Мартеновское производство

lign="justify">         - расчетный ток,  протекающий по линии I_{расч.ТП} = 360 А;

         - ток короткого замыкания в  начале линии 

                   I_к2.макс = 1,95 кА и I_к2.мин = 1,36 кА;

         - ток короткого замыкания в  конце линии 

                   I_к3.макс = 1,72 кА и I_к3.мин = 1,18 кА. 
 

2.4.1 Максимальная  токовая защита кабельной линии 
 

    Расчет  защиты кабельной линии произведем для одной из отходящих линий  питающих эксгаустеры. Для максимальной  токовой защиты от многофазных коротких замыканий принимаем двухфазную трёхрелейную схему [4, 9, 10].

    Определяем  ток срабатывания защиты:  

                              I_сз = ,  (2.11)

     где  К_н = 1,2 – коэффициент надёжности отстройки;

          К_в = 0,85 – коэффициент возврата реле типа РТ – 40;

          I_сзп - ток самозапуска нагрузки. 

     Так, как нам не известно, какие и сколько двигателей работает на эксгаустерах то определяем ток самозапуска I_сзп приближённым методом. Принимаем, что кабельная линия питает эксгаустеры с обобщённой нагрузкой, имеющей относительное сопротивлением Х_* = 0,35.

     Тогда:

                         X_нагр = ,  (2.12)

     где I_нагр = I _{расч. эксг} = 360 А (таблица 1.4).

                         X _нагр = = 3,5 Ом.

     Определяем  ток самозапуска нагрузки:

                    I_{сзп. НН} = , (2.13)

где X _кл – сопротивление кабельной линии, равное 2,24 Ом;

Х_нагр – сопротивление нагрузки для одной отходящей линии питающей эксгаустеры, рассчитаем по формуле

                    I_{сзп. НН} = = 200,6 А;

     Коэффициент самозапуска:

                              К_сзп = , (2.14)

     где I_кл = I_дл.доп. = 390 А;

                              К _сзп = =0,51 А. 

    Определяем  ток срабатывания защиты:

                              I_сз = ;

                         I_сз = =144,4 А.

    Определяем  ток срабатывания реле: 

                               , (2.15) 

где  К_сх = 1 – коэффициент схемы для двухфазной трёхрелейной схемы;

    К_I = 400/5 – коэффициент трансформации трансформаторов тока;

                         =1,81 А

    Определяем  чувствительность защиты по току двухфазного  короткого замыкания в конце зоны действия (в конце кабельной линии 6 кВ): 

                        К_чувс = ;

                        К_чувс =  = 41,8 > 1,5   

    Защита  достаточно чувствительна. Выдержку времени  максимальной защиты принимаем равной 1 секунде. 
 
 

2.4.2 Защита  от однофазных замыканий на  землю 
 

    Защита  выполняется при помощи высокочувствительного токового реле типа РТ – 40/02, которое подключается к трансформатору тока нулевой последовательности типа ТЗЛ - 10 - УЗ.

    Определяем  собственный емкостный ток присоединения  эксгаустеров: 

                              I_с = I_со· l · m, (2.16) 

где  I_со = 1,18 А/км – удельный ёмкостный ток линии для кабеля типа  
АШВ (3 150) мм² [4,таблица 4.17 ];

            l – длина кабельной линии (l = 1,3 км);

            m – количество кабелей (m = 1); 

                        I_с = 1,18 · 1,3 · 1 = 1,534 А. 

    Определяем  ток срабатывания защиты из условия  отстройки от броска емкостного тока: 

                              I_{сз.расч} = К_н · К_б · I_c, (2.17)

          где  К_зап = 1,2 – коэффициент запаса;

К_б = 4 – коэффициент, учитывающий броски собственного емкостного тока кабельной линии при коротком замыкании на соседней линии.  

                        I_{сз.расч} = 1,2 · 4 · 1,53 = 7,34 А. 

    Выбираем ближайшее значение тока срабатывания защиты I_сз.мин = 7А , так как I_{сз.расч} < I_сз.мин , то принимаем I_сз. = 7 А для реле типа РТ-40/02, которое присоединяем к трансформатору ТЗЛ -10 -УЗ [4].

    Проверяем чувствительность выбранной защиты. При I_сΣ = 20 А [1] :

                   К_чувс = ;

                   К_чувс = =2,63 > 1,25. 

    Защита  достаточно чувствительна. 
 

2.6 Выбор  электроаппаратов для схем защит 

    По  определённым выше параметрам защит  и принятым схемным решениям производим выбор электрических аппаратов для схем защит.

    Для дифференциальной защиты одного силового трансформатора выбираем следующие  электрические аппараты:

а) трансформатор  тока ТФЗМ – 35Б1 – У1, номинальное  напряжение – 35кВ, номинальный первичный  ток – 600А, номинальный вторичный ток – 5А, класс точности вторичной обмотки – 0,5/10Р. Количество трансформаторов тока – 3шт.;

б) трансформатор  тока типа ТПШЛ – 10 – У3,номинальное  напряжение – 10кВ, номинальный первичный  ток – 2000А, номинальный вторичный  ток – 5А, класс точности вторичной обмотки 0,5/10Р. Количество трансформаторов тока – 2 шт.;

в) реле тока дифференциальное типа ДЗТ – 11, частота реле 50Гц, минимальная магнитодвижущая сила F_ср. = 100 ± 5А. Количество реле – 2 шт.;

г) реле промежуточное типа РП – 23 – У3 с  сочетанием контактов 4З + 1Р. Количество  реле – 1 шт.;

д) реле указательное типа РУ - 21- У3. Количество реле – 1 шт.;

ж) резистор типа ПЭВ – 50 для обеспечения  термической стойкости промежуточного реле типа РП – 23 – У3. Количество резисторов – 1 шт. 

