(5 оценок, среднее: 4,80 из 5)
Загрузка...
Учебная работа. Разработка обеспечения надёжности электроснабжения
ИжГТУ
Кафедра “Электротехники “
Курсовая работа по “АУ и СЭС “
Содержание
Задание
1. Расчёт электронных нагрузок
2. Расчет токов недлинного замыкания
2.1 Расчет сопротивления полосы
2.2 Расчет токов недлинного замыкания
3. Расчет релейной защиты
3.1 защита 1 — трансформаторов ТМЗ-630-6 / 0,4 кВ
3.2 защита высоковольтных движков (СД)
3.3 защита 2 — расчет уставок защит, установленных на АВР
3.4 защита 3 — наибольшая токовая защита отходящих полосы
3.5 Дифференциальная защита силового трансформатора 6300-37/6,3
3.6 Защита 4 — защита сначала полосы 35 кВ
4. Построение карты селективности
5. Выбор времени срабатывания МТЗ
6. Проверка допустимости избранного времени срабатывания защиты по условию тепловой стойкости воздушной полосы
7. Оценка эффективности и надежности срабатывания реле в защитах
8. Расчет главных характеристик системы автоматики (АПВ, АВР)
Литература
Задание
защита ток реле трансформатор
на курсовую работу по предмету “Автоматизация управления системами электроснабжения”.
1. Избрать виды защиты и автоматики для систем электроснабжения в соответствие с группой эл. приемников и обеспечения надежности эл. снабжения, и высчитать их характеристики.
1.1 Избрать ток срабатывания защиты.
1.2 Избрать ток срабатывания реле.
1.3 Уточнить избранные токи по реле защиты в согласовании с проектируемой схемой.
1.4 Найти коэффициент чувствительности избранных защит в главный и резервируемой зоне.
1.5 Избрать время срабатывания главный и запасной защит, выстроить карту селективности срабатывания защиты.
1.6 Произвести расчетную проверку трансформаторов тока для проектируемых защит.
1.7 Оценить эффективность и надежность срабатывания реле в защитах.
1.8 Проверить допустимость избранного времени срабатывания защиты по условию тепловой стойкости кабельной полосы.
1.9 Произвести расчет напряжений на выводах вторичных обмоток трансформаторов тока в режиме к.з. сначала защищаемого участка.
1.10 Произвести расчет главных характеристик системы автоматики (АПВ, АВР и т.д.)
2. Избрать для данной схемы трансформаторы тока и релейную аппаратуру.
3. Избрать сечение токовых цепей защиты линий исходя из работы трансформатора тока с погрешностью наименее чем 10%. Расстояние от трансформаторов тока до панелей защиты выбирать 1-50 метров.
1. Расчёт электронных нагрузок
№
Наименование потребителей
n
Ру, кВт
cos/tg
Ки
Рр, кВт
QP, кВАр
Uн, кВ
I секция
1
Насосы
4
160
0.96/0.29
0.8
512
148.8
0.4
2
Электродвигатели задвижек
12
7.5
0.87/0.57
0.1
9
5.13
0,4
II секция
3
Вентиляторы
8
40
0.93/0.39
0.8
256
99.84
0,4
4
Кран
1
75
0.88/0.54
0,15
11.25
6.07
0,4
5
Освещение
50
1/-
0.8
40
0,4
6
Компрессоры
4
2000
0.9/-0.48
0.85
6800
3264
6
Результат
Расчет нагрузок произведем с помощью коэффициента максимума.
Расчетные значения Рр и Qр находим по выражениям:
Рр = n · Ру · ки, (кВт)
Qр = Рр · tg (кВАр)
Находим расчетные перегрузки по секциям:
I секция
Определяем m:
m ;
Определяем число действенных приемников: т.к. m>3
Из таблицы (л.4, стр.32) находим Км=0.77
Находим расчетную наивысшую активую и реактивную мощности:
Pm= (кВт)
Qм = Qр = 153.9 (кВАр)
Sм = (кВА)
Iм = (А)
II секция
Определяем m:
m ;
Определяем число действенных приемников: nэ = n = 9, т.к. m<3
Из таблицы (л.4, стр.32) находим Км=0.85
Находим расчетную наивысшую активую и реактивную мощности:
Pm=.85 (кВт)
Qм = Qр = 105.91 (кВАр)
Sм = .3 (кВА)
Iм = (А)
Находим общую суммарную полную мощность обеих секций c учетом коэффициента разновременности максимума перегрузки:
Избираем силовой трансформатор:
Sтр= (кВА)
где Кз — коэффициент загрузки трансформатора, Кз=0,7;
n — количество трансформаторов.
Как следует, избираем два трансформатора ТМЗ — 630 — 6/0,4 с начальными данными ?Рхх=1,31 кВт, ?Ркз= 7,6 кВт, Uкз= 5,5%, Iхх= 1,8%.
Таковым образом токи секций на стороне U=6кВ будут равны:
Iм1= (А)
Iм2= (А)
I? = Iм1 + Iм2 = 41.4 + 43.86 = 85.26(А)
2. Расчет токов недлинного замыкания
рис. 1
Схема замещения представлена на рис. 2
Расчет токов КЗ ведем в именованных единицах.
2.1 Расчет сопротивления полосы
Определим минимальную и наивысшую мощность недлинного замыкания по формуле:
S=UсрIк
Sk max==1088,17 кВА
Skmin кВА
Определим сопротивление системы с учетом Skmax=1088,17кВА, и Skmin=768,12кВА, Uб = Uср = 37 кВ:
(Ом)
Хс2 = (Ом)
Определим активное и индуктивное сопротивление воздушной полосы АС-25, U=37 кВ, длиной L=6 км:
Rвл = (Ом)
где -удельная проводимость сплава,AI=32
S-сечение провода, мм2
L — длина полосы, км;
рис.2
Xвл = х0 · L = 0,4 · 6 = 2,4 (Ом)
где X0 — удельное реактивное сопротивление полосы, х0 = 0,4 Ом/км
Определим сопротивление силового трансформатора 6,3 МВА, Uкз = 7,5%:
Хтр1 = (Ом)
Определим сопротивление синхронного мотора Рн = 2000кВт, Qн = 816 кВАр
Хсд = (Ом),
где X» — сверхпереходное сопротивление СД, X»=0,2 Ом;
Потому что у нас к каждой секции 6 кВ присоединены по два СД, то общее сопротивление будет равно:
Х2сд = (Ом)
Сопротивление трансформатора ТМЗ-630-6/0,4 кВ по [л.7, стр. 35] равно:
Rтр2 = 3,1 (мОм)
Хтр2 = 13,6 (мОм)
2.2 Расчет токов недлинного замыкания
Расчет токов КЗ производим с учетом подпитки от СД:
Iк = Iс + Iсд (кА)
где
Iс — расчетный ток КЗ от системы;
Iсд — расчетный ток КЗ подпитки СД.
При расчете недлинного замыкания , потому что схема содержит несколько уровней напряжения — 0,4; 6,3; 37 кВ, то сопротивления следует приводить на тот уровень напряжения, где находится точка КЗ:
Хвн = Хнн
Сопротивление системы до точки недлинного замыкания рассчитывается по формуле:
Zс = , Ом
где — суммарное активное сопротивление отрезка полосы от системы до точки КЗ, Ом
— суммарное реактивное сопротивление отрезка полосы от системы до точки КЗ, Ом
Если < то третируют.
Расчетный ток КЗ подпитки СД находим по выражению:
Iсд (кА)
где
EЅ — сверхпереходная ЭДС.
— суммарное сопротивление СД и отрезка полосы от СД до точки КЗ, по мере необходимости приведенное к соответственному уровню напряжения.
