Задача №2

Розрахувати параметри спрацювання струмової відсічки лінії (рисунок 2.1), визначити зону дії захисту (графічно та аналітично), перевірити чутливість захисту. Захист виконано за допомогою реле РТ-40. Вихідні дані до розрахунку представлені в таблиці 2.1. Виконати розрахункову перевірку трансформатору струму.

Рисунок 2.1 – Схема ділянки електричної мережі

Таблиця 2.1 – Вихідні дані

Літера	Марка проводу лінії L	Довжина лінії L, км	Опір енергосистеми ХС, Ом	Схема з’єднання ТС	Марка ТС	Матеріал з'єднувальних проводів	Довжина з'єднувальних проводів, м
А	АС-95					мідь
К		10	5
Р					ТПЛ-35
Т							100
У				неповна зірка

Допустимий тривалий струм для АС-95/16 становить 330 А – з довідника [4].

Коефіцієнт трансформації ТС: K_I = = 80.

Схема заміщення вихідної електричної мережі зображена на рисунку 2.2.

Рисунок 2.2 – Розрахункова схема заміщення ділянки мережі

Випишемо з [4] каталожні параметри повітряної лінії АС-95/16:

• R₀ = 0,301

• d = 13,5 мм.

Рективний погонний опір ПЛ визначимо за формулою:

X₀ = 0,1445∙lg

де D_сер – середньогеометрична відстань між проводами фаз (для 35 кВ: D_сер = 3м).

Отже,

X₀ = 0,1445∙lg 0,398

Активний та реактивний опори лінії складають:

Розрахуємо струми КЗ для точок А і В (див. рисунок 2.2):

Розрахуємо параметри відсічки:

По вибираємо з [3] необхідне реле – РТ-40/50 для якого:

;

• (при послідовному з’єднанні катушок, І діапазон).

Визначимо чутливість захисту :

Оскільки < 1,5, то захист вважається нечутливим.

Визначимо зону дії відсічки аналітичним методом – згідно формули:

Отже, струмова відсічка захищає 72,7% від довжини лінії.

Визначимо графічно зону дії захисту. Залежність довжини зони захисту від струму спрацювання захисту зображена на рисунку 2.3 та визначається функцією:

;

Рисунок 2.3 – Залежність довжини зони захисту від струму спрацювання захисту

Згідно графічного методу визначення зони дії захисту бачимо, що при струмі = 2560 А та при:

• трьохфазному к.з. → L_відс. ≈ 7,3 км;

• двохфазному к.з. → L_відс. ≈ 4,5 км;

Перевіримо на похибку трансформатор струму (ТС) марки ТПЛ-35.

Перевірку на ε≤10% виконаємо за паспортними даними, які випишемо з [6]:

Визначимо кратність k10 згідно наступної формули:

В свою чергу k10 доп розрахуємо за формулою:

де

_{Опір провода rпровода розрахуємо так:}

ρ∙ ,

де ρ = 0,017 – питомий опір з’єднувального проводу (матеріал – мідь).

= 2,5 мм² – площа поперечного перерізу з’єднувального проводу;

l = 100 м – довжина з’єднувального проводу.

Отже,

0,017∙ = 0,68 Ом.

Опір реле РТ-40/50 становить:

_{Перехідний опір rперехідний вважаємо, що становить 0,05 Ом.}

Отже,

Ом.

= 7,76.

Отже, можемо зробити висновок, що наш ТС має ε≤10%, оскільки виконується наступна нерівність:

<

7,04 < 7,76.

Зробимо перевірку нашого ТС на виконання наступної умови:

f_max < f_доп,

де f – струмова похибка.

Розрахуємо величину k_max:

де – первинний струм при КЗ на початку зони, яку захищають;

– номінальний первинний струм трансформатора струму.

Отже,

Розрахуємо величину Аmax:

З літератури [1] бачимо, що при = 1,3 максимальна похибка f_max = 20%.

В свою чергу для заданого реле РТ-40/50 допустима струмова похибка f_доп складає 50 %.

Легко зрозуміти, що умова f_max < f_доп виконується.

Виконаємо перевірку нашого ТС на виконання умови:

U_{2 max} < U_доп,

де U_доп = 1000 В.

U_{2 max} розраховується наступним чином:

U_{2 max} = ,

де = .

Тоді:

U_{2 max} = В.

Отже, умова U_{2 max} < U_доп виконується, адже:

71,46 < 1000.

Як бачимо, наш ТС пройшов всі перевірки і має таку похибку вимірювання, яка знаходиться в допустимих межах. Отже, наш ТС може знаходитися в експлуатаційному режимі.