    Для максимальной токовой защиты и защиты от перегрузок одного силового трансформатора на стороне 35 кВ выбираем следующие электрические аппараты:

а) трансформатор  тока типа ТФЗМ – 35Б1 – У1, номинальное  напряжение – 35кВ, номинальный первичный  ток – 600А, номинальный вторичный ток – 5А, класс точности вторичной обмотки 0,5/10Р. Количество трансформаторов тока – 3 шт.;

б) реле тока типа РТ – 40/10 с пределом уставок 1,5 – 6 А. Количество реле – 3 шт.;

в) реле времени типа ЭВ – 122У3 с пределом уставок 0,25 – 3,5 с. Количество реле – 2 шт.;

г) реле указательное типа РУ – 21У3. Количество реле – 2 шт. 

    Для газовой защиты одного силового трансформатора  выбираем следующие электрические  аппараты:

а) реле газовое типа РГЧЗ – 66 У3. Количество реле – 2 шт.;

б) реле указательное типа РУ – 21У3. Количество реле – 2 шт.;

в) реле промежуточное типа РП - 23 -У3 с сочетанием контактов 4З + 1Р. Количество реле – 1 шт.;

г) резистор типа ПЭВ – 50 для обеспечения  термической стойкости промежуточного реле типа РП - 23 - УЗ. Количество резисторов – 1 шт. 

    Для максимальной токовой защиты одной  кабельной линии, питающей эксгаустеры, выбираем следующие электрические аппараты:

а) трансформатор  тока типа ТОЛ – 10, номинальное напряжение которого равно 10 кВ, номинальный первичный  ток – 400А, номинальный вторичный ток – 5А, класс точности вторичной обмотки 0,5/10Р. Количество – 2 шт.;

б) реле промежуточное  РП - 23 - У3. Количество -1шт.;

в) реле времени  ЭВ - 122 -У3 с уставками (0,25-3,5)сек. Количество -1шт.;

г) реле указательное РУ-21-У3. Количество-1 шт.;

д) реле максимального  тока – РТ- 40/20. Количество – 3 шт.;

ж) резистор типа ПЭВ – 50. Количество -1шт.

 

    Для защиты кабельной линии от замыканий  на землю выбираем следующие электрические  аппараты:

а) трансформатор  тока земляной типа ТЗЛ - 10 -У3 с номинальным напряжением 10,5 кВ. D_max = 70 мм. Количество -1шт.;

б) реле тока типа РТ – 40/02. Количество -1шт.;

в) реле указательное типа РУ-21-У3. Количество-1шт. 
 
 

2.7 Проверка трансформаторов тока на десятипроцентную погрешность, выбор марки и сечения жил контрольного кабеля 
 

    Проверка  трансформаторов тока на десятипроцентную погрешность необходима для определения возможности точной работы измерительных органов защиты в конкретных расчетных условиях. Для обеспечения точной работы трансформатора тока необходимо, чтобы полная погрешность трансформаторов тока не превышала 10%. Проверка трансформаторов тока на десятипроцентную погрешность выполняется с помощью специальных кривых предельной кратности.

    Проверяем трансформатор тока типа ТФЗМ – 35Б1 – У1, который применяется для схемы дифференциальной защиты силового трансформатора.

    Порядок выполнения проверки: 

1. определяем  предельную кратность:

К₁₀ = ;

где I_расч – значение тока КЗ в точке короткого замыкания К₁ в максимальном режиме работы энергосистемы (I_расч = 4200 А);

I_{ном. ТТ} – номинальный ток трансформатора тока (I_{ном. ТТ} = 600 А);

К₁₀ = . 

2. по кривым определяем значение допустимого сопротивления  нагрузки для данного типа трансформатора Z_доп = 6 Ом.
3. определяем расчетную вторичную  нагрузку трансформатора тока:

 

Z_{н расч} = 4∙R_пр + 2∙Z_р + Z_пер; (2.20) 

где R_пр – сопротивление соединительных проводов;

                              R_пр =  (2.21)

где L – суммарная длина проводов (L = 30 м);

ν – удельная проводимость проводов (ν  = 34,5 Ом/м);

S – предположительное сечение провода (S = 2,5 мм²).

                        R_пр =  

Z_р – сопротивление реле;

                              Z_р = ,  (2.22)

    где S_р – потребляемая мощность реле ДЗТ -11 (S_р = 12 В∙А) [11];

         I_ср – ток срабатывания реле ДЗТ – 11 ( I_ср = 2,41 А);

Z_р = , 

где Z_пер – переходное сопротивление (Z_пер = 0,1 Ом – принимается для расчётов);

    Таким образом:           Z_{н расч} = 4∙0, 34 + 2∙2, 1 + 0,1 = 5,66 Ом. 

Сравниваем  расчетную вторичная нагрузку трансформатора тока с значением допустимого  сопротивления нагрузки:

  Z_доп ≥ Z_{н расч} ;      6 ≥ 5,66 Ом.