Все результаты расчетов токов КЗ сведем в таблицу 2.
Рассчитываем ток недлинного замыкания для точки К4
Приведем расчетную схему замещения к виду:
Z2 = RУ2 + јХУ2 (Ом),
где RУ2 — суммарное активное сопротивление отрезка полосы от системы до точки 1 приведенное к 0,4 кВ;
ХУ2 — суммарное реактивное сопротивление отрезка полосы от системы до точки 1 приведенное к 0,4 кВ;
RУ2 (мОм)
ХУ2 (мОм)
Z2 = RУ + јХУ = 0,88 + ј2,33 (мОм)
Z1 = RУ1 + јXУ1 = 0 + ј4.27 = ј4.27 (мОм)
где RУ1 — суммарное активное сопротивление отрезка полосы от СД до точки 1 приведенное к 0,4 кВ;
ХУ1 — суммарное реактивное сопротивление отрезка полосы от СД до точки 1 приведенное к 0,4 кВ;
ХУ1 (мОм)
Z3 = Rтр2 + јХтр2 =3,1 + ј13,6 (мОм)
Определим общий ток КЗ беря во внимание токораспределение от системы и от СД:
Iк =Iс + Iсд (кА)
где Iсд
Zрез1 ; ZУ = Zэ + Z3 ; Zэ ; С1
Zэ
=0,21+j0,9
ZУ = Zэ + Z3 (мОм)
С1
Zрез1
Iсд (кА)
Iс
Zрез2 ; ZУ = Zэ + Z3 ; Zэ ; С2
С2
Zрез2
Iс (кА)
Таковым образом общий ток КЗ для точки К4 будет равен:
Iк =Iс +Iсд =5,75 + 3,26 = 9,01 (кА)
Наименование расчетных данных
Расчетные данные при маленьком замыкании в точке (см. схему замещения)
К1
К2
К3
К4
1
2
3
4
5
Сопротивление системы, приведенное к точке КЗ, Ом:
Хс.мин
Хс.мах
1,78
1,25
1,78
1,25
0,052
0,036
0,23 ·10-3
0,16·10-3
Сопротивление частей схемы, приведенных к точке КЗ,Ом:
1.78
1.25
8.6
8.34
0.93·10-3
14.87
·10-3
Воздушная линия, Ом:
активное
индуктивное
7,50
2,40
7,50
2,40
0,22
0,07
0,97·10-3
0,31·10-3
Трансформатор 6,3 МВА, Ом
16,30
16,30
0,473
1,907·10-3
2 СД, Ом
36,06
36,06
1,06
4,71·10-3
Трансформатор 630 кВА, Ом:
активное
индуктивное
3,1·10-3
13,6·10-3
ток подпитки СД, кА
1,63
3,26
Ток КЗ от системы, кА:
Iмах
Iмин
16,184
11,365
2,42
2,35
3,853
3,729
5,75
Общее значение тока К.З, кА:
Iмах
Iмин
16,184
11,365
2,42
2,35
5,483
5,359
9,01
Общее значение тока КЗ приведенное к напряжению 6 кВ, кА:
Iмах. пр.
Iмин. пр
94,406
66,295
14,116
13,708
5,483
5,359
600.7
3. Расчет релейной защиты
3.1 защита 1 — трансформаторов ТМЗ-630-6 / 0,4 кВ
Главными видами повреждений в трансформаторах (автотрансформаторах) являются:
· замыкания меж фазами в обмотках и на их выводах;
· замыкания в обмотках меж витками одной фазы (витковые замыкания);
· замыкания на землю обмоток либо их внешних выводов.
В согласовании с сиим, согласно ПУЭ, на трансформаторах (? 6 кВ) должны предусматриваться устройства релейной защиты , действующие при:
· повреждениях снутри баков маслонаполненных трансформаторов;
· многофазных КЗ в обмотках и на их выводах;
· витковых замыканиях в обмотках трансформаторов;
· наружных КЗ;
· перегрузках (если они вероятны);
· снижениях уровня масла в маслонаполненных трансформаторах;
Для трансформаторов малой и средней мощности (сюда относится и наш защищаемый трансформатор) неплохую защиту можно обеспечить применением моментальной токовой отсечки в сочетании с наибольшей защитой и газовой защитой.
Газовая защита является: более чувствительной защитой трансформатора от повреждения его обмоток и в особенности при витковых замыканиях, на которые наибольшая защита и отсечка не реагируют, защитой от снижения уровня масла в маслонаполненных трансформаторах. На нашем трансформаторе предусматриваем газовое реле чашечного типа РГЧ.
Для защиты от повреждений на выводах, также от внутренних повреждений предусматриваем токовую отсечку без выдержки времени, устанавливаемую со стороны питания и охватывающую часть обмотки трансформатора.
Произведем расчет токов срабатывания наибольшей защиты.
Из расчетов токов КЗ следует: I(3)к мин.6.3 = 5483 (А) и ток КЗ на стороне 0,4 кВ приведенного к напряжению 6 кВ I(3)к 0,4 пр. = 9010·0,4/6,3 = 600,7 (А).
Рассчитаем коэффициент самозапуска перегрузки:
ксзп
где Iсзп — ток самозапуска перегрузки, А
Iр.макс. — наибольший рабочий ток, А, за Iр.макс. с учетом `аварийного` отключения второго трансформатора принимаем расчетный суммарный ток 2-ух секций 0,4 кВ.
Iр.макс. = 85,26 (А)
Iсзп
где Хэ — эквивалентное сопротивление, Ом,
Хэ = Хс.пр.6,3 + Хвл пр.6,3 + Хтр1 пр.6,3 + Хнагр.
Хнагр. = =14,95
где Х*нагр. = 0,35 (Ом), для общепромышленной перегрузки.
Хэ = 0,052 + 0,07 + 0,473 + 14,95 = 15,54 (Ом)
Iсзп (А)
ксзп
Как следует, ток срабатывания защиты на стороне 6 кВ, выполненной по схеме неполной звезды с 2-мя реле РТ-95 (I вариант) и по схеме неполной звезды с 3-мя реле РТ-95 (II вариант), дешунтирующими соответственно два ЭО будет равен:
Iс.з. ? (А)
где кн =1,1 — коэффициент надежности срабатывания реле РТ-95;
кв = 0,8 — коэффициент возврата реле РТ-95.
Заметим, что пользователи на стороне 0,4 кВ не являются ответственными и потому АВР на стороне 0,4 не предусматриваем.
Тогда ток срабатывания реле наибольшей защиты для обоих вариантов будет равен:
Iс.р. (А)
где nт =250/5 — коэффициент трансформации трансформатора тока;
ксх = 1 — коэффициент схемы неполной звезды;
Принимаем ток срабатывания реле РТ-95 Iс.р.= 7(А), тогда Iс.з (А)
Проверим чувствительность наибольшей защиты трансформатора:
1) при двухфазном КЗ за трансформатором соединением обмоток /?-11 расчетный ток в реле:
Iр (А) (I вариант)
к(2) ч < 1,5 и, как следует, схема неполной звезды с 2-мя реле нам не подступает.
Iр (А) (II вариант)
к(2) ч >1,5 совсем избираем схему защиты неполная звезда с 3-мя реле.2) при однофазном КЗ на стороне 0,4 кВ за трансформатором со схемой соединения обмоток /?-11 ток I(1)к ? I(3)к
Iр (А)
к(1) ч 1,5
Целенаправлено установить специальную защиту нулевой последовательности на стороне 0,4 кВ. Избираем ток срабатывания на стороне 0,4 кВ по условию отстройки от большего тока небаланса в нулевом проводе трансформатора ?/ в обычном режиме (Iс.з. 1,2·Iн.тр., ГОСТ 11677-75):
Iс.з. = 1,2 · Iн.тр= 1,2 · 85,26 = 1611,41 (А)
Токовую отсечку исполняем на том же реле РТ-95. Тогда ток срабатывания отсечки:
Iс.о. ? кн · I(3) к.макс. = 1,6 · 600,7 = 961,12 ? 1000 (А)
где кн = 1,6 — коэффициент надежности для реле РТ-95, (л.6 , стр.26);
Но также токовая отсечка создана для резвого отключения всех КЗ, вызывающих небезопасные для СД понижения напряжения:
Iс.о. .
