Расчет защит

  • Вид работы:
    Контрольная работа
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    58,18 Кб
  • Опубликовано:
    2013-02-27
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Расчет защит

Задача 1. Рассчитать дистанционную защиту линии

Дано:

Sнагр1 = 3,8 МВА

Sнагр2 = 7,5 МВА

SН.ТР1 = 4 МВА

SН.ТР2 = 10 МВА

UHOM = 110 kB

L1 = 50 км

L2 = 60 км

Схема: 2

Решение

Дистанционной защитой называются защиты, время выдержки которых автоматически изменяется в зависимости от удаленности места короткого замыкания от места установки защиты. Определение удалённости до места КЗ производится путём измерения сопротивления, которое определяется сравнением остаточного напряжения на шинах подстанции, где установлена защита, и значением тока КЗ, проходящего по защищаемой линии.

Дистанционная защита выполняет функции дальнего резервирования защиты сетей на сторонах высокого и среднего напряжений и ближнего резервирования основных защит автотрансформатора.

Защита выполняется на типовой панели типа ПЭ - 2105, содержащей в качестве измерительных органов блок реле сопротивлений БРЭ 2801.

Произведем расчет дистанционной защиты со ступенчатой характеристикой сопротивления срабатывания реле.

Схема


1.      Определяем токи, проходящие по участку длиной L1:

I1 = 1 =  =  = 19,9448 А = 19,95 А.

2.      Определяем сечение провода на участке L1:

FЭК= I1 /jэк

где jЭК - экономическая плотность тока, А/мм2.

Согласно ПУЭ для неизолированных проводов

Проводник.

Экономическая плотность тока, А/мм2, при числе часов использования максимальной нагрузки, часов в год


 1000 до 3000

 3000 до 5000

 5000

Медные (применяются как исключение)

2,5

2,1

1,8

Алюминиевые (и сталеалюминиевые)

1,3

1,1

1,0


Выберем: jЭК - 1,1 А/мм2

FЭК= 19,95 /1,1 = 18,136 мм2

Из стандартного ряда сечений выбираем F = 25 мм2.

Но выбранные по экономическому критерию провода должны удовлетворять ряду технических требований, при которых обеспечивается нормальная эксплуатация линии электропередачи. Окончательный выбор сечения можно сделать только после проверки выполнения этих требований.

Проверка по механической прочности:

Провода ВЛ подвергаются внешним механическим воздействиям. Это главным образом, ветровые и гололёдные нагрузки. С целью обеспечения надёжной работы проводов ВЛ устанавливаются минимальные допустимые сечения Fmin мех по механической прочности, приведённые в таблице:

Район по гололёду

Минимальное допустимое сечение проводов, мм2


алюминиевых

сталеалюминиевых

стальных

До ІІ ІІІ - ІV V и более

70 95 -

35 50 70

35 35 35


Здесь можно выбрать: F= Fmin мех = 35 мм2

Проверка по условиям короны. Явление общей короны возникает при высокой напряженности электрического поля на поверхности провода и сопровождается характерным потрескиванием и видимым свечением. Процессы ионизации воздуха вокруг коронирующего провода приводят к потерям активной мощностию уменьшение напряженности на поверхности провода достигается увеличением сечения провода. Данная проверка проводится для сетей 110 кВ и выше. Минимальные сечения провода Fmin кор по условиям ограничения потерь приведены в таблице:

UHOM, kB

110

150

220

330

500

750

750

Кол-во проводов в фазе

1

1

1

2

3

4

5

70

120

240

240

300

400

240




Таким образом, для нашей сети выбираем сталеалюминиевый провод АС70/11 с допустимым током 265 А (вне помещений)  19,95 А. - проверка по допустимому нагреву

Для него удельные активное и реактивное сопротивления: по ГОСТ 839-80Е

r0 = 0,42 Ом/км

x0 = 0,436 Ом/км

полное сопротвление участков линии:

активное: R1 = ro*L1 = 0..42*50 = 21 Ohm

реактивное: X1 = x0*L1 = 0.436*50 = 21.8 Ohm

Тогда полное сопротивление

Z1 =  =  = 30.27 Ohm

3.      Определяем сопротивление срабатывания реле сопротивления первой зоны:

ZСЗ1 = kH*Z1

где ZСЗ1 - первичное сопротивление срабатывания первой зоны дистанционной защиты; kH - коэффициент надёжности отстройки защиты; принимается равным 0,8 - 0,85

ZСЗ1 = 0,85*30,27 = 25,73 Ом.

Первые ступени защит в рассматриваемой сети должны быть обязательно направленными для предотвращения неправильного срабатывания. Возможные мёртвые зоны часто исключаются вспомогательными токовыми отсечками.

.        Определяем выдержку времени защиты первой зоны.

Защита первой зоны выполняется мгновенно, поэтому выдержка времени применяется: t = 0 c.

.        Определяем сопротивление срабатывания реле сопротивления второй зоны по следующим условиям:

а)      отстройки от конца первой зоны дистанционной защиты следующего участка:

ZСЗ2 = kH*(ZУ1 + КНР* ZСЗ1)

б) отстройки от короткого замыкания за трансформаторами приёмной подстанции или трансформатора отпайки

ZСЗ2 = kH*(ZW + КР* ZT)

где ZСЗ2 - первичное сопротивление срабатывания защиты;

ZW - полное сопротивление линии; kH - коэффициент отстройки защиты (0,7 - 0,8); kТ - коэффициент токораспределения:

kP = IКЗ1 /IКЗ2, принимаем равным 1;

ZT - сопротивление трансформатора:

В силу того, что активное сопротивление трансформатора относительно мало (примерно на порядок при заданной мощности) им мы пренебрегаем и считаем сопротивление трансформатора равным реактивному:

ZT =  


В нашем случае ближайший стандартный трансформатор: ТMН 6300/110

UBH = 115 kB; UHH = 6.6/11 kB; u, % = 10.5%; регулирование напряжения:

U HOM - номинальное напряжение той стороны трансформатора, где устанавливается защита (для двухобмоточных трансформаторов защита ставится на стороне НН, U HOM = 11 кВ).

