Задача 3.5
Рассчитать защиту линии W1 от междуфазных КЗ и замыканий на землю (рис. 3.1).
Решение Коэффициент трансформации трансформатора тока
;
.
,
принимаем равным
.
Согласно ПУЭ[10], от междуфазных КЗ применим токовую отсечку
первичный ток срабатывания защиты
,
где
.
коэффициент чувствительности
,
где
.
Расчёт комбинированной отсечки.
первичный ток срабатывания защиты
;
,
Больший принимаем за основу.
первичное напряжение срабатывания защиты
,
где
.
.
вторичный ток срабатывания реле
.
вторичное напряжение срабатывания реле
.
тип реле – РТ-40/50, РН-54/48, уставку выставляем поводком на реле.
коэффициент чувствительности по напряжению
.
Согласно ПУЭ[10], расчёт максимальной токовой защиты от внешних КЗ.
первичный ток срабатывания защиты
,
вторичный ток срабатывания реле
.
тип реле – РТ-40/20, уставку выставляем поводком на реле.
коэффициент чувствительности
;
.
время срабатывания защиты
.
Согласно ПУЭ[10], применим защиту от замыканий на землю.
первичный ток срабатывания защиты
,
где
;
– число
кабелей, равное 1.
,
где
– коэффициент броска, равный 45
о. е.
порядок определения вторичного тока срабатывания по номограммам следующий:
Задаемся
произвольно током срабатывания реле
(из диапазона уставок реле РТ-40/0,6).
Зная
первичный ток срабатывания, определим
по номограмме вторичное напряжение на
зажимах кабельного трансформатора тока
.
Определим
напряжение срабатывания реле при
протекании по нему тока
,
которым мы задались
где
- мощность, потребляемая реле,
;
-
минимальный ток срабатывания реле при
заданном соединении его обмоток.
Расчёт
считаем законченным, так как
.
тип реле – РТ-40/0,6, уставку выставляем поводком на реле.
коэффициент чувствительности
,
где
.
Защита не проходит по чувствительности. Необходимо применить более чувствительную защиту.
ЗАДАЧА 3.6
Рассчитать защиту линии W2 от междуфазных и внешних КЗ (рис. 3.1).
Решение
Коэффициент трансформации трансформатора тока
;
.
, принимаем равным .
Согласно ПУЭ, от междуфазных КЗ применим токовую отсечку
первичный ток срабатывания защиты
,
где
.
коэффициент чувствительности
,
где .
Расчёт комбинированной отсечки.
первичный ток срабатывания защиты
;
,
Больший принимаем за основу.
первичное напряжение срабатывания защиты
,
где
.
.
вторичный ток срабатывания реле
.
вторичное напряжение срабатывания реле
.
тип реле – РТ-40/50, РН-54/48, уставку выставляем поводком на реле.
коэффициент чувствительности по напряжению
.
Согласно ПУЭ[10], расчёт максимальной токовой защиты от внешних КЗ.
первичный ток срабатывания защиты
.
вторичный ток срабатывания реле
.
тип реле – РТ-40/20, уставку выставляем поводком на реле.
коэффициент чувствительности
;
.
время срабатывания защиты
.
ЗАДАЧА 3.7
Рассчитать релейную защиту линии W1 от междуфазных коротких замыканий.
Исходные данные
G1 и G2………СВ-1070/145-52;
T1 и Т2……….ТДЦ-125000/110;
W1 и W3……..АС120/19, l = 100 км;
W2……………АС150/24, l = 100 км;
GS…………….
= 1500 МВ∙А,
= 0,23,
= 0,35;
Н1
и Н2………
= 0,1∙
.
Рис. 3.5. Схема электрической сети
Решение
Параметры схемы замещения
Сопротивление системы определяется по формуле, Ом:
,
где
– сопротивление системы, о. е.,
– номинальная
мощность системы, МВ∙А.
Ом;
Ом;
Ом;
Ом;
Ом;
Ом;
Ом.
Рис. 3.6. Схема замещения электрической сети
Расчёт токов КЗ
При
КЗ в узле 5, в максимальном режиме
(размыкаем линию W2
в узле 3, т.е. отключаем ветку 3-5 – каскадный
режим) найдём ток трёхфазного КЗ по
линии W2
(
).
Ом;
Ом;
А;
60,72
А.
Значения остальных токов сведены в таблицу 3.2.
Результаты расчётов режимов КЗ
Таблица 3.2
Режим |
Вид КЗ |
Узел КЗ |
Ветвь |
Значение тока КЗ, А |
MAX |
(3) |
5 |
3-4 (W1) |
30,36 |
(3) |
5 |
5-4 |
1380 |
|
(3) |
1 |
3-4 (W1) |
636,88 |
|
(3) |
1 |
1-3 |
2799,5 |
|
MIN |
(3) |
4 |
3-4 (W1) |
524,1 |
(2) |
3 |
3-4 (W1) |
758 |
|
(2) |
5 |
3-4 (W1) |
26,29 |
|
(2) |
5 |
5-4 |
1195,1 |
Расчёт первой ступени дистанционной защиты
первичное сопротивление срабатывания защиты
а) отстройка от КЗ в конце защищаемой линии
Ом,
где
= 0,87 – коэффициент надёжности, о. е.
