Мартеновское производство

    Следовательно, данный тип трансформатора тока будет  работать с погрешностью, не превышающей 10%.

    Проверяем трансформатор тока типа ТПШЛ – 10, который  применяется для дифференциальной защиты силового трансформатора на стороне  низкого напряжения 6 кВ:

1. определяем предельную кратность:           К₁₀ = ,

где I _расч – значение тока КЗ в точке короткого замыкания К₂ в максимальном режиме работы энергосистемы (I_расч = 11450 А);

I_{ном. ТТ} – номинальный ток трансформатора тока (I_{ном. ТТ} = 2000 А);

К₁₀ = .

2. по кривым определяем значение допустимого сопротивления нагрузки Z_доп = 5,5 Ом.
3. определяем расчетную вторичную нагрузку трансформатора тока:

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

         где R_пр – сопротивление соединительных проводов;

                            R_пр =

где L – длина кабеля (L = 30 м);

    v – удельная проводимость (v = 30 Ом/м);

    S – сечение провода (S = 4 мм²);

                        R_пр =

         Z_р – сопротивление реле, Z_р = 2, 1 Ом – из предыдущего расчёта.

         Z_пер – переходное сопротивление (Z_пер = 0,1 Ом); 

Таким образом:        Z_{н расч} = 4∙0, 25 + 2∙2, 1 + 0, 1 = 5, 3 Ом; 

4. сравниваем  расчетную вторичную нагрузку трансформатора тока со значением допустимого сопротивления нагрузки:

  Z_доп ≥ Z_{н расч;} ;             5,5 ≥ 5,3 Ом.

       Следовательно, трансформатор тока работает с погрешностью, не превышающей 10%. 
 

   2.8 Описание устройства автоматики  подстанции 
 

       При возникновении нарушений нормального режима работы необходимо достаточно быстро производить разгрузку линий электропередачи и другие операции, которые предотвращают повреждение оборудования и развитие местных нарушений режима в крупную системную аварию.

       Быстрое протекание процессов при резких, аварийных нарушениях нормальных режимов исключает возможность их ликвидации и тем более предотвращения действиями оперативного персонала даже при наличии средств телеконтроля. Поэтому предотвращение, локализация и ликвидация нарушений нормального режима целиком возлагаются на специальные автоматические устройства, получившие общее наименование устройств противоаварийной автоматики (ПА).

       По  своему назначению устройства противоаварийной автоматики подразделяются на четыре основные группы:

• устройства для предотвращения нарушения устойчивости параллельной работы путем разгрузки линий электропередачи и другого оборудования;
• устройства для предотвращения опасного повышения частоты в энергосистемах, связанных с мощными гидроэлектростанциями, путем приведения режима ГЭС в соответствие с новыми условиями или путем отделения от ГЭС тепловых электростанций со сбалансированной нагрузкой;
• устройства для прекращения асинхронного режима путем автоматического разделения энергосистем или путем облегчения условий ресинхронизации (восстановления синхронизма);
• устройства для предотвращения длительного повышения напряжения, опасного для оборудования подстанций.

       Наиболее  распространенной схемой электроснабжения промышленных предприятий является питание распределительных цеховых подстанций (РП) от главных понижающих подстанций (ГПП) по двум магистралям, к каждой из которых присоединены секции шин РП с секционным выключателем между ними.

       Секционный  выключатель включается устройством  АВР в случае исчезновения напряжения на секции после отключения ввода от питающей магистрали. Наличие двух магистралей обеспечивает взаимное резервирование участков сети (двустороннее АВР).

       За  время цикла АВР синхронные двигатели, подключенные к секции, потерявшей питание, выпадают из синхронизма по отношению к резервирующему источнику. Действие АВР может быть разрешено в двух случаях: или после отключения синхронной нагрузки, или после снятия с нее возбуждения и перевода в пусковой режим. Оба режима могут быть проконтролированы фактом снижения напряжения на шинах резервируемой секции ниже 65% номинального напряжения. Таким образом, после отключения выключателя ввода основного питания (например, в результате действия релейной защиты) устройство АВР должно ожидать снижения напряжения до заданного значения.

       Несинхронное  включение устройством АВР возбужденной синхронной нагрузки крайне нежелательно по следующим причинам:

• из-за большой кратности тока, которая может вызвать механическое повреждение двигателя;
• из-за возможности возникновения асинхронного режима, при котором могут выпасть из синхронизма двигатели второй, неповрежденной магистрали, что приведет к нарушению производственного процесса;
• из-за невозможности для некоторых типов синхронных двигателей произвести ресинхронизацию после несинхронного включения без принятия дополнительных мер, например временного снятия возбуждения с последующей его подачей после восстановления напряжения или кратковременной разгрузки двигателя.

       Для повышения эффективности работы устройств АВР при наличии  синхронной нагрузки в схеме АВР предусматриваются органы, выявляющие прекращение питания от основного источника и при этом временно снимающие возбуждение с синхронных двигателей. Такими органами могут быть реле активной мощности, контролируемые работой реле снижения частоты, реле скорости снижения частоты или реле разности частот между двумя секциями.

       Для усиления действия устройства АВР с  пуском от реле напряжения следует снимать возбуждение с синхронных двигателей после срабатывания защиты на питающей линии или трансформаторе.