где Uс.мин.= 6000 — междуфазное напряжение питающей системы в наименьшем режиме ее работы, В;
zс.мин. — сопротивление системы в наименьшем режиме до места установки отсечки, Ом;
кн = 1,1 — коэффициент надежности;
к0 = 1 — коэффициент, учитывающий зависимость остаточного напряжения в месте установки отсечки от удаленности трехфазного КЗ;
zс.мин. (Ом)
Iс.о. (А)
Условие производится.
I(3)к.макс. — наибольший ток КЗ на стороне 0,4 кВ приведенное к напряжению 6 кВ.
Коэффициент чувствительности в месте установки равен:
к(2) ч
Проведем расчетную проверку трансформаторов тока типа ТЛМ-10 с nт = 250/5, проверку чувствительности реле защиты и ЭО опосля дешунтирования, проверку допустимости внедрения реле РТ-95 по наибольшему значению тока КЗ.
1) Проверка на 10 % погрешность делается при токе срабатывания отсечки (1000 А):
к10 ,
чему соответствует сопротивление Zн.доп. = 2,5 (Ом) (л.6,стр.287)
В режиме дешунтирования сопротивление
Zн.расч. = 2 rпр. + zр + rпер.,
где rпр. — сопротивление соединительных проводов (Cu) при длине 15 м и сечении 4 мм2, zр — сопротивление реле РТ-95, rпер. — сопротивление переходное контактов, принимаем равным 0,1 (Ом)
rпр. (Ом) zр = (Ом)
Zн.расч. = 2 · 0,09 + 0,61 + 0,1 = 0,89 (Ом) < 4,4 (Ом), что соответствует погрешности е < 10 % до дешунтирования ЭО.
2) Опосля дешунтирования ЭО тока в режиме опосля дешунтирования ЭО превосходит 10 %.
Определим действительную токовую погрешность при токе надежного срабатывания токовой отсечки кч·Iс.о.= 3,39·1000 = 3390 (А), чем соответствует кмакс. =
При Zн.расч. = 3,19 (Ом)
А = ,
а f = 64 % (л.6,стр.36). Но с учетом низкого коэффициента возврата электромагнитного реле РТ-85 (0,3-0,4) чувствительность защиты опосля дешунтирования ЭО не понижается и возврата реле не произойдет:
кч.з. =
3) Произведем проверку чувствительности ЭО:
При токе надежного срабатывания ЭО 1,4·5 =7 (А)предельная кратность к10 = 1,4, чему соответствует Zн.доп. = 7 (Ом), т.е. существенно больше чем Zн.расч. =2,69 (Ом). Как следует, е < 10 % и тем наиболее f < 10 %.
кч ЭО > 1,5,
где Iр.мин. (А);
Iс.ЭО = 5 (А);
ку = 2 — коэффициент, учитывающий уменьшение тока в ЭО по сопоставлению с током в измерительных трансформаторах реле защиты при двухфазном КЗ за трансформатором, (л.6, стр.137, таб. 2-2).
4) Проверяем точность работы реле типа РТ-95 при наивысшем токе КЗ (5483 А, точка К3).
По Zн.расч. = 0,89 определяем к10 доп. = 9 %, потом кмакс. =5483/250 = 21,9 и коэффициент А = 21,9/9= 2,44 при котором f = 46 %, что меньше допустимых 50% для реле типа РТ-85.
I2к.макс. (А) < 150 (А) (условие 1-9,л.6)
5) Проверяем наибольшее тока опосля дешунтирования ЭО:
U2 макс.· 25,44 · 5 · 3,19 = 572,1 (В) < 1400 (В)
Таковым образом, трансформатор тока типа ТЛМ-10 нам подступает по всем характеристикам.
Таблица 1
п/п
Наименование
Обозначение и расчетная формула
Вычисленное
1
Наибольший рабочий ток, А
Iм
85,26
2
Коэффициент трансформации трансформатора тока
nТ
250/5
3
Малое
Главный, А
Iк1(3)
600,7
Запасной, А
Iк2(3)
4
Сквозной ток КЗ либо пусковой ток (для мотора) при пуске от полного напряжения, А
Iк(3)
5
Расчетные коэффициенты
Самозапуска
Ксзп
2,7
Схемы включения реле
Ксх
1
Надежности
Кн
1,1
Возврата реле
Кв
0,8
6
ток срабатывания реле
Расчетный, А
6,33
Принятый, А
iср
7
Первичный, А
Iсз=iсрnТ
350
7
чувствительность защиты
В зоне главный защиты
Кч=0,87 Iк1(3)/ Iсз
4,63
В зоне запасной защиты
Кч=0.87 Iк2(3)/ Iсз
За трансформатором
Кч=0.5 Iк2(3)/ Iсз
8
Выбрано токовое реле
количество и тип
—
3 РТ-95
Пределы уставки тока реле, А
от 4 до10
9
Принятая уставка времени защиты, с
t
0,5
10
Выбрано реле времени
Тип и пределы уставки, с
—
11
Расчетные коэффициенты
Схема включения реле
Ксх
1
Надежности
Кн
1,6
12
ток срабатывания отсечки
Расчетный, А
19,2
Принятый, А
iсро
20
Первичный, А
Iсзо=iсроnТ
1000
13
Кратность тока срабатывания отсечки
iсро/iср
2,85
14
Чувствительность защиты (отсечки) при I(3) к= 5359 (А)
Кч=0,87 Iк1(3)/ Iсзо
4,66
15
Выбрано токовое реле
количество и тип
—
3 РТ-95
Пределы уставки тока реле, А
от 8 до 80
3.2 защита высоковольтных движков (СД)
Требования к устройствам РЗ и А подстанции, питающих СД (л.9):
· недлинные замыкания, вызывающие понижение напряжения на зажимах СД ниже допустимого по условиям сохранения их устойчивой работы должны отключаться без выдержки времени (можно отключать выключатель либо гасить магнитное поле);
· МТЗ линий и трансформаторов, через которые питаются СД, при наружных КЗ не должны срабатывать от токов, посылаемых СД при наружных КЗ;
· продольные дифференциальные защиты частей должны быть отстроены от токов небаланса, вычисленных при наибольших сквозных токах КЗ с учетом подпитки места повреждения СД;
· устройства АВР на линиях, трансформаторах и секционных выключателях при включении которых подается напряжение на СД, потерявшие основное питание, должны выполнятся с контролем и ожиданием понижения напряжения со стороны СД, при всем этом перед включением выключателя запасного питания должны отключаться АГП либо выключатели СД. Это делается для убыстрения деяния АВР и для предотвращения несинхронного включения СД и обеспечения их удачной ресинхронизации, т.е. втягивания в синхронизм опосля включения АГП и подачи тока возбуждения в обмотку ротора электродвигателя.
На синхронных электродвигателях инсталлируются последующие виды защит:
— от междуфазных повреждений в статоре;
— от замыканий на землю (наибольшая токовая с нулевой последовательностью);
— от перегрузки;
— от снижения напряжения;
— от асинхронного режима.
