Реферат: Релейная защита
1. Выбор исходных данных для курсового проекта.
Схема высоковольтной сети представлена на рис.1 Рис.1 Данные для задания:/>
/>
/>
/>
с. — Время отключения энергосистемы./>
В. — Номинальное напряжение системы. Определяем нагрузки ТП:/>
/>
ВА./>
/>
ВА./>
/>
ВА./>
/>
ВА./>
/>
ВА./>
/>
ВА./>
/>
ВА./>
/>
ВА./>
/>
ВА. Определяем токи КЗ на подстанциях:— значения тока КЗ на последующих подстанциях получают путем уменьшения на 20% значения тока КЗ на предыдущей подстанции.
— значения двухфазного тока КЗ на шинах подстанцих принимаем равным 0.7 от значения трехфазного тока КЗ на этих же подстанциях.
Трёхфазный ток КЗ на шинах питающей подстанции (точка К1)/>
А. Значение двухфазного тока КЗ на шмнах подстанцийпринять равным 0,7 от значения тока КЗ на этих же подстанциях/>
/>
А.Токи КЗ в точке К6 и К9:
/>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А. Токи КЗ в точке К2,K5 и К8:/>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А. Токи КЗ в точке К1,K4 и К7:/>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А. Токи КЗ в точке К3:/>
/>
А./>
/>
А. Определим токи нагрузки на ТП по формуле:/>
/>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А. Определим токи в линиях:/>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А./>
/>
А.2. Выбор предохранителей для линий высоковольтной сети и проверка их на чувствительность и селективность срабатывания.
Созанию защищаем предохранителями линии L1,L2,L3,L4 и L7. Для использования выбираем предохранители серии ПКТ с Uном=10 кВ и Iотк.пр=20…31,5 кА [2].
Как видим условия (1) и (2) выполняются.
/>
(1); Iотк.пр > Iк.max (2); По выражению (3) определим расчетные значения токов для предохранителей F1, L2, F3, F4 и F7:/>
/>
(3);где /> - номинальный ток плавкой вставки;
/> - расчетный ток;
/> - коэффициент надежности принимаемый равным 1,2…1,25.
/>
/>
/>
А;/>
/>
А;/>
/>
А;/>
/>
А;/>
/>
А; Используя полученные значения, выберем предварительно следующие стандартные величины Iвс.ном:/>
А;/>
А;/>
А;/>
А;/>
А; Проверим предохранители F1 и F2 на селективность. При трехфазном КЗ непосредственно за предохранителем F1/>
А. При этом токе предохранитель F1 сработает за время менее:/>
c. [2]; F2 сработает за время менее:/>
c. Тогда коэффициент селективности для пары предохранителей F1 и F2 равен:/>
(4);/>
/>
что удовлетворяет условию (4). Проверим предохранители F3 и F4 на селективность. При трехфазном КЗ непосредственно за предохранителем F3/>
А. При этом токе предохранитель F3 сработает за время менее:/>
c. [2]; F4 сработает за время менее:/>
c. Тогда коэффициент селективности для пары предохранителей F3 и F4 равен:/>
(4);/>
/>
что удовлетворяет условию (4). Проверку на селективность предохранителя F7 и комплекта защиты РЗ-8 проведём после расчёта комплектов релейной защиты. Проверяем выбранные плавкие вставки на чувствительность по выражению (5):/>
(5);/>
/>
А;/>
/>
А;/>
/>
А;/>
/>
А;/>
/>
А;/>
/>
удовлетворяет условию (5)/>
/>
удовлетворяет условию (5)/>
/>
удовлетворяет условию (5)/>
/>
удовлетворяет условию (5)/>
/>
удовлетворяет условию (5) Все коэффициенты больше трех, следовательно, чувствительность предохранителей к токам КЗ гарантируется.3. Выбор типа релейной защиты, расчет уставок тока и времени для всех комплектов релейных защит.
Выбор варианта исполнения МТЗ проводим исходя из заданной величины Тотк=1.2 с и количества последовательно устанавливаемых комплектов защит. Оценку производим по выражению:
/>
где /> - ступень селективности;
/> - максимальное значение времени срабатывания предохранителя, установленного непосредственно за участком с РЗ (определяется при двухфазном токе КЗ);
n — количество последовательно включенных защит.
