Релейная защита - конспект -  Астрономия, Конспект из Астрономия
filizia
filizia11 June 2013

Релейная защита - конспект - Астрономия, Конспект из Астрономия

PDF (482.3 KB)
14 страница
145количество посещений
Описание
Rybinsk State Academy of Aviational Technology. Лекции и рефераты по Астрономии. Определяем токи КЗ на подстанциях: Значения тока КЗ на последующих подстанциях получают путем уменьшения на 20% Значения тока КЗ на преды...
20очки
пункты необходимо загрузить
этот документ
скачать документ
предварительный показ3 страница / 14
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ

1. Выбор исходных данных для курсового проекта. Схема высоковольтной сети представлена на рис.1

Рис.1

Данные для задания: X 6 Y 3 Z 2

Тотк 1.2 с. - Время отключения энергосистемы.

Uсети 6000 В. - Номинальное напряжение системы.

Определяем нагрузки ТП:

Sтп1 17 Y 104 Sтп1 5.1 105 ВА.

Sтп2 25 Z 104 Sтп2 5 105 ВА.

Sтп3 8 X 104 Sтп3 4.8 105 ВА.

Sтп4 17 Y 104 Sтп4 5.1 105 ВА.

Sтп5 25 Z 104 Sтп5 5 105 ВА.

Sтп6 8 X 104 Sтп6 4.8 105 ВА.

Sтп7 8 X 104 Sтп7 4.8 105 ВА.

Sтп8 17 Y 104 Sтп8 5.1 105 ВА.

Sтп9 25 Z 104 Sтп9 5 105 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) I3к 6500 А. Значение двухфазного тока КЗ на шмнах подстанцийпринять равным 0,7 от значения тока КЗ

на этих же подстанциях I2к 0.7 I3к I2к 4.55 103 А.

docsity.com

Токи КЗ в точке К6 и К9:

I3к6 0.8 I3к I3к6 5.2 103 А. I2к6 0.7 I3к6 I2к6 3.64 103 А.

I3к9 0.8 I3к I3к9 5.2 103 А. I2к9 0.7 I3к9 I2к9 3.64 103 А.

Токи КЗ в точке К2,K5 и К8:

I3к2 0.8 I3к6 I3к2 4.16 103 А. I2к2 0.7 I3к2 I2к2 2.912 103 А.

I3к5 0.8 I3к6 I3к5 4.16 103 А. I2к5 0.7 I3к5 I2к5 2.912 103 А.

I3к8 0.8 I3к9 I3к8 4.16 103 А. I2к8 0.7 I3к8 I2к8 2.912 103 А.

Токи КЗ в точке К1,K4 и К7:

I3к1 0.8 I3к2 I3к1 3.328 103 А. I2к1 0.7 I3к1 I2к1 2.33 103 А.

I3к4 0.8 I3к5 I3к4 3.328 103 А. I2к4 0.7 I3к4 I2к4 2.33 103 А.

I3к7 0.8 I3к8 I3к7 3.328 103 А. I2к7 0.7 I3к7 I2к7 2.33 103 А.

Токи КЗ в точке К3:

I3к3 0.8 I3к4 I3к3 2.662 103 А.

I2к3 0.7 I3к3 I2к3 1.864 103 А.

Определим токи нагрузки на ТП по формуле: Iтп Sтп Uном 3

Iтп1 Sтп1 Uсети 3

 Iтп1 49.075 А.

Iтп2 Sтп2 Uсети 3

 Iтп2 48.113 А.

Iтп3 Sтп3 Uсети 3

 Iтп3 46.188 А.

Iтп4 Sтп4 Uсети 3

 Iтп4 49.075 А. Iтп5 Sтп5

Uсети 3 

Iтп5 48.113 А.

docsity.com

Iтп6 Sтп6 Uсети 3

 Iтп6 46.188 А.

Iтп7 Sтп7 Uсети 3

 Iтп7 46.188 А.

Iтп8 Sтп8 Uсети 3

 Iтп8 49.075 А.

Iтп9 Sтп9 Uсети 3

 Iтп9 48.113 А.

Определим токи в линиях:

IрабmaxL1 Iтп1 IрабmaxL1 49.075 А.

IрабmaxL2 IрабmaxL1 Iтп2 IрабmaxL2 97.187 А.