защита от междуфазных повреждений является главный и неотклонимой защитой хоть какого синхронного электродвигателя. Она производится моментальной в виде токовой отсечки либо продольной дифференциальной защиты (для электродвигателей с Р 2 МВт), которая сразу с выключателем отключает АГП.
Для нашего синхронного мотора с Pном.дв. = 2000 кВт выберем ток срабатывания отсечки равный:
I с.з.отс. = кн · kп.дв. · I ном.дв. = 1,4 · 6,5 · 192 =1747,2 (А)
где kп.дв. = 6,5 — кратность запуска электродвигателя;
kн = 1,4 — коэффициент надежности для реле типа РТ 40;
Тогда ток срабатывания реле будет равен:
Iс.р. = (А)
kсх — коэффициент схемы (в нашем случае реле врубается по двухрелейной схеме неполная звезда kсх = 1);
nт = 250/5 — коэффициент трансформации трансформатора тока;
Избираем защиту по однорелейной схеме с параллельным соединением катушек реле типа РТ-40/50 с током срабатывания равным 40 А (предел уставок 25-50 А).
Проверим коэффициент чувствительности:
кч 1,5
защита от перегрузок осуществляется с помощью токового реле, включенного в одну фазу. Так как предусматриваем наличие неизменного дежурного персонала, то защиту исполняем с действием на сигнал с Iс.з. = 1,25Iн = 240 (А) и выдержкой времени, превосходящей по способности время затухания пусковых токов. Отключающий комплекс настраиваем на Iс.з. = 1,75Iн =336 (А).
защита от снижения напряжения является вспомогательной и в нашем случае устанавливается как на электродвигателях ответственных устройств, случайный самозапуск которых недопустим по условиям технологии производства либо техники сохранности. Для данной нам защиты применим схему с 2-мя комплектами реле напряжения, включенными на различные линейные напряжения, и реле времени. Для экономии аппаратуры защиты выполним её в виде групповой защиты. Напряжение срабатывания защиты выберем по условию:
Uс.з. = 0,7Uн = 4200 (В)
с выдержкой времени защиты t = 7 с, чтоб отключение электродвигателей происходило лишь при долговременной высадке напряжения либо его исчезновения.
защита от замыканий на землю: ток срабатывания защит электродвигателей от замыканий на землю должен быть не наиболее 10 А (для электродвигателей мощностью до 2 МВт) с действием на отключение без выдержки времени.
Устанавливаем ток срабатывания Iс.р. = 9А
Защита от асинхронного режима работы производится реагирующей на колебания тока в статоре либо роторе электродвигателя, возникающие в этом режиме. В нашем случае применим ординарную токовую защиту с помощью зависимого токового реле типа РТ-81, неким недочетом которого является маленькая зависимость меж током и временем срабатывания и периодом тока качания. Выберем ток срабатывания защиты и реле:
I с.з. = (1,3 ч 1,4)I ном.дв. = 1,4 · 192 = 268,8 (А)
Iс.р.
kсх — коэффициент схемы (в данном случае реле врубается по двухрелейной схеме неполная звезда kсх = 1);
nт = 50 — коэффициент трансформации трансформатора тока;
Избираем реле РТ-81 с током срабатывания Iср. = 6 (А) и соответственно ток срабатывания защиты равен Iс.з. = 280 (А), выдержку времени защиты избираем больше времени затухания пусковых токов электродвигателя.
3.3 защита 2 — расчет уставок защит, установленных на АВР
Наибольший ток, проходящий через секционный выключатель:
Iр.макс (А)
где Sр — суммарная полная мощность одной из 2-ух секций 6кВ (для расчета избираем II секцию), кВ·А;
Sр (кВ·А)
Определим ток самозапуска:
Iсзп (А)
где Хэ — эквивалентное сопротивление, Ом,
Хэ = Хс.пр.6,3 + Хвл пр.6,3 + Хтр1 пр.6,3 + Х ?нагр.
= 0,04 + 0,07 + 0,473 + 1,39 = 1,97 (Ом)
Х ?нагр. (Ом)
где Iп. — суммарный пусковой ток II секции 6 кВ;
Iп. = кп · Iн. р. + 2 · кп сд · Iн.сд = 2,74 · 43,86 + 2 · 6,5 · 192 = 2616,17 (А)
Коэффициент самозапуска:
ксзп
ток срабатывания селективной наибольшей защиты:
Iс.з. ? (А)
где кн =1,1 — коэффициент надежности срабатывания реле РСТ-13;
кв = 0,9 — коэффициент возврата реле РСТ-13.
По согласовании чувствительности с защитами на стороне 6 кВ (трансформатора 6/0,4):
I с.з. ? k н.с. · (I с.з.пред.макс. + УI р. ) ;
где k н.с. = 1,3 — коэффициент надежности согласования реле РСТ-13 с РТ-95;
I с.з.пред.макс. — больший ток срабатывания предшествующей защиты, А;
УIр.— геометрическая сумма наибольших рабочих токов всех прошлых частей, кроме тех, с защитами которых делается согласование, в нашем случае это будет I 2сд =362,6 — 43,86 = 318,74 (А);
I с.з. ? 1,3 · (350 + 318,74) = 869,36 (А)
Принимаем ток срабатывания защиты равным Iс.з. = 2261 (А). Тогда ток срабатывания реле:
Iс.р. (А)
где nт = 600/5 — коэффициент трансформации трансформатора тока;
ксх = 1 — коэффициент схемы неполной звезды;
Принимаем ток срабатывания реле РСТ-13-29 Iс.р.= 19 (А), тогда Iс.з (А)
Последующие расчеты приведены в таблице 2.
к ч > 1,5
Токовую отсечку исполняем на реле РТМ. Тогда ток срабатывания отсечки:
Iс.о. ? кн · I(3) к.макс. = 1,4 · 5483=7676,2 (А)
где кн = 1, 4 — коэффициент надежности для реле РСТ-13,
I(3) к.макс. — наибольший ток КЗ на стороне 6 кВ.
Находим чувствительность токовой отсечки:
к ч 1,5
Как видно чувствительность токовой отсечки меньше допустимой величины. И потому для сотворения условия селективности отсечку исполняем с маленький задержкой времени на ступень селективности больше, чем время срабатывания быстродействующих защит прошлых частей, т.е. с tс.о. = 0,40,8 с (л.6, стр.29).
Тогда принимаем Iс.о. = 2500 (А) и к ч > 1,5
Как следует, время срабатывания токовой отсечки защиты 2 будет равно:
tсо. = tсо.пред. + ?t = 0 +0,3 =0,3 с
Результаты расчета защиты на реле РТМ тоже приведены в таблице 2.
Принимаем время срабатывания МТЗ:
tср = tср.пред. + ?t = 0,5 +0,5 =1,0 с
где tср.пред. — время срабатывания предшествующей защиты, с;
?t = 0,5 с — ступень селективности.
Выбор уставки реле напряжения в блоке АВР.
Малое рабочее напряжение
, где
эквивалентное сопротивление перегрузки,
ток самозапуска.
(В)
Напряжение срабатывания реле
, где
коэффициент трансформации трансформатора напряжения (6000/100),
коэффициент надежности реле РН-54
коэффициент возврата реле РН-54
(В) 48 (В)
Частота срабатывания частотного пускового органа АВР принимается в границах 46-48Гц (единица частоты периодических процессов в Международной системе единиц СИ).
