Задача №3

Розрахувати параметри трьохступеневого захисту А1 лінії L1 (рисунок 3.1) та визначити зону дії захисту кожної ступені. Вихідні дані до розрахунку представлені в таблиці 3.1, де характер навантаження відображає коефіцієнт самозапуску k_С.З., час спрацьовування МСЗ попереднього елементу А2 – t^ІІІ_В.

Рисунок 3.1 – Схема ділянки електричної мережі

Таблиця 3.1 – Вихідні дані до задачі №3

Літера	Марка проводу лінії L1	Марка проводу лінії L2	lL1, км	lL2, км	ХС, Ом	ІРАБ.МАХ L1, A	ІРАБ.МАХ L2, A	Схема з’єднання ТС	kС.З.	Тип реле	tІІІВ, c
А	АС-185					320
В									2,5
К		АС-50	13,5
Л											2
О								неповна зірка		РC40
Р					5
Т							190
У				5,8

Визначимо параметри ліній L1та L2:

Для лінії L1 виконаної проводом марки АС-185/29 з [4] маємо такі дані:

• R_{0 L1} = 0,159 ;

• d = 18,8 мм.

Рективний погонний опір X₀ ПЛ визначимо за формулою:

X₀ = 0,1445∙lg

де D_сер – середньогеометрична відстань між проводами фаз (для 10 кВ: D_сер = 1м).

Отже,

X_{0 L1} = 0,1445 ∙ lg

Для лінії L2 виконаної проводом марки АС-50/8 з [4] маємо такі дані:

• R_{0 L2} = 0,595 ;

• d = 9,6 мм.

Рективний погонний опір ПЛ становить:

X_{0 L2} = 0,1445 ∙ lg

Виходячи із значень I_РАБ.MAX приймемо, що коефіцієнти трансформації К_І трансформаторів струму встановлених на лініях L1 і L2, дорівнюють:

Розрахуємо струми короткого замикання в точках А, В, С за формулою:

,

де Z_сум – сумарний опір ділянки до місця к.з.

Перша ступінь трьохступеневого захисту – струмова відсічка без витримки часу (СВ без ВЧ).

Струм спрацювання СВ без ВЧ вибирається більшим максимального значення струму к.з. в кінці захищаємої зони:

,

де k_ЗАП = 1,2 – коефіцієнт запасу реле РС40.

I_{К.З.ЗОВН.МАХ} – струм короткого замикання у точці В.

Розрахуємо струм спрацювання струмової відсічки:

Розрахуємо струм спрацювання реле:

,

де k_СХ = 1 – для схеми з’єднання «неповна зірка».

З [7] приймаємо I_с.р. = 9,25 А – найближче більше значення струму спрацювання реле РС40М-5/40 (при дискретності уставок 0,25 А та при послідовному з’єднанні обмоток). Тоді струм спрацювання захисту:

_{Довжина захищаємої лінії становить:}

Час спрацювання захисту:

.

Друга ступінь трьохступеневого струмового захисту – струмова відсічка з витримкою часу. Для визначення струму спрацювання другої ступені захисту необхідно визначити струм спрацювання захисту А2.

Струм спрацювання захисту А2:

де I_{К.З.зовн.мах.} – струм короткого замикання у точці С.

Струм спрацювання реле:

Приймаємо найближче більше значення струму спрацювання реле I_С.Р. = 14 А. Тоді струм спрацювання захисту:

Струм спрацювання другої ступені захисту визначається за формулою:

,

_{де IС.З.ПОПЕР.} = 560 А – струм спрацювання попереднього захисту (в нашому випадку –

Струм спрацювання реле:

З [7] приймаємо найближче більше значення струму спрацювання реле РС40М-5/40 – I_С.Р. = 8,5 А. Тоді струм спрацювання захисту:

_{Довжина захищаємої лінії становить:}

Час спрацювання захисту:

,

де – ступінь селективності ( = 0,5 с)

Третя ступінь захисту – максимальний струмовий захист.

Розрахуємо струм спрацювання максимального струмового захисту:

,

де = 1,2 – коефіцієнт запасу для РС-40;

– коефіцієнт повернення (для реле РС40М-5/40: = 0,9).

= 320 А – максимальний робочий струм лінії L1.

Струм спрацювання реле:

З [7] для реле РС40М-5/40 (при дискретності уставок 0,25 А та при послідовному з’єднанні обмоток) приймаємо найближче більше значення струму спрацювання реле – I_С.Р. = 13,5 А. Тоді струм спрацювання захисту:

_{Довжина захищаємої лінії становить:}

Час спрацювання захисту:

Легко бачити, що третя ступінь захисту – МСЗ – ніколи не спрацьовуватиме, тому на часо-струмовій характеристиці (рисунок 3.2) вона відсутня. Також для МСЗ не показуватимемо її графічну дію зони захисту.

Для лінії L1, довжина якої складає 13,5 км, на рисунках 3.3 та 3.4 показана графічно зона дії захисту для струмової відсічки без витримки часу та для струмової відсічки з витримкою часу відповідно.

Рисунок 3.2 – Часо-струмова характеристика реле РС40М-5/40

Рисунок 3.3 – Зона дії струмової відсічки без витримки часу

Рисунок 3.3 – Зона дії струмової відсічки з витримкою часу