M_Melnikov_Rel_zash_2008
.pdf
Приложение 9
Расчет максимальной токовой защиты трансформаторов
спуском по напряжению
Пр и м е р П.9.1. Выбираются уставки максимальной защиты с пуском по напряжению двух трансформаторов по 10 МВ А, работаю-
щих раздельно по схеме, аналогичной рис. П.5.1. Ток I(min3) .вi = 300 А
(точка К2), приведенной к Uн = 110 кВ. Ксзп = 2,8 для обобщенной нагрузки в максимальном режиме системы и Xтр.min (аналогично преды-
дущему примеру).
Р е ш е н и е. |
|
|
|
|
|
1. Выбирается |
ток |
срабатывания |
максимальной |
то- |
|
ковой защиты 3 по ВН (рис. П.8.1) (без пуска |
по |
напряжению) |
по |
||
выражению (2.1) П.2 |
и проверяется КчА защиты. |
Iс.з = 1,2 |
2,8 |
||
50/0,8 = 210 А. |
При КА = 150/5 и схеме защиты по рис. П.6.4, |
в или г |
|
ток Iс.р = 210 |
3 /30 = 12,1 А. Минимальное значение Iр.min |
при |
|
двухфазном КЗ, согласно табл. 2.1 (раздел 2) Iр min = 1,5 300/30 |
= |
15 А, |
|
К(чА2) = 15/12,1 < 1,5. |
|
|
|
Для повышения чувствительности максимальной токовой защиты устанавливается типовой пусковой орган напряжения (см. рис. 6.10).
Ток Iс.з по выражению (2.1) П.2 при |
Кс.з.п |
= 1 равен Iс.з = 1,5 Iн.тр ; |
Iс.з3 = 1,5 50 = 75 А. По условию (2.4) согласования с защитой секцион- |
||
ного выключателя Iс.з3 = Кн.с Iс.з.св = 1,3 |
53 |
= 69 А., Iс.з.св = 53 А – ток |
срабатывания СВ токовой защиты с пуском по напряжению (ток приведен к стороне 110 кВ). Максимальное значение рабочего тока СВ
Iраб.max.св |
= 0,7Iнтр (35 А). |
Iс.р = 75 |
|
|
|
Выбирается Iс.з3 = 75 А, |
|
3 /30 |
= 4,3 А. Коэффициент |
||
чувствительности по току КчА = 15/4,3 |
= |
3,5. |
Улучшаются условия |
||
дальнего резервирования. |
|
|
|
|
|
Выбирается Uс.р комбинированного пускового органа напряжения |
|||||
по выражению |
= Umin/Кн, Кв, |
|
|||
|
Uс.з |
|
|||
следовательно, |
|
|
|
|
|
|
Uс.з = 0,8 Uн / (1,1 1,2) |
= |
0,58 Uн 5,8 кВ, |
||
Uс.р |
типа РН-54/160 (по рис. 6.10), Uс.р |
= 5,8/(10000/100) = 58 В, |
|||
где Кv |
– коэффициент трансформации |
ТV, установленного на линиях |
|||
10 кВ, от которого питается реле напряжения комбинированного пускового органа защиты.
3. Напряжение срабатывания реле КYZ, согласно выражению
211
U2.с.з = 0,06 Uн , Uс.р = 6 В, что соответствует минимальной уставке реле типа РНФ1М с пределами уставок 6–12 В.
Выбирается время действия защиты так же, как и в предыдущем примере П.5.1.
212
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Андреев В. А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. – М.: Высшая школа, 2006. – 640 с.
2.Андреев В. А., Фабрикант В. Л. Релейная защита распределительных электрический сетей. – М.: Энергия, 1965. – 484 с.
3.Андреев В. А. Релейная защита, автоматика и телемеханика в системах электроснабжения. – М.: Высшая школа, 1985. – 391 с.
4.Барченко Т. Н., Закиров Р. И. Электроснабжение промышленных предприятий. – Томск: Изд. ТПУ, 1988. – 96 с.
5.Беркович М. А., Комаров А. Н., Семенов В. А. Основы автоматики энергосистем. – М.: Высшая школа, 1981. – 433 с.
6.Веников В. А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. – М.: Энергия, 1978. – 415 с.
7.Голубев М. А. Автоматическое повторное включение в распределительных сетях. – М.: Энергия, 1982. – 91 с.
8.Дмитренко А. М. Реле дифференциальной защиты высоковольтных электродвигателей и понижающих трансформаторов // Элек-
тричество. – 1979. – № 1. – С.56-59.
9.Ерошенко Г. П. О комплексной защите электродвигателей / Промышленная энергетика, 1981, № 7, С.21–23.
10.Казанский В. Е. Измерительные преобразователи тока в релейной защите. – М.: Высшая школа, 1988. – 240 с.
11.Князевский Б. А., Липкин Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. – М.: Высшая школа, 1986. – 400 с.
12.Корогодский В. И. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 248 с.
13.Копьев В. Н. Релейная защита основного электрооборудования электростанций и подстанций. – Томск: Изд. ТПУ, 1997. – 104 с.
14.Кудрин Б. И. Электроснабжение промышленных предприятий.
–М.: Энергоатомиздат, 1995. – 414 с.
15.Кудрявцев А. А. Максимальная токовая защита с магнитными трансформаторами тока. – М.: Энергия, 1981. – 56 с.
16.Мельников М. А. Внутрицеховое электрооборудование. –
Томск: Изд. ТПУ, 2007. – 132 с.
17.Правила устройства электроустановок. – 7-е издание. – М.:, 2003. – 202 с.
18.Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. В. И.Круповича, Ю. Г.Барыбина, М. Л.Самовера. – М.: Энергия, 1980. – 456 с.
19.Справочник по электроснабжению промышленных предпри-
213
ятий / Под ред. А. А.Федорова, Г. В.Сербиновского. – М.: Энергия, 1980. – 574 с.
20.Ульянов С. А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. – М.: Энергоиздат, 1970. – 519 с.
21.Фабрикант В. Л. и др. Элементы устройств релейной защиты и автоматики энергосистем и их проектирование. –- М.: Энергоиздат, 1982. – 472 с.
22.Федосеев А. М., Федосеев М.А. Релейная защита. – М.: Энергоатомиздат, 1992. – 520 с.
23.Шабад М. А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. – Л.: Энергоатомиздат, 1985. – 296 с.
24.Шабад М. А. Релейная защита и автоматика на электростанциях, питающих синхронные ЭД. – Л.: Энергоатомиздат, 1984. – 64 с.
25.Шабад М. А. Расчет релейной защиты и автоматики распределительных сетей. – Санкт-Петербург.: Изд. ПЭИ повышения квалифи-
кации, 2003. – 350 с.
214
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….
1.НАЗНАЧЕНИЕ, ФУНКЦИИ И ТРЕБОВАНИЯ К РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЕ И АВТОМАТИКЕ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ…………………………………………………
…………...
1.1.Назначение релейной защиты и автоматики………………………….
1.2.Функции релейной защиты и автоматики и основные требования, предъявляемые к этим устройствам…………………………...
1.3.Линейные измерительные преобразователи синусоидальных на-
пряжений и токов…………………………………………………….
1.3.1.Измерительные трансформаторы тока……………………..
1.3.2.Первичные измерительные преобразователи напряжения
1.3.3.Насыщающиеся трансформаторы тока…………………….
1.4.Фильтр тока нулевой последовательности…………………………
1.5.Элементная база устройств релейной защиты и автоматики……..
2.ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
2.1.Основные органы токовой защиты…………………………………
2.2.Схемы соединения измерительных преобразователей тока и цепей тока вторичных измерительных органов..............................….
2.3.Выбор токов и времени срабатывания максимальной токовой защиты………………………………………………………………...
2.4.Первая ступень токовой защиты – токовая отсечка без выдержки времени………………………………………………………………..
2.5.Вторая ступень токовой защиты – токовая отсечка с выдержкой времени………………………………………………………………..
2.6.Третья ступень токовой защиты – максимальная токовая защита
2.7.Совместное действие токовой защиты и устройств автоматического повторного включения (УАПВ) и автоматического вклю-
чения резерва (УАВР).............................................................……...
2.8.Схемы токовых защит………………………………………………..
2.9.Токовые защиты с измерительными органами тока и напряжения
2.10Токовые защиты нулевой последовательности сетей с большими токами замыкания на землю………………………………………...
2.11Способы повышения чувствительности максимальной токовой защиты линий 6 кВ и 10 кВ при использовании аналоговых электромеханических реле……………………………………………….
215
3.ЗАЩИТА ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННЫМИ ИЛИ ЗАЗЕМЛЕННЫМИ ЧЕРЕЗ ДУГОГАСЯЩИЕ РЕАКТОРЫ………………………………………………............................
3.1.Защита от замыкания на землю, реагирующая на токи и напряжения нулевой последовательности установившегося режима…..
4.ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ ТОКОВЫЕ ЗАЩИТЫ……………….…...
4.1.Назначение и виды дифференциальных защит…………………….
4.2.Принцип действия продольной дифференциальной токовой за-
щиты……………………………………………………………….….
4.3.Ток небаланса и ток срабатывания дифференциальной защиты с циркулирующими токами…………………………………………...
4.4.Способы повышения чувствительности дифференциальной за-
щиты……………………………………………………………….….
4.5.Продольная дифференциальная защита линий и ее особенности
4.6.Поперечная дифференциальная защита…………………………….
4.7.Поперечная дифференциальная направленная защита……………
5.УСТРОЙСТВА АВТОМАТИКИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ…………………….……
5.1.Назначение устройств автоматического повторного включения, требования к ним и расчет их параметров………………………….
5.2.Схемы устройств автоматического повторного включения………
5.3.Особенности устройств АПВ–линий с двухсторонним питанием
5.4.Требования к устройствам АВР, принципы их выполнения и рас-
чет параметров ……………………………………………..………..
5.5.Схема устройств автоматического включения резерва……………
6.ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА ЭЛЕМЕНТОВ ПОДСТАНЦИЙ………
6.1.Защита и автоматика трансформаторов подстанций………………
6.1.1.Виды повреждений и ненормальных режимов работы трансформаторов…………………………………………….
6.2.Газовая защита трансформаторов…………………………………...
6.3.Токовая защита трансформаторов от коротких замыканий……….
6.3.1.Токовая защита со ступенчатой характеристикой выдержки времени от многофазных КЗ………………………
6.3.2.Защита от КЗ на землю……….……………………………..
6.3.3.Токовая защита нулевой последовательности автотранс-
форматоров…………………………………………………..
6.4.Дифференциальные токовые защиты трансформаторов и особен-
ности их выполнения…………………………………………….
216
6.5.Схемы, выбор параметров и область использования дифференциальных защит трансформаторов………………………………….
6.6.Дифференциальная токовая отсечка………………………………..
6.7.Токовая защита трансформаторов от сверхтоков внешних коротких замыканий и перегрузок………………………………………...
6.7.1.Токовая защита от сверхтоков внешних многофазных ко-
ротких замыканий…………………………………………...
6.8.Устройства противоаварийной автоматики трансформаторов…...
6.9.Автоматические устройства управления режимами работы трансформаторов……………………………………………………..
7.ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ…………….
7.1.Виды повреждений и ненормальных режимов работы электродвигателей и требования к их защите ……………………………...
7.2.Защита и автоматика асинхронных электродвигателей напряже-
нием выше 1 кВ………………………………………………………
7.3.Защита и автоматика синхронных электродвигателей напряже-
нием выше 1 кВ………………………………………………………
7.4.Влияние синхронных электродвигателей на выбор параметров устройств релейной защиты и автоматики элементов системы электроснабжения……………………………………………………
ПРИЛОЖЕНИЯ…………………………………………………………………
1.Расчет защиты линий напряжением 35 кВ и 110 кВ: комбинированная отсечка по току и напряжению……………………………...
2.Релейная защита сетей 6 кВ и 10 кВ промышленных предпри-
ятий……………………………………………………………………
3.Расчет рабочих уставок ступенчатых защит токовых линий от междуфазных КЗ с цифровыми и аналоговыми реле……………...
4.Расчет уставок токовой защиты нулевой последовательности от токов КЗ на землю одиночных линий 110 кВ распределительных сетей…………………………………………………………………...
5.Расчет максимальной токовой защиты, токовой отсечки и токовой защиты нулевой последовательности трансформаторов со
схемами соединения обмоток 6(10)/0,4 кВ …………………..
6.Расчет дифференциальной токовой защиты силового трансфор-
матора (без торможения)…………………………………………….
7.Определение возможности применения дифференциальной токовой отсечки на трансформаторе мощностью 4 МВА
35/110 кВ……………………………………………………………...
8.Расчет максимальной токовой защиты трансформатора со схемами соединения обмоток Υ/ -11…………………………………..
9.Расчет максимальной токовой защиты трансформаторов с пус-
ком по напряжению………………………………………………….
217
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………………………..
Михаил Алексеевич Мельников
РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Учебное пособие
Научный редактор доктор химических наук, профессор
Редактор
П о д п и с а н о |
к п е ч а т и |
. Фо р м а т 60х 84/16. Б у м а г а |
||
П е ч а т ь |
RISO. У с л .п е ч .л . |
. У ч .-и з д .л . |
. |
|
З а к а з |
. Т и р а ж |
э к з . |
|
|
Т о м с к и й п о л и т е х н и ч е с к и й у н и в е р с и т е т С и с т е м а м е н е д ж м е н т а к а ч е с т в а
Т о м с к о г о п о л и т е х н и ч е с к о г о у н и в е р с и т е - т а с е р т и фи ц и р о в а н а
NATIONAL QUALITY ASSURANCE п о с т а н д а р т у ISO 9001:2000
218
. 634050, г . Т о м с к , п р . Л е н и н а , 30.
219