Определим DTрасп1 для МТЗ РЗ-5, РЗ-6 защищающих линии L3,L4,L5 и L6. Максимальное время срабатывания предохранителя F4 в конце линии L4 равно:/>
с. при токе КЗ:/>
А;/>
[1]/>
/>
с. Определим DTрасп2 для МТЗ РЗ-8, РЗ-9 защищающих линии L7,L8 и L9. Максимальное время срабатывания предохранителя F7 в конце линии L7 равно:/>
с. при токе КЗ:/>
А;/>
/>
/>
с./> на всех защищаемых линиях не менее 0.57 с, следовательно при данных условиях можно использовать схему МТЗ с ограниченно зависимой выдержкой времени, выполненой на основе реле серии РТ-80.
Для более высокой надёжности выбераем двухрелейную схему на переменном оперативном токе по схеме «неполной звезды» с дешунтированием катушки отключения.
а) Расчёт токов срабатывания и уставок тока.
Принимая по техническим характкристикам [1] реле РТ-80
при: расчитаем токи срабатывания защит.
/>
/>
/>
/>
А/>
/>
А/>
/>
А/>
/>
А Исходя из значений Iрабmax линий L5,L6,L8,L9 выбираем трансформаторы тока с первичными номинальными токами. [2]/>
А/>
А/>
А/>
А/>
А/>
А/>
А/>
А Тогда их коэффициенты трансформации равны:/>
А номинальный ток вторичной обмотки/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Определим расчётные токи срабатывания реле с учётом, что коэффициент схемы «неполной звезды» равен 1:/>
/>
А/>
/>
А/>
/>
А/>
/>
А Выберем ближайшие большие значения Iуст реле РТ-80/>
А/>
А/>
А/>
А Скоректируем токи срабатывания защит в соответствии с выбраными уставками./>
/>
А/>
/>
А/>
/>
А/>
/>
Ав) Расчёт уставок времени и проверка на селективность.
Определим ступень селективности /> для комплекта МТЗ РЗ-5
/>
с время срабатывания предохранителя F4/>
с положительная погрешность предохранителя F4/>
с положительная погрешность реле РТ-80/>
с время запаса/>
/>
с/>
/>
c при токе КЗ 4.16 кА в начале линии L4 при значении кратности: реле РТ-80 работает в независимой части своей характеристики поэтому время срабатывания выставляем 0.5 c/>
/>
c Время уставки комплекта МТЗ РЗ-5Определим ступень селективности /> для комплекта МТЗ Р3-6.
/>
с время отключения маломаслянного выключателя/>
с отрицательная погрешность реле РТ-80/>
с время индукционного выбега реле РТ-80/>
/>
с Определим время Туст6 комплекта МТЗ Р3-6./>
/>
с при токе КЗ 5.2 кА в начале линии L2 значении кратности: реле РТ-80 работает в независимой части своей характеристики поэтому время срабатывания выставляем 1 с./>
/>
с Время уставки комплекта МТЗ РЗ-6Определим ступень селективности /> для комплекта МТЗ РЗ-8
/>
с время срабатывания предохранителя F7/>
c положительная погрешность срабатывания пр.F7/>
/>
с/>
/>
c при токе КЗ 4.16 кА в начале линии L7 при значении кратности: реле РТ-80 работает в независимой части своей характеристики поэтому время срабатывания выставляем 0.5 c/>
/>
c время уставки комплекта МТЗ РЗ-8Определим ступень селективности /> для комплекта МТЗ РЗ-9
/>
/>
с Определим время Туст9 комплекта МТЗ РЗ-9/>
/>
с при токе КЗ 5.2 кА в начале линии L8 при значении кратности:/>
реле РТ-80 работает в независимой части своей характеристики поэтому время срабатывания выставляем 1 c/>
с время уставки комплекта МТЗ РЗ-9 Для проверки на селективность строим карты селективности.Карта селективности для линий L6,L2,L1
/>
/>
/>
/>
Как видно из графика селективная работа МТЗ РЗ-6 и предохранителя F1, F2 обеспечена во всём диапазоне КЗ от I2к1=2,33 кА до I3к6=5,2 кА Карта селективности для линий L6,L5,L4/>
/>
/>
/>
Как видно из графика селективная работа МТЗ РЗ-6, РЗ-5 и предохранителя F4
обеспечена во всём диапазоне КЗ от I2к4=2,33 кА до I3к6=5,2 кА
Карта селективности для линий L9,L8,L7/>
/>
/>
/>
Как видно из графика селективная работа МТЗ РЗ-9, РЗ-8 и предохранителя F7
обеспечена во всём диапазоне КЗ от К2к7=2,33 кА до К3к9=5,2 кА
Проверка системы по максимально допустимому времени отключения.
