РЭ Рекомендации по расчету уставок защит МР741, МР76Х, МР771, МР801, МР90Х (ред. 1.03 от 26.11.2024)
.pdf
Коэффициент токораспределения:
1 = 300 A; 2 = 5177 A; т.л.2 = 1/ 2 = 300/5177 = 0,058.
Сопротивление срабатывания в соответствии с формулой 1.3:
|
|
|
|
|
+ ( |
1 − α |
) ∙ I |
|
||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
`II |
|
|
л.1 |
|
|
т.л.2 |
с.з.А2 |
|
|||
|
= |
|
|
|
|
= |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
с.з.А1 |
|
|
|
|
1 + β + δ |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
1 |
|
· (5,21 |
0,9 |
|
· 4,53) = 65,7 Ом. |
||||||
= |
|
+ |
|
|
||||||||
1 + 0,05 + 0,1 |
0,058 |
|||||||||||
б) По условию отстройки от сопротивления срабатывания первой ступени защиты А3. Уставка первой ступени защиты А3:
I |
= |
л.3 |
= |
1,9 |
|
= 1,65 Ом. |
|
|
|
||||
с.з.А3 |
|
1 + β + δ 1 + 0,05 + 0,1 |
|
|||
|
|
|
||||
Распределение токов КЗ при коротком замыкании на линии 3 представлено на рисунке
2.17
ЭС1 |
А1 |
Линия 1 |
|
А3 |
Линия 3 |
ЭС3 |
|
|
|
|
|||||
ЭС2 |
|
I1 |
|
I3 |
I5 |
ЭС4 |
|
Линия 2 |
А2 |
А4 |
Линия 4 |
||||
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
I2 |
|
|
I4 |
|
|
|
|
|
|
|
Т1 |
|
|
Рисунок 2.17 – Распределение токов КЗ при коротком замыкании на линии 3
Коэффициент токораспределения:
1 = 344 A; 3 = 3207 A; 5 = 3756 A; т.л.3 = 1/ 3 = 344/3207 = 0,107.
Сопротивление срабатывания в соответствии с формулой 1.3:
|
|
|
|
|
+ ( |
1 − α |
) ∙ I |
|
||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
``II |
|
|
л.1 |
|
|
т.л.3 |
с.з.А3 |
|
|||
|
= |
|
|
|
|
= |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
с.з.А1 |
|
|
|
|
1 + β + δ |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
1 |
|
· (5,21 |
0,9 |
|
· 1,65) = 16,6 Ом. |
||||||
= |
|
+ |
|
|
||||||||
1 + 0,05 + 0,1 |
0,107 |
|||||||||||
Рекомендации по расчету уставок |
|
|
|
|
71 |
|
|
|
www.bemn.by |
|||
ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск |
|
|
|
|
|
|
upr@bemn.by |
|||||
в) По условию отстройки от сопротивления срабатывания первой ступени защиты А4.
Уставка первой ступени защиты А4: |
|
|
|
|
|
|
||||
|
I |
= |
л.4 |
= |
|
2,5 |
|
= 2,17 Ом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
с.з.А4 |
|
1 + β + δ 1 + 0,05 + 0,1 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||||
Распределение токов КЗ при коротком замыкании на линии 4 представлено на рисунке |
||||||||||
2.18: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЭС1 |
А1 |
Линия 1 |
|
|
А3 |
Линия 3 |
ЭС3 |
|||
|
|
|
|
|||||||
ЭС2 |
|
I1 |
|
|
|
I3 |
|
ЭС4 |
||
Линия 2 |
А2 |
А4 |
Линия 4 |
|||||||
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
I2 |
|
|
I4 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Т1 |
|
|
||
Рисунок 2.18 – Распределение токов КЗ при коротком замыкании на линии 4
Коэффициент токораспределения:
1 = 337 A; 4 = 3804 A; т.л.4 = 1/ 4 = 337/3804 = 0,0886.
Сопротивление срабатывания в соответствии с формулой (2.3):
|
|
|
|
|
|
+ ( |
1 − α |
) ∙ I |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
```II |
|
|
|
л.1 |
|
|
т.л.4 |
с.з.А4 |
||||
|
= |
|
|
|
|
|
= |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
с.з.А1 |
|
|
|
|
|
1 + β + δ |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1 |
|
|
(5,21 |
0,9 |
|
· 2,17) = 24,1 Ом. |
||||||
= |
|
· |
+ |
|
|
||||||||
1 + 0,05 + 0,1 |
0,0886 |
||||||||||||
г) По условию отстройки от сопротивления трансформатора Т1.