IрабmaxL3 Iтп3 IрабmaxL3 46.188 А.

IрабmaxL4 IрабmaxL3 Iтп4 IрабmaxL4 95.263 А.

IрабmaxL5 IрабmaxL4 Iтп5 IрабmaxL5 143.375 А.

IрабmaxL6 IрабmaxL2 IрабmaxL5 Iтп6 IрабmaxL6 286.751 А.

IрабmaxL7 Iтп7 IрабmaxL7 46.188 А.

IрабmaxL8 IрабmaxL7 Iтп8 IрабmaxL8 95.263 А.

IрабmaxL9 IрабmaxL8 Iтп9 IрабmaxL9 143.375 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.

Uном Uсети (1); Iотк.пр > Iк.max (2);

По выражению (3) определим расчетные значения токов для предохранителей F1, L2, F3, F4 и F7:

Iвсном Iрасч Iрасч kн Iрабmax (3);

где Iвсном - номинальный ток плавкой вставки; Iрасч - расчетный ток; kн - коэффициент надежности принимаемый равным 1,2…1,25. kн 1.2

IрасчF1 kн IрабmaxL1 IрасчF1 58.89 А; IрасчF2 kн IрабmaxL2 IрасчF2 116.625 А; 3 3 3 55.426 4 4 4 4 31

docsity.com

IрасчF7 kн IрабmaxL7 IрасчF7 55.426 А;

Используя полученные значения, выберем предварительно следующие стандартны величины Iвс.ном:

IвсномF1 60 А; IвсномF2 160 А; IвсномF3 60 А; IвсномF4 160 А; IвсномF7 60 А;

Проверим предохранители F1 и F2 на селективность. При трехфазном КЗ непосредственно за предохранителем F1

I3к2 4.16 103 А.

При этом токе предохранитель F1 сработает за время менее: tпF1 0.01 c. [2];

F2 сработает за время менее: tпF2 0.03 c. Тогда коэффициент селективности для пары предохранителей F1 и F2 равен:

Kc tпF2 tпF1

3 (4);

KcF2F1 tпF2 tпF1

 KcF2F1 3 что удовлетворяет условию (4).

Проверим предохранители F3 и F4 на селективность. При трехфазном КЗ непосредственно з предохранителем F3

I3к4 3.328 103 А.

При этом токе предохранитель F3 сработает за время менее: tпF3 0.01 c. [2];

F4 сработает за время менее: tпF4 0.03 c. Тогда коэффициент селективности для пары предохранителей F3 и F4 равен:

Kc tпF4 tпF3

3 (4);

KcF4F3 tпF4 tпF3

 KcF4F3 3 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):

Kч Iкmin Iвсном

3 (5);

IкminF1 I2к1 IкminF1 2.33 103 А;

IкminF2 I2к2 IкminF2 2.912 103 А;

IкminF3 I2к3 IкminF3 1.864 103 А; 4 4 4 2 33 103 7 7 7

docsity.com

KчF1 IкminF1 IвсномF1

 KчF1 38.827 удовлетворяет условию (5)

KчF2 IкminF2 IвсномF2

 KчF2 18.2 удовлетворяет условию (5)

KчF3 IкminF3 IвсномF3

 KчF3 31.061 удовлетворяет условию (5)

KчF4 IкminF4 IвсномF4

 KчF4 14.56 удовлетворяет условию (5)

KчF7 IкminF7 IвсномF7

 KчF7 38.827 удовлетворяет условию (5)

Все коэффициенты больше трех, следовательно, чувствительность предохранителей к тока 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:

Tрасп Tотк Tпрmax( ) n

где Tрасп - ступень селективности; Tпрmax - 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:

ТпрmaxF4 0.06 с. при токе КЗ: I2к4 2.33 103 А; n 2 [1]

Tрасп1 Тотк ТпрmaxF4( ) n

 Tрасп1 0.57 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:

ТпрmaxF7 0.01 с. при токе КЗ: I2к7 2.33 103 А; n 2

Tрасп2 Тотк ТпрmaxF7( ) n

 Tрасп2 0.595 с. Tрасп 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.

docsity.com

а) Расчёт токов срабатывания и уставок тока. Принимая по техническим характкристикам [1] реле РТ-80 при: расчитаем токи срабатывания защит. kн 1.2 kв 0.8

