Выбор и проверка коммутационных аппаратов и трансформаторов тока.

Через все аппараты протекает І_рм = 57, 9А

QS₁, Q₁, TA, QS₂, – проверяются на действие токов КЗ в т.К1, а QS₃ – в т.К2.

Намечаем аппараты:

ВМГ – 10 – 630– 20; U_H=10кВ; I_H = 630А

РВ – 10 – 400; U_H=10кВ; I_H = 400А

ТПЛ – 10 – 75 /5; U_H=10кВ; I_H= 75А

а) Проверяем QS₁ и QS₂ (РВ – 10 – 400) по токам в т.К1:

i_д = 50 кА i_у = 19 кА

І_t²t = 16²× 4 І² *t_OT = 9²*1(кА² *с)

Аппараты выбраны правильно.

б) Проверяем ВМГ – 10 – 630 – 20 по токам КЗ в т.К1

i_д =50 кА i_у = 19 кА

І_t²t = 20²× 4 І² *t_OT = 9²*1(кА² *с)

в) Проверяем ТПЛ – 75/3 по токам КЗ в т.К1

Кд = 250; Кт = 90; Ін = 75А=0, 075кА

* Ін*Кд = 1, 41*0, 075*250=26, 4кА i_у=19кА

(Кт* Ін)²8t = (90*0, 075)²*1=45, 6кА²*с

І² *t_OT = 9²*1(кА²*с)=81 кА²*с

45, 6 кА²*с 81кА² *с, т.е. трансформатор тока термически не устойчив намечаем другой трансформатор ТПЛУ – 10 – 100/5

Кд = 250; Кт = 120; Ін = 100А=0, 1кА

* Ін*Кд = 1, 41*0, 1*250=35, 25кА i_у=19кА

(Кт* Ін)²8t = (120*0, 1)²*1=144кА²*с

І² *t_OT = 9²*1(кА²*с)=81 кА²*с

144 кА²*с 81кА² *с, т.е. трансформатор тока устойчив к действию токов КЗ

г) Проверяем QS₃ (РВ – 10 – 400) по токам в т.К2

i_д = 50кА i_у = 10 кА

І_t²t = 16²× 4 І² *t_OT = 10 (кА² *с)

Аппарат устойчив к действию токов КЗ.

5.Расчет релейной защиты.

Расчет релейной защиты осуществляется в следующем порядке:

- составляется схема защиты;

- составляется карта селективности;

- рассчитываются уставки реле и осуществляется их выбор;

- осуществляется проверка защиты на чувствительность.

Пример 6. Разработать релейную защиту линии Л1 и трансформатора Т1.

I³по₁ = 12кА

I³по₂ = 4кА

I³по₃ = 1, 5кА

35кВ

Для защиты линии и трансформатора намечаем два вида защиты; МТЗ и токовую.

Расчет защиты линии Л1.

а) Составляем схему защиты. Так как линия работает в режиме с изолированной нейтралью (U=10кВ), намечаем схему соединения трансформаторов токов и реле «неполная звезда», реагирующую на межфазные замыкание.

0, 4кВ

Рн=320кВт

cos =0, 91

КА₁, КА₃ – реле тока МТЗ

КА₂, КА₄ – реле тока отсечки.

б) Составляем карту селективности

Время действия наиболее удаленной от источника питания защиты принимается 0, 2 – 0, 3с,

t – ступень селективности. Для защиты с применением реле РТ – 40.

t=0, 5c;

t₁= 0, 2с

t₂ = t₁+ t=0, 5+0, 2=0, 7с;

t₃=t₂+t =0, 7+0, 5=1, 2c.

в) Осуществляем выбор реле тока:

МТЗ

Ісрм=

Кн=1, 1 – 1, 25 – коэффициент надежности

Ксз = 3-4 - коэффициент самозапуска двигателя

Ксх = 1- коэффициент схемы для неполной звезды

Ірм=

Намечаем трансформатор тока ТПЛ – 100/5

Определяем коэффициент трансформации трансформатора тока:

К_ТТ=

Ісрм=(1, 1*3*1)/(0, 8*20)*101=20, 8А

Кв=0, 8 для РТ – 40(коэффициент возврата реле)

Выбираем реле РТ – 40 -50 с диапазоном тока срабатывания 12, 5 – 25А – при последовательном соединении катушек и 25 – 50А – при параллельном соединении катушек.

Катушки соединяем параллельно и выставляем уставку Ісрм = 20, 8А

- отсечка Ісрм=

Ік – значение периодической составляющей 3-х фазного тока КЗ для момента времени t=0, в конце защищаемой линии

Ік= І³по₃, К_н =1, 2 -1, 3 для РТ – 40

Ісро=

Выбираем РТ – 40/100 с диапазоном уставок:

20 -25А (при последовательном соединении катушек реле)

50-100А (параллельном соединении катушек реле)

На шкале устанавливаем 45А, а катушки соединяем параллельно.

г) Выбираем реле времени

Из карты селективности находим, что время действия защиты линии Л1,

t =0, 7с.

Выбираем реле постоянного тока ЭВ – 112 с диапазоном уставок 0, 1 – 1, 3с и

напряжением питания 220В.

д) Выбор промежуточного реле

Принимаем РП – 23 с напряжением 220В.

е) Выбор указательного реле

Іср т.к R_кн R_YAT принимаем R_кн = 0

Іср_кн

Принимаем R_кн = 0

Выбираем реле RУ – 21/2 с Icp=2A 2, 5A

ж) Осуществляем проверку защиты на чувствительность.

Определяем значение тока КЗ в защищаемой линии

К₄ =

Ik_min – минимальное значение КЗ в защищаемой линии

Iсз = Ктт *Iср – ток срабатывания защиты

Для МТЗ

К₄ 1, 5, Ik_min = I²по – начальное значение периодической составляющей 2-х фазного тока КЗ в конце защищаемой линии.

I⁽²⁾ по₃= 0, 87* I⁽³⁾по₃;

К₄ =

1.15 - т.е. МТЗ удовлетворяет условию чувствительности.

Для отсечки К2 2 Ik_min = I