Релейная защита и расчет токов короткого замыкания
Оглавление
Задание на курсовую работу
1. Расчет токов короткого замыкания
1.1 Расчет сопротивлений элементов схемы
1.2 Расчет величин токов КЗ
2. Расчет защиты высоковольтного двигателя Д
2.1 Продольная дифференциальная токовая защита
2.2 Защита от перегруза – МТЗ с выдержкой времени
2.3 Защита минимального напряжения
3. Расчет защиты трансформатора Т3
3.1 Т.О. без выдержки времени
3.2 Газовая защита от внутренних повреждений и понижения уровня
масла
3.3 Максимальная токовая защита от внешних многофазных к.з.
3.4 Максимальная токовая защита с выдержкой времени – защита от
перегруза
4. Защита сборных шин (секционный выключатель Q15)
5. Расчет защиты кабельной линии Л5
5.1 Токовая отсечка без выдержки времени
5.2 максимальная токовая защита с выдержкой времени
5.3 Защита от однофазных замыканий на землю
6. Расчет защиты силового трансформатора Т1
6.1 Дифференциальная защита
6.2 МТЗ с выдержкой времени
6.3 Защита от перегруза
6.4 Газовая защита
7. Расчет защиты воздушной линии Л2
7.1 Высокочастотная дифференциально-фазная защита
7.2 Максимальная токовая защита от междуфазных коротких замыканий
7.3 Защита от однофазных коротких замыканий на землю
8. Проверка трансформатора тока и выбор контрольного кабеля
Литература
Задание на курсовую работу
Схема распределительной сети электрической
энергии промышленного предприятия и виды его нагрузки представлена на рисунке
1.
необходимо выбрать типы защит всех
элементов приведенной схемы в соответствии с ПУЭ. Выбранные защиты в условном
изображении нанести на схему. Произвести расчет величин токов короткого
замыкания. Произвести расчет защит следующих объектов: силового трансформатора
Т1 (выключатель Q16), воздушных линий Л2 (выключатель Q5), кабельной линии Л5
(выключатель Q21), сборных шин (секционный выключатель Q15), трансформатора Т3
(выключатель Q30), двигателя Д (выключатель Q29).
Также необходимо изобразить схему релейной
защиты трансформатора Т1 и двигателя Д; выбрать тип трансформатора тока 17 и
определить сечение провода в его вторичных цепях (медный кабель длиной 10 м).
исходные данные приведены в таблицах 1– 6.
Таблица 1 – Система и сеть А-Б-В
Мощность КЗ систем,
МВА
,
кВ
Длина,
км
Переда-
ваемая
мощ-
ность,
МВА
Мощ-
ность,
забира-
емая
ГПП,
МВА
Кол-во
отходя-
щих
тран-
зитных
линий
Мощ-
ность
Т1, Т2,
МВА
Кол-во
и мощ-
ность
Т3,
МВА
Система 1
Система 2
режимы
режимы
макс
мин
макс
мин
Л2
Л4
А-В
Б-В
8700
7500
9500
8000
220
20
25
90
75
37
3
2×25
8×1,6
Таблица 2 – характеристики трансформаторов
Т1, Т2
Т3
Тип
Мощность
S, МВА
, %
Пределы
регули-
рования, %
Тип
Мощность
S, МВА
, %
ТРДН-25000/220
25
12
12
ТМ-1600/10
1,6
5,5
Таблица 3 – Выдержки времени защит
отходящих линий от шин подстанции Г, их параметры
Выдержки времени защит на Q, с
Л5
Л6
9
10
11
12
13
14
22
24
Длина, км
Кол-во КЛ
Материал
Сечение, мм2
Длина, км
Кол-во КЛ
Материал
Сечение, мм2
1,5
2,0
1,5
1,5
1,2
1,3
1,0
1,3
1,3
3
М
185
4,1
1,3
3
М
185
1,8
Таблица 4 – нагрузки на шинах РП1 и РП2
Двигатели 10 кВ (асинхронные типа АТД)
БК
ДСП
Кол-во
Мощность Рном, кВт
Коэффициент пуска kп
Q, квар
Кол-во
Sном, МВА
2
5000
7,7
7000
3
9,0
Таблица 5 – Электродвигатель с номинальным
напряжением Uн = 380 В
Тип
, кВт
h, %
Длина
кабеля
Л7, м
4 А355 S 6У3
160
0,9
93,5
6,5
28
Таблица 6 – параметры преобразовательного
агрегата
Тип
Назначение
Выпр. напр.
, В
Выпр. ток
, А
Напряжение
питания, кВ
Схема
выпрямления
ТВД
электролиза
800
12500
10
Трехфазная
мостовая
Защиты выполняются на постоянном
оперативном токе.
