Авиация и космонавтика

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.
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 К
1
)

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.
Токи КЗ в точке К2,K5 и К8

А.

А.
Токи КЗ в точке К1,K4 и К7

А.

А.
Токи КЗ в точке К3

А.

А.
Определим токи нагрузки на ТП по формуле

А.

Определим токи в линиях

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;
Используя полученные значения, выберем предварительно следующие стандартные величины Iвс.ном

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

[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

[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;

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

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
Выберем ближайшие большие значения Iуст реле РТ-80

А
Скоректируем токи срабатывания защит в соответствии с выбраными уставками.

А
в) 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

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-5

Определим 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-6
Определим ступень селективности

для комплекта МТЗ РЗ-8

с время срабатывания предохранителя F7

c положительная погрешность срабатывания пр.F7

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-8
Определим 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.

условия выполнены.

Проверка на электродинамическую стойкость

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 К
10
[ ] рис.5.10. для ТТ ТПЛ-10.
Кривая ограничивает сопротивление нагрузки ТТ в зависимости от ожидаемой кратности тока срабатывания защиты (по отношению к I
1ном.
) 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 I
ср.
S
потр.
=10 в*а соответственно сопротивление обмотки

ом
при кратности срабатывания защит

Полная погрешность ТТ при данных кратностях срабатывания защит и r
наг
=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

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

BestReferat

BestReferat

Релейная защита