- •4. Примеры расчета релейной защиты и автоматики
- •4.1 Расчет уставок защит участка сети напряжением 37/10,5/0,4 кВ
- •4.1.1 Обоснование типа защит
- •4.1.2 Расчет параметров схемы замещения и токов кз
- •4.1.3 Расчет токов короткого замыкания
- •4.1.4 Защита цеховых трансформаторов 10,5 / 0,4 кВ
- •4.1.5 Защита магистральной линии w4
- •4.1.6 Токовая защита нулевой последовательности трансформатора 10,5/0,4 кВ
- •4.1.7 Расчет уставок защиты понижающих трансформаторов
- •4.1.8 Расчет комплектов защит трансформаторов т2, т3
- •Б) Максимальная токовая защита трансформаторов т2, т3 от внешних кз
- •В) Максимальная токовая защита трансформаторов т2, т3 от перегрузки
- •4.1.9 Расчет ступенчатой токовой защиты w2
- •В) Оценка эффективности функционирования двухступенчатой защиты w2
- •4.1.10 Расчет ступенчатой токовой защиты w1
- •4.1.11 Поочередное апв линий w1, w2 и трансформатора т1
- •4.2 Карта селективности к расчетной схеме участка сети
- •Список использованной литературы
В) Максимальная токовая защита трансформаторов т2, т3 от перегрузки
Результаты расчетов приведены в таблице 4.13 вместе с параметрами защиты трансформатора Т1.
г) Проверка ТТ по условию 10%-ной погрешности
Для сокращения числа однотипных расчетов из трех комплектов защит трансформаторов Т1, Т2, Т3 выбираются трансформаторы тока, имеющие наибольшее значение предельной кратности k10и наибольшую вторичную нагрузку. Схемы защит во всех трех случаях аналогичны.
Таблица 4.13
Максимальная токовая защита трансформаторов
Т1, Т2, Т3 от перегрузки
Наименование параметра |
Значение параметра | ||
|
Т1 |
Т2 |
Т3 |
Номинальный ток трансфор- матора со стороны ВН, А |
165 |
165 |
104 |
Ток срабатывания защиты: расчетный/фактический, А | |||
Коэффициент трансформации ТТ |
1000/5 |
500/5 |
500/5 |
Схема соединений ТТ | |||
Ток срабатывания реле, расчетный, А |
1,87 |
1,25 |
2,35 |
Тип реле |
РТ-40/6 |
РТ-40/6 |
РТ-40/6 |
Ток уставки, А |
2,1 |
1,5 |
2,4 |
Время срабатывания, с |
6,0 |
6,0 |
6,0 |
Тип реле времени |
ЭВ-133 |
ЭВ-133 |
ЭВ-133 |
Со стороны ВН трансформаторов сопротивление нагрузки ТТ наиболее загруженной фазы А, содержащей реле тока защиты от внешних КЗ и от перегрузки, примерно равно сопротивлению уравнительной обмотки ДЗТ-11 (без тормозной обмотки). Но предельная кратность k10для ДЗТ-1 значительно больше, чем для двух реле тока, поэтому расчет приводим только для дифференциальной защиты.
Для продольных дифференциальных защит первичный расчетный ток, при котором должна обеспечиваться работа ТТ с погрешностью не более 10%, принимается равным наибольшему значению тока при внешнем КЗ. Из трех случаев расчета наибольшее значение предельной кратности получается для Т3:
k10=I1расч/I1номТ3= 875/200 = 4,37.
По кривым предельных кратностей для ТТ ТФН-35М, Zн.доп = 9 Ом. Расчетное сопротивление на фазу: ДЗТ-11, 0,1 Ом; сопротивление прямого и обратного проводов - 0,6 Ом; переходное сопротивление контактов - 0,1 Ом. Суммарное сопротивление для схемы треугольника ТТ при двухфазном КЗ за трансформатором (см. Приложение 6) равно
Zн.расч = 3 . Rпр+ 3 . ZДЗТ+ Rпер= 3 0,6 + 3 0,1 + 0,1 = 2,2 Ом < 9,0 Ом.