б) отстройка от КЗ в конце параллельной линии в каскаде
=
Ом,
где
= 0,44 – коэффициент надёжности, о. е.,
Ом,
– коэффициент
токораспределения, о. е.,
,
d
=
,
= 75о,
d
=
=
0,93.
Меньшее
из двух
принимаем
за расчётное, т.е.
=
Ом.
вторичное сопротивление срабатывания реле
=
,
где
=
,
=
.
а)
находим
через экономическую плотность тока
= j ∙ F = 1,3 ∙ 120 = 156 А,
где j = 1,3 – экономическая плотность тока, А/мм2,
F = 120 – площадь поперечного сечения провода, мм2.
б) находим через переток мощности
=
;
=117
МВ∙А;
=
А.
Примем
=
.
=
=
2,34 Ом.
Выставляем уставку на реле
N
=
=
= 21,36.
Проверка чувствительности
,
где
=
1 – коэффициент схемы, о. е.,
=
3 – ток точной работы, А.
.
Расчёт второй ступени дистанционной защиты
первичное сопротивление срабатывания защиты
а) отстройка от КЗ за трансформатором (для защиты 4-3)
=
= =
Ом,
где
– коэффициент токораспределения, о.
е.,
,
d
=
=
1.
б)
отстройка от
параллельной линии в каскаде (см. первую
ступень)
в) отстройка от защищаемой линии
31,12
+ j53,37
Ом.
Меньшее
из трёх
принимаем
за расчётное, т.е.
=
31,12 + j53,37
Ом.
вторичное сопротивление срабатывания реле
=
Ом.
выставляем уставку на реле
N
=
=
= 14,83.
проверка чувствительности
а)
;
б)
.
Расчёт третьей ступени дистанционной защиты
первичное сопротивление срабатывания защиты
– отстройка от сопротивления нагрузки
=
=
= 256,83 Ом,
где
= 1,1 – коэффициент надёжности, о. е.,
=
1,05 – коэффициент возврата, о. е.,
=
75о,
=
26о,
d
=
.
вторичное сопротивление срабатывания реле
=
Ом.
выставляем уставку на реле
N
=
=
= 3,57.
проверка чувствительности
а)
;
б)
=
0,05
1,25,
где
– коэффициент токораспределения, о.
е.,
.
в)
.
ЗАДАЧА 3.8
Рассчитать защиту блока G1-T1 от междуфазных КЗ (рис. 3.7)
Исходные данные
GS:
W-1:
АС-240/32,
W-2:
АС-240/32,
W-3:
АС-400/22,
Т1,Т2:
Т3,Т4:
G1,G2:
Рис.3.7. Схема электрической сети
Параметры схемы замещения
;
;
;
;
;
;
;
;
;
.
Расчёт токов КЗ в узле 3 в максимальном режиме
Рис.3.8. Схема замещения
|
|
Результаты расчётов режимов КЗ
Таблица3.3.
Режим |
Точка КЗ |
Вид КЗ |
Ток в узле, кА |
Мах |
3 |
(3) |
5,68 |
4 |
(3) |
3,13 |
|
Мin |
3 |
(2) |
2,10 |
7 |
(2) |
0,92 |
Решение
Согласно ПУЭ [10] рассчитываем дифференциальную защиту блока с торможением
номинальные токи трансформатора
коэффициенты схем
На стороне высшего напряжения:
|
На стороне низшего напряжения:
|
коэффициенты трансформации трансформаторов тока
вторичные токи
Расчёт ведём по основной стороне с большим вторичным током.
первичный ток срабатывания защиты
вторичный ток срабатывания защиты
расчётное число витков основной стороны
принимаем целое меньшее число витков основной стороны
ток срабатывания основной стороны с округлением
число витков на стороне 220 кВ
принимаем целое число витков на стороне 220 кВ
составляющая тока небаланса, обусловленная округлением числа витков
не основной стороны
суммарный ток небаланса
где
–
коэффициент, учитывающий переходный
процесс о.е,
–
коэффициент
однотипности ТА о.е,
- половина
суммарного
диапазона регулирования напряжения;
- ток
трёх фазного внешнего КЗ протекающий через блок , кА.
число витков тормозной обмотки
Принимаем
большее целое
чувствительность защиты
.
ЗАДАЧА 3.9
Рассчитать защиту блока G1-T1 от сверхтоков при внешних КЗ (рис. 3.7)
Согласно ПУЭ[10] рассчитываем токовую защиту обратной последовательности с приставкой от симметричных КЗ
Решение
Все органы выполнены с ограниченно зависимой выдержкой
времени.
I ступень. Сигнальный орган от несимметричной перегрузки
первичный ток срабатывания защиты
вторичный ток срабатывания реле
уставка в о. е.
время срабатывания защиты
II ступень. Пусковой орган от несимметричных внешних КЗ
первичный ток срабатывания защиты
коэффициент чувствительности