Рисунок 1 – Схема
распределительной сети
На
рисунке обозначено:
ПГТВ
– защита от перегруза токами высших гармоник; – температурные указатели, указатели
циркуляции масла и воды в системе охлаждения с действием на сигнал.
1.
Расчет токов короткого замыкания
Величина токов короткого замыкания для
ряда защит (дифференциальных, токовых отсечек и т.д.) влияет на необходимы для вычисления коэффициентов
чувствительности выбранных защит.
значения токов короткого замыкания
определяются в разных точках сети (А, Б, В, Г, Д, Е) в максимальном и
минимальном режимах работы системы. Для максимального режима достаточно иметь
токи трехфазного короткого замыкания, для минимального — токи двухфазного
короткого замыкания.
Расчет проводим в относительных единицах.
базисная мощность МВА.
Принимаем среднее значение напряжения сети: кВ и кВ.
1.1 Расчет сопротивлений элементов схемы
Удельное реактивное сопротивление
воздушных линий Л2 и Л4 принимаем средне-типовым Ом/км, активным сопротивлением пренебрегаем.
Сопротивление воздушной линии Л2 определим
по формуле (1.1):
, (1.1)
здесь – длина линии Л2, км.
.
Сопротивление воздушной линии Л4 определим
по формуле (1.2):
, (1.2)
здесь – длина линии Л4, км.
.
Кабели марки М-185 и М-185 имеют следующие
удельные параметры: удельное индуктивное сопротивление Ом/км; Ом/км, удельное активное сопротивление Ом/км; Ом/км.
Индуктивное сопротивление кабельной линии
Л5:
, (1.3)
здесь – длина линии Л5, км;
.
Активное сопротивление кабельной линии Л5:
, (1.4)
.
Индуктивное сопротивление кабельной линии
Л6:
, (1.5)
здесь – длина линии Л6, км;
.
Активное сопротивление кабельной линии Л6:
, (1.6)
.
Сопротивления трансформаторов Т1 и Т2:
, (1.7)
, (1.8)
, (1.9)
здесь – номинальная мощность трансформатора Т1, ВА.
Сопротивление трансформатора Т3:
, (1.10)
здесь – номинальная мощность трансформатора Т3, ВА.
.
1.2 Расчет величин токов КЗ
Расчёт токов короткого замыкания приведён
в таблицах 7 – 9.
Таблица 7 – максимальный режим, секционный
выключатель Q15 отключен, Q20 и Q27 включены.
Точка КЗ
на шинах
п/ст
искомые
величины
Питание со стороны
Система G1
Система G2
А
, о.е.
—
, МВА
8700
, кА
Б
, о.е.
—
, МВА
9500
, кА
В
Ic
, о.е.
—
, МВА
, кА
В
IIс
, о.е.
—
, МВА
, кА
Г
Ic,
IIс
, о.е.
, МВА
, кА
Питание одновременно от систем G1 и G2
Г
Ic,
IIс
, МВА
, о.е.
, кА
Д
Ic,
IIc
, о.е.
, МВА
, кА
Е
, о.е.
, МВА
, кА
Таблица 8 – минимальный режим, секционные
выключатели Q15, Q20 и Q27 отключены.
Точка КЗ
на шинах
п/ст
искомые
величины
Питание со стороны
Система G1
Система G2
А
, о.е.
—
, МВА
7500
, кА
Б
, о.е.
—
, МВА
8000
В
, о.е.
Iс
IIс
, МВА
, кА
Г
, о.е.
Iс
IIс
, МВА
, кА
Д
, о.е.
Iс
IIс
, МВА
, кА
Е
, о.е.
, МВА
, кА
2. Расчёт защиты высоковольтного двигателя
Д
Для защиты асинхронных электродвигателей
напряжением выше 1000 В предусматриваются следующие защиты:
1) продольная дифференциальная токовая
защита;
2) защита от перегруза — МТЗ с выдержкой
времени;
3) защита минимального напряжения.
2.1 Продольная дифференциальная токовая
защита
1) Защита выполняется с помощью
дифференциального реле РСТ 15.
2) Для выбора трансформатора тока
определим номинальный ток двигателя:
, (2.1)
где – номинальная мощность двигателя, Вт (см. таблицу 4);
– номинальное напряжение двигателя, В
(см. таблицу 4);
– номинальный коэффициент мощности
двигателя.
А.
К установке принимаем трансформатор тока
ТЛМ10-400-0,5/10Р:
А, А.
Коэффициент трансформации трансформатора
тока:
.
ТТ со стороны питания соединены в «неполную
звезду», со стороны нулевых выводов ТТ соединены в «неполную звезду».