Iсз5 IрабmaxL5 kн 1 kв  Iсз5 215.063 А

Iсз6 IрабmaxL6 kн 1 kв  Iсз6 430.126 А

Iсз8 IрабmaxL8 kн 1 kв  Iсз8 142.894 А

Iсз9 IрабmaxL9 kн 1 kв  Iсз9 215.063 А

Исходя из значений Iрабmax линий L5,L6,L8,L9 выбираем трансформаторы тока с первичными номинальными токами. [2]

IрабmaxL5 143.375 А Iтн5 150 А IрабmaxL6 286.751 А Iтн6 300 А IрабmaxL8 95.263 А Iтн8 100 А IрабmaxL9 143.375 А Iтн9 150 А

Тогда их коэффициенты трансформации равны:

I2тн 5 А номинальный ток вторичной обмотки

Kj5 Iтн5 I2тн

 Kj5 30

Kj6 Iтн6 I2тн

 Kj6 60 8 8

Kj8 20

docsity.com

Kj9 Iтн9 I2тн

 Kj9 30

Определим расчётные токи срабатывания реле с учётом, что коэффициент схемы "неполной звезды" равен 1:

Iср5 Iсз5 1 Kj5  Iср5 7.169 А

Iср6 Iсз6 1 Kj6  Iср6 7.169 А

Iср8 Iсз8 1 Kj8  Iср8 7.145 А

Iср9 Iсз9 1 Kj9  Iср9 7.169 А

Выберем ближайшие большие значения Iуст реле РТ-80 Iуст5 8 А Iуст6 8 А Iуст8 8 А Iуст9 8 А

Скоректируем токи срабатывания защит в соответствии с выбраными уставками.

Iс5 Iуст5 Kj5 1  Iс5 240 А

Iс6 Iуст6 Kj6 1  Iс6 480 А

Iс8 Iуст8 Kj8 1  Iс8 160 А

Iс9 Iуст9 Kj9 1  Iс9 240 А

в) Расчёт уставок времени и проверка на селективность.

Определим ступень селективности T5 для комплекта МТЗ РЗ-5

ТпрmaxF4 0.06 с время срабатывания предохранителя F4 ТпF4 0.0225 с положительная погрешность предохранителя F4 Тп 0.1 с положительная погрешность реле РТ-80 Тзап 0.1 с время запаса

T5 ТпF4 Тп Тзап T5 0.223 с Туст5 ТпрmaxF4 T5 Туст5 0.282 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

I3к5 Iс5

17.333 Туст5 0.5 c Время уста ки комплекта МТЗ РЗ-5

docsity.com

Определим ступень селективности T6 для комплекта МТЗ Р3-6. Тоткв 0.1 с время отключения маломаслянного выключателя То 0.15 с отрицательная погрешность реле РТ-80 Твыб 0.04 с время индукционного выбега реле РТ-80

T6 Тп То Твыб Тоткв Тзап T6 0.49 с

Определим время Туст6 комплекта МТЗ Р3-6.

Туст6 T6 Туст5 Туст6 0.99 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.

I3к6 Iс6

10.833

Туст6 1 с Время уставки комплекта МТЗ РЗ-6

Определим ступень селективности T8 для комплекта МТЗ РЗ-8

ТпрmaxF7 0.01 с время срабатывания предохранителя F7 ТпF7 0.0025 c положительная погрешность срабатывания пр.F7

T8 ТпF7 Тп Тзап T8 0.203 с

Туст8 ТпрmaxF7 T8 Туст8 0.213 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

I3к8 Iс8

26

Туст8 0.5 c время уставки комплекта МТЗ РЗ-8

Определим ступень селективности T9 для комплекта МТЗ РЗ-9

T9 Тоткв Тп То Твыб Тзап T9 0.49 с

Определим время Туст9 комплекта МТЗ РЗ-9

Туст9 T9 Туст8 Туст9 0.99 с при токе КЗ 5.2 кА в начале линии L8 при значении кратности:

I3к9 Iс9

21.667 реле РТ-80 работает в независимой части своей характеристики поэтому время срабатывания выставляем 1 c

Туст9 1 с время уставки комплекта МТЗ РЗ-9

Для проверки на селективность строим карты селективности.

docsity.com

Карта селективности для линий L6,L2,L1

tF2 I( )

5

3

1

0.2

0.1

0.03

0.02

0.01

          