4.1.9 Расчет ступенчатой токовой защиты w2
Комплект защиты линии W2, выполненной на выпрямленном переменном оперативном токе, содержит селективную токовую отсечку без выдержки времени (первая ступень) и МТЗ (вторая ступень). В качестве базового реле используется реле индукционного типа РТ-85. Рабочий длительно допустимый ток линии известен: Iраб= 175,3 А. Выбираем ТТ типа ТФН-35М класса 0,5; коэффициент трансформации 1000 / 5. Схема соединений ТТ - неполная звезда.
а) Селективная отсечка W2
Ток срабатывания отсечки выбирается по условию отстройки от тока КЗ при повреждении в конце линии (точка К3):
Ic.о = kнIКЗ= 1,49920 / (37 / 10,5) = 4166 А.
Ток срабатывания реле отсечки:
Ic.р = kcх Ic.о / КI = 1 4166 / 200 = 20,8 A.
Округляем до Iу= 20 А.
б) Максимальная токовая защита W2
Ток срабатывания МТЗ выбирается из условия отстройки от максимального рабочего тока
Ic.з = kнkcзпIраб.max / kв = 1,35,0175,3 / 0,8 = 1340 А.
Коэффициент самозапуска определяется через ток самозапуска, который рассчитывается как ток трехфазного КЗ за эквивалентным сопротивлением
Хэ = Хс + ХW2+ ХЭТ2,Т3 .
Сопротивление системы, приведенное к стороне 37 кВ:
Хс= U2ср/ (3.Sк) = 372/ (1,73480) = 1,65 Ом.
где Uк - среднее междуфазное напряжение на шинах ВН;
Sк -трехфазная мощность КЗ.
Сопротивление линии W2, приведенное к стороне 37 кВ:
ХW2= ХoW2LW2= 0,227 = 1,54 Ом.
Определяется результирующее сопротивление параллельных ветвей с трансформаторами Т2 и Т3. При заданных коэффициентах самозапуска нагрузок Н3, Н4, Н5 сопротивления заторможенных электродвигателей, приведенных к стороне ВН трансформатора, определяется по формуле:
Хд= [ Uном.д /(3kсзпIном.д)]Kт.
Определяются сопротивления нагрузок, приведенные к стороне 37кВ:
ХН3= [10500 / (1,732,8165)](37 / 10,5) = 46,3 Ом;
ХН4= [10500 / (1,732,8149)]3,5 = 51,26 Ом;
ХН5= [6300 / (1,732,0321)](37/6,3) = 33,3 Ом;
Сопротивления нагрузок Н3, Н4 включены параллельно, поэтому:
ХН3,4= ХН3//ХН4= 46,351,26 / (46,3 + 51,26) = 24,3 Ом.
Сопротивления параллельных ветвей с трансформаторами Т2, Т3:
ХэТ2= ХН3,4+ ХТ2= 24,3 + 11,0 = 35,3 Ом;
ХэТ3= ХН5+ ХТ3+ ZW3= 196 + 16,3 + 2,5 = 52,1 Ом.
Результирующее значение параллельных ветвей:
ХэТ2,3= ХэТ2//ХэТ3= 35,352,1 / 87,4 = 21Ом.
Окончательно, эквивалентное сопротивление при самозапуске:
Хэ= 1,65 + 0,24 + 21,0 = 24,44 Ом.
Ток самозапуска:
Iсзп= Uср/ (3Хэ) = 37000 / (1,7324,44) = 875,1А.
Коэффициент самозапуска:
kсзпW2= Iсзп/ Iраб.W2= 875,1 / 175,3 = 5,0.
Возвращаемся к расчету тока срабатывания МТЗ линии W2:
Iс.р = kсхIс.з / КI= 11340 / 200 = 6,7 А.
Определяется расчетная кратность отношения тока срабатывания реле МТЗ, которая называется коэффициентом отсечки и регулируется на реле изменением длины воздушного зазора между якорем и сердечником. У РТ-85 имеется возможность плавной регулировки коэффициента отсечки в диапазоне от 2 до 8:
kотс = Iс.р.о / Iс.р = 20 / 7 = 2,85.
Первичные токи срабатывания МТЗ и отсечки сохраняют свои значения.