Расчет тока срабатывания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задача 1

Схема участка сети показана на рис. 4.1. Рассчитать параметры срабатывания максимальной токовой защиты МТ31 с ограниченно зависимой характеристикой выдержки времени. Защита установлена на линии W1. Определить чувствительность защиты. Исходные данные для расчёта приводятся ниже.

Рис. 4.1. Схема участка сети

На выключателе Q2 линии W2 установлена МТЗ2 также с ограниченно зависимой характеристикой выдержки времени. Параметры срабатывания МТЗ2 указаны в табл. 4.1 для вариантов, номера которых определяются последней цифрой шифра студента.

Ток срабатывания защиты IС32 = 200 А;

Уставка по времени t2 = 1 с.

МТ31 и МТ32 строятся на реле максимального тока, характеристики 1 и 2 которых с уставками по времени соответственно 0,5 с и 1 с приведены на рис.4.2. По оси абсцисс отложена кратность тока

К1уст = Ip/Iуст,

где Iр - ток в обмотке реле; Iуст - уставка по току.

По оси ординат отложено время срабатывания реле в секундах.



Рис. 4.2. Характеристики реле

Значения коэффициентов для расчёта тока срабатывания МТ31: коэффициент надёжности Кн=1,2; коэффициент самозапуска Кс.зап=1,5; коэффициент возврата реле тока Кв=0,85. Ступень селективности ? t = 0,5 с.

Решение

Исходя из ступени селективности получим время срабатывания МТЗ1:

t1 = t2 + 0,5 = 1+0,5 = 1,5 c.

Выбираем трансформаторы тока с коэффициентом трансформации:

Ктт = 200/5

По приведённым двум характеристикам 1 и 2 построим характеристики реле для времени t1=1,5 с, t2 =1 с (рис. 4.2.1), пользуясь свойством (рис. 4.2):

q = АС/BC = A'C'/B'C',

где q - отношение ординат кривых в любом их сечении, например, в произвольно выбранных сечениях АС и А'С' на графиках рис. 4.2.



Рис. 4.2.1. Характеристики реле для времени t1 = 1,5 с, t2 = 1 с.

Ток срабатывания защиты - это минимальное значение тока защищаемого элемента (первичный ток), при котором защита срабатывает.

Ток срабатывания зашиты рассчитывается таким образом, чтобы зашита не срабатывала при нормальном режиме работы защищаемого элемента и срабатывала при КЗ.

Расчет ведется по формуле

где Кн - коэффициент надежности, Кс.зап _ коэффициент самозапуска электродвигателей, Kв - коэффициент возврата реле тока, Iраб.макс - рабочий максимальный ток защищаемого элемента (линии).

Отсюда найдем максимальный рабочий ток линии W2 Iраб.макс для МТЗ2

Iраб.макс = Iсз·Кв/(Кн·Кс.зап) = 200·0,85/(1,2·1,5) = 94,4 A.

По графику, для срабатывания МТЗ2 через t2 = 1 с, кратность тока:

К1уст = 7

Максимальный ток трёхфазного КЗ в точке К (рис. 4.1):

Iкз.макс = К2уст·Iсз = 8·200 = 1600 А.

Ток срабатывания зашиты МТЗ1 при кратности тока для t1 = 1,5 с

Iсз1 =Iкз.макс/К1уст = 1600/7 = 229 А.

Максимальный рабочий ток линии W1 Iраб.макс для МТЗ1:

Iраб.макс1 = Iсз1·Кв/(Кн·Кс.зап) = 229·0,85/(1,2·1,5) = 108 A.

Ток срабатывания реле рассчитывается по формуле:

Icp = Iсз·Kcx/nTA,

Коэффициент схемы Kcx при соединении трансформаторов тока в звезду (неполную звезду) равен 1.

Коэффициент трансформации nTA = 200/5 = 40.

Ток срабатывания реле МТЗ1:

Icp1 = 229/(1·40) = 5,71 А.

Чувствительность защиты к короткому замыканию оценивается коэффициентом чувствительности в основной зоне и в зоне резервирования. Общая формула для определения коэффициента чувствительности

Kч = Iкз/Iсз,

где Iкз - минимальный ток КЗ в конце защищаемой линии.

Iкз.мин.К = 80%·Iкз.макс.К (3) = 0,8·1600 = 1280 А;

Kч = Iкз.мин.К1/IсзQ1 = 1280/229 = 5,6.

Согласно требованиям ПУЭ коэффициент чувствительности Кч в основной зоне должен быть не менее 1,5, т. е. Кч > 1,5, а в зоне резервирования КЧ.рез > 2. В нашем случае защита пригодна к применению.

Задача 2

Для схемы электрической сети, показанной на рис. 4.3, предложить виды устройств релейной защиты и указать места их установки. Выбрать точки КЗ и рассчитать сопротивления до них в различных режимах, нужных для расчёта параметров срабатывания защит и их чувствительности. Рассчитать выдержки времени всех защит. Выключатели Q5 и Q12 в нормальном режиме отключены. Ступень селективности ?t=0,5 с. Сопротивления линий и трансформаторов, а также сопротивление системы указаны в табл. 4.2 в относительных единицах для вариантов, соответствующих последней цифре шифра студента. В табл. 4.2 указаны также времена срабатывания максимальных токовых защит t7, t8, t14, t15 выключателей Q7, Q8, Q14, Q15 соответственно и мощности трансформаторов SТ1ном, SТ2ном.



Рис. 4.3. Схема электрической сети

Xc	XW1	XW2	XW3	XT1=XT2	ST1=ST2, MB·A	t7, c	t8, c	t14, c	t15, c
0,15	0,4	0,5	0,3	4	6,3	0,9	0,8	1	1,5

Решение

Высоковольтный выключатель Q5 отключен, значит, замкнутого кольца линий Wl, W2, W3 - нет. Поэтому на линиях Wl, W2, W3 могут быть установлены простые МТЗ. Выключатель Q5 включается в том случае, если будет отключена либо линия W1, либо линия W2.

На выключателе Q12 должна быть обязательно установлена МТЗ. Это нужно для того, чтобы при отключении по какой-либо причине, например, трансформатора Т2 и включенном секционном выключателе Q12 в случае КЗ на правой секции шин 10 кВ защита Q12 отключила бы именно этот выключатель. Тогда левая секция продолжит свою работу. В этом состоит смысл секционирования системы шин.

В качестве защиты кабельных линий, питающих потребителя через выключатели Q14, Q15 принимаем токовую отсечку от междуфазных КЗ и токовую защиту от замыканий на землю, а также максимальную токовую защиту от перегрузки.

Принимаем в качестве основных защит трансформаторов Т1, Т2 газовую и продольную дифференциальную на реле РНТ-565 или ДЗТ-21, а в качестве резервной - максимальную токовую или максимальную токовую защиту с пуском по напряжению.

По расчетной схеме составим схему замещения в нормальном режиме.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вычислим сопротивление в относительных единицах в точке К1 в максимальном режиме

ХК1* = XС+XW2+XТ1/2 =0,15+0,5+4/2= 2,65.

Переходим к абсолютным величинам

ХК1 =ХК1*·U2/ST1 = 2,65·102/6,3 = 42,1 Ом.

Вычислим сопротивление в относительных единицах в точке К1 в минимальном режиме (отключены Q2, Q6, Q10, Q13, включены Q5, Q12)

ХК1* = XС+XW1+XW3+XТ1 =0,15+0,4+0,3+4= 4,85.

Переходим к абсолютным величинам

ХК1 =ХК1*·U2/ST1 = 4,85·102/6,3 = 77,0 Ом.

Вычислим сопротивление в относительных единицах в точке К2 в максимальном режиме

ХК2* = XС+XW2 =0,15+0,5 = 0,65.

Переходим к абсолютным величинам

ХК2 =ХК2*·U2/ST1 = 0,65·102/6,3 = 10,3 Ом.

Вычислим сопротивление в относительных единицах в точке К2 в минимальном режиме (отключены Q2, Q6, включен Q5)

ХК2* = XС+XW1+XW3 =0,15+0,4+0,3= 0,85.

Переходим к абсолютным величинам

ХК2 =ХК2*·U2/ST1 = 0,85·102/6,3 = 13,5 Ом.

Рассчитаем выдержки времени всех защит.

Выдержки времени токовых защит от замыканий на землю, действующих на сигнал равны 9 с.

Выдержки времени токовых отсечек КЛ, устанавливаемых на выключателях Q1, Q2, Q7, Q8, Q14, Q15 равны 0.

Выдержки времени МТЗ на выключателях Q14, Q15 даны в задании:

t14 = 1 c; t15 = 1,5 c.

Выдержка времени МТЗ на секционном выключателе Q12:

t12 = 1,5+0,5 = 2 с.

Выдержки времени защит трансформаторов Т1, Т2 газовой и продольной дифференциальной, устанавливаемых на выключателях Q9-11,13 равны 0.

Выдержки времени МТЗ на Q9-10:

t9 = t10 = 2+0,5 = 2,5 с.

Выдержки времени МТЗ на выключателях Q7, Q7 даны в задании:

t7 = 0,9 c; t8 = 0,8 c.

Выдержка времени МТЗ на выключателе Q6:

t6 = 2,5+0,5 = 3 с.

Выдержка времени МТЗ на выключателе Q5:

t5 = 2,5+0,5 = 3 с.

Выдержка времени МТЗ на выключателе Q4:

t4 = 3+0,5 = 3,5 с.

Выдержка времени МТЗ на выключателе Q3:

t3 = 3,5+0,5 = 4 с.

Выдержка времени МТЗ на выключателе Q2:

t2 = 4+0,5 = 4,5 с.

Выдержка времени МТЗ на выключателе Q1:

t1 = 3+0,5 = 3,5 с.

Рассчитать зону зашиты четырех молниеотводов 1, 2, 3 и 4, защищающих оборудование ОРУ-110 кВ (рис. 4.4). Расстояния между молниеотводами L, высоты молниеотводов h, высота защищаемого объекта hx и коэффициент надежности защиты, указанные в табл. 4.3, принять по двум последним цифрам шифра.

1, м	2, м	3, м	4, м	L1	L2	L3	hx, м	P3
24	24	19	19	31	16	26	10	1

Рис. 4.4. Стержневые молниеотводы ОРУ-110 кВ

Построение зон защиты производится по формулам, приведенным в табл. 2.5.1 и 2.5.2 для одиночных и двойных стержневых молниеотводов. Размеры внутренних областей определяются по параметрами h0 и hc, первый из которых задает высоту зоны защиты непосредственно у молниеотводов, а второй - минимальную высоту зоны посередине между молниеотводами.

Для молниеотводов 3 и 4 высотой h =19 м радиусы зон защиты на уровне земли составят:

r0 = 1,2·h =1,2·19 = 22,8 м.

При высоте зоны защиты у молниеотвода

h0 = 0,85h = 0,85·19 = 16,15 м

Радиус зоны защиты на высоте hx, равной 10 и 7 м, составит:

rcx = r0(h0-hx)/h0 = 22,8·(16,15-10)/16,15 = 8,7 м.

Для молниеотводов 1 и 2: h = 24 м,

r0 = 1,2·24 = 28,8 м,

h0= 0,85h = 0,85·24 = 20,4 м.

Радиус зоны защиты на высоте hx, равной 10 м, составит

rcx = r0(h0-hx)/h0 = 28,8·(20,4-10)/20,4 = 14,7 м.

Расстояние между молниеотводами 1 и 3 (2 и 4) L1 = 31 м. Предельное расстояние составит

LС = 2,5·h = 2,5·24 = 60 м.

Поскольку L1 = 31 м < LC = 60 м, провесов в зоне защиты по высоте не будет, hc=h0.

Расстояние между молниеотводами 1 и 2 L2 = 16 м, между молниеотводами 3 и 4 L3 = 26 м. В этом случае провесов зоны защиты также не будет, поскольку L = 16 м < LC = 60 м и L = 26 м < Lc= 60 м.

Результаты расчетов представлены в табл. 4.4 и на рис. 4.5.

сопротивление релейный трансформатор электрический

Таблица 4.4 Результаты расчетов

На рис. 4.5. все размеры даны в метрах.

Рис. 4.5. Зоны защиты стержневых молниеотводов

Размещено на Allbest.ru