны:

Окончательное значение коэффициента отстройки:

Если значение , то расчёт защиты заканчивается.

Расчёт и его результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Расчёт основных параметров защиты.

Наименование величины	Обозначение и метод определения	Числовое значение
Ток срабатывания реле на основной стороне, А
Число витков обмотки БНТ реле для основной стороны:
- Расчётное выражение
- Предварительно принятое	10
Ток срабатывания реле на основной стороне, А
Число витков обмотки БНТ реле для неосновной стороны:
- Расчётное выражение	10
- Предварительно принятое
Составляющая первичного тока небаланса, обусловленная округлением расчётного числа витков неосновной стороны для расчётного случая повреждения, А
Первичный расчётный ток с учётом составляющей , А	815,82 + 117,78 = 933,6
Ток срабатывания защиты на основной стороне, А
Коэффициент отстройки защиты (окончательное значение)	? 1,3