Билет №23

В ариант №1

Дано:

1) Напряжение в точке А: U_A=121кВ

2) Т_НБ=5000ч

3) Параметры трансформаторов: ТДН – 10000/115/11, S_T =10 МВА, U_K=10,5 %,

=60 кВт, =14 кВт, =0,9 %.

Исходные данные:

Параметры линии №1					Нагрузка SH
l, км	F, мм2	r0, Ом/км	х0, Ом/км	b0·10-6 См/км	SН, МВА	Cos φ
80	А-150	0,195	0,415	2,9	15	0,95

Найти: Определить годовые потери электроэнергии в воздушной линии электропередачи и трансформаторах подстанции районной электрической сети.

Решение

Потери в трансформаторах:

Активная и реактивная составляющие нагрузки:

Зарядная мощность линии W:

Расчетная нагрузка:

Потери в линии W:

Время наибольших потерь:

Годовые потери электроэнергии в воздушной линии электропередачи и трансформаторах:

Вариант №2

Дано:

1) Напряжение в точке А: U_A=121кВ

2) Т_НБ=5000ч

3) Параметры трансформаторов: ТДН – 10000/115/11, S_T =10 МВА, U_K=10,5 %,

=60 кВт, =14 кВт, =0,9 %.

Исходные данные:

Параметры линии №1					Нагрузка SH
l, км	F, мм2	r0, Ом/км	х0, Ом/км	b0·10-6 См/км	SН, МВА	Cos φ
100	А-185	0,156	0,4	2,95	21	0,9

Найти: Определить годовые потери электроэнергии в воздушной линии электропередачи и трансформаторах подстанции районной электрической сети.

Решение

Потери в трансформаторах:

Активная и реактивная составляющие нагрузки:

Зарядная мощность линии W:

Расчетная нагрузка:

Потери в линии W:

Время наибольших потерь:

Годовые потери электроэнергии в воздушной линии электропередачи и трансформаторах:

Вопрос 1. Направленная максимальная токовая защита. Область применения. Расчет параметров срабатывания. Преимущества и недостатки. Схема мтз на переменном оперативном токе.

Третья ступень защиты – максимальная токовая защита

Для селективного действия в сетях с двусторонним питанием МТЗ дополняется измерительным органом направления мощности КW. Такая защита называется токовой направленной.

Измерительные органы защиты.

1. Максимальное реле тока – РТ-40.

2. Реле направления мощности.

Защита реагирует не только на значение тока в защищаемом элементе, но и на его фазу относительно напряжения на шинах у места установки защиты.

Селективное действие защиты обеспечивается соответствующим включением органа направления мощности и выбором выдержки времени.

Принцип действия защиты.

При замыкании в любой точке фаза тока протекающего через защиты А1 и А4 не меняется. Их можно выполнить без реле направления мощности.

В екторные диаграммы при замыкании в точке К1

Векторные диаграммы при замыкании в точке К2

Фаза тока при перемещении точки КЗ от К1 к К2 в защитах А2 и А3 меняется на противоположную. Это используется в направленной защите.

Реле направлении мощности защиты А2 срабатывает при сдвиге фаз соответствующему КЗ в т. К1, а А3 – при сдвиге фаз, соответствующему КЗ в т. К2.

При КЗ в т. К1 срабатывают измерительные органы защит А1, А2, А4.

Для селективного отключения линии АБ согласовывают выдержки времени защит А1 и А4.

При КЗ в т. К2 срабатывают измерительные органы защит А1,А3,А4.

Д ля селективного отключения линии БВ согласовывают выдержки времени защит А1 и А4.

Выдержка времени направленной МТЗ

Стрелками показаны направления токов при которых срабатывает реле направления мощности (РНМ). Наличие РНМ в защитах 2 и 3, 4 и 5 позволяет не согласовывать их по времени.

Защиты объединяют в две группы:

1. А2, А4, А6.

2. А5, А3, А1.

В пределах каждой группы выдержки времени выбираются по ступенчатому принципу, как у МТЗ линии с одним источником питания.

Первая группа.

Минимальная выдержка у защита А2. t_А2.

t_А4=t_А2+t, t_А6=t_А4+t

Аналогично для второй группы.

Ток срабатывания направленной МТЗ

Расчет тока срабатывании выполняется как и у ненаправленной МТЗ.

,

В данном случае учитываются только максимальные токи, направленные от шин в линию. Следовательно величина токов срабатывания может быть ниже, чем у ненаправленной МТЗ.

При неисправности цепей напряжения защита может срабатывать ложно из-за неправильного срабатывания реле направления мощности. Поэтому в схеме применяют устройство контроля неисправности цепей напряжения, которые выводят защиту из действия при их неисправности.

В сетях с глухозаземленныминейтралями при коротком замыкании на землю возможны срабатывания реле направления мощности, включенных на токи неповрежденных фаз при направлении мощности КЗ к шинам.

Защита может выводиться из действия при однофазных КЗ. Если не выводится, то необходимо дополнительно отстроится по току срабатывания

Мертвая зона токовой направленной защиты.

Чтобы реле направления мощности сработало, к нему нужно подводить напряжение.

При трехфазном КЗ в месте установки защиты напряжение равно 0.

Если , то реле работать не будет.

Появляется мертвая зона – зона, в пределах которой РНМ не действует. По величине эта зона небольшая.

Наличие мертвой зоны является недостатком направленной защиты.

Схемы включения реле направления мощности

1. С хема включения на полные токи и напряжения фаз.

Типовой является 90-градусная схема включения.

2. Схема включения реле направления мощности на составляющие нулевой последовательности.

Используется в системах с заземленнойнейтралью.

Достоинства:

1) Отсутствие мертвой зоны.

2) Одно реле мощности.

3) Нечувствительность к токам нагрузки и токам качаний.

4) Простота.

Недостаток.

1)Не действует при КЗ за трансформатором при соединении его обмоток в звезда-треугольник.

2) Защиту нужно отстраивать от токов небаланса.

3 ) Включение реле направления мощности на составляющие обратной последовательности.

ФТОП - фильтр тока обратной последовательности;

ФНОП – фильтр напряжения обратной последовательности;

Составляющие обратной последовательности возникают при всех несимметричных КЗ. В начальный момент возникают и при симметричном 3-х фазном КЗ.

Достоинства.

1. Простота выполнения.

2. Срабатывает при любых замыканиях , в том числе и за трансформатором с соединением обмоток звезда треугольник.

Защита отстраивается от токов небаланса фильтр

Общая оценка токовых направленных защит

Направленная защита отличается от ненаправленной наличием реле направления мощности (РНМ). Устанавливается на линиях с двусторонним питанием.

В сетях до 35 кВ включительно является основной. Выполняется в двухфазном исполнении.

В сетях с глухозаземленныминейтралями используется как защита от междуфазных КЗ.

Для защиты от замыканий на землю используется направленная токовая защита нулевой последовательности.

Широко используется для защиты от КЗ на землю в сетях 110 кВ с глухозаземленныминейтралями.

Наличие РНМ позволяет при расчете тока срабатывания учитывать только режимы, в которых мощность протекает от шин в линию. Это позволяет повысить чувствительность защиты.

Это используется в направленных токовых отсечках. Ненаправленные токовые отсечки селективны и используются на линиях с двусторонним питанием. Реле направления мощности добавляется для повышения их чувствительности. Однако, направленные токовые отсечки более сложны из-за наличия РНМ, появляется мертвая зона. Поэтому они используются как защиты нулевой последовательности в сетях с глухозаземленныминейтралями.

Направленная МТЗ со ступенчатой выдержкой времени обеспечивает селективное отключение КЗ в радиальных сетях с несколькими источниками питания и в кольцевых сетях с одним источником питания. Однако, из-за встречно-ступенчатого выбора выдержки времени третьей ступени в ряде случаев время отключения поврежденного участка вблизи источника питания получается большим. Это ограничивает применение третьей ступени в качестве отдельной защиты. Поэтому в большинстве случаев токовая направленная защита в качестве основной применяется лишь в сетях напряжением 35 кВ.

В сетях с более высоким напряжением она используется как резервная.

Для направленных токовых защит схемы используются такие же, как и для ненаправленных.

Схема направленной МТЗ на переменном оперативном токе