Поперечная дифференциальная токовая защита.

Принцип действия основан на сравнении токов одноименных фаз.

Трансформаторы тока устанавливают в начале защищаемой линии у источника. Берут трансформаторы тока с одинаковыми коэффициентами трансформации.

Реле тока включается на разность токов двух фаз.

При нормальной работе и внешних КЗ (т. К1) по обмотке реле проходит только ток небаланса.

Ток срабатывания реле. ,

- коэффициент отстройки, =1,3.

Максимальный расчетный ток небаланса.

,

Например, при КЗ в точке К2 равенство токов нарушается.

Если > , то защита срабатывает и отключает выключатель.

Рассмотрим КЗ, близкое к шинам п./ст. (точка К3). В этом случае токи отличаются незначительно и защита может не действовать. Появляется мертвая зона. Ее величина по правилам не должна быть более 0,1 линии.

Величина мертвой зоны определяется по формуле

Достоинства защиты.

1. Имеет абсолютную селективность.

1. Не требует согласования параметров с другими защитами.

2. Не имеет выдержки времени. Обеспечивает быстрое отключение поврежденного участка.

Недостатки.

1. Имеет мертвую зону. Не защищает конец линии и шины подстанции. Не может использоваться в качестве основной защиты.

2. В случае отключения одной из линий должна выводиться из действия.

3. Не может определить на какой линии произошло КЗ. Не может быть использована на линиях с автоматичекими выключателями, когда требуется отключать только поврежденную линию.

В общем случае при срабатывании защиты нужно определить поврежденную линию, отключить ее вручную, вывести защиту из действия, а затем включить оставшуюся линию.

Билет №6

Вариант №1

Дано: Категория по надёжности электроснабжения – II; λ=0,9

Исходные данные:

РП1	РП2	РП3	РП4	tgφc	Тип трансф-ров
РСМ=170кВт tgφcм =1,3	РСМ=140кВт tgφcм =1,5	РСМ=180кВт tgφcм =1,25	РСМ=120кВт tgφcм =1,55	0,3	ТМ-10/0,4

Найти: Выбрать количество и мощность трансформаторов цеховой ТП с учётом компенсации реактивной мощности.

Решение

Нагрузка третьего уровня:

Выбор трансформаторов цеховой ТП:

Согласно ПУЭ электроприемники 2-ой категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, следовательно устанавливаем два трансформатора.

Выбор мощности трансформаторов с учетом компенсации РМ:

где - коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме (при преобладании потребителей 2-ой категории )

Выбираем трансформатор ТМ - 400/10

Компенсация реактивной мощности:

Определяем необходимость установки КУ и их мощность:

К – коэффициент, учитывающий несовпадение по времени наибольших активной нагрузки энергосистемы и реактивной нагрузки промышленного предприятия. К=(0,7-1).

Q_С – реактивная мощность, выдаваемая энергосистемой предприятию.

tgφ_С- коэффициент реактивной мощности энергосистемы (tgφ_С =0,3).

Мощность компенсирующих устройств в сети напряжением до 1000 В:

Расчет производим для послеаварийного режима (в случае выхода одного из трансформаторов). Допустимый коэффициент перегрузки для масляных трансформаторов следовательно в послеаварийном режиме оставшийся в работе трансформатор сможет передать мощность:

Определяем реактивную мощность, которую можно передавать через выбранный трансформатор:

- мощность батареи конденсаторов, которая рассчитывается из условия минимального числа трансформаторов.

- мощность батареи конденсаторов, которая определяется из условия минимальных потерь активной мощности в электрических сетях.

т.к. , то принимаем

На стороне 0,4 кВ устанавливаем 13 низковольтных силовых конденсаторов

КС2-0,38-50 3У3 мощностью 50 кВАр. Общая суммарная мощность

конденсаторов 650 кВАр.

Расчет компенсации в сети выше 1000 В производить не будем, так как он не повлияет на выбор мощности трансформаторов.

Уточним коэффициенты загрузки и перегрузки трансформаторов с учетом компенсации:

Для масляных трансформаторов следовательно трансформаторы выбраны верно

Вариант №2

Дано: Категория по надёжности электроснабжения – II; λ=0,9

Исходные данные:

РП1	РП2	РП3	РП4	tgφc	Тип трансф-ров
РСМ=200кВт tgφcм =1,2	РСМ=150кВт tgφcм =1,35	РСМ=170кВт tgφcм =1,3	РСМ=180кВт tgφcм =1,3	0,4	ТС-10/0,4

Найти: Выбрать количество и мощность трансформаторов цеховой ТП с учётом компенсации реактивной мощности.

Решение

Нагрузка третьего уровня:

Выбор трансформаторов цеховой ТП:

Согласно ПУЭ электроприемники 2-ой категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, следовательно устанавливаем два трансформатора.

Выбор мощности трансформаторов с учетом компенсации РМ:

где - коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме (при преобладании потребителей 2-ой категории )

Выбираем трансформатор ТС - 630/10

Компенсация реактивной мощности:

Определяем необходимость установки КУ и их мощность:

К – коэффициент, учитывающий несовпадение по времени наибольших активной нагрузки энергосистемы и реактивной нагрузки промышленного предприятия. К=(0,7-1).

Q_С – реактивная мощность, выдаваемая энергосистемой предприятию.

tgφ_С- коэффициент реактивной мощности энергосистемы (tgφ_С =0,3).

Мощность компенсирующих устройств в сети напряжением до 1000 В:

Расчет производим для послеаварийного режима (в случае выхода одного из трансформаторов). Допустимый коэффициент перегрузки для сухих трансформаторов следовательно в послеаварийном режиме оставшийся в работе трансформатор сможет передать мощность:

Определяем реактивную мощность, которую можно передавать через выбранный трансформатор:

- мощность батареи конденсаторов, которая рассчитывается из условия минимального числа трансформаторов.

- мощность батареи конденсаторов, которая определяется из условия минимальных потерь активной мощности в электрических сетях.

т.к. , то принимаем

На стороне 0,4 кВ устанавливаем 8 низковольтных силовых конденсаторов

КС2-0,38-50 3У3 мощностью 50 кВАр. Общая суммарная мощность

конденсаторов 400 кВАр.

Расчет компенсации в сети выше 1000 В производить не будем, так как он не повлияет на выбор мощности трансформаторов.

Уточним коэффициенты загрузки и перегрузки трансформаторов с учетом компенсации:

Для сухих трансформаторов следовательно трансформаторы выбраны верно

Вариант №3

Дано: Категория по надёжности электроснабжения – II; λ=0,9

Исходные данные:

РП1	РП2	РП3	РП4	tgφc	Тип трансф-ров
РСМ=100кВт tgφcм =1,25	РСМ=70кВт tgφcм =1,35	РСМ=70кВт tgφcм =1,4	РСМ=110кВт tgφcм =1,2	0,35	ТНЗ-10/0,4

Найти: Выбрать количество и мощность трансформаторов цеховой ТП с учётом компенсации реактивной мощности.

Решение

Нагрузка третьего уровня:

Выбор трансформаторов цеховой ТП:

Согласно ПУЭ электроприемники 2-ой категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, следовательно устанавливаем два трансформатора.

Выбор мощности трансформаторов с учетом компенсации РМ:

где - коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме (при преобладании потребителей 2-ой категории )

Выбираем трансформатор ТНЗ - 250/10 (совтоловый)

Компенсация реактивной мощности:

Определяем необходимость установки КУ и их мощность:

К – коэффициент, учитывающий несовпадение по времени наибольших активной нагрузки энергосистемы и реактивной нагрузки промышленного предприятия. К=(0,7-1).

Q_С – реактивная мощность, выдаваемая энергосистемой предприятию.

tgφ_С- коэффициент реактивной мощности энергосистемы (tgφ_С =0,3).

Мощность компенсирующих устройств в сети напряжением до 1000 В:

Расчет производим для послеаварийного режима (в случае выхода одного из трансформаторов). Допустимый коэффициент перегрузки для трансформаторов, заполненных жидким диэлектриком принимают как для масляных следовательно в послеаварийном режиме оставшийся в работе трансформатор сможет передать мощность:

Определяем реактивную мощность, которую можно передавать через выбранный трансформатор:

- мощность батареи конденсаторов, которая рассчитывается из условия минимального числа трансформаторов.

- мощность батареи конденсаторов, которая определяется из условия минимальных потерь активной мощности в электрических сетях.

т.к. , то принимаем

На стороне 0,4 кВ устанавливаем 7 низковольтных силовых конденсаторов

КС2-0,38-36 3У3 мощностью 36 кВАр. Общая суммарная мощность

конденсаторов 252 кВАр.

Расчет компенсации в сети выше 1000 В производить не будем, так как он не повлияет на выбор мощности трансформаторов.

Уточним коэффициенты загрузки и перегрузки трансформаторов с учетом компенсации:

Для трансформаторов заполненных жидким диэлектриком принимают как для масляных следовательно трансформаторы выбраны верно