Релейная защита промышленного предприятия

А;                      (48)

                                               (49)

Ток срабатывания реле на основной стороне:

А.                                          (50)

Ток срабатывания реле на неосновной стороне:

А.                             (51)

Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах I_СР.Р = (5-20) А.

Определить сумму уставок:

,                                         (52)

где: I_MIN = 5 А – минимальный ток срабатывания выбранного реле. Принимаем ∑θ = 1,6.

Найдем ток уставки реле:

А.                                  (53)

 

3.2 МТЗ без выдержки  времени от внешних КЗ

 

Принимаем к установке трансформатор  тока ТФЗМ-35А-У1. Паспортные данные: I_1Н = 200 А, I_2Н = 5 А.

 

Ток срабатывания защиты по условию  отстройки от максимального рабочего тока:

А,                                     (54)

где: - максимальный рабочий ток на стороне ВН трансформатора при перегрузке.

Коэффициент чувствительности в основной зоне:

                                           (55)

Коэффициент чувствительности в зоне резервирования:

                                         (56)

Ток срабатывания реле:

А.                                            (57)

Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах I_СР.Р = (5-20) А.

Определить сумму уставок:

.                                               (58)

Принимаем ∑θ =1,1.

Найдем ток уставки реле:

А.                                          (59)

 

3.3 Защита от перегруза в однофазном исполнении

 

Ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от максимального  рабочего тока трансформатора на стороне  ВН:

А.                                  (60)

При расчете защиты от перегруза  коэффициент чувствительности не определяется.

Ток срабатывания реле:

А.                                            (61)

Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах I_СР.Р = (5-20) А.

Определить сумму уставок:

.                                               (62)

Принимаем ∑θ =0,8.

Найдем ток уставки реле:

А.                                          (63)

Выдержка времени защиты отстраивается  от кратковременных перегрузок. Примем t_СЗ = 10 с.

 

3.4 Газовая защита

 

Газовая защита является основной защитой  трансформаторов от витковых замыканий  и других внутренних повреждений, сопровождаемых разложением масла и выделением газа. Установим газовое реле РГЧЗ-66.

 

 

4 РАСЧЁТ ЗАЩИТЫ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ  Л1, Л2

 

Согласно ПУЭ на параллельных воздушных  линиях с двухсторонним питанием предусматриваются следующие защиты:

- поперечная дифференциальная  токовая направленная защита;

- токовая отсечка без выдержки  времени;

- максимальная токовая защита;

- реле направления мощности.

 

4.1 Поперечная дифференциальная токовая  направленная защита

 

Для выбора трансформатора тока найдем максимальный рабочий ток линии:

А,                               (64)

где S_А-В – передаваемая мощность по линиям Л1, Л2 ВА,

U_1НОМ – напряжение линий Л1, Л2 В.

Принимаем к установке трансформатор  тока ТФЗМ-35А-У1

Паспортные данные: I_1Н = 200 А, I_2Н = 5 А.

Коэффициент трансформации трансформатора тока:

.                                                     (65)

Для каждой цепи линии предусматривается  три трансформатора тока, включенные по схеме полной звезды, коэффициент  схемы к_СХ = 1.

Выбираем трансформатор напряжения типа НОМ–35–66У1

Паспортные данные: В, В.

Коэффициент трансформации трансформатора напряжения:

  .                                                   (66)

Ток срабатывания защиты определяется по двум условиям:

а) отстройка от тока небаланса

А,                       (67)

где: К_А=1,5- коэффициент апериодической составляющей для токового реле;

К_ОДН=0,75 – коэффициент однотипности для идентичных трансформаторов тока;

- класс точности трансформатора  тока.

Ток срабатывания защиты:

 А,                                          (68)

где: К_ОТС=1,2 – коэффициент отстройки.

б) отстройка от максимального рабочего тока:

 А,                                       (69)

где: К_В=0,9 – коэффициент возврата.

Принимаем большее из двух значений, то есть I_CЗ=263.8 А.

Чувствительность  защиты определяется по минимальному току КЗ в двух случаях:

а) при повреждении в  середине одной из параллельных линий.

 

 

Рисунок 2 – Распределение тока в середине цепи

 

А – ток двухфазного КЗ на шинах В при питании от системы 1;

А - ток двухфазного КЗ на шинах А при питании от системы 1.

Ток в неповрежденной цепи находится  как четверть разницы этих токов:

 А.                                (70)

Токи  в поврежденной цепи:

От шин А в точку КЗ:

  А.                                 (71)

От шин В в точку КЗ:

  А.                                   (72)

Коэффициент чувствительности:

.                                         (73)

б) при повреждении в  конце одной из линий, когда она  отключена с одной стороны  каскадным действием защиты.

 

 

Рисунок 3 – распределение тока при повреждении в конце линии

 

Коэффициент чувствительности:

.                                             (74)

Ток срабатывания реле:

 А.                                         (75)

Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах I_СР.Р = (5-20) А.

Определить сумму уставок:

.                                               (76)

Принимаем ∑θ =0,3.

Найдем ток уставки реле:

А.                                          (77)

Длина зоны каскадного действия:

                    ₍₇₈₎

где: L₁₂ - длина линий Л1 и Л2 в км.

