Согласно требованиям [15] в схеме электроснабжения предприятия проектируются и устанавливаются следующие устройства релейной защиты и автоматики.
Силовые трансформаторы ГПП 110/10 кВ защищаются основными защитами:
1) От коротких междуфазных замыканий в обмотках и на выводах, включая витковые замыкания в обмотках ¾ продольная дифференциальная токовая защита, действующая на отключение трансформатора;
2) От замыканий внутри бака трансформатора и контакторном объеме РПН, сопровождающееся выделением газа ¾ газовая защита с одним газовым реле, контролирующим выделение газа из бака трансформатора в расширитель, и с одним газовым реле для контакторного отсека РПН. Газовая защита бака трансформатора выполняется с двумя ступенями, действующими на сигнал и отключение. Газовая защита контакторного отсека РПН выполняется с одной ступенью, действующей только на отключение;
3) От коротких многофазных замыканий на шинах низкого напряжения (10 кВ) ¾ максимальная токовая защита (МТЗ) с комбинированным пуском по напряжению. Эта защита также осуществляет резервирование элементов, присоединенных к шинам низкого напряжения. Защита выполняется двумя реле тока РТ-40, фильтр-реле напряжения обратной последовательности РНФ-1М и минимального реле напряжения РН-54/160. Защита выполняется с двумя выдержками времени и действует последовательно на отключение выключателя со стороны низкого напряжения и на выходные промежуточные реле защиты трансформатора. Токовые цепи этой защиты присоединяются к трансформаторам тока на низкой стороне.
В качестве резервных защит трансформаторов 110/10 кВ применяются защиты:
1) От коротких внешних многофазных замыканий ¾ МТЗ с комбинированным пуском по напряжению. Защита резервирует отключение короткого замыкания на шинах низкого напряжения, а также основные защиты трансформатора. Защита присоединяется к трансформаторам тока на стороне высокого напряжения и выполняется с двумя реле тока РТ-40;
2) От симметричных перегрузок ¾ МТЗ с независимой выдержкой времени осуществляется с одним реле тока РТ-40. Защита присоединяется к трансформаторам тока на низком напряжении (на каждой ветви расщепленного трансформатора). Действует на сигнал с выдержкой времени.
Кабельные линии напряжением 6-10 кВ защищаются:
1) Токовой защитой от многофазных коротких замыканий ¾ одноступенчатой МТЗ. Аппаратура защиты располагается в отсеках шкафов КРУ;
2) От однофазных замыканий на землю на всех линиях, отходящих от шин РП и ГПП. Защита выполняется с действием на сигнал за исключением тех случаев, когда по условиям техники безопасности требуется действие защиты на отключение. Для выполнения защиты применяются трансформаторы тока нулевой последовательности типа ТЗЛ. Для защиты используются устройства сигнализации замыканий на землю УСЗ-2/2, реагирующие на сумму высших гармоник. Также применяются устройства контроля изоляции, которые выполнены на реле напряжения РН-50, и подключаемые к разомкнутому треугольнику трансформатора напряжения.
Синхронные и асинхронные электродвигатели напряжением выше 1кВ защищаются:
1) от многофазных замыканий на выводах и в обмотке статора ¾ МТЗ без выдержки времени для двигателей мощностью до 4000 кВт;
2) От замыканий на землю обмотки статора на двигателях мощностью менее 2000 кВт, если ток замыкания на землю более 10 А, применяется токовая защита нулевой последовательности, действующая на отключение двигателя;
3) От перегрузки синхронных двигателей частыми пусками (компрессорная) ¾ МТЗ с зависимой от тока характеристикой выдержки времени. Защита выполняется на реле тока типа РТ-80;
4) От асинхронного хода синхронных двигателей ¾ МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени в однофазном однорелейном исполнении. Защита действует на автоматическую разгрузку;
5) От потери питания и понижения напряжения ¾ защита минимального напряжения и минимальной частоты, действующее на отключение группы электродвигателей.
Асинхронные электродвигатели напряжением до 1кВ имеют защиту:
1) От коротких междуфазных замыканий и однофазных замыканий на землю ¾ плавкие предохранители, электромагнитные и тепловые расцепители автоматических выключателей;
2) От перегрузки ¾ тепловые расцепители автоматов.
Шины комплектных распределительных устройств защищаются быстродействующей неполной дифференциальной токовой защитой и дуговой защитой. Комплектные распределительные устройства подстанции защищаются от коротких замыканий, сопровождающихся горением дуги, дуговой защитой.
Автоматическое включение резерва (АВР) выполняется на секционных выключателях. На высоковольтных установках АВР выполняется на выключателях ВПМ с пружинным приводом, а в установках до 1000 В ¾ на автоматических выключателях ВА53-39.
Согласно [16] устройства автоматического повторного включения (АПВ) устанавливаются на воздушные и смешанные линии, сборные шины подстанции, понижающие трансформаторы. На двухтрансформаторных подстанциях АПВ устанавливается на вводы 10 кВ трансформаторов и выполняется с пуском от релейной защиты. Для подстанции компрессорной (с синхронными двигателями) АПВ выполняется с контролем отсутствия напряжения на шинах. Устройством АПВ оборудуется одиночная трансформаторная подстанция рамного цеха.
Так как объем дипломного проекта не предусматривает выбор параметров срабатывания релейной защиты и автоматики для всех элементов схемы, то в качестве примера, выберем параметры дифференциальной защиты трансформатора ТРДН-40000/110/10/10 главной понизительной подстанции проектируемого завода. В качестве пускового органа защиты применяем реле ДЗТ-21, которое является современным реле, более чувствительным к повреждениям трансформатора, чем реле ДЗТ-11.