Защита от междуфазных коротких замыканий

Задание замыкание ток защита междуфазный.

• 1. Для схемы электрической сети, приведенной на рис. 1, разработать максимальную токовую защиту от междуфазных коротких замыканий.
• 2. Рассмотреть варианты МТЗ с зависимыми характеристиками срабатывания и после сравнения принять для каждого из защищаемых элементов наиболее эффективный вариант исполнения.
• 3. Построить графики согласования временных характеристик защит для заданных элементов схемы сети.
• 4. Начертить принципиальные схемы защит линий и трансформаторов на постоянном токе.

Исходные данные Сопротивление системы: Хс=12 Ом;

Длина (км) и марка провода ВЛ-35:

• 1-и участок: 15, АС-35;
• 2-и участок: 25, АС-35.

Удельные сопротивления линий:

Для провода АС-35 r₀=0,91 Ом/км, х₀=0,456 Ом/км.

Трансформаторы:

Т1 S=630 кВА uк=5,5%, Ксзп=1,5;

Т2 S=1600 кВА uк=6,5%, Ксзп=1,5;

Т3 S=2×400 кВА uк=5,5%, Ксзп=2;

Т4 S=4×400 кВА uк=5,5%, Ксзп=2.

Для защиты линии коэффициент самозапуска электродвигателей Ксзп=1,2;

Номера защит: 3,4,5.

Схема представлена в приложении 1.

Решение Расчет токов КЗ (расчет ведется в именованных единицах). Все сопротивления приводятся к напряжению 37 кВ.

У линий 35 кВ учитываются активные и реактивные сопротивления.

Ом.

Ом.

Ом.

Ом.

Ом.

где — напряжение короткого замыкания; =37 кВ.

Аналогично рассчитываем остальные трансформаторы,.

Ом.

Ом.

Ом.

Схема замещения для расчетов токов короткого замыкания представлена в приложении 2. Рассчитываем сопротивление до точек КЗ.

Ом.

Ом.

Ом.

Ом.

Ом.

Ом.

Ом Токи КЗ находим по выражению.

А.

А.

А.

А.

А.

А.

А Токи и сопротивления до точек КЗ сводим в таблицу 1.

Таблица 1.

Точка КЗ.	Z до точек КЗ, Ом.	А.
К1.
К2.		138.88.
К3.	47.32.
К4.	263.03.	81.31.
К5.	75.7.	282.52.
К6.	101.23.	211.27.
К7.		1782.27.

2 Расчет релейной защиты (РЗ) Защита 3.

Выполняется на стороне 6 кВ, трансформатор 400 кВА, двухфазная однорелейная схема, реле типа РТВ Определение тока срабатывания.

А где Кн — коэффициент надежности (отстройки), Кн=1,4;

Кв — коэффтцтент возврата реле, Кв=0,75;

Ксз — коэффициент самозапуска, Ксз=2;

Ксх — коэффициент схемы, Ксх=;

nт — коэффициент трансформации, nт=100/5.

А Для реле типа РТВ — II — V ток уставки равен 17,5 А;

Проверка коэффициента чувствительности.

Значение Кч не удовлетворяет требованиям ПУЭ и РУ по РЗ, следовательно, такая схема подключения не подходит.

Проверяем двухфазную двухрелейную схему, реле типа РТВ Для реле типа РТВ-II-V: I_уст = 10А.

Значение К_ч удовлетворяет требованиям ПУЭ и РУ по РЗ, следовательно, такая схема подключения для РЗ подходит. Если при расчете окажется, что K_ч1,5, то защиту 1 необходимо выполнить на реле РТ-80.

Схему соединения обмоток реле защиты и ТТ см. в приложении 3.

Согласование выдержек времени Время действия защиты 3 отстраиваем от времени перегорания предохранителя.

t_з3 = 0.2 + Дt = 0.2 + 0.8 = 1c при КЗ в точке К4.

где Дt — ступень селективности 0,8;

0,2 — время перегорания предохранителя.

Определим кратность тока.

— при КЗ в точке К4;

— при КЗ в точке К5;

По характеристике токового реле определим время действия защиты.

В качестве уставки выбираем нижнюю пограничную кривую с временем уставки 1 с.

Полученные данные сведем в таблицу 2.

Защита 4.

Выполняется на стороне 35 кВ, трансформатор 1600 кВА, двухфазная двухрелейная схема, реле типа РТ-80.

Определение тока срабатывания.

А где: Кн — коэффициент надежности (отстройки), Кн=1,2;

Кв — коэффициент возврата реле, Кв=0,85;

Ксз — коэффициент самозапуска, Ксз=1,5;

Ксх — коэффициент схемы, Ксх=1;

nт — коэффициент трансформации, nт=50/5.

А Для реле типа РТ — 81/1 уставка = 6 А.

Проверка коэффициента чувствительности Двухфазная однорелейная схема РЗ не защищает трансформаторы со схемой соединения обмоток звезда/треугольник, т. к. не чувствует двухфазное короткое замыкание.

Проверяем двухфазную двухрелейную защиту Схему соединения обмоток реле защиты и ТТ см. в приложении 3.

Значение Кч удовлетворяет требованиям ПУЭ и РУ по РЗ, следовательно, такая схема подключения подходит.

Согласование выдержек времени.

t_з2=1+Дt=1+0.8=1,8c при КЗ в точке К5.

Кратность тока.

— при КЗ в точке К5;

— при КЗ в точке К3;

По характеристике токового реле определим время действия защиты.

В качестве расчетной выбираем нижнюю пограничную кривую с tуст = 0,5 с.

Полученные данные сводим в таблицу 3.

Таблица 3.

Защита 5.

Выполняется на питающей линии 35 кВ, двухфазная двухрелейная схема, реле типа РТ-80.

Определение тока срабатывания.

А где: Кн — коэффициент надежности (отстройки), Кн=1,2;

Кв — коэффтцтент возврата реле, Кв=0,85;

Ксз — коэффициент самозапуска, Ксз=1,2;

Ксх — коэффициент схемы, Ксх=1;

nт — коэффициент трансформации, nт=100/5.

А Реле РТ-81/1, уставка 4 А.

Проверка коэффициента чувствительности Двухфазная однорелейная схема РЗ не защищает трансформаторы со схемой соединения обмоток звезда/треугольник, т. к. не чувствует двухфазное короткое замыкание.

Проверяем двухфазную двухрелейную защиту Схему соединения обмоток реле защиты и ТТ см. в приложении 3.

Значение Кч удовлетворяет требованиям ПУЭ и РУ по РЗ, следовательно, такая схема подключения подходит.

Согласование выдержек времени.

t_з5=t32+Дt=0.6+0.8=1,4c при КЗ в точке К3.

Кратность тока.

— при КЗ в точке К3;

— при КЗ в точке К6;

— при КЗ в точке К7;

По характеристике токового реле определим время действия защиты.

В качестве расчетной выбираем нижнюю пограничную кривую tуст = 0,5 с. Полученные данные сводим в таблицу 4.

Таблица 4.

Согласование по времени МТЗ показано в приложении 4.

Приложения Приложение 1.

Приложение 2.

Схема замещения для расчетов токов короткого замыкания Приложение 3.

Двухфазная однорелейная схема соединения ТТ и обмоток реле защиты: а — цепи переменного тока, б — цепи постоянного оперативного тока.

Двухфазная двухрелейная схема соединения ТТ и обмоток реле защиты: а — цепи переменного тока, б — цепи постоянного оперативного тока Приложение 4.