3) Определим ток срабатывания защиты:
где — ток небаланса.
А, (2.2)
где – коэффициент пуска двигателя;
– коэффициент однотипности
трансформаторов тока;
– коэффициент апериодической составляющей
для дифференциального реле;
– допустимая погрешность трансформаторов
тока;
– номинальный ток двигателя.
Ток срабатывания защиты равен:
А,
Определим расчетный вторичный ток
срабатывания защиты:
А, (2.3)
Определение числа рабочих витков РНТ:
витка (2.4)
Принимаем к установке 27 витков, которым
соответствует ток срабатывания защиты:
А, (2.5)
4) Коэффициент чувствительности
определяется при двухфазном коротком замыкании в минимальном режиме на шинах, к
которым подключен двигатель:
. (2.6)
Так как коэффициент чувствительности превышает 2.2 защита от перегруза — МТЗ с выдержкой 1) защита выполняется с помощью токового 2) Перегруз является симметричным режимом, 3) ток срабатывания защиты определяется из , (2.7) где – коэффициент отстройки. А. 4) Коэффициент чувствительности не 5) ток срабатывания реле: А. (2.8) Принимаем к установке реле РСТ 13-19, у Определим сумму уставок: . (2.9) Принимаем уставку . Найдем ток уставки реле: А. 6) Выдержка времени защиты отстраивается 2.3 Защита минимального напряжения Защита выполняется двухступенчатой. Первая 1) Для выполнения защиты будем использовать 2) выбираем трансформатор напряжения типа В, В. Коэффициент трансформации трансформатора . 3) Напряжение срабатывания первой ступени В, (2.10) здесь – коэффициент отстройки. 4) Коэффициент чувствительности не 5) Напряжение срабатывания реле первой В. Принимаем к установке реле РСН 16-28, у Определим сумму уставок: . (2.11) Принимаем уставку . Найдем напряжение уставки реле I ступени: В. 6) Выдержка времени принимается на ступень вторая ступень защиты отключает сам 1) Вторую ступень защиты также выполним на 2) Реле включается во вторичные цепи того 3) Напряжение срабатывания второй ступени: В, (2.12) здесь – коэффициент отстройки. 4) Коэффициент чувствительности не 5) Напряжение срабатывания реле первой В. Принимаем к установке реле РСН 16-23, у Определим сумму уставок: . (2.13) Принимаем уставку . Найдем напряжение уставки реле I ступени: В. 6) время срабатывания второй ступени 3. Расчет защиты Сборные шины Е подключаются к питающей основными защитами трансформатора 1) Токовая отсечка без выдержки времени от 2) газовая защита от внутренних 3) МТЗ от внешних многофазных кз. 4) токовая защита от перегруза. Номинальная мощность трансформатора: кВА, (3.1) – напряжение короткого замыкания Поскольку номинальная мощность 3.1 Т.О. без выдержки времени 1) 2) А. (3.2) Выбираем трансформатор тока А, А. Коэффициент трансформации трансформатора . Трансформаторы тока и реле включены по 3) А, (3.3) где – коэффициент отсечки (принимаем реле типа РСТ — 13) Коэффициент чувствительности определяется . (3.4) 5) Ток срабатывания реле: А. (3.5) Принимаем к установке реле РСТ 13-29, у Определим сумму уставок: . (3.6) Принимаем сумму уставок . Найдем ток уставки реле: А. 3.2 Газовая защита от внутренних Ток, проходящий через место установки Основным элементом газовой защиты является Время срабатывания реле составляет tср=0,05—0,5 Уставка по скорости составляет 0,65 м/с. 3.3 максимальная токовая защита от внешних 1) ток срабатывания МТЗ понижающего Принимаем: 2) Ток срабатывания защиты с учетом (3.7) где – коэффициент отсечки (принимаем реле типа РСТ — 13) – коэффициент возврата где – коэффициент схемы (неполная звезда); (3.8) ток срабатывания реле: (3.9) Принимаем реле РСТ 13-24 ток уставки равен: Время сработки защиты: Tсз(30)=0.6c=tсз+∆t=0.2+0,4=0,6с. 3.4 максимальная токовая защита с 1) защита выполняется с помощью токового 2) Принимаем к установке уже выбранный в 3) Определим ток срабатывания защиты, , (3.7) где – коэффициент отстройки; – максимальный рабочий ток А. (3.8) 4) Коэффициент чувствительности не 5) ток срабатывания реле: А. (3.9) Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у Определим сумму уставок: . (3.10) Принимаем сумму уставок . Найдем ток уставки реле: А. 6) Время срабатывания защиты определяется 4. защита сборных шин (секционный Для защиты сборных шин 220 кВ используется 1) Защита выполняется с помощью токового 2) Принимаем к установке трансформатор 3) Отстройка от тока не баланса: (4.1) где – обусловлен воздействием апериодической составляющей тока – коэффициент однотипности; – класс точности релейной защиты. А А (4.2) 4) Отстройка от тока максимального тока А (4.3) А (4.4) Ток срабатывания пускового комплекта ДЗ А (4.5) 5)Ток срабатывания реле: А. (4.6) Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у Определим сумму уставок: . (3.10) Принимаем сумму уставок . Найдем ток уставки реле: А. 5. Расчёт защиты кабельной линии Л5 На кабельной линии устанавливаются 1) токовая отсечка без выдержки времени; 2) максимальная токовая защита с выдержкой 3) защита от однофазных замыканий на 5.1 Токовая отсечка без выдержки времени 1) Защита выполняется с помощью токового 2) Допустимый ток кабеля А-185 3) максимальный рабочий ток линии примем , (5.1) где – число кабельных линий Л5. А. Принимаем к установке трансформатор тока . Схема соединения трансформаторов тока и 4) ток срабатывания защиты: , (5.2) здесь – коэффициент отстройки. А. 5) Коэффициент чувствительности в данном 6) Ток срабатывания реле: А. (5.3) Принимаем к установке реле РСТ 13-32, у Определим сумму уставок: . (5.4) Принимаем сумму уставок . Найдем ток уставки реле: А. 5.2 Максимальная токовая защита с 1) Защита выполняется с помощью токового 2) Для выполнения защиты применяются те же 3) Ток срабатывания защиты определяется из , (5.5) где: – коэффициент отстройки для статического реле; – коэффициент возврата; – коэффициент самозапуска суммарной
А. 4) Коэффициент чувствительности в основной . (5.6) Коэффициент чувствительности в резервной . (5.7) Поскольку защита не удовлетворяет 5) Загрубляем защиту, то есть, принимаем . Тогда ток срабатывания защиты А. (5.8) 6) Ток срабатывания реле: А. (5.9) Принимаем к установке реле РСТ 13-19, у Определим сумму уставок: . (5.10) Принимаем сумму уставок . Найдем ток уставки реле: А. 7) Вводим защиту минимального напряжения 8) Измерительным органом защиты является В, В. Коэффициент трансформации . 10) Напряжение срабатывания защиты: , (5.11) где – минимальное напряжение на шинах, которое не вредит В. 11) Найдем минимальное остаточное Полное удельное сопротивление кабельной Ом/км, (5.12) где – удельное активное сопротивление кабельной линии Л5, Ом/км; – удельное индуктивное сопротивление – длина кабельной линии Л5, км. минимальное остаточное напряжение: , (5.13) где – количество кабельных линий Л5. В. Коэффициент чувствительности: . (5.14) 12) Напряжение срабатывания реле: В. (5.15) Принимаем к установке реле РСН 16-28, у Определим сумму уставок: . (5.16) Принимаем уставку . Найдем напряжение уставки реле: В. 5.3 защита от однофазных замыканий на защита выполняется с действием на сигнал. 1) Выбираем реле РТЗ-51, ток срабатывания 2) Измерительным органом является 3) Для кабеля марки А-185 удельный ток нулевой последовательности линии, А. (5.17) ток срабатывания защиты: , (5.18) здесь – коэффициент отстройки для защиты без выдержки времени. А. 4) 6. Расчёт защиты силового трансформатора На силовом трансформаторе устанавливаются 1) дифференциальная защита от различных 2) максимальная токовая защита как 3) защита от перегруза; 4) газовая защита. 6.1 Дифференциальная защита 1) Защита выполняется с помощью 2) Номинальные токи обмоток высшего напряжения А; (6.1) низшего напряжения А; (6.2) В формулах (6.1) и (6.2): – номинальная мощность трансформатора Т1, – напряжение высокой стороны – напряжение низкой стороны 3) Для выбора трансформаторов тока найдем А; (6.3) А. (6.4) На стороне ВН принимаем к установке Коэффициент трансформации трансформатора . (6.5) На стороне НН принимаем к установке Коэффициент трансформации трансформатора . (6.6) Силовой трансформатор Т1 имеет схему Вторичные токи трансформаторов тока в А; (6.7) А. (6.8) За основную сторону принимаем сторону НН, 4) Определяем токи небаланса, вызванные Определим ток небаланса : , (6.9) где – коэффициент однотипности трансформаторов тока; – коэффициент апериодической составляющей – допустимая погрешность трансформаторов – максимальный сквозной ток, приведенный А. Определим ток небаланса : , (6.10) где — пределы регулирования напряжения на стороне ВН; — пределы регулирования напряжения на А. Предварительное