Проведем расчетную проверку трансформаторов тока типа ТЛМ-10 с nт= 600/5
1) Проверка на 10 % погрешность делается при токе срабатывания отсечки (2500 А):
к10 ,
чему соответствует сопротивление Zн.доп. = 1,75 (Ом) (л.6,стр.287)
Фактическое сопротивление перегрузки:
Zн.расч. = 2 rпр. + zртм + zрт + rпер. ,
где rпр. — сопротивление соединительных проводов (Cu) при длине 7 м и сечении 4 мм2, zртм — сопротивление реле РТМ, zрт — сопротивление реле РСТ-13, rпер. — сопротивление переходное контактов, принимаем равным 0,1 (Ом)
rпр. (Ом) zртм = (Ом)
zрт= (Ом)
Zн.расч. = 2 · 0,03 + 0,16 + 0,003 + 0,1 = 0,323 (Ом) <2,64 (Ом), что соответствует погрешности е < 10 % .
2) Проверяем надежность работы контактов токовых реле.
кмакс. =
При Zн.расч. = 0,323 (Ом)
А = ,
По характеристике f=10, но допустимое
3) Проверяем наибольшее тока опосля дешунтирования ЭО:
U2 макс.· 8,93 · 5 · 0,323 = 20,04 (В) < 1400 (В)
Таблица 2
п/п
Наименование
Обозначение и расчетная формула
Вычисленное
1
Наибольший рабочий ток, А
Iм
362,6
2
Коэффициент трансформации трансформатора тока
nТ
600/5
3
Малое
Главный, А
Iк1(3)
5359
Запасной, А
Iк2(3)
4
Сквозной ток КЗ либо пусковой ток (для мотора) при пуске от полного напряжения, А
Iк(3)
5
Расчетные коэффициенты
Самозапуска
Ксзп
5,1
Схемы включения реле
Ксх
1
Надежности
Кн
1,1
Возврата реле
Кв
0,9
6
ток срабатывания реле
Расчетный, А
18,84
Принятый, А
iср
19
Первичный, А
Iсз=iсрnТ
2280
7
чувствительность защиты
В зоне главный защиты
Кч=0,87 Iк1(3)/ Iсз
2,03
В зоне запасной защиты
Кч=0.87 Iк2(3)/ Iсз
За трансформатором
Кч=0.5 Iк2(3)/ Iсз
8
Выбрано токовое реле
количество и тип
—
2 РСТ-13-29
Пределы уставки тока реле, А
от 12,5 до 20
9
Принятая уставка времени защиты, с
t
1,0
10
Выбрано реле времени
Тип и пределы уставки, с
0,25 — 3,5
ЭВ 225
11
Расчетные коэффициенты
Схема включения реле
Ксх
1
Надежности
Кн
1,4
12
ток срабатывания отсечки
Расчетный, А
Принятый, А
iсро
25
Первичный, А
Iсзо=iсроnТ
2500
13
Кратность тока срабатывания отсечки
iсро/iср
1,3
14
Чувствительность защиты (отсечки) при I(3) к= 5359 (А)
Кч=0,87 Iк1(3)/ Iсзо
1,6
15
Выбрано токовое реле
количество и тип
—
2 РТМ-II
Пределы уставки тока реле, А
от 23 до 41
3.4 защита 3 — наибольшая токовая защита отходящих полосы
Избираем ток срабатывания селективной наибольшей защиты с зависимой время-токовой чертой с реле РТВ, у которого кн = 1,2, кв = 0,7 :
Iс.з. = (А)
где Iр.мин. = 362,6— расчетный ток перегрузки одной секции
По условию согласования с защитой секционного выключателя:
I с.з. ? k н.с. · (I с.з.пред.макс. + УI р. ) ;
где k н.с. = 1,4 — коэффициент надежности согласования реле РТВ с РСТ-13;
I с.з.пред.макс. — больший ток срабатывания предшествующей защиты, А;
УI р.— геометрическая сумма наибольших рабочих токов всех прошлых частей, кроме тех, с защитами которых делается согласование, в нашем случае это будет I р.мин = 362,6 (А);
I с.з. ? 1,4 · (2280 + 362,6) = 3699,64 (А)
По условию срабатывания АВР:
I с.з. ? 1,2. · (кп · I р. + I р.) = 1,2 · (5,1 · 362,6 + 362,6) = 2654,2
Принимаем Iс.з. = 3700 (А) и результаты расчета сводим в таблицу 3.
В случае срабатывания АВР с помощью использования схемных решений принимаем, что защита 3 срабатывает на отключение ранее, чем включится секционный выключатель запасного питания. Для этого применяем делительную защиту ДЗН, выполненной в виде защиты малого напряжения.
Для сотворения условия селективности отсечку исполняем с маленький задержкой времени на ступень селективности больше (л.6, стр.29), чем время срабатывания быстродействующих защит прошлых частей, т.е. с tс.о. = 0,3 с.
Тогда принимаем Iс.о. = 3000 (А) и к ч > 1,5
время срабатывания токовой отсечки защиты 3 будет равно:
tсо. = tсо.пред. + ?t = 0,3+0,3 =0,6 (с)
Все расчеты сводим в таблицу 3.
Проведем расчетную проверку трансформаторов тока типа ТЛМ-10 с nт= 800/5
1) Проверка на 10 % погрешность делается при токе срабатывания отсечки (4320 А):
к10 ,
чему соответствует сопротивление Zн.доп. = 2,8 (Ом) (л.6,стр.287)
Фактическое сопротивление перегрузки в режиме до дешунтирования ЭО при схеме соединения обмоток трансформатора в неполную звезду :
Zн.расч. = 2 rпр. + zртм + zрт + rпер. ,
где rпр. — сопротивление соединительных проводов (Cu) при длине 7 м и сечении 4 мм2, zртм — сопротивление реле РТМ, zрт — сопротивление реле РТВ, rпер. — сопротивление переходное контактов, принимаем равным 0,1 (Ом)
rпр. (Ом) zртм = (Ом)
zрт= (Ом)
Zн.расч. = 2 · 0,03 + 0,166 + 0,137 + 0,1 = 0,463 (Ом) < 3,5 (Ом), что соответствует погрешности е < 10 % .
Опосля дешунтирования ЭО тока в режиме опосля дешунтирования ЭО не превосходит 10 %.
2) Проверяем надежность работы контактов токовых реле.
кмакс. =
При Zн.расч. = 0,463 (Ом)
А = ,
По характеристике f=10, но допустимое
3) Проверяем наибольшее тока опосля дешунтирования ЭО:
U2 макс.· 6,67 · 5 · 2,763 = 130,3 (В) < 1400 (В)
Таблица 3
п/п
Наименование
Обозначение и расчетная формула
Вычисленное
1
Наибольший рабочий ток, А
Iм
362,6
2
Коэффициент трансформации трансформатора тока
nТ
800/5
3
Малое
Главный, А
Iк1(3)
5359
Запасной, А
Iк2(3)
4
Сквозной ток КЗ либо пусковой ток (для мотора) при пуске от полного напряжения, А
Iк(3)
5
Расчетные коэффициенты
Самозапуска
Ксзп
5,1
Схемы включения реле
Ксх
1
Надежности
Кн
1,2
Возврата реле
Кв
0,7
6
ток срабатывания реле
Расчетный, А
19,3
Принятый, А
iср
20
Первичный, А
Iсз=iсрnТ
3200
7
чувствительность защиты
В зоне главный защиты
Кч=0,87 Iк1(3)/ Iсз
1,5
В зоне запасной защиты
Кч=0.87 Iк2(3)/ Iсз
За трансформатором
Кч=0.5 Iк2(3)/ Iсз
8
Выбрано токовое реле
количество и тип
—
2 РТВ-III
Пределы уставки тока реле, А
от 5 до 35
9
Принятая уставка времени защиты, с
t
1,5
10
Выбрано реле времени
Тип и пределы уставки, с
11
Расчетные коэффициенты
Схема включения реле
Ксх
1
Надежности
Кн
1,4
12
ток срабатывания отсечки
Расчетный, А
18,7
Принятый, А
iсро
19
Первичный, А
Iсзо=iсроnТ
3040
13
Кратность тока срабатывания отсечки
iсро/iср
0,95
14
Чувствительность защиты (отсечки) при I(3) к= 5359 (А)
Кч=0,87 Iк1(3)/ Iсзо
1,53
15
Выбрано токовое реле
количество и тип
—
2 РТМ-II
Пределы уставки тока реле, А
от 23 до 41
3.5 Дифференциальная защита силового трансформатора 6300-37/6,3
Для защиты трансформаторов от КЗ меж фазами, на землю и от замыканий витков одной фазы обширное распространение получила дифференциальная защита. Она является главный быстродействующей защитой трансформаторов с обмоткой ВН 3 кВ и выше, согласно нормативным документам она обязана предусматриваться на трансформаторах мощностью 6,3 МВ·А, на трансформаторах 4 МВ·А при их параллельной работе и на трансформаторах наименьшей мощности (но не наименее 1 МВ·А), если токовая защита не удовлетворяет требования чувствительности, а МТЗ имеет выдержку времени наиболее 0,5 с.
