Расчеты релейной защиты 10 кВ

Требуется выполнить расчеты уставок релейной защиты и автоматики при подключении новой двухтрансформаторной подстанции (ТП) 10/0,4 кВ для следующих условий:

Подключение к сети осуществляется кабельными линиями 10 кВ от разных секций вышестоящей РТП 10/0,4 кВ
Мощность трансформаторов ТП - от 630 до 3150 кВА
Группа соединений обмоток трансформаторов - D/Yo-11
В качестве РУ 10 кВ ТП применены элегазовые моноблоки с выключателями нагрузки на вводах и СВ и выключателями в модуле силовых трансформаторов 10/0,4 кВ
Релейная защита трансформаторов выполняется при помощи микропроцессорных устройств РЗА, с питанием от датчиков тока
АВР выполняется на стороне 0,4 кВ
На вводах и СВ РУ 0,4 кВ (ГРЩ) применены автоматические выключатели с электронными расцепителями
Защиты питающих линий на РП 10 кВ выполнены на микропроцессорных устройствах РЗА
Необходимо рассчитать уставки устройств РЗА:

питающих линий РП 10 кВ (существующая)
трансформаторов 10/0,4 кВ
вводных выключателей 0,4 кВ в ГРЩ

От автора статьи

Добрый день!

Меня зовут Дмитрий Василевский. Я специалист в области расчетов релейной защиты и автоматики, а также автор нескольких курсов, среди которых "Расчеты защит и автоматики
распределительных сетей 6-10 кВ" и "Защита сетей 0,4 кВ автоматическими выключателями"

Расчет уставок в сетях 6-10 кВ - это сложная инженерная задача, которую часто недооценивают начинающие специалисты. Ошибки в выборе параметров срабатывания защит могут привести, как минимум, к повреждению оборудования и дорогостоящему ремонту

В данном материале я расскажу о расчете уставок РЗА при подключении стандартной ТП 6(10)/0,4 кВ к питающей сети. Эта одна из наиболее частых задач, с которой сталкиваются проектировщики и технические службы заказчика.

Цель материала - предоставить общий алгоритм расчета уставок, начиная со сбора исходных данных и заканчивая подготовкой бланков наладки оборудования. Мы кратко обсудим все этапы расчета и некоторые особенности каждого из них. Подробный расчет уставок в сетях 10 кВ, с теорией и примерами, приведен в соответствующих разделах Проекта РЗА и не является целью данной статьи.

Перед чтением статьи, вы можете подписаться на небольшую техническую рассылку по расчету МТЗ 6-10 кВ, где я дам общие принципы расчета этой защиты и расскажу про основные методы увеличения ее чувствительности. Кроме того, я направлю вам список полезных статей и видео по расчетам уставок, сгруппированных по темам

ЭТАП 1. Сбор исходных данных

Это самый важный этап расчета, уделите ему особое внимание. Реальный расчет (проект) всегда ограничен во времени и если вы заранее не соберете исходники, то, перед сдачей проекта, будете вынуждены принимать необоснованные решения или срывать сроки.

Не начинайте расчет пока не соберете основные исходные данные и не запросите у заказчика/сетей недостающие!

Основные исходные данные (без них расчет не начинать!):

Схема подключения ТП к сети 10 кВ
Главная схема ТП (однолинейная)
Токи КЗ от системы (шины 10 кВ РП, мин. и макс.!)
Данные по питающим линиям 10 кВ (тип, длина, способ прокладки)
Отраслевая НТД заказчика и питающих сетей (сразу уточнить доп. требования и наличие СТО)

Дополнительные исходные данные (можно начинать расчет без этих данных):

Данные о нагрузках присоединений (Sрасч., Ксзп, расчет нагрузок)
Типы всех устройств РЗА в смежной сети
Уставки вышестоящих защит в РП (существующие)
Уставки АВР на РП 10 кВ
Вторичные схемы РЗА питающих линий в РП и ячейки трансформатора в ТП (желательно)
Ток ОЗЗ на шинах РП 10 кВ

Численные данные лучше всего собирать в общую таблицу. Ее же можно направлять заказчику, с просьбой заполнить недостающие поля. Вот небольшой пример

ЭТАП 2. Построение и расчет параметров схем замещения

ЭТАП 4. Расчет токов нормальных режимов

ЭТАП 5. Расчет релейной защиты (предварительный)

5.4 Защита от перегрузки

Защиту трансформатора от перегрузки со стороны ВН

Выполняется с действием на сигнал. Защита срабатывает при токе 1,05*Iном, с выдержкой времени 15-20 сек, оповещая персонал о начале перегрузки трансформатора, через системы АСУ/Телемеханики (при наличии). Персонал в свою очередь обеспечивает работу трансформаторов с перегрузкой в соответствии с типом изоляции трансформатора, величиной тока перегрузки, внешней температурой воздуха и другими факторами

Защиту трансформатора от перегрузки со стороны НН

Выполняется при помощи расцепителя автомата ввода 0,4 кВ, который должен позволять работу с допустимой перегрузкой в длительном режиме (см. выше)

При настройке параметров срабатывания ступени от перегрузки (кривая L электронного расцепителя) рекомендуется учитывать реальную перегрузочную характеристику трансформатора, особенно для трансформаторов с сухой изоляцией

5.5 Защита от ОЗЗ

Данная защита выполняется на питающих линиях 10 кВ РП. При большом количестве примерно одинаковых линий на секции 10 кВ применяется ненаправленная токовая защита от ОЗЗ
Ток ОЗЗ на шинах РП 10 кВ, который требуется для проверки чувствительности данной защиты может быть запрошен в качестве исходных данных у эксплуатирующей организации или рассчитан самостоятельно (требуется информация о всей прилегающей сети 10 кВ)

ЭТАП 6. Построение и анализ карты селективности

ЭТАП 8. Проверка ТТ на погрешность

ЭТАП 9. Задание на наладку

Смысл расчета уставок РЗА заключается, с одной стороны, в обеспечении безопасности людей и оборудования, а с другой в максимально полном использовании возможностей оборудования. Хороший релейщик способен не просто выполнить нормы и требования, но сделать это с минимальными, для своей компании, затратами, и не в ущерб надежности и удобства в эксплуатации

Не пропускайте вышеуказанные этапы расчета ради ускорения проектирования, иначе оно, наоборот, будет более продолжительным и менее качественным. Сделайте себе чек-лист запроса исходных данных и не начинайте расчет пока не запросите все недостающие материалы. Сразу начинают расчет только неопытные проектировщики

Если вам интересна эта тема, то предлагаю подписаться на наши рассылки, а я в свою очередь направлю вам 2 видео по расчету МТЗ из своего курса:

1. Максимальная токовая защита (здесь я даю общие формулы и алгоритм расчета этой защиты)

2. Способы повышения чувствительности МТЗ (основные способы со ссылками на НТД + разбор использования пуска по напряжению)

Также я пришлю свою подборку полезных видео и статей с моего сайта по теме "Расчеты релейной защиты"

Много полезной информации по этой и другим темам также есть в нашей группе ВК и на YouTube