При минимальном токе КЗ в конце линии L6 I2k6=3.64 кА согласно защитной характеристике РЗ-6 она сработает за время t=1c, что меньше допустимой 1.2 с.
При минимальном токе КЗ в конце линии L9 I2k9=3.64 кА согласно защитной характеристике РЗ-9 она также сработает за 1с.
Проверка чувствительности. В соотвтствии с правилами [ ] коэффициент чувствительности для МТЗ в основной зоне должен быть не меньше 1,5, а для резервной зоны не менее 1.2 Для защиты РЗ-5 минимальный ток КЗ в конце основной зоны I2к5=2,912 кА/>
/>
> 1.5 проверку чувствительности в резервной зоне не производим, так как L4 защищена предохранителем. Для защиты РЗ-6 минимальный ток КЗ в основной зоне I2к6=3,64 кА/>
/>
> 1.5 Для резервной зоны защиты РЗ-6 минимальный ток КЗ в конце линии L5 равен I2к5=2,912 кА/>
/>
> 1.2 Для защиты РЗ-8 минимальны й ток КЗ в конце основной зоны I2к8=2,912 кА/>
/>
> 1.5 проверку чувствительности в резервной зоне не производим, так как L7 защищена предохранителем. Для защиты РЗ-9 минимальны й ток КЗ в конце основной зоны I2к9=3,64 кА/>
/>
> 1.5 Для резервной зоны минимальный ток КЗ в конце линии L8 равен I2к8=2,912 кА/>
/>
> 1.2 Все комплекты защиты обеспечивают необходимую чувствительность.4. Выбор и расчёт элементов схемы РЗ и источника оперативного тока
В качестве источника оперативного тока выбираем трансформатор тока типа ТПЛ-10ТЗ
Технические данные трансформатора.
Uном=10 кВ
Iном.пер=50...400 А
Iном.втр=5 А
Вариант исполнения обмотки 10р для релейной защиты.
Электродинамическая стойкость.
Iскв.пр.=52 кА для ТТ 50...200 А
Iскв.пр.=100 кА для ТТ 300...400 А
Термическая стойкость.
Iт=34 кА за t=3 с.
Проверка ТТ на Uном.
Uном=10 кВ
Uсети=6 кВ
Uном>Uсети
условие выполнено.
Проверка ТТ на номинальный первичный ток.
/>
/>
А/>
А/>
/>
А/>
А/>
/>
А/>
А/>
/>
А/>
А/>
условия выполнены. Проверка на электродинамическую стойкость:/>
/>
/>
/>
А/>
/>
/>
А/>
/>
/>
А/>
/>
/>
А условия выполнены. Проверка на термическую стойкость:/>
/>
/>
А/с проверяем по наибольшему току КЗ I3к=7,9 кА и наибольшему времени отключения t=1 c/>
А/с/>
/>
условия выполнены.Проверка ТТ на вторичную нагрузку.
Для ТТ работающего с релейной защитой, определение допустимой вторичной нагрузки Zнаг производим по кривой десятипроцентной кратности К10 [ ] рис.5.10. для ТТ ТПЛ-10.
Кривая ограничивает сопротивление нагрузки ТТ в зависимости от ожидаемой кратности тока срабатывания защиты (по отношению к I1ном.) значение при котором полная погрешность ТТ не превышает 10%.
Поскольку обмотка отключающего эл.магнита в доаварийном режиме отключена то ТТ нагружен только на обмотку реле РТ-80.
По паспортным данным [ ] при Iср. Sпотр.=10 в*а соответственно сопротивление обмотки
/>
/>
/>
А/>
/>
ом при кратности срабатывания защит/>
/>
/>
/>
Полная погрешность ТТ при данных кратностях срабатывания защит и rнаг=0,2 ом не превышает 10%Выбор типа реле из серии РТ-80.
Исходя из условий, что Туст от 0,5 сек. и ток Iуст 8 А выбираем реле типа РТ-85/1 с такими паспортными данными [ ] :
Iном=10 А
Iуст индукционного элемента 4,5,6,7,8,9,10 А
tср. в независимой части характеристики от 0,5с....4с
Главные контакты реле способны шунтировать и дешунтировать ток 150 А при сопротивлении нагрузки 4,5 ом и при токе 3,5...5 А
Проверим главные контакты реле РТ-85/1 на комутируемую мощность/>
ом/>
А/>
А/>
/>
/>
Мощность отключающего эл.магнита/>
/>
/>
условие выполняется.Электрическая схема комплекта релейной защиты представлена на рис
Схема энергосистемы с раставленными предохранителями и комплектами РЗ максимальной токовой защиты представлены на рис
/>