Рассчитаем дифференциальную защиту на базе реле типа РНТ-565 без торможения силового трансформатора 6300-37/6,3; Uк = 7,5 %.
Определим средние значения первичных и вторичных номинальных токов для всех сторон защищаемого трансформатора:
Iн=Sтр / Uср;
Наименование величины
Численное
37 кВ
6,3 кВ
Первичный номинальный ток трансформатора, А
6300/· 37 = 98,31
6300/·6,3 = 577,35
Коэффициент трансформатора тока
150/5
600/5
Схема соединения трансформатора тока
?
Вторичный ток в плечах защиты, А
98,31· /(150/5) = 3,27
577,35 /(600/5)=4,81
Результаты расчетов токов КЗ:
I(3)к.мин.ВН = 912 (А) I(3)к.макс.ВН = 933 (А)
I(3)к.мин.НН = 5359 (А) I(3)к.макс.НН = 5483 (А)
1. Определим первичный ток небаланса:
Iнб=Iнб’+Iнб»+Iнб»’
где Iнб? — составляющая, обусловленная разностью намагничивающих токов трансформаторов тока в плечах защиты;
Iнб? — составляющая, обусловленная регулировкой коэффициента трансформации защищаемого трансформатора с РПН (наш трансформатор без РПН);
Iнб?? — составляющая, обусловленная невыполнимостью четкой установки на коммутаторе реле РНТ и ДЗТ расчетных чисел витков (дробных) уравнительных обмоток.
Iнб’ = kапер · kодн · · Ik max
где kапер — коэффициент, учитывающий переходной режим, для реле с насыщающимся трансформатором тока будет равным 1;
kодн — коэффициент однотипности, kодн = 1,0;
— относительное
Ik max — наибольший ток КЗ на ВН;
Iнб = 1 · 0,1 · 933= 93,3 (А).
2. Определим подготовительный ток срабатывания защиты по условию отстройки от тока небаланса:
Iс.з. ? кн · Iнб = 1,3 · 93,3= 121,3 (А)
где кн — коэффициент надежности, учитывающий ошибку реле и нужный припас, для реле РНТ он равен 1,3;
ток срабатывания защиты по условию отстройки от броска тока намагничивания:
Iс.з. ? кн · Iн.тр = 1,3 · 98,31 = 127,8 (А)
где кн — коэффициент отстройки защиты от бросков тока намагничивания, для реле серии РНТ равен 1,3;
Iн.тр — номинальный ток трансформатора на ВН;
Берем ток срабатывания защиты Iс.з. = 121,3 (А).
3.Производим подготовительную проверку чувствительности защиты при повреждениях в зоне её деяния:
3.1. при двухфазном КЗ за трансформатором.
Расчетный ток в реле дифференциальной защиты для схемы треугольника с 3-мя реле равен:
Iр.мин = 1,5·Iк.мин.ВН/nт = 1,5·912/30 = 45,6 (А)
ток срабатывания реле (подготовительный) равен:
Iс.р. = Iс.з. · ксх/nт = 121,3·1,73/30 = 7 (А)
Предварительное
кч = Iр.мин /Iс.р. = 45,6/7 = 6,5 > 2
4. Определим число витков обмоток реле РНТ (методика расчета из л.6 стр.198):
№
Обозначение величины и расчетное выражение
Численное
1
Iс.р.неосн. (сторона ВН)
7 А
2
w неосн.расч =Fс.р. /Iс.р.неосн.
100/7 = 14,28 вит
3
wнеосн. (наиблежайшее наименьшее число)
14 вит.
4
Iс.р.неосн. = Fс..р./wнеосн
100/14 = 7,14 А
5
Iс.з.неосн. (сторона ВН)
7,14·30/1,73 = 123,8 А
6
Iс.з.осн. (сторона НН)
123,8·37/6,3 = 727,08 А
7
w осн.расч = w неосн.·I2неосн. /I2осн
14 ·3,27/4,81 = 9,51 вит
8
wосн. (наиблежайшее целое число)
10
9
Iнб»’= (wосн.расч.— wосн.)·Iк.макс.ВН/wосн.расч.
(9,51—10)·933/9,51=48,07 А
10
Iнб с учетом Iнб??
93,3 + 48,07 = 141,37
11
Iс.з.неосн. с учетом Iнб??
1,3·141,37 = 173,78 >121,3
Расчет повторяется для новейшего значения Iс.р.неосн.
12
Iс.р.неосн.
173,58·1,73/30 = 10 А
13
wнеосн.расч. = Fс.р./Iс.р.неосн.
100/10 = 10 вит.
14
wнеосн. (наиблежайшее наименьшее число)
10 вит.
15
Iс.р.неосн. = Fс..р/wнеосн.
100/10 = 10 A
16
Iс.з.неосн. (сторона ВН)
10·30/1,73 = 173,4 А
17
Iс.з.осн. (сторона НН)
173,4·37/6,3 =1018,38 А
18
wосн.расч. = wнеосн.·I2неос.·I2осн.
10·3,27/4,81 = 6,8 вит.
19
wосн (наиблежайшее целое число)
7 вит.
20
Iнб??
(6,8—7)·933/6,8=27,4 A
21
Iнб с учетом Iнб??
93,3 + 27,4 = 120,7 А
22
Iс.з.неосн с учетом Iнб??
1,3·120,7=156,9 < 173,4
23
совсем принятые числа витков:
wосн. = wур.I
wнеосн. = wур.II
7 вит.
10вит.
24
Проверка I2осн.· wосн. = I2неосн.· wнеосн..расч.
4,81·7 ? 3,27·10
5. совсем коэффициент чувствительности равен:
кч = Iр.мин /Iс.р. = 45,6/10 = 4,56 > 2 что нас полностью удовлетворяет.
6. Расчетная проверка трансформаторов тока на стороне 35 кВ типа ТВТ 35-I
6.1. на 10 % погрешность.
Находим
к10 = I1расч./I1ном.ТТ
где I1расч. — первичный расчетный ток, для дифференциальных защит принимается равным большему значению тока при наружном (сквозном) КЗ, А;
I1ном.ТТ — первичный номинальный ток трансформатора тока.