SHOM. TP - номинальная мощность трансформатора

 - потери напряжения при КЗ, % от U HOM

ZT =  = 3,176 Ohm

б) ZСЗ2 = 0.75*(30.27 +3,176) = 33,446 Ohm

6.      Выбираем выдержку времени срабатывания второй зоны:

t2 = t1 +

где  - ступень селективности равная 0,5 с.

t2 = 0,5 с.

.        Определяем уставку срабатывания третьей ступени дистанционной защиты.

При этом сопротивление ZСЗ3 обычно выбирают по условию отстройки от минимального рабочего сопротивления:

Zmin.раб = Uраб /Iраб = 30,27 Ом, при этом,

ZСЗ3 = Zmin.работсВ3Z

где Котс

КВ = 0,8 - коэффициент возврата

К3Z  - коэффициент запаса, учитывающий погрешность реле

ZСЗ3 = 30,27/1,25*0,8*1,2 = 25,225 Ом

Это сопротивление должно обеспечивать необходимую чувствительность защиты (КЧ ) при КЗ в конце защищаемого участка

Третью ступень можно выполнить с помощью пускового токового реле и реле времени, поэтому третью ступень рассчитываем по аналогии с МТЗ

IСЗ3  Kн * Kз * I раб. max /KB

где Kн - коэффициент надежности отстройки [Kн = 1.1…1,2 для реле серии РТ-40, РТ-80, РТ-90; Kн = 1,2…1,4 для РТВ]

Kв - коэффициент возврата реле [Kв = 0,8…0,85 для реле серии РТ-40, РТ-80, РТ-90; Kн = 0,6…0,7 для РТВ]

Кз - коэффициент запуска электродвигателей. Обычно принимается в пределах 2…3.

Пусть IСЗ3 = 1,1 * 2,0 * 19.95/0,8 = 54.86 А.

Принимаем Iс.з = 63 А по стандартной шкале токов (ГОСТ 7746-78Е)

Вторичный ток срабатывания реле тока:

Icp = KCX* IСЗ3 /KI

где Kсх - коэффициент схемы соединения ТТ; при соединении звездой = 1, при соединении треугольником =  

KI - коэффициент трансформации ТТ, равный отношению первичного тока к вторичному

Тогда Iс.р = 1 * 63 /60 = 1.05 А

Выбираем реле тока электродинамического типа серии РТ-40/2 У3 с параллельным соединением катушек


Тип реле

Диапазон уставок, А

Соединение катушек



параллельное




Ток срабатывания, А

Термическая стойкость, А





длительно

в течение 1 с


РТ-40/2

0.5 - 2.0

1.0 - 2.0

8.3

200

0,2


Выбираем выдержку времени срабатывания защиты третьей зоны:

выбираем выдержку времени срабатывания второй зоны:

t3 = t2 +  = t1 + t2 + t3 + t4 выдержка времени защиты потребителя принимается равной 0, t1 = 0 с.;

☞   выдержка времени защиты питающей линии - принимается на ступень селективности больше, т.е. t2 = t1 + Дtс1, где Дtс1 = 0,5 с, тогда t2 = 0,5 с.;

☞   выдержка времени защиты трансформатора 110/10:

присоединение вторичной обмотки t3 = 1,0 с;

присоединения первичной обмотки t4 = 1,5 с;

☞   выдержка времени срабатывания рассчитываемой защиты tрз = 0 + 0,5 + 1,0 + 1,5 = 3 с.

Выбираем реле времени серии РВ-132 У3

Тип реле

Часовой механизм

Диапазон уставок, с

Контакты

Термическая стойкость при 1,1 Uном




с выдержкой времени

мгновенный


РВ-132

212ЧП

0,5 - 9,0

конечный и проскальзывающий

переключающий

2 мин


Выбираем трансформатор тока: ТФЗМ110Б - 1 KI = 300/5 = 60

Определим вторичное сопротивление срабатывания реле сопротивления:

ZCP = KI * ZC3/KU KU = 110000/100 = 1100

Для первой зоны:

ZCP1 = 60 * 25,73/1100 = 1,4 Ом

Для второй зоны

ZCP2 = 60 * 33,4461/1100 = 1,824 Ом

Обе величины попадают в диапазон 0,2 - 100, принимаем их выше названные значения: ZCP1 = 1,5 Ом; ZCP2 = 2 Ом

 

Задача 2. Рассчитать защиту от внешних коротких замыканий и от перегрузки трансформатора

Дано:

Uном.ВН = 220 kВА

Uном. НН = 10.5 kВА

IK3max = 4500 А

IK3min = 3600 А

SHOM = 16 MBA

Решение

Защита от сверхтоков при внешних КЗ:

Защита от внешних КЗ служит для отключения трансформатора при КЗ, на сборных шинах или на отходящих от нее присоединениях (рис 2.1.), если защиты или выключателми этих элементов отказали в работе.

Одновременно защита от внешних КЗ используется и для защиты от повреждений в трансформаторе. Однако по условиям селективности защита от внешних КЗ должна иметь выдержку времени и, следовательно, не может быть быстродействующей.


Рис. 2.1.

Похожие работы на - Расчет защит

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!