Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра «Электроснабжения промышленных предприятий»

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

По дисциплине: Основы релейной защиты электроэнергетических систем

На тему: Проверка трансформаторов тока на 10%-ную полную погрешность по кривым предельных кратностей

Специальность 5В071800 - Электроэнергетика

Выполнил: ст. гр. ЭЭ-17-8 Кайыпкали Бейбарыс

№ зачетной книжки: 174277

Руководитель: доц. Башкиров М. В.

«____» ___________________ 2019г.

Алматы 2019

Содержание

Введение 3

1

Введение

Трансформаторы тока, питающие релейную защиту, должны, работать с определенной точностью в пределах значений токов КЗ, на которые должна реагировать релейная защита. Эти токи, как правило, превышают номинальные токи трансформаторов тока I_1номТА, и, следовательно, точная работа трансформаторов тока с погрешностью, не превосходящей определенного значения, должна обеспечиваться при первичных токах I₁>I_1ном. На основании опыта эксплуатации и теоретического анализа принято, что для определения правильной работы большинства устройств релейной защиты погрешность трансформаторов тока не должна превышать по току ΔI 10%, по углу - 7 °. Эти требования обеспечиваются, если полная погрешность трансформаторов тока ε<10% или, иначе говоря, если ток намагничивания не превосходит 10% от тока I1, проходящего по трансформатору тока, т.е. I_ном≤0,1∙I₁. Погрешность трансформатора тока зависит от кратности первичного тока К10 и нагрузки вторичной обмотки Z_н. Для каждого типа трансформатора тока имеются значению К₁₀ и Z_н, при которых погрешность ε будет равна 10%. Кривые предельной кратности К₁₀ заводами-изготовителями трансформаторов тока приводятся в заводской информации для всех трансформаторов.

1 Задание

1) Выбрать номер варианта задания по первой букве фамилии, предпоследней и последней цифрам зачетной книжки в таблицах 1.3, 1.4.

2) Определить вторичную нагрузку трансформаторов тока в зависимости от схемы соединений трансформаторов тока и от вида КЗ.

3) Определить допустимое значение сопротивления вторичной нагрузки Zн.доп по кривым предельной кратности трансформаторов тока. Сравнить Zн.доп с фактическим расчетным значением сопротивления нагрузки трансформаторов тока Zн.расч. Сделать вывод о допустимости подключаемой нагрузки.

Таблица 1 – Исходные данные

Первая буква фамилии	Т
Последняя цифра  зачетки	7
Схема соединения трансформатора тока	2
Длина соединительного кабеля, м	90
Сечение жилы кабеля, мм2	2,5
Сопротивление переходных контактов	0,05
Сопротивление реле в фазе А и С ZрА= ZрС	0,5
Сопротивление реле в фазе В, ZрВ	-
Предпоследняя цифра зачетки	7
Материал кабеля	Al
Номинальный ток фидера	800
Iкз = I1расч	4600
Тип трансформаторов тока	ТПЛ-10к
, А	300

Таблица 2 – Шкала трансформаторов тока

ТПЛ-10К	15	20	30	40	50	60	100	150	200	250	300	400	600	800	1000	1500
ТФНД-35М	20	30	40	50	60	100	150	200	250	300	400	600	800	1000	1500	2000

Таблица 3

Схема соединения трансформаторов тока и вторичной нагрузки	Вид к.з	Вторичная расчетная нагрузка трансформаторов тока (на фазу)
	Трехфазное
	Двухфазное AB или BC
	Двухфазное за трансформатором Y /  - 11

2 Вторичная расчетная нагрузка трансформатора тока

Фактическая расчетная вторичная нагрузка Z_н.расч трансформатора тока зависит от сопротивления реле и соединительных приборов, схемы соединения трансформаторов тока и от вида КЗ. Расчетные формулы для определения вторичной нагрузки (на фазу) трансформаторов тока для основных схем соединения приведены в таблице 2.

Определим сопротивление вторичных цепей:

1. Трехфазное к.з.:

Ом

2. Двухфазное АС:

22,61

3) Двухфазное АВ и ВС:

Ом

Сопротивление вторичных цепей, состоящих из релейной аппаратуры и соединительных проводов, может быть либо измерено на переменном токе с помощью вольтметра и амперметра, либо определено с помощью следующих выражений:

а)сопротивление соединительных проводов:

l – длина провода (кабеля) от трансформатора тока до реле, м;

S – сечение провода (жилы кабеля), мм²;

 – удельная проводимость, м/Ом мм², для меди равна 57, для алюминия - 34,5.