Распределение токов КЗ при коротком замыкании за трансформатором Т1 представлено на рисунке 2.19:
Рекомендации по расчету уставок |
72 |
www.bemn.by |
ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск |
|
upr@bemn.by |
ЭС1 |
А1 Линия 1 |
|
А3 |
|
Линия 3 |
ЭС3 |
|
|
|
|
|||
ЭС2 |
I1 |
|
|
I3 |
|
ЭС4 |
Линия 2 |
А2 |
А4 |
|
Линия 4 |
||
|
|
|
||||
|
I2 |
|
I4 |
|
|
|
|
|
IТр.1 |
|
Т1 |
|
|
Рисунок 2.19 – Распределение токов КЗ при коротком замыкании за трансформатором Т1
Коэффициент токораспределения:
1 = 185 A; Тр.1 = 814 A; т.Тр.1 = 1/ Тр.1 = 185/814 = 0,227.
Сопротивление срабатывания в соответствии с формулой (2.2):
```II |
= |
л.1 + т1.min/ т.Тр1 |
= |
5,21 + 69,5/0,227 |
= 270,9 Ом. |
|
|
||||
с.з.А1 |
|
1 + β + δ |
1 + 0,05 + 0,1 |
|
|
|
|
|
|||
Сопротивление срабатывания для второй ступени принимаем равным наименьшему из рассчитанных сопротивлений:
сII.з.А1 = 16,6 Ом.
Проверка чувствительности производиться по формуле (2.5):
II == с.з.А1 = 16,6 = 3,19 > 1,25.
чл.1 5,21
2.6.1.3Сопротивление срабатывания третьей ступениII
Сопротивление срабатывания третьей ступени отстраивается от минимального сопротивления нагрузочного режима. Ток нагрузки принимаем равным номинальному току трансформатора тока 300 А.
Минимальное сопротивление самозапуска в соответствии с формулой 2.30:
|
|
мин = |
|
0,9 ном |
|
= |
0,9 · 110000 |
= 127 Ом. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
√3 · 1,5 · 300 |
||||||||||
|
|
|
√3 сзп макс |
|
|
|
|||||||
Сопротивление срабатывания третьей ступени в соответствии с формулой 2.6: |
|||||||||||||
III |
= |
мин |
= |
|
127 |
|
= 138 Ом. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
с.з.А1 |
|
вз ∙ отс ∙ cos( л − ) |
|
|
1,05 · 1,2 · cos (68 − 25) |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
Рекомендации по расчету уставок |
|
|
|
73 |
|
|
www.bemn.by |
||||||
ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск |
|
|
|
|
|
upr@bemn.by |
|||||||
Проверка чувствительности производиться по формулам 2.9 и 2.10. Для зоны ближнего резервирования:
|
|
III |
|
138 |
|
III |
= |
с.з.А1 |
= |
|
= 26,5 > 1,5. |
|
|
||||
ч.б.р |
|
л.1 |
|
5,21 |
|
|
|
|
|
Для зоны ближнего резервирования требуемая чувствительность обеспечивается. Коэффициент чувствительности для зоны дальнего резервирования проверяется для
зоны с наибольшим сопротивлением (с учётом токораспределения). В данном случае наибольшее сопротивление зоны дальнего резервирования будет иметь трансформатор Т1.
Коэффициент чувствительности для зоны дальнего резервирования:
|
|
|
III |
|
138 |
|
III |
= |
|
с.з.А1 |
= |
|
= 0,44 < 1,25. |
|
|
|
||||
ч.д.р |
|
л.1 |
+ т1.min/ т.Тр1 |
|
5,21 + 69,5/0,227 |
|
|
|
|
|
По условию отстройки от нагрузочного режима требуемая чувствительность для зоны дальнего резервирования не обеспечивается.