, (6.11) где – коэффициент отстройки. А. ток срабатывания защиты по условию , (6.12) где – коэффициент отстройки. А. Из двух токов срабатывания выбираем 5) Предварительное короткого замыкания на . (6.13) 6) Ток срабатывания реле на основной А. (6.14) Ток срабатывания реле на неосновной А, (6.15) где – коэффициент трансформации силового трансформатора. 7) Примем число витков основной обмотки . Расчетная МДС основной обмотки А·витков. (6.16) Принимаем ближайшее стандартное значение Расчетное число витков неосновной обмотки . (6.17) Принимаем . Составляющая тока небаланса из-за неравенства расчетного и действительного А. (6.18) 8) Ток срабатывания защиты с учетом всех А, (6.19) здесь – коэффициент отстройки. 9) Коэффициент чувствительности определяем . Так как коэффициент чувствительности 10) ток срабатывания реле на основной А. ток срабатывания реле на неосновной А. 6.2 МТЗ с выдержкой времени 1) Защита выполняется с помощью токового 2) Реле включаются во вторичные обмотки 3) Ток срабатывания защиты: , (6.20) здесь – коэффициент отстройки; – максимальный рабочий ток на стороне ВН А. 4) Коэффициент чувствительности в основной . (6.21) В зоне резервирования коэффициент . (6.22) Защита удовлетворяет требованиям 5) Определим ток срабатывания реле: А. (6.23) Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у Определим сумму уставок: . (6.24) Принимаем сумму уставок . Найдем ток уставки реле: А. 6) Время срабатывания защиты принимается 6.3 Защита от перегруза 1) Защита выполняется с помощью токового 2) защита выполняется с помощью одного 3) Ток срабатывания защиты определяется из , (6.25) здесь – коэффициент отстройки. 4) Коэффициент чувствительности не 5) ток срабатывания реле: А. (6.26) Принимаем к установке реле РСТ 13-19, у Определим сумму уставок: . (6.24) Принимаем сумму уставок . Найдем ток уставки реле: А. 6) Выдержка времени защиты отстраивается 6.4 Газовая защита Газовая защита является основной защитой 7. Расчёт защиты воздушной линии Л2 Примем к установке следующие защиты: 1) основная от всех видов коротких 2) дополнительная от междуфазных коротких 3) защита от однофазных коротких замыканий 7.1 Высокочастотная дифференциально–фазная 1) Защита выполняется с помощью реле ДФЗ 2) Максимальный рабочий ток линии: А; (7.1) В формуле (8.1): – номинальная мощность передаваемая по – напряжение линии Л4, В. Принимаем к установке трансформатор тока Коэффициент трансформации трансформатора . (7.2) В каждой цепи линии устанавливаются три 3) ток срабатывания РТ1 (7.3) где: — коэффициент возврата реле. 4) ток срабатывания РТ2 (7.4) 5) Ток срабатывания ПР1 Определяем ток небаланса, вызванный , (7.5) где: – коэффициент однотипности трансформаторов тока; – коэффициент апериодической – допустимая погрешность трансформаторов А. , (7.6) где: – коэффициент отстройки. 6) Ток срабатывания ПР2 А (7.7) 7) Коэффициент чувствительности определяем . Так как коэффициент чувствительности Так же в дополнение к комплекту защит РТ1 7.2 Максимальная токовая защита от 1) Защита выполняется с помощью токового 2) Измерительными органами являются 3) ток срабатывания защиты отстраивается А. (7.8) 4) Коэффициент чувствительности в основной . (7.9) Защита удовлетворяет требованиям 5) Ток срабатывания реле: А. (7.10) Принимаем к установке реле РСТ 11-19, у Определим сумму уставок: . (7.11) Принимаем уставку: . Найдем ток уставки реле: А. Выдержка времени МТЗ: Ступень селективности для статического Определим время выдержки выключателя Q5: с. Для обеспечения выдержки времени выбираем 7.3 Защита от однофазных коротких При однофазных 8. Проверка трансформатора тока и выбор Необходимо определить сечение контрольного Расчетная кратность тока , (8.2) где – ток при внешнем к.з. в максимальном режиме; – номинальный ток первичной обмотки . По кривым для данного типа трансформатора тока находим Ом. Расчетное сопротивление нагрузки , (8.3) где – сопротивление проводов, Ом; Ом – сопротивление реле; Ом – сопротивление контактов. Найдем при условии : Ом. Вторичные цепи выполнены медным кабелем длиной , (8.4) где – удельное сопротивление меди. мм2. Принимаем стандартное сечение 2,5 мм2, Схема защиты двигателя 10кВ Обозначение Наименование Кол-во Примечание KV РСН 1 KA1 РСТ – 13 1 KA2 РСТ – 13 1 KA3 РСТ – 13 1 КА4 РСТ – 13 1 KL РП – 214 1 KH РУ – 21 1 KT РВ — 01 1 Схема защиты трансформатора Т1
Обозначение Наименование количество Примечание KA1 РСТ 13/19 1 KA2 РСТ 13/19 1 KA3 РСТ 13/19 1 TL1 TL2 KA4 РСТ15 1 KA5 РСТ15 1 TL3 1 TL4 1 KSG РГ43-66 1 KL1 РП321 1 KL2 РП321 1 KT1 РВМ 1 KT2 РВМ 1 KH1 РУ-21 1 KH2 РУ-21 1 KH3 РУ-21 1 Литература 1 Релейная защита в системах электроснабжения: Методические 2 Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. электрическая часть 3 Чернобровов Н.В. Релейная защита. Учебное пособие для 4 Беркович М.А., Молчанов В.В., Семенов В.А. основы техники
нормируемое
времени
реле РСТ 13 с коэффициентом возврата .
поэтому защита выполняется одним реле, включенным в одну из фаз. Используем те
же трансформаторы тока, что и для токовой защиты (коэффициент трансформации , коэффициент схемы ).
условия отстройки от номинального тока двигателя:
определяется.
которого ток срабатывания находится в пределах .
от времени пуска электродвигателя и равна с. Используем реле времени РВ-01.
ступень отключает неответственную нагрузку.
реле типа РСН 16, которое имеет коэффициент возврата .
ЗНОЛ.06-10:
напряжения:
отстраивается от минимального рабочего напряжения, которое составляет 70 % от
номинального: :
рассчитывается, так как неизвестно минимальное остаточное напряжение на шинах
при металлическом коротком замыкании в конце зоны защищаемого объекта.
ступени
которого напряжение срабатывания находится в пределах .
селективности больше времени действия быстродействующей защиты от многофазных
коротких замыканий. Примем с. Реле времени РВ-01.
двигатель.
реле РСН 16, коэффициент возврата .
же трансформатора напряжения, что и реле первой ступени.
определяем.
ступени
которого напряжение срабатывания находится в пределах .
защиты принимаем с,
так как по технологии недопустим самозапуск двигателя от напряжения . Используем реле времени РВ-01.
трансформатора Т3
сети переменного тока через трансформатор Т3. Повреждения и ненормальные режимы
возможны как в трансформаторе, так и на сборных шинах, поэтому необходима
установка защит как со стороны питания, так и со стороны сборных шин.
являются:
многофазных коротких замыканий в обмотках и на выводах трансформатора;
повреждений и понижения уровня масла;
трансформатора.
трансформатора больше 400 кВА, то газовая защита устанавливается.
Защита выполняется с
помощью токового реле РСТ 13.
Номинальный ток первичной
обмотки трансформатора:
ТЛМ-10-150-0,5/10Р:
тока:
схеме неполной звезды с реле в нулевом проводе: .
ток срабатывания
защиты отстраивается от максимального тока кз:
при двухфазном коротком замыкании в минимальном режиме на выводах высокого и
низкого напряжений:
которого ток срабатывания находится в пределах .
повреждений и понижения уровня масла
токовой защиты при повреждении внутри бака трансформатора (пример межвитковое
замыкание), определяется числом замкнутых витков и поэтому может оказаться не
достаточным для ее действия. Однако витковое замыкание представляет опасность
для трансформатора; и защиты отключатся. опасные внутренним повреждением
является также «пожар стали» магнитопровода, который возникает при нарушении изоляции
между листами магнитопровода, что ведет к увеличению потерь на перемагничивании
и вихревые токи. Потери вызывают, местный нагрев стали, ведущий к дальнейшему
разрушению изоляции. Токовая и дифференциальная защиты на этот вид повреждения не
реагируют. Отсюда возникает необходимость использования специальной защиты от
внутренних повреждений — «газовой», фиксирующей появление в баке поврежденного
трансформатора газа. Образование газа является следствием разложения
трансформаторного масла и других изолирующих материалов под действием
электрической дуги или не допустимого нагрева. Интенсивность газообразования
зависит от характера и размеров повреждения. Это дает возможность выполнить
газовую защиту, способную различить степень повреждения, и в зависимости от
этого действовать на сигнал или отключение.
газовое реле KGS, устанавливаемое в маслопроводе между баком и расширителем.
Принимаем к установке реле типа: РГТ – 80 (струйное) которое имеет два
отключающих и один сигнальный элемент.
с.
многофазных к.з.
трансформатора определяется, исходя из максимального рабочего тока.
коэффициента само запуска электродвигателей :
выдержкой времени – защита от перегруза
реле РСТ 13 с коэффициентом возврата .
п.3.1 трансформатор тока ТЛМ-10-150-0,5/10Р. Трансформаторы тока включены по
схеме неполной звезды, реле устанавливается в одну фазу (так как перегруз
является симметричным режимом): . Коэффициент трансформации .
который отстраивается от максимального рабочего тока на ВН трансформатора:
трансформатора.
определяется.
которого ток срабатывания находится в пределах .
технологическим процессом и принимается с. Используем реле времени РВ-01.
выключатель Q15)
дифференциальная токовая защита
реле РСТ 13.
тока ТФНД-220-1000-0,5/10Р. Трансформаторы тока включены по схеме неполной
звезды, реле устанавливается в одну фазу (так как перегруз является
симметричным режимом): . Коэффициент трансформации .
на ток срабатывания;
нагрузки:
принимаем наибольшее значение:
которого ток срабатывания находится в пределах .
следующие виды защит:
времени;
землю.
реле РСТ 13.
(трехжильный алюминиевый кабель, прокладываемый в земле, на 10 кВ): А.
равным длительно допустимому току кабеля.
типа ТПОЛ-10-1000-0,5/10Р: А, А.
Коэффициент трансформации трансформатора тока:
реле – неполная звезда, коэффициент схемы .
случае не определяем. Считаем, что основной защитой является максимальная
токовая защита.
которого ток срабатывания находится в пределах .
выдержкой времени
реле РСТ 13
трансформаторы тока, что и для токовой отсечки. Коэффициент трансформации
трансформаторов тока ,
коэффициент схемы .
условия отстройки от максимального рабочего тока линии:
нагрузки для линии Л5.
зоне проверяем по току двухфазного короткого замыкания в конце кабельной линии
Л5 (на шинах ДIc):
зоне определяем по току двухфазного короткого замыкания за трансформатором Т3
(на шинах Е), приведенным на высокую сторону:
требованиям чувствительности, устанавливаем МТЗ с пуском по напряжению.
которого ток срабатывания находится в пределах .
на реле напряжения минимального действия РСН 16 с коэффициентом возврата .
трансформатор напряжения типа ЗНОЛ.06-10, который устанавливается на секцию шин
ГIс. Для выбранного трансформатора напряжения
технологическому процессу.
напряжение на шинах ГIс при металлическом коротком замыкании на
шинах ДIс для проверки чувствительности защиты.
линии Л5:
кабельной линии Л5, Ом/км;
которого напряжение срабатывания находится в пределах В.
землю
которого находится в пределах А.
трансформатор тока нулевой последовательности типа ТЗРЛ.
емкостный ток однофазного замыкания на землю А/км.
обусловленный током утечки,
Проверку чувствительности защиты не производим, так как неизвестен ток утечки
для всей сети предприятия, определяемый экспериментально.
Т1
следующие виды защит:
видов короткого замыкания;
резервная от внешних многофазных коротких замыканий;
дифференциального реле РСТ 15.
трансформатора:
ВА;
трансформатора, В;
трансформатора, В.
максимальные рабочие токи: на стороне ВН
трансформатор тока типа ТФЗМ-220Б-I-200-0,5/10Р/10Р/10Р: А, А.
тока
трансформатор тока типа и ТШЛ-10-3000-0,5/10Р: А, А.
тока
соединения обмоток Ун/Д/Д, следовательно, для компенсации сдвига фаз
трансформаторы тока на высокой стороне включаются по схеме полного треугольника
(),
а трансформаторы тока на низкой стороне — по схеме неполной звезды ().
номинальном режиме работы:
так как .
погрешностями трансформаторов тока и регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) . При этом все токи приводим к ступени
напряжения основной стороны.
для дифференциального реле;
тока;
на высокую сторону, А.
стороне СН.
отстройки от броска тока намагничивания
наибольший, то есть А.
секции ГIс, приведенному на сторону ВН.
стороне
стороне
МДС .
находится из условия
числа витков
составляющих тока небаланса
по току двухфазного короткого замыкания на секции ГIс, приведенному
на сторону ВН:
превышает требуемое нормированное значение, то защита удовлетворяет требованиям
чувствительности.
стороне
стороне
реле РСТ 13 с коэффициентом возврата .
уже выбранных трансформаторов тока со стороны питания, то есть схема включения
трансформаторов тока и реле – полный треугольник (коэффициент схемы ), коэффициент трансформации
трансформаторов тока .
трансформатора при перегрузке, А.
зоне определяется по току двухфазного короткого замыкания за трансформатором,
приведенным на первичную сторону:
чувствительности определяется по току двухфазного короткого замыкания в конце
кабельной линии Л5, приведенным на первичную сторону:
чувствительности.
которого ток срабатывания находится в пределах .
по условию отстройки от времени срабатывания МТЗ на секционном выключателе Q20.
поскольку это время равно с, то с,
где с
– ступень селективности для статического реле. Используем реле времени РВ-01.
реле РСТ 13 с коэффициентом возврата .
реле, включенного во вторичную обмотку того же трансформатора тока, что и реле
максимальной токовой защиты, на ток фазы А, с действием на сигнал. Коэффициент
трансформации трансформатора тока , коэффициент схемы .
условия отстройки от номинального тока трансформатора на стороне ВН:
рассчитывается.
которого ток срабатывания находится в пределах .
от кратковременных перегрузок. Примем с. Устанавливаем реле времени РВ-01.
трансформаторов от витковых замыканий и других внутренних повреждений,
сопровождаемых разложением масла и выделением газа. В качестве реагирующего
органа выбираем реле типа РГТ-80. Верхняя пара контактов действует на сигнал
при слабом газовыделении и понижении уровня масла, нижняя пара контактов
действует на отключение при бурном газообразовании и дальнейшем понижении
уровня масла. Уставка скоростного элемента (нижнего) выбирается в зависимости
от мощности и системы охлаждения силового трансформатора. Так как трансформатор
имеет мощность 25 МВ·А и систему охлаждения Д, то принимаем уставку 1 м/с.
замыканий – высокочастотная дифференциально–фазная защита;
замыканий –максимальная токовая защита;
на землю.
защита
2.
линии Л4, ВА;
типа ТФЗМ220-300-0,5/10Р/ 10Р/10Р А, А.
тока
трансформатора тока, включенные по схеме полной звезды, коэффициент схемы .
погрешностями трансформаторов тока .
составляющей;
тока;
по току двухфазного короткого замыкания на секции АIс:
превышает требуемое нормированное значение, то защита удовлетворяет требованиям
чувствительности.
и РТ2, которые отвечают за отключение токов 3х фазных коротких замыканий,
следует установить комплект защит РТ3 и РТ4, которые отвечает за отключение
несимметричных коротких замыканий. Выполнить расчет комплектов защит РТ3 и РТ4
не представляется возможным из-за недостатка данных.
междуфазных коротких замыканий.
реле РСТ 11 с коэффициентом возврата .
выбранные в п.7.1 трансформаторы тока, включенные по схеме полной звезды (, ), а также трансформатор напряжения.
от максимального рабочего тока линии:
зоне действия:
чувствительности.
которого ток срабатывания находится в пределах .
реле с.
реле времени РВ-01.
замыканий на землю
коротких замыканиях на землю (ОКЗЗ) увеличиваются токи нулевой
последовательности, поэтому для определения данного вида повреждений
устанавливаются фильтры нулевой последовательности (трансформаторы тока
включаются по схеме полной звезды, а реле устанавливаются в нулевой провод).
Защита от ОКЗЗ выполняется, как правило, трёхступенчатой: 1-ая ступень —
направленная отсечка мгновенного действия нулевой последовательности, но в
отличие от токовой отсечки отстройка производится только от тока нулевой
последовательности, направленного от шин подстанции. ток срабатывания
мгновенных отсечек на параллельных линиях необходимо выбирать с учетом наличия
значительной взаимоиндукции от параллельной цепи, оказывающей существенное
влияние на сопротивление нулевой последовательности; 2-ая ступень — токовая
отсечка нулевой последовательности с выдержкой времени с; 3-я ступень — МТЗ нулевой последовательности.
контрольного кабеля
кабеля во вторичных цепях трансформатора тока, установленного около выключателя
Q17. При расчете двигателя был выбран тип трансформатора тока:
ТЛМ-10-1500-0,5/10Р. Номинальный первичный ток А, вторичный А. Коэффициент трансформации трансформатора тока: .
трансформатора тока, А.
определяется выражением
м.
Сечение кабеля можно определить по формуле:
которое удовлетворяет требованиям механической прочности для соединительных
проводов токовых цепей. Кабель контрольный типа КВВГ.
указания к изучению курса и выполнению контрольного задания / Г. А. Комиссаров,
Х. К. Харасов. – Челябинск: ЧГТУ, 1996. – 56 с.
электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного
проектирования: Учеб. пособие для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. — М.:
Энергоатомиздат, 1989.
техникумов. Изд. 5-е, перераб. и доп. – М.: Энергия, 1974 – 680 с. с ил.
релейной защиты. 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 376
с., ил.
Учебная работа. Релейная защита и расчет токов короткого замыкания