          

 I

500

600

700

1000

1700

3000

4000

7900

          

          

 tуст6 I( )

6

3

2.2

1.7

1.2

1

1

1

          

          



1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9

2

Ток, A

В ре м я

t с tF2 I( )

tуст6 I( )

2330 5200

I

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

tF4 I( )

50

10

3

0.8

0.2

0.09

0.06

0.01

          

          

 tуст5 I( )

1

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.5

0.5

          

          

 tуст6 I( )

6

3

2.2

1.7

1.2

1

1

1

          

          



docsity.com

1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9

2

Ток, А

В ре м я,

t c. tF4 I( )

tуст5 I( )

tуст6 I( )

2330 5200

I

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

tF7 I( )

0.3

0.2

0.1

0.04

0.01

0.01

0.01

0.01

          

          

 tуст8 I( )

1

0.9

0.8

0.7

0.55

0.5

0.5

0.5

          

          

 tуст9 I( )

1.9

1.6

1.5

1.2

1

1

1

1

          

          



1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9

2

Ток, А

В ре м я,

t c. tF7 I( )

tуст8 I( )

tуст9 I( )

2330 5200

I

docsity.com

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

Кч_осн5 I2к5 Iс5

 Кч_осн5 12.133 > 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

Кч_осн6 I2к6 Iс6

 Кч_осн6 7.583 > 1.5

Для резервной зоны защиты РЗ-6 минимальный ток КЗ в конце линии L5 равен I2к5=2,912 кА

Кч_рез6 I2к5 Iс6

 Кч_рез6 6.067 > 1.2

Для защиты РЗ-8 минимальны й ток КЗ в конце основной зоны I2к8=2,912 кА

Кч_осн8 I2к8 Iс8

 Кч_осн8 18.2 > 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

Кч_осн9 I2к9 Iс9

 Кч_осн9 15.167 > 1.5

Для резервной зоны минимальный ток КЗ в конце линии L8 равен I2к8=2,912 кА

Кч_рез9 I2к8 Iс9

 Кч_рез9 12.133 > 1.2

Все комплекты защиты обеспечивают необходимую чувствительность.

docsity.com

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.

Iтн Iрабmax Iтн5 150 А IрабmaxL5 143.375 А Iтн5 IрабmaxL5 Iтн6 300 А IрабmaxL6 286.751 А Iтн6 IрабmaxL6 Iтн8 100 А IрабmaxL8 95.263 А Iтн8 IрабmaxL8 Iтн9 150 А IрабmaxL9 143.375 А Iтн9 IрабmaxL9

условия выполнены.

Проверка на электродинамическую стойкость:

iскв 52000 iскв iу

iу6 I3к 1.5 2 iу6 1.379 104 А iскв iу6

iу5 I3к6 1.5 2 iу6 1.379 104 А iскв iу5

iу8 I3к9 1.5 2 iу8 1.103 104 А iскв iу8

iу9 I3к 1.5 2 iу9 1.379 104 А

условия выполнены.

Проверка на термическую стойкость:

Iт 34000 t 3 Iт2 t 3.468 109 А/с

проверяем по наибольшему току КЗ I3к=7,9 кА и наибольшему времени отключения t=1 c

I3к2 1 4.225 107 А/с I3к2 1 Iт2 t iскв iу9 условия выполнены.

docsity.com

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

Sпот 10 в а Iср 7 А

rн Sпот

Iср2  rн 0.204 ом

при кратности срабатывания защит

Iс5 Iтн5

1.6 Iс8 Iтн9

1.067

Iс6 Iтн6

1.6 Iс9 Iтн9

1.6

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

r 4.5 ом Iдоп 5 А Iком 150 А

Sком r Iдоп Iком Sком 3.375 103 в а

Мощность отключающего эл.магнита Sэл 300 в а Sком Sэл условие выполняется.

Электрическая схема комплекта релейной защиты представлена на рис Схема энергосистемы с раставленными предохранителями и комплектами РЗ максимальной токовой защиты представлены на рис

docsity.com

docsity.com

комментарии (0)
не были сделаны комментарии
Напиши ваш первый комментарий
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
Docsity не оптимизирован для браузера, который вы используете. Войдите с помощью Google Chrome, Firefox, Internet Explorer 9+ или Safari! Скачать Google Chrome