к10 = 933/150 = 6,22
По кривой предельной кратности для ТВТ 35-I при 150/5 находим допустимое
Zн = 0,35 (Ом)
Для 2-ух поочередно включенных схожих вторичных обмоток трансформаторов тока Zн = 0,7 (Ом)
Фактическая расчетная вторичная перегрузка для принятой схемы:
Zн.расч. = 3 rпр. +3 zр + rпер
где rпр. — сопротивление соединительных проводов, при длине 15 м и сечении 4 мм2 сопротивление медных проводов:
rпр = L/г·S = 15/ 57·4 = 0,07 (Ом);
zр — полное сопротивление реле, для РНТ-565 равно 0,1 Ом (л.5, стр.200);
rпер — переходное сопротивление контактов, берем ? 0,1 Ом;
Zн.расч = 3 · 0,07 + 3 · 0,1 + 0,1 = 0,61 (Ом)
Zн.расч. < Zн
6.2.проверка надежной работы контактов
По значению Iк.макс = 933 (А) определяем кмакс.=Iк.макс./I1ном.ТТ = 933/150 = 6,22
Тогда
А = кмакс./к10 =6,22/1,3 = 4,78
По (л.6, стр.36) определим f = 67 %. значения допустимых погрешностей для реле типа РНТ-565 не регламентируются.
6.3. проверка по напряжению на выводах вторичной обмотки трансформатора тока:
U2макс = 1,41 · кмакс. · I2ном ·Zн.расч. < 1400 (В)
U2макс. = 1,41 · 6,22 · 5 · 0,61 = 26,75 (В) < 1400 (В)
3.6 защита 4 — защита сначала полосы 35 кВ
Принимаем к установке защиту с независящей время — токовой чертой на базе реле РСТ-13
Определим ток срабатывания защиты на стороне 35 кВ:
,
где кн = 1,1 — коэффициент надежности ( РСТ-13);
кв = 0,9 — коэффициент возврата ( РСТ-13);
Iр.макс. = Iавар. , (А) — наибольший вероятный ток в полосы, при срабатывании АВР равен сумме рабочих токов 2-ух секций;
А;
По условию согласования с прошлыми защитами :
I с.з. ? k н.с. · (I с.з.пред.макс. + УI р. ) ;
где k н.с. = 1,4 — коэффициент надежности согласования реле РСТ-13 с РТВ;
I с.з.пред.макс. — больший ток срабатывания предшествующей защиты, А;
УI р.— геометрическая сумма наибольших рабочих токов всех прошлых частей, кроме тех, с защитами которых делается согласование;
I с.з. ? 1,4 · 3200· = 762,8 (А)
Принимаем к расчету наибольшее
Токовую отсечку исполняем на реле РТМ. Тогда ток срабатывания отсечки на стороне 35 кВ с учетом защиты всей полосы:
Iс.о. ? кн · I(3) к.мин. = 1,4 · 5359· = 1277,4 (А)
Принимаем к расчету Iс.о. = 1300 (А) и все расчеты сводим в таблицу 4.
Как видно из расчетов защита установленная сначала полосы защищает всю линию, и потому необходимость установки защиты в конце полосы перед силовым трансформатором отпадает.
Принимаем время срабатывания МТЗ tс.з. = 1,2 с.
Проведем расчетную проверку трансформаторов тока типа ТВТ-35-I с nт= 250/5
1) Проверка на 10 % погрешность делается при токе срабатывания отсечки (250 А):
к10 ,
чему соответствует сопротивление Zн.доп. = 7 (Ом) (л.6,стр.288)
Фактическое сопротивление перегрузки:
Zн.расч. = 2 rпр. + zртм + zрт + rпер. ,
где rпр. — сопротивление соединительных проводов (Cu) при длине 7 м и сечении 4 мм2, zртм — сопротивление реле РТМ, zрт — сопротивление реле РСТ-13-24, rпер. — сопротивление переходное контактов, принимаем равным 0,1 (Ом)
rпр. (Ом) zртм = (Ом)
zрт= (Ом)
Zн.расч. = 2 · 0,03 + 0,42 + 0,006 + 0,1 = 0,586 (Ом) < 3,8 (Ом), что соответствует погрешности е < 10 % .
2) Проверяем надежность работы контактов токовых реле.
кмакс. =
При Zн.расч. = 0,586 (Ом)
А =
По характеристике f=10..
3) Проверяем наибольшее тока опосля дешунтирования ЭО:
U2 макс.· 3,73 · 5 · 0,586 = 15,46 (В) < 1400 (В)
Таблица 4
п/п
Наименование
Обозначение и расчетная формула
Вычисленное
1
Наибольший рабочий ток, А
Iм
150,9
2
Коэффициент трансформации трансформатора тока
nТ
250/5
3
Малое
Главный, А
Iк1(3)
11365
Запасной, А
Iк2(3)
2350
4
Сквозной ток КЗ либо пусковой ток (для мотора) при пуске от полного напряжения, А
Iк(3)
5
Расчетные коэффициенты
Самозапуска
Ксзп
Схемы включения реле
Ксх
1
Надежности
Кн
1,1
Возврата реле
Кв
0,9
6
ток срабатывания реле
Расчетный, А
15,24
Принятый, А
iср
16
Первичный, А
Iсз=iсрnТ
800
7
чувствительность защиты
В зоне главный защиты
Кч=0,87 Iк1(3)/ Iсз
12.35
В зоне запасной защиты
Кч=0.87 Iк2(3)/ Iсз
13,63
За трансформатором
Кч=0.5 Iк2(3)/ Iсз
2.5
8
Выбрано токовое
реле
количество и тип
—
2 РСТ-13-24
Пределы уставки тока реле, А
от 5 до 20
9
Принятая уставка времени защиты, с
t
2,4
10
Выбрано реле времени
Тип и пределы уставки, с
—
ЭВ 225
11
Расчетные коэффициенты
Схема включения реле
Ксх
1
Надежности
Кн
1,4
12
ток срабатывания отсечки
Расчетный, А
26
Принятый, А
iсро
26
Первичный, А
Iсзо=iсроnТ
1300
13
Кратность тока срабатывания отсечки
iсро/iср
50
14
Чувствительность защиты (отсечки) при I(3) к= 11365 (А)
Кч=0,87 Iк1(3)/ Iсзо
7,6
15
чувствительность защиты (отсечки) при I(3) к= 2350 (А)
1,57
15
Выбрано токовое реле
количество и тип
—
2 РТМ-II
Пределы уставки тока реле, А
от 5 до 20
4. Построение карты селективности
На карте селективности строятся свойства всех защит начиная с меньшего тока срабатывания, приведенные к одному напряжению (в нашем случае к 6 кВ). Они строятся по типовым чертам. Расчетные точки построения черт сведены в таблицу.
, где к — кратность тока %
1) Защита 1: реле РТ-95, nт =250/5, Iс.р. = 7 (А), ксх. =1.
к
200
300
400
500
600
700
800
tс.з., с
0,8
0,65
0,62
0,60
0,55
0,52
0,50
Iк, А
700
1050
1400
1750
2100
2450
2800
2) защита 2: реле РСТ-13-29, nт=600/5, Iс.р. = 19 (А), ксх = 1, Iс.з. = 2280 (А), Iс.о. = 2500 (А).
3) защита 3: реле РТВ-III, nт = 800/5, Iс.р. = 20 (А), ксх = 1, Iс.о. = 4200
к
110
120
140
150
160
tс.з., с
4,5
3,2
1,5
1,25
1
Iк, А
3520
3840
4480
4800
5120
4) защита 4: реле РСТ-13-24, nт=250/5, Iс.р. = 3 (А), ксх = 1, Iс.з. = 800 (А), Iс.о. = 1300 (А).
5. Выбор времени срабатывания МТЗ
По условию селективности время срабатывания следующей защиты по отношению к предшествующей определяется по формуле:
tс.з.посл. = tс.з.пред. + ? t:
? t — ступень селективности ( для защит с зависимой чертой (РСТ-13) выбирается равным 0,5с);
защита 1: tс.з.1=0,5 с
Защита 2: tс.з.2 = tс.з.1 +? t = 0,5+0,5=1,0 с;
Защита 3: tс.з.3 = tс.з.2 + ? t = 1,0 + 0,5 = 1,5 с;
Защита 4: tс.з.4=2,0 с
6. Проверка допустимости избранного времени срабатывания защиты по условию тепловой стойкости воздушной полосы
Малое сечение ВЛ по условию тепловой стойкости:
Sмин ,
где B — импульс квадратичного тока;
С — неизменный коэффициент, который зависит от материала проводов, исходной и конечной температуры эксплуатационного режима, СAl = 91;
tотк. = tс.з. + tо.в. — время отключения равное сумме времени срабатывания защиты и отключения выключателя.
tотк. = tс.з. + tо.в = 1,2 + 0,1 = 1,3 (с)
При расчете берется больше значения тока КЗ в конце полосы, которое рассчитывают с учетом сопротивления самой ВЛ.
Но ток срабатывания отсечки защиты 4 (Iс.о. = 1300 А) меньше токов КЗ сначала и в конце полосы. Как следует, малое сечение ВЛ по условию тепловой стойкости по токам КЗ полосы можно не рассчитывать. Проверим малое сечение ВЛ по условию тепловой стойкости по токам КЗ за трансформатором в случае не срабатывания защиты 3:
Sмин мм2
Как видно за ранее выбранное сечение проводов ВЛ (25 мм2) удовлетворяет условию тепловой стойкости.
В случае не срабатывания выключателя сначала полосы и при согласовании данной нам защиты с предстоящей защитой системы придется выбирать сечение полосы из условия:
Sмин мм2
7. Оценка эффективности и надежности срабатывания реле в защитах
Разглядим работу схемы электроснабжения нашего компании с учетом оценки эффективности и надежности срабатывания защит. Для удобства анализа все токи приведены к напряжению 6 кВ.
к примеру, при наличии КЗ в точке К4 за автоматом, когда он не срабатывает, с током Iк. = 572,06 (А) срабатывает защита 1 с Iс.з. = 350 (А) через время tс.з. = 0,5 (с). Также эта защита (токовая отсечка, Iс.о. = 1000 А) срабатывает при КЗ на выводах ВН трансформатора с Iк = 5359 (А).
При наличии КЗ на сборных шинах 6 кВ (рассматриваем самый тяжкий вариант, когда сработал АВР и на момент КЗ обе секции запитаны от 1-го трансформатора) присоединенной с помощью АВР секции первым срабатывает защита 2 (токовая отсечка, Iс.о. = 2500 А) секционного выключателя через время tс.о. = 0,4 (с), а при его отказе защита 3 (токовая отсечка, Iс.о. = 3200 А).
При наличии КЗ на полосы Л1 ( в конце полосы Iк =2350 А, сначала полосы Iк = 11365 А) сработает защита 4 (токовая отсечка, Iс.о. = 1300 А), а при не срабатывании прошлых защит на ток КЗ точки К 3 Iк = 5359 (А) сработает МТЗ защиты 4 (Iс.з. = 350 А) через время tс.з. = 1,2 (с).
Разглядим вариант КЗ на полосы Л 2. Тогда опосля отключения выключателя сначала полосы токовой отсечкой защиты 4 сработает на отключение выключателя защиты 3 делительная защита малого напряжения ДЗН с целью предотвращения включения АВР на неустранившееся КЗ в полосы Л 2, и лишь опосля отключения выключателя защиты 3 включится секционный выключатель запасного питания. В целях убыстрения деяния АВР не ждем удачного срабатывания АПВ питающей (рабочей) полосы. В случае самоустранившегося КЗ включение рабочего выключателя защиты 3 полосы Л 2 опосля восстановления напряжения АПВ полосы делается с выдержкой времени, равной 15 с для того чтоб удостоверится в полной исправности рабочего источника. Еще через 4 с отключается секционный выключатель и через 19 с восстанавливается обычная схема подстанции.
8. Расчет главных характеристик системы автоматики (АПВ, АВР)
В согласовании с “ПУЭ” устройствами автоматического повторного включения (АПВ) должны оборудоваться воздушные и смешанные (кабельно-воздушные) полосы, сборные шины, понижающие трансформаторы и др.
время срабатывания однократного АПВ определим по последующим условиям:
t1АПВ tг.п. + tзап = 0,34 + 0,5 = 0,84 (с).,
где tг.п. = 0,34 (с) — время готовности привода;
t зап. = 0,5 (с) — время припаса;
t2АПВ tДЗН + tзап. = 0,7 + 0,5 = 1,3
где tДЗН 0,7 (с)— наибольшее время деяния делительной защиты.
Как видно выдержка времени вышла маленькая и для более возможного самоустранения обстоятельств, вызвавших неустойчивое КЗ (падение деревьев, набросы ветвей и остальных предметов, приближение к проводам передвижных устройств), также для деионизации среды в месте КЗ принимаем время срабатывания однократного АПВ равным 3 (с). “ПУЭ” допускают повышение выдержки времени с целью увеличения эффективности деяния этих устройств.
Литература
1. Барыбин Ю.Г., Федоров Л.Е »Справочник по проектированию электроснабжения», Москва »Энергоатомиздат» 1990г.
3. Федосеев А.М. »Релейная защита электронных систем», Москва »Энергия» 1976г.
4.“Справочник по электроснабжению и электрооборудованию”, под общей редакцией Федорова А.А., Москва: “Энергоатомиздат” 1986.
5. Чернобровов Н.В. »Релейная защита», Москва »Энергия» 1967г.
6. Шабад М.А. »Расчет релейной защиты и автоматики распределительных сетей», Ленинград »Энергоатомиздат» 1985г.
7. Шабад М.А. “Защита трансформаторов распределительных сетей”, Москва »Энергия» 1989г.
8. Шабад М.А. “Наибольшая токовая защита”, Ленинград »Энергоатомиздат» 1991г
9. Шабад М.А. “Релейная защита и автоматика на электроподстанциях, питающих синхронные движки”, Ленинград »Энергоатомиздат» 1984г
п/п
Наименование
Обозначение и расчетная формула
Вычисленное
1
Наибольший рабочий ток, А
Iм
2
Коэффициент трансформации трансформатора тока
nТ
3
Малое
Главный, А
Iк1(3)
Запасной, А
Iк2(3)
4
Сквозной ток КЗ либо пусковой ток (для мотора) при пуске от полного напряжения, А
Iк(3)
5
Расчетные коэффициенты
Кратность наибольшего тока
Кр
Схемы включения реле
Ксх
Надежности
Кн
Возврата реле
Кв
6
ток срабатывания реле
Расчетный, А
Принятый, А
iср
Первичный, А
Iсз=iсрnТ
7
чувствительность защиты
В зоне главный защиты
Кч=0,87 Iк1(3)/ Iсз
В зоне запасной защиты
Кч=0.87 Iк2(3)/ Iсз
За трансформатором
Кч=0.5 Iк2(3)/ Iсз
8
Выбрано токовое реле
количество и тип
—
Пределы уставки тока реле, А
от до
9
Принятая уставка времени защиты, с
t
10
Выбрано реле времени
Тип и пределы уставки, с
—
11
Расчетные коэффициенты
Схема включения реле
Ксх
Надежности
Кн
12
ток срабатывания отсечки
Расчетный, А
Принятый, А
iсро
Первичный, А
Iсзо=iсроnТ
13
Кратность тока срабатывания отсечки
iсро/iср
14
Чувствительность защиты (отсечки)
Кч=0,87 Iк1(3)/ Iсзо
15
Выбрано токовое реле
количество и тип
—
Пределы уставки тока реле, А
от до
]]>