 

4.2 Реле направления мощности

 

Определяем длину мёртвой зоны по напряжению для реле направления  мощности:

             ₍₇₉₎

где: К_U- коэффициент трансформации трансформатора напряжения;

х_уд=0,4 Ом/км – удельное индуктивное сопротивление линии.

 А.                                   (80)

Выбираем  реле направления мощности РМ 11-18 с  номинальным током 5А.

 

4.3  Токовая отсечка  без выдержки времени

 

Ненаправленная токовая отсечка  без выдержки времени предназначена  для резервирования отказа ПДЗ в  пределах мертвой зоны.

Принимаем к установке трансформатор  тока ТФЗМ-35А-У1. Паспортные данные: I_1Н = 200 А, I_2Н = 5 А.

Ток срабатывания защиты:

 А                                    (81)

или

       А,                                    (82)

 

где: К_ОТС=1,15 – коэффициент отстройки.

Коэффициент чувствительности определим  только при трехфазном  КЗ.

При КЗ на одной из линий вблизи шин В расчетный ток КЗ найдем как сумму токов посылаемых системой 2 и половины тока со стороны системы 1:

 А;                             (83)

.                                         (84)

Ток срабатывания реле:

 А.                                       (85)

Принимаем к  установке реле РСТ 13-29, у которого ток срабатывания находится в  пределах I_СР.Р = (15-60) А.

Определить сумму уставок:

.                                               (86)

Принимаем ∑θ =2,7.

Найдем ток уставки реле:

А.

                                         (87)

4.4 Токовая защита нулевой  последовательности.

 

Максимальное значение периодической  составляющей начального тока нулевой  последовательности при КЗ в конце зоны:

.   (88)

Ток срабатывания защиты:

 А.                                    (89)

Ток срабатывания реле:

 А.                                       (90)

Принимаем к установке реле РСТ 13-32, у которого ток срабатывания находится в пределах I_СР.Р = (30-120) А.

Определить сумму уставок:

.                                               (91)

Принимаем ∑θ =1,4.

Найдем ток уставки реле:

А.                                          (92)

 

4.5 Максимальная токовая  защита

 

Находим ток небаланса:

А,                             (93)

где: К_ОДН =1 – коэффициент однотипности для идентичных трансформаторов тока;

- класс точности трансформатора  тока.

Ток срабатывания защиты:

 А,                                          (94)

где: К_ОТС=1,2 – коэффициент отстройки.

Ток срабатывания реле:

 А.                                       (95)

Принимаем к установке реле РСТ 13-19, у которого ток срабатывания находится в пределах I_СР.Р = (1,5-6) А.

Определить сумму уставок:

.                                               (96)

Принимаем ∑θ =1,7.

Найдем ток уставки реле:

А.                                   (97)

Уточняем ток срабатывания защиты:

Коэффициент чувствительности в основной зоне:

 

 

t_{СЗ присоединений} = 0,5 с. Ступень селективности t = 0,4 с.

 с;                                  (98)

 с,                                      (99)

 с,                                           (100)

с,                                              (101)

                             ₍₁₀₂₎

                             ₍₁₀₃₎

                 ₍₁₀₄₎

                 ₍₁₀₅₎

 

 

 

 

 

 

УСТАВКИ ВРЕМЕНИ ЗАЩИТ

 

Рисунок 4 – Уставки времени защит

 

5 Расчет защиты батареи  конденсаторов БСК

Основной  вид повреждений конденсаторных установок – пробой конденсаторов  – приводит к двухфазному короткому  замыканию. В условиях эксплуатации возможны также ненормальные режимы, связанные с перегрузкой конденсаторов  токами высших гармоник и повышением напряжения. Таким образом, на БСК  устанавливаются следующие защиты:

- токовая  отсечка без выдержки времени  для защиты от токов короткого  замыкания;

- защита  от перегруза токами высших  гармоник;

- защита  от повышения напряжения.

Кроме того, каждый конденсатор должен быть защищен  предохранителем, срабатывающим при  его пробое, чтобы параллельно  с ним работающие конденсаторы не почувствовали это повреждение. Также конденсатор должен иметь  разрядное устройство, подключенное к его выводам. В качестве разрядных, могут применяться устройства с активно-индуктивным сопротивлением.  

Защиту от перегруза рассчитывать не будем  ввиду недостатка исходной информации о токах высших гармоник.

5.1. Защита от токов короткого замыкания – токовая отсечка без выдержки времени

1) Защиту  выполним с помощью реле РСТ  13.

2) Номинальный  ток батареи конденсаторов:

 А,                                  (106)

здесь Q_БСК – реактивная мощность БСК, вар;

U_НОМ – номинальное напряжение БСК, В.

Согласно выбираем трансформатор тока типа ТПЛ-10-200-У3-0,5/10Р: I_1Н = 200А, I_2Н = 5А. Коэффициент трансформации трансформатора тока: .

Схема включения  трансформаторов тока и реле –  неполная звезда, коэффициент схемы  к_СХ = 1.

3) Ток срабатывания  защиты определяется с учетом  отстройки от токов переходного  процесса при включении конденсаторной  установки и толчков тока при  перенапряжениях:

 А,                                                                                 

здесь к_ОТС = 2 – коэффициент отстройки.

4) Коэффициент  чувствительности: