Релейная защита

таблицу 1[2].

Таблица 1 

Условное обозначение линии	Длина, км	Марка провода	Значение сопротивления
			, Ом/км.	, Ом/км.	, Ом/км.	, Ом/км.	,Ом.	,Ом
W5	14	АС-35	0,773	-	0,4	0,4	10,822	5,6
W6	12	АС-25	1,146	-	0,4	0,4	13,752	4,8
W7	6	ААБ-3х16	1,94	0,113	0,4	0,513	11,64	3,078

 

Вычисляем суммарные  сопротивления до расчетных точек  КЗ:

К₁:                                  

К₂:    

 Определяем ток при трехфазном КЗ:

К₁:                 

где

- ЭДС энергосистемы (принимается равным среднему номинальному напряжению сети);

К₂:                      

Вычисляем ток срабатывания защиты:

где: - коэффициент надежности (учитывает разброс токов срабатывания реле), равен 1,1-1,2 для реле типа РТ-40, РТ-80 или 1,2-1,4 для реле типа РТВ);

 - коэффициент самозапуска определяется долей электродвигателей в суммарной нагрузке и их типами, (равен 1,2-1,3 для бытовой нагрузки, 2,0-3,0 для промышленной нагрузки преимущественно с двигателями напряжением 0,4 кВ., для промышленной нагрузки с высокой долей (более 50%) двигателей 3-10 кВ. равен 3,5-5);

 - коэффициент возврата реле (равен 0,8-0,85 для реле типа РТ-40, РТ-80 или 0,6-0,7 для реле типа РТВ);

 - максимальный рабочий ток линии, равный:

Аналогично находим  максимальный рабочий ток линии  трансформатора Т-7:

Таким образом, при использовании  реле типа РТ-40, промышленной нагрузке без высоковольтных двигателей ток срабатывания защиты определяется по формуле:

Аналогично находим  ток срабатывания защиты трансформатора Т-7:

Далее рассчитываем ток  срабатывания реле РТ-40 по формуле:

;

-коэффициент схемы при несимметричном режиме (он показывает, во сколько раз ток в реле защиты больше, чем вторичный ток трансформатора тока). Для схем соединения Т.Т. в звезду =1.

Коэффициент трансформации принимается равным =600/5=120 (трансформатор типа ТВТ-35-1).[1, рис. П.15]

Т.о., ток срабатывания реле:

Аналогично находим  ток срабатывание реле  защиты трансформатора Т-7:

1. Проводится проверка чувствительности защиты с учетом действительной токовой погрешности трансформаторов тока после дешунтирования электромагнитов отключения YAT-1 и YAT-2. Коэффициент чувствительности определяется по выражению:

;

где -минимальное значение тока при двухфазном к.з. в конце защищаемого участка, А.;

;

Аналогично для защиты АК-13 (Т-7):

f – токовая погрешность трансформаторов тока при токе к.з., обеспечивающем надежное срабатывание защиты;

 - ток срабатывания защиты;

- коэффициент возврата (для РТ-40 =0,83).

Для определения значения погрешности  f воспользуемся графиком зависимости , приведенными на [1,рис. П12].

Обобщенный коэффициент А вычисляется  по формуле:

;

где - это отношение максимального первичного тока при к.з. в начале защищаемой зоны к первичному номинальному току Т.Т.

;

;

;

;

.

Аналогично для Т-7:

Значение коэффициента определяется по расчетному сопротивлению нагрузки с использованием кривой предельной кратности Т.Т. [1] (рис. П15). В моем примере расчетное сопротивление нагрузки включает в себя переходное сопротивление контактов, сопротивление проводов, обмоток реле тока, реле времени, обмотки электромагнита отключения (рис.2). Сопротивление обмотки реле определяется по потребляемой мощности, которая указывается в каталогах и справочниках, и соответствующему ей току: . Для РТ-40 , для РВМ-12 и РП-341 . Сопротивление электромагнита отключения [1], (табл.П.18, с.169).

Переходное сопротивление  контактов принимают обычно равным Сопротивление проводов можно определить по формуле: ; где - длина провода от Т.Т. до  реле, м.; s – сечение провода, мм.²; - удельная проводимость .

=50м.; S=2,5мм.²;  ; .

В соответствии с таблицей П.13 для схемы “неполная звезда” и двухфазного к.з. расчетное сопротивление нагрузки определяется по следующей формуле:

По графику (рис.П.15) находим значение , соответствующее нагрузке 3,609Ом., которое составляет приблизительно 3,4. Таким образом, А=2,365/3,4=0,7; что по графику [1, рис. П.12] дает значение погрешности около . В итоге определяем коэффициент чувствительности защиты:

,

Аналогично для защиты АК-13(Т-7)

 т.е чувствительность  защиты обеспечивается.

2. Проводится проверка Т.Т. на 10%-ную погрешность. Для этого используются кривые предельной кратности.

Расчетный ток выбирается на 10% превышающим ток срабатывания защиты, т.е. . Коэффициент предельной кратности определяется по формуле:

.

Аналогично определяем коэффициент предельной кратности  для АК-13

По графику кривой предельной кратности для Т.Т. ТВТ-35-1 [1, рис. П.15] этим значениям К_10. соответствует нагрузка трансформатора: Ом., что существенно больше расчетного значения =3,609Ом. Следовательно, до и после дешунтирования ЭО погрешность Т.Т. не превышает 10%.

3. Проверка надежности работы контактов реле РТ-40 проводится в связи с тем, что при к.з. в начале защищаемой зоны резко повышается токовая погрешность и искажается форма кривой вторичного тока Т.Т. (становится несинусоидальной). Надежное замыкание контактов реле РТ-40 обеспечивается при токовой погрешности Т.Т.: . Таким образом, надежное замыкание контактов обеспечено.

4. Расчет напряжения на выводах вторичной обмотки Т.Т. при к.з. вначале защищаемой зоны, которое не должно превышать значений, при которых обеспечивается прочность изоляции.

Поверка на 10%-ную погрешность  проводится по кривым предельной кратности, которые для Т.Т. типа ТВТ-35-1 приведены  на рис. П15 [1]. Для реле РТ-40 значение расчетного тока I_1.расч. выбираются в среднем на 60% выше тока срабатывания защиты I_с.з.. Расчет предельной кратности производится по формуле:

Аналогично для АК-13:

Этим значениям на кривой предельной кратности (рис.П.15, [1]) соответствуют максимально допустимое сопротивление нагрузки Ом.

Расчетное сопротивление  нагрузки: =3,609Ом., что меньше  Ом.; следовательно, полная погрешность Т.Т. меньше 10%.

Проверка надежности замыкания  контактов в силу конструктивных особенностей реле РТ-40 не производится.

Напряжение на выводах  вторичной обмотки при к.з. вначале  защищаемого участка определяется по формуле:

Полученное значение существенно ниже предельно допустимого значения

Значение  для АК-13 так же удовлетворяет этому условию.

5. Проверяется возможность использования реле РП-341 по условию, что максимальное значение дешунтируемого тока электромагнита отключения I_2к.max. не превышает значение 150А:

;

Аналогично для АК-13:

т.е., применение реле РП-341 возможно.

6. Выбирается время срабатывания защиты линии и производится согласование ее характеристики с характеристикой защиты АК-13 трансформатора Т-7. Для построения карты селективности необходимо найти время срабатывания АК-13. Все данные занесены в нижеследующую таблицу:

Таблица 2.

	АК 2	АК 9	АК 13
I (А)	114	114	57
tсз (с)	1.4	0,7	0,7

 

Строим карту селективности (рис.3).

 

 

 

2.1.1 Расчет  токовой отсечки.

Основной недостаток МТЗ заключается в относительно большой выдержки времени особенно у головных защит. Поэтому МТЗ особенно используют совместно с быстродействующей токовой защитой – отсечкой.

Токовые отсечки бывают без выдержки времени ( ) и с небольшой выдержкой времени (0,3-0,5с.). Соответственно защиты бывают двухступенчатые и трехступенчатые. В данной работе производится расчет двухступенчатой защиты, т.е.:

1ступень: ТО без  выдержки времени;

2 ступень: МТЗ.

Селективность ТО без  выдержки времени обеспечивается правильным выбором тока срабатывания I_с.о.

;

К_о.т.с. – коэффициент отстройки = К_н. (коэффициенту надежности), для реле РТ-40 К_о.т.с.=1,25. Такое значение берется для ТО ВЛ.;

I_{к.max.вне} – максимальный ток короткого замыкания вне защищаемой зоны.

Для АК-2, АК-9

Для АК-13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

 

В курсовом проекте были произведены расчёты следующих защит:

АК-2 МТЗ с независимой  выдеожкой времени, Iсз – 114 А, и токовой отсечкой IсТО 731 А;

АК-9 МТЗ с независимой выдеожкой времени, Iсз – 114 А, и токовой отсечкой IсТО 731 А;

АК-13 МТЗ с независимой выдеожкой времени, Iсз – 57 А, и токовой отсечкой IсТО 222 А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

 

1. Шахнин В.А. Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения. Пособие к курсовому проектированию. Владимир, ВлГУ, 2003.-80 с.
2. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. М., Энергоатомиздат, 1989.- 608 с.
3. Правила устройства электроустановок. М., Энергоатомиздат, 1998.-640с.
4. Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. Л., Энергоатомиздат, 1985.- 295 с.
5. Алексеев В.С. Реле защиты. М., Энергоатомиздат, 1987.- 464 с.
6. Шабад М.А. Защита трансформаторов распределительных сетей. Л., Энергоатомиздат, 1981.- 136 с.
7. Федосеев А. М. Релейная защита релейных систем. Релейная защита сетей. М., Энергоатомиздат, 1981.- 328 с.