       При осуществлении АВР двухсекционной подстанции, секции шин которой питают синхронные двигатели ответственных механизмов, надо иметь в виду, что в момент включения секционного выключателя на обеих секциях устанавливается одинаковое напряжение. При этом на секции, потерявшей основное питание, синхронные двигатели будут переведены в пусковой асинхронный режим со снятым возбуждением, а на все двигатели резервирующей секции будет подано пониженное напряжение. Если уровень напряжения окажется меньше 70% номинального, то синхронные двигатели резервирующей секции могут выпасть из синхронизма.

       Для улучшения условий действия устройства АВР следует обеспечить больший  уровень напряжения на секциях в  момент включения секционного выключателя. Для этого может быть применен метод опережающей форсировки возбуждения синхронных двигателей резервирующей секции, т.е. выполнение форсировки от пусковых органов устройства АВР одновременно с подачей включающего импульса на электромагнит секционного выключателя.

       Наличие синхронных возбужденных двигателей на резервирующей секции несколько  облегчает условия самозапуска  асинхронных и синхронных двигателей.

       К устройствам АВР предъявляются  следующие требования:

       а) срабатывание при исчезновении питания от рабочего источника по любым причинам;

       б) однократность  действия;

       в) включение резервного источника только после отключения рабочего и только при наличии напряжения на резервном источнике.

       В установках, имеющих выключатели  с электромагнитными приводами  устройства АВР, выполняют на постоянном оперативном токе (или выпрямленном оперативном токе).

       Орган минимального напряжения должен обеспечить пуск схемы АВР. В качестве органа минимального напряжения рекомендуется  устанавливать реле напряжения типа РН-53/Д, не подверженные вибрации и обеспечивающие надёжную работу.

       Орган частот, выполняемый с помощью  реле частоты типа РЧ-1, целесообразно применять в сочетании с пуском минимального напряжения для подстанции с синхронными двигателями.

       В этом случае обеспечивается более быстрая фиксация потери питания, чем при использовании только органа минимального напряжения.

       На  подстанциях с синхронными двигателями  целесообразно в качестве пускового  органа АВР использовать орган минимального напряжения совместно с защитой от потери питания.

       Орган выдержки времени АВР предназначен для обеспечения селективности действия пускового органа по отношению к релейной защите линий, отходящих от шин резервной подстанции.

       Орган контроля напряжения на резервном источнике  питания выполняется, как правило, однорелейным при использовании только органа минимального напряжения. Часто орган контроля напряжения представляет собой сочетание реле напряжения и реле частоты. Он является необходимым в схемах АВР при наличии на подстанциях синхронных двигателей, которые подлежат самозапуску при восстановлении напряжения или отключается при потере питания.

       Однократность действия АВР для схем на постоянном оперативном токе и выключателей с электромагнитным приводом осуществляется с помощью промежуточного реле, имеющего контакт с замедленным возвратом.

       Пусковой  орган такого АВР содержит минимальные  реле напряжения и максимальные реле напряжения (для контроля напряжения на резервном источнике питания). Выдержку времени создаёт реле времени (t_авр > t_сз + Δt, t_сз – время срабатывания защиты, Δt – ступень селективности, применяемая равна  
0,4 – 0,5 сек). Однократность действия обеспечивается промежуточным реле, имеющем при возврате выдержку времени (t_авр = t_вв + t_зап, где t_вв – время включения выключателя резервного источника, t_зап = 03 – 05с).

       Целесообразно установить АВР на секционном выключателе (скрытый резерв). Автоматическое включение резерва АВР должно предусматриваться для всех ответственных потребителей, поэтому на подстанциях, питающих потребителей 1-й категории, АВР является обязательным.

       Пуск  в действие АВР может осуществляться реле минимального напряжения, контролирующим напряжением на отдельных секциях шин, или совместным действием этого реле и реле понижения частоты, что обеспечивает действие АВР в пределах 0,2—1с после прекращения питания. Время действия АВР должно уменьшаться в направлении от потребителей к источнику питания и согласовываться с временем действия защит линий, отходящих от сборных шин резервируемой установки .[10] 
 
 

2.9 Описание  работы схемы защиты кабельной линии 
 

       Защита  отходящей кабельной линии, питающей эксгаустеры агломерационной фабрики состоит из максимально-токовой защиты и токовой защиты нулевой последовательности.

       Максимально-токовая  защита выполнена в двухфазном трехрелейном исполнении на реле РТ-40. Схема реагирует на все виды коротких замыканий, за исключением короткого замыкания на землю фазы, в которой трансформатор тока не установлен. между фазами или замыканий на землю фаз А или С ток в цепях трансформаторов тока ТА1 и ТА2 повышается. Срабатывают реле КА1-КА3, которые своими контактами запускают реле времени КТ. При устойчивом коротком замыкании реле времени КТ через 1 с своим контактом КТ пропустит ток через катушки указательного реле КН1 и промежуточного реле KL. Реле KL своим контактом замкнет цепь электромагнита отключения YAT вакуумного выключателя Q, т.е. защита сработает. В свою очередь реле КН1 подаст сигнал о сработавшей защите оперативному персоналу.

       Токовая защита нулевой последовательности построена на трансформаторе тока нулевой последовательности TAN типа ТЗЛ-10-У3 и реле тока КА4 типа РТ – 40/02. При появлении на кабельной линии короткого замыкания на землю одной из фаз реле КА4 замкнет свой контакт в цепи указательного реле КН2, которое подаст сигнал оперативному персоналу.