Так как на трансформаторе Т1 не устанавливается дистанционная защиты, то выбор сопротивления срабатывания по индуктивной оси произведем исходя из требуемой чувствительности:
сIII.з.А1
Тогда:
= ( |
sin |
+ |
т1.min |
) III |
|
= (5,21 · sin 68° + |
69,5 |
) · 1,25 = |
|||
|
|
|
|
||||||||
л.1 |
л.1 |
|
|
|
|
ч.д.р |
|
0,227 |
|
||
|
|
|
т.Тр1 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
= 389 Ом. |
|
|
|
|||
|
|
|
|
III |
|
389 |
|
|
|
||
|
III |
= |
с.з.А1 |
= |
|
|
= 420 Ом. |
||||
|
|
|
|
||||||||
|
с.з.А1 |
|
sin л.1 |
sin 68° |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2.6.1.4 Сопротивление срабатывания ступени ускорения
Сопротивление срабатывания ступени ускорения принимаем равным сопротивлению срабатывания второй ступени. В соответствии с пунктом 2.1.1.5.
суск.з.А1 = сII.з.А1 = 16,6 Ом.
2.6.1.5 Сопротивление срабатывания обратной ступени
Сопротивление срабатывания обратной ступени выбираем в соответствии с формулой
2.11:
30соб.з.А1 = 100 ∙ л.1 = 0,3 · 5,21 = 1,56 Ом.
Сопротивление срабатывания ступеней защиты А1 сведены в таблице 2.4.
Рекомендации по расчету уставок |
74 |
www.bemn.by |
ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск |
|
upr@bemn.by |
Таблица 2.4 – Сопротивление срабатывания защиты А1
Первая ступень защиты |
I |
= 4,53 Ом |
|
с.з.А1 |
|
Вторая ступень защиты |
II |
= 16,6 Ом |
|
с.з.А1 |
|
Третья ступень защиты |
III |
= 420 Ом |
|
с.з.А1 |
|
Обратная ступень защиты |
об |
= 1,56 Ом |
|
||
(резервирование ДЗШ) |
с.з.А1 |
|
|
|
|
|
|
|
Ступень ускорения защиты |
уск |
= 16,6 Ом |
|
с.з.А1 |
|
2.6.1.6 Выбор времён срабатывания
Выбор времени срабатывания производиться в соответствии с пунктом 2.1.2. Времена срабатывания третьих ступеней защит А2, А3, А4 соответственно:
сIII.з.А2 = 2,1 с; сIII.з.А3 = 3,4 с; сIII.з.А4 = 2,6 с.
Выдержка времени первой ступени в соответствии с формулой (2.17)
сI.з.А1 = 0 с.
Выдержка времени второй ступени выбирается с учётом действия УРОВ и принимается в соответствии с (2.19):
сII.з.А1 = УРОВ.А3 + = 0,3 + 0,3 = 0,6 с.
Выдержка времени для третьей ступени выбирается в соответствии с формулой (2.20):
сIII.з.А1 = сIII.з.см + = 3,4 + 0,3 = 3,7 с.
Ускорение запускается автоматически, исходя из этого, выдержка времени для ступени ускорении принимается в соответствии с формулой (2.22):
суск.з.А1 = 0 с.
Выдержка времени для обратной ступени принимается равной выдержке времени второй ступени:
соб.з.А1 = УРОВ + = 0,3 + 0,3 = 0,6 с.
2.6.2 Выбор характеристики срабатывания для ступеней от междуфазных КЗ
Выбор характеристик срабатывания для защиты от междуфазных КЗ приведён в соответствии с пунктом 2 данного руководства.
Расчёт нагрузочной характеристики.
Расчёт нагрузочной характеристики произведён в соответствии с пунктом 2.2.2. Угол нагрузки принимаем равным y = 25 .ͦ Минимальное активное сопротивление
нагрузки принимаем одинаковым в обоих направлениях:
= = н = отс мин cos = 0,85 127 cos 25° = 97,8 Ом.
Рекомендации по расчету уставок |
75 |
www.bemn.by |
ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск |
|
upr@bemn.by |
Задание направления ступени.
Углы направленной характеристики задаем в соответствии с п. 2.2.3.
у = 22 ;ͦ у = 30 .ͦ
Угол наклона боковой стороны характеристики.
Угол наклона боковой стороны характеристики принимается равным углу линии:
= л = 68 ͦ.
Уставки по оси реактивных сопротивлений.
