5. Расчёт параметров выбранных защит. Выбор типов реле
Рассчитаем параметры защит, установленных на линии Л5. На этой линии установлена двухступенчатая токовая защита.
Так срабатывания первой ступени (токовая отсечка без выдержки времени) отстраивается от максимального значения тока трёхфазного КЗ в конце линии:
Зона, защищённая отсечкой определяется по кривым спадания токов КЗ Iк(3) = f(l) в максимальном и минимальном режимах. Для построения плавной кривой изменения тока КЗ вдоль линии Iк(3) = f(l) нужно иметь токи КЗ на расстоянии 0; 0,25; 0,75; 1. Отсечка считается эффективной, если она защищает не менее 18 – 20% длины линии.
Из рис. 5.1. видно, что отсечка защищает 45% длины линии.
рис. 5.1. Кривая спадания токов КЗ по линии Л5.
Ток срабатывания третей ступени (МТЗ) выбирается по условию отстройки от максимального тока нагрузки присоединения Iраб. макс, который рассчитан в пункте 3.
где Кз – коэффициент самозапуска двигателей нагрузки, примем равным 1,3;
Кв – коэффициент возврата, равный 0,85;
Котс3 – коэффициент отстройки, для реле косвенного действия равный 1,25.
Проверяем чувствительность МТЗ в конце зоны резервирования:
Для зоны резервирования КчIII ≥ 1,2. В нашем случае КчIII = 1,5, что больше.
Рассчитаем параметры защит, установленных на трансформаторе Т1.
В качестве измерительного органа продольной дифференциальной токовой защиты примем реле РНТ-565 и произведём расчёт этого реле.
Определим токи в плечах защиты, которая соответствует номинальной мощности Т1:
Первичный ток срабатывания защиты выбирается по двум условиям:
- По условию отстройки от максимального тока небаланса при внешних КЗ:
Iсз = 1,3×Iнб макс = 1,3×(e+DU)×Iкз макс,
где e =0,1 — максимальная погрешность ТТ;
DU — половина регулировочного диапазона изменения напряжения при регулировании коэффициента трансформации в относительных единицах. Для ТРДН–25000 предел регулирования равен 1,25х8 = 10%.
- По условию отстройки от бросков тока намагничивания:
Iсз = 1,3×Iн ,
где Iн — ток соответствующий номинальной мощности трансформатора.
С учётом РПН Iн рассчитывается по формуле:
Первичный ток срабатывания примем больший из рассчитаных по условиям 1 и 2.
Iсз1 = 1,3×(0,1+0,16)×9442×10,5 / 115 = 291 А,
Iн = 25000 / √3×115×(1-0,16) = 149 А,
Iсз2 = 1,3×149 = 194,2 А.
Выбираем Iсз = 291 А.
За основную сторону примем сторону ВН трансформатора Т1:
Число витков реле РНТ для основной стороны:
где Fcр — намагничивающая сила срабатывания реле, равная 100 ампервиткам.
Выбираем Wосн. = 11 вит.
Определяем фактическое значение Iср, соответствующее выбранному числу витков Wосн.
Расчетное число витков с неосновной стороны рассчитаем по формуле:
Принимаем W2 = 9 вит.
Вычислим третью составляющую тока небаланса Iнбlll, которая обусловлена неравенством расчётного и выбранного числа витков:
Определим суммарный ток небаланса и рассчитаем значения Iсз и Iср.
Iнб = Iнб макс+ Iнбlll = (0,1+0,16)×862+29,72 = 253,84 А.
Iсз = 1,3× Iнб = 1,3×253,12 = 329 А.
Iср = Iсз×Ксх/nтт1 = 329×√3 / 300/5 = 9,49 А.
Т. к. 9.49 > 9, то примем Wосн. = 10 вит. и повторим расчёт.
Принимаем W2 = 8 вит.
Iнб = Iнб макс+ Iнбlll = (0,1+0,16)×862+10,9 = 235 А.
Iсз = 1,3× Iнб = 1,3×235 = 305,5 А.
Iср = Iсз×Ксх/nтт1 = 305,5×√3 / 300/5 = 8,8 А.
Т. к. 10 > 8,8, то рассчитанные параметры реле РНТ соответствуют несрабатыванию реле при максимальном токе небаланса.
Определим коэффициент чувствительности при двухфазном КЗ на стороне низшего напряжения:
где Iр. мин. — минимальный ток в реле, который рассчитывается по формуле:
Рассчитаем параметры защиты от сверхтоков внешних междуфазных КЗ. В качестве такой защиты примем МТЗ:
где Iнагр. макс. — максимальный ток нагрузки, рассчитывается по формуле:
Ксз — коэффициент самозапуска двигателей нагрузки, Ксз = √3×Ic×Uмин.вн /Sном ,
где Iс — ток самозапуска, приведенный к стороне ВН, Iс = Uн /√3×(Х’сист. макс.+Х’т+ Х’н),
где Х’сист. макс., Х’т, Х’н — сопротивления системы в максимальном режиме, трансформатора Т1 и нагрузки соответственно, приведенные к стороне ВН.
Х’сист. макс.= Хсист. макс.( Uср. н. вн / Uср. н. нн )2 = 0,179(115/10,5)2 = Ом
Х’т = Хт.( Uср. н. вн / Uср. н. нн )2 =
Х’н = Х*н× Uмин.вн.2 / Sн = 0,35×( ) / 14,25 =
Х*н = 0,35 — сопротивление обобщённой нагрузки.
Ксз = √3×Ic×Uмин.ВН /Sном= ,
Рассчитаем параметры защиты от перегрузок:
Выберем время срабатывания защит:
МТЗ линии Л5 — tсз = 0,6 + 0,5 = 1,1 с;
МТЗ трансформатора Т2 — tсз = t1 + Dt = 1,1+0,5 = 1,6 с;
Защита от перегрузок — tсз = tсз МТЗ Т1 + Dt = 1,6 + 0,5 = 2,1 с.
Выберем типы реле для защиты:
Л5:
РТ-40-20;
ЭВ-112;
РП-23;
РУ-21/0,05;
Т1(Для защиты трансформатора выбираем продольную дифференциальную защиту на реле РНТ-565. Для защиты от сверхтоков внешних междуфазных КЗ):
РТ-40/6;
ЭВ-122;
РП-23;
Ру-21/0,05.
Литература
- Федосеев А. И. Релейная защита электрических систем.-И.:энергия,1976.
- Правила устройства электроустановок ПУЭ-76, разд. Ш. –М.: Энергоиздат, 1981.
- Методические указания по курсовому проектированию по курсу “Релейная защита и автоматизация энерггсистем” для студентовспециальности 0301, 0302, 0303 Глинский Е. В., Романюк Ф. А., Тишечкин А. А. – Минск;БПИ, 1986.