| 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 |
| 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 |
| 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-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 |
| 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-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. |
| 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 |