Уставку по оси реактивных сопротивлений выбирается в соответствии с формулой (2.35):
= I |
= I |
sin |
= 4,53 sin 68 ͦ= 4,20 Ом; |
с.з.А1 |
с.з.А1 |
л |
|
= II |
= II |
sin |
= 16,6 sin 68 ͦ= 15,4 Ом; |
с.з.А1 |
с.з.А1 |
л |
|
= об. |
= об. |
sin |
= 1,56 sin 68 ͦ= 1,45 Ом; |
с.з.А1 |
с.з.А1 |
л |
|
= уск. |
= уск. |
sin |
= 16,6 sin 68 ͦ= 15,4 Ом. |
с.з.А1 |
с.з.А1 |
л |
|
Уставка срабатывания по оси реактивных сопротивлений третьей ступени была рассчитана ранее:
= сIII.з.А1 = 389 Ом.
Блокировка при качаниях.
Блокировка при качаниях выбирается в соответствии с пунктом 2.4.3. Блокировке подлежит первая и вторая ступени.
Уставка для внутренней характеристики блокировки по оси реактивных сопротивлений выбирается в соответствии с формулой (2.37):
= блк = сII.з.А1 = 15,4 Ом.
Угол наклона характеристики блокировки принимаем равным 68 ͦ.
Уставка по оси активных сопротивлений для внутренней характеристики рассчитываются по формуле (2.38) так как угол наклона боковой стороны характеристики больше 63,5°:
сII.з.А1 = сIII.з.А1cos л = 16,6 cos 68 ͦ= 6,22 Ом;н.мин = мин cos = 127 cos 25 ͦ= 115 Ом;
= блк = 0,586 н.мин − 0,69 с.з = 0,586 115 − 0,69 6,36 = 63,0 Ом.
Ширина дельта зоны выбирается по формуле (2.17):
= = 0,3 блк = 0,3 63,0 = 18,9 Ом.
Уставку по времени нахождения рабочей точки в дельта-зоне Tdz принимаем равной 20 мс. Уставки для задания блокировочной характеристики сведены в таблице 2.5.
Рекомендации по расчету уставок |
76 |
www.bemn.by |
ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск |
|
upr@bemn.by |
Таблица 2.5 – Уставки для блокировочной характеристики
R, |
X, Ом/Ом втор. |
f, ° |
dz, Ом/Ом втор. |
Tdz, мс |
|
Ом/Ом втор. |
|||||
|
|
|
|
||
63,0/3,44 |
15,4/0,84 |
68 |
18,9/1,03 |
20 |
2.6.2.1 Вариант 1. Расчет уставки по оси активных сопротивлений по условию отстройки от сопротивления дуги
Уставки по оси активных сопротивлений выбираются в соответствии с пунктом 2.4.4. Переходное сопротивление для третьей ступени защиты для данного примера рассчитывается при КЗ в конце зоны дальнего резервирования в соответствии с рисунком 2.19.
Ток дуги принимается равным току металлического КЗ:
д = Тр.1 = 814 А.
Коэффициент токораспределения:
т.д = т.Тр.1 = 0,227.
Напряжение дуги принимаем равным 1050 В/м. Расстояние между фазами 6,5 метров. Сопротивление дуги в соответствии с (2.43):
|
= |
д |
= 1050 · |
6,5 |
= 8,38 Ом. |
|
|
814 |
|||||
д |
д |
|
|
|||
|
|
д |
|
|
|
Уставка по оси активных сопротивлений для третьей ступени в соответствии с (2.44):
= III |
= |
|
|
д |
|
= 1,3 · 9 · |
8,38 |
= 216 Ом. |
2 |
|
2 · 0,227 |
||||||
п.А1 |
отс |
|
разд |
т.д |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
Переходное сопротивление для второй ступени защиты рассчитывается при КЗ в конце защищаемой зоны в соответствии с рисунком 2.17.
д = 3 + 5 = 3207 + 3756 = 6963 А.
Коэффициент токораспределения:
1 344т.д = д = 6963 = 0,0494.
Сопротивление дуги в соответствии с (2.43):
|
= |
д |
= 1050 · |
6,5 |
= 0,98 Ом. |
|
|
6963 |
|||||
д |
д |
|
|
|||
|
|
д |
|
|
|
Уставка по оси активных сопротивлений для второй ступени в соответствии с (2.44):
Рекомендации по расчету уставок |
77 |
www.bemn.by |
ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск |
|
upr@bemn.by |
II |
= |
|
|
д |
|
= 1,3 · 3 · |
0,98 |
= 38,7 Ом. |
2 |
|
2 · 0,0494 |
||||||
п.А1 |
отс |
|
разд |
т.д |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
Сопротивление срабатывания второй ступени принимаем равным:
= пII.А1 = 38,7 Ом.
