Var_420_RZiA

ЗАДАЧА №1

Вариант 420

1.Расставить выдержки времени МТЗ линий.

2.Определить параметры срабатывания ТО и МТЗ на выключателе Q1.

3 Определить ток срабатывания реле для ТО и МТЗ, выбрав

трансформатор тока и схему соединения ТТ.

4.Определить чувствительность МТЗ в основной и резервных зонах, определить чувствительность ТО.

5.Нарисовать принципиальную и функциональную схемы заданных защит.

Табл. 1.

Табл. 2.

2

1. Расстановка выдержек времени

Начинаем расстановку выдержек времени защит выключателей по ступенчатому принципу, начиная с наиболее удаленных от источника питания потребителей.

tc.з.4 = tc.з.5 = 0,5 с.

Далее проставляем выдержки времени на выключателях Q2 и Q3, принимая их на величину t выше нижестоящих защит.

tc.з.2 = tc.з.3 = tc.з.4 + t = 0,5 +0,5 = 1,0 с.

Выдержка времени защиты на головном выключателе 1 находится аналогично:

tc.з.1 = tc.з.пред.+Δt = 1,0 +0,5 = 1,5 с.

Рис. 1. Схема сети с обозначением защит линий

3

2. Определение параметров срабатывания мто на выключателе 1

Составим расчетную схему с точками К1, К2.

Рис.2. Расчетная схема сети с обозначением точек КЗ

Первичный ток срабатывания фазной отсечки для ее селективного действия должен быть отстроен от начального сверхпереходного тока трехфазного внешнего КЗ (в максимальном режиме) в конце защищаемой линии в точке К-1

(см. рис. 2)

Определим параметры элементов системы электроснабжения.

Сопротивление системы рассчитывается по данным о мощности КЗ на шинах 37

кВ энергосистемы в максимальном и минимальном режимах работы системы.

Сопротивление системы в максимальном режиме определим по (1):

U2

Zип.макс ст , (1)

Sкз.макс

где Sкз.макс – мощность короткого замыкания в максимальном режиме системы на шинах источника питания, МВА.

Zип.макс 372 0,878 Ом. 1560

Эквивалентное сопротивление энергосистемы в минимальном режиме определяется аналогично выражению (1):

Zип.мин 372 1,141 Ом. 1200

4

В соответствии с [2, разд. 43] принимаем полное погонное сопротивление провода АС-95 равным 0,506 Ом/км.

Параметры трансформаторов Т-1, Т-2 с Sном = 1,6 МВА, Uном = 35 кВ в соответствии с [2, разд.43]: rт = 7,89 Ом, xт = 49,8 Ом, zт = 50,42 Ом.

Максимальный ток трехфазного КЗ в точке К1: (см. рис. 2)

Вычислим параметры срабатывания токовой отсечки, отстроенной от

С помощью программы Mathcad построим графики распределения токов двухфазного КЗ в минимальном режиме и трехфазного КЗ в максимальном

режиме по длине линии Л1.

Изменяя величину L от 0 до 8 км, получаем графическое представление тока КЗ при перемещении точки КЗ (рис.3).

По рис.3. находим зону защиты отсечки в % от длины линии Л1 в

максимальном режиме трехфазного КЗ – 91%, в минимальном режиме при двухфазном КЗ – 70%.

5

IКЗ, А

25000

. Iк(3)max

20000

Iк(2)min

15000

10000

Для определения чувствительности токовой отсечки необходимо пользоваться максимально возможным током КЗ, протекающим через защиту

1, т.е. выбрать режим наиболее благоприятный по чувствительности. Таким режимом будет являться трехфазное КЗ на шинах источника питания (ИП) в

максимальном режиме.

Максимальный ток трехфазного КЗ для определения чувствительности токовой отсечки рассчитывается в месте установки защиты (максимальный режим энергосистемы):

6

Для МТО коэффициент чувствительности:

I(3)

кч кmax , (7)

Iс.з

кч 24342,3 5,1 > 1,2. 4771

Чувствительность токовой отсечки обеспечивается.

3. Определение параметров срабатывания МТЗ на выключателе 1

Ток срабатывания МТЗ линии Iсз в общем случае выбирается по выражению

(8) для отстройки от максимального рабочего тока присоединения (с учетом возможной перегрузки у потребителя):

где kз = 1,2...1,3 – коэффициент запаса по избирательности (для защит на электромеханической базе);

kс = 2...3 коэффициент отстройки от самозапуска электродвигателей [1];

kв = 0,8...0,85 – коэффициент возврата токовых защит на электромеханической базе;

Iнагр.Σ – максимальный рабочий ток, определяется как сумма максимальных рабочих токов всех присоединений на смежном участке, приведенный к напряжению ступени, на которой установлена защита выключателя Q1.

Ток нагрузки, протекающий через выключатель 1:

Коэффициент чувствительности МТЗ выключателя Q1 в основной зоне

7

рис. 4.

Трансформаторы тока (ТА) выбираются в соответствии со шкалой первичных номинальных токов I и коэффициентов трансформации трансформаторов тока. Трансформаторы тока для защиты следует выбирать с первичными номинальными токами, которые больше соответствующих максимальных рабочих токов: Iном1 ≥ Iраб. max [1].

KA1

KA2

KA3

TA1 TA2 TA3

Рис .4. Схема соединения вторичных обмоток трансформаторов

тока «полная звезда»

Максимальный рабочий ток линии Л1 определялся в п.3 задачи Iраб. max = 110 А.

Таким образом, для защиты линии Л1 примем к установке трансформатор тока с первичным номинальным током 150 А, соответственно коэффициент трансформации такого трансформатора тока будет равен 150/5.

Ток срабатывания реле определяется по формуле [6]:

Определяем значение тока срабатывания реле МТО по формуле (10):

9

Исполнительный орган, реализуемый посредством выходного про-

межуточного реле KL, или тиристорной схемы, срабатывая, передает команду на отключение выключателя Q. Исполнительный орган должен обладать мощным выходным сигналом, достаточным для приведения в действие электромагнита отключения YAT привода выключателя.

При возникновении повреждения на защищаемой линии срабатывают токовые реле тех фаз, по которым проходит ток КЗ. При этом у электромеханических реле замыкаются контакты, у электронных (микро-

электронных) появляется выходное напряжение (сигнал) соответствующего уровня (логическая 1 или логический 0).

Сработавшие ИО воздействуют через логический элемент ИЛИ на орган времени КТ, который по истечении заданной выдержки времени выдает сигнал, приводящий в действие исполнительный орган KL. Последний срабатывает и подает напряжение от источника оперативного тока в электро-

магнит отключения выключателя YАТ.

Принципиальная схема МТЗ приведена на рис.6. Схема отсчеки без выдержки времени аналогична схеме МТЗ, изображенной на рис.6, только в схеме отсутствует реле времени.

11