Сопротивление реле фазы А и С Z_рА= Z_рС=0,5

Полное сопротивление реле определяется:

Z_p=Z_pA+Z_pC=0,5+0,5=1 Ом

3 Проверка на 10%-ную полную погрешность по кривым предельной кратности

Специальные кривые предельной кратности представляют собой зависимость допустимого по условию =10% значения сопротивления нагрузки Z_н на трансформатор тока от значения предельной кратности К₁₀, вычисляемого по выражению:

К₁₀= (1.3)

где - первичный номинальный ток трансформатора тока равный 110 А, т.к. ток фидера равен 150 А для трансформатора ТФНД – 35М.

I_1расч - первичный расчетный ток, при котором должна обеспечиваться работа трансформаторов тока с погрешностью не более 10%.

ТФНД – 35М

1 – К_Тном = 15/5÷ 600/5 класса Р₁ ; 2 – К_Тном = 15/5÷ 600/5 класса 0,5;

3 – К_Тном = 800/5; 1000/5; 2000/5; класса Р₁ ; 4 – К_Тном = 800/5; класса 0,5;

5 – К_Тном = 1000/5; 2000/5; класса 0,5 ; 6 – К_Тном = 1500/5 класса Р₁ и З₂ ;

7 – К_Тном = 1500/5 класса 0,5.

Рисунок 1

Для класса Р₁:

1) При трехфазном к.з.: .

При кратности К₁₀=5,33 допустимое значение сопротивления вторичной нагрузки равно Z_н.доп = 6 Ом.

Z_н.расч < Z_н.доп (<6), следовательно <10%.

2) При двухфазном к.з. АС: .

При кратности К₁₀=5,33 допустимое значение сопротивления вторичной нагрузки равно Z_н.доп = 6 Ом.

Z_н.расч > Z_н.доп (>6), следовательно >10%.

3) При двухфазном к.з. АВ или ВС: .

При кратности К₁₀=5,33 допустимое значение сопротивления вторичной нагрузки равно Z_н.доп = 6 Ом.

Z_н.расч < Z_н.доп (<6), следовательно <10%.

Для класса 0,5:

1) При трехфазном к.з.: .

При кратности К₁₀=5,33 допустимое значение сопротивления вторичной нагрузки равно Z_н.доп = 4,1 Ом.

Z_н.расч > Z_н.доп (<4,1), следовательно <10%.

2) При двухфазном к.з. АС: .

При кратности К₁₀=5,33 допустимое значение сопротивления вторичной нагрузки равно Z_н.доп = 2,8 Ом.

Z_н.расч > Z_н.доп >4,1), следовательно >10%.

3) При двухфазном к.з. АВ или ВС: .

При кратности К₁₀=5,33 допустимое значение сопротивления вторичной нагрузки равно Z_н.доп = 2,8 Ом.

Z_н.расч < Z_н.доп ( <4,1), следовательно <10%.

Заключение

В ходе выполнения данной расчетно-графической работы была рассчитана вторичная нагрузка трансформатора тока, которая зависит от схемы соединения трансформатора с нагрузкой, сопротивления реле и соединительный проводов. Для точной работы трансформатора тока, питающего релейную защиту, необходимо, чтобы полная погрешность трансформатора тока была меньше 10%. Для этого были определены допустимые значения сопротивления вторичной нагрузки по кривым предельной кратности и сравнены с фактическими расчетными значениями сопротивления нагрузки. В результате получается, что правильная работа релейной защиты у трансформатора тока ТФНД-35М класса P₁ и 0,5 соблюдается только при трехфазном к.з. и двухфазном к.з. АВ и ВС.

Список литературы

1 Королев Е.П., Либерзон Э.М. Расчеты токовых нагрузок в цепях релейной защиты: - М.: Энергия,1980. -208с.

2 Правила устройств электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 1985.-640 с.

3 Басс Э.И., Дорогунцев В.Г. Релейная защита электроэнергетических систем./ Под ред. А.Ф. Дьякова.- М.: Изд. МЭИ, 2002.- 295 с.

4 Чернобровов Н.В., Семенов В.А. "Релейная защита энергетических систем: Учебное пособие для техникумов".- М.: Энергоатомиздат, 1998.

5 Шабад М.А. Расчеты РЗ и А распределительных сетей: Монография.- СПб.: ПЭИПК, 2003.- 350с.

6 Авербух А.М. Релейная защита в задачах с решениями и примерами. - М.:  Энергия, 1975. - 416 с.

7 Башкиров М.В. Электроэнергетика. Методические указания к выполнению расчетно-графической работы. –Алматы, АИЭС, 2007.-12 с.