Для первой ступени защиты расчёт тока дуги производится при КЗ в конце первой зоны рисунок 2.20.
ЭС1 |
А1 |
Линия 1 |
|
А3 |
Линия 3 |
ЭС3 |
|
|
|
|
|||||
ЭС2 |
|
I1 |
|
|
I3 |
ЭС4 |
|
Линия 2 |
А2 |
А4 |
Линия 4 |
||||
|
|
||||||
|
|
I2 |
|
|
I4 |
|
|
|
|
|
|
|
Т1 |
|
|
|
Рисунок 2.20 – КЗ в конце первой зоны |
|
1 |
= 359 A; 2 = 265 A; 3 = 3569 A; 4 = 2816 A; |
|
д = 1 |
+ 2 + 3 + 4 = 359 + 265 + 3569 + 2816 |
= 7009 А. |
Коэффициент токораспределения:
1 359т.д = д = 7009 = 0,0512.
Сопротивление дуги в соответствии с (2.43):
|
= |
д |
= 1050 · |
6,5 |
= 0,974 Ом. |
|
|
7009 |
|||||
д |
д |
|
|
|||
|
|
д |
|
|
|
Уставка по оси активных сопротивлений для первой ступени в соответствии с (2.44):
= I |
= |
|
|
д |
|
= 1,3 · 1 · |
0,974 |
= 12,4 Ом. |
2 |
|
2 · 0,0512 |
||||||
п.А1 |
отс |
|
разд |
т.д |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
Уставка для ступени ускорения принимается в соответствии с (2.49):
= пуск.А1 = пII.А1 = 38,7 Ом.
Рекомендации по расчету уставок |
78 |
www.bemn.by |
ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск |
|
upr@bemn.by |
Устатку для обратной ступени выбирается по формуле (2.50):
= поб.А1 = 0,8 пI.А1 = 0,8 12,4 = 9,92 Ом.
Уставки для задания характеристики сведены в таблице 2.6. Вид характеристики для первой и второй ступени представлен на рисунки 2.21. Вид третьей ступени представлен на рисунке 2.22.
Таблица 2.6 – Уставки для полигональной характеристики.
|
По оси активных |
По оси реактивных со- |
Угол наклона |
|
Ступень |
сопротивлений, Ом/Ом |
противлений, Ом/Ом |
||
характеристики, ° |
||||
|
втор. |
втор. |
||
|
|
|||
I |
= 12,4/0,68 |
= 4,20/0,23 |
= 68 |
|
II |
= 38,7/2,11 |
= 15,4/0,84 |
= 68 |
|
III |
= 216/11,8 |
= 389/21,2 |
= 68 |
|
Уск. |
= 38,7/2,11 |
= 15,4/0,84 |
= 68 |
|
Об. |
= 9,92/0,54 |
= 1,45/0,08 |
= 68 |
Рисунок 2.21 – Первая и вторая ступени
Рекомендации по расчету уставок |
79 |
www.bemn.by |
ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск |
|
upr@bemn.by |
Рисунок 2.22 – Третья ступень
2.6.2.2 Вариант 2. Расчет уставок по оси активных сопротивлений по условию отстройки от нагрузочного режима
Уставки по оси активных сопротивлений выбираются в соответствии с пунктом
2.2.4.5.
Так как блокировка третьей с ступени при качаниях не производиться то уставка для третьей ступени выбирается по формуле (2.45):
= пIII.А1 = 0,85 н.мин = 0,85 115 = 97,8 Ом.
Так как при качаниях необходимо блокировать вторую ступень, то уставка выбирается в соответствии с формулой (2.46):
= пII.А1 = блк = 63,0 Ом.
Уставка для первой ступени выбирается по формуле (2.48):
= пI .А1 = 0,8 · пII.А1 = 0,8 63,0 = 50,4 Ом.
Рекомендации по расчету уставок |
80 |
www.bemn.by |
ОАО «Белэлектромонтажналадка», Минск |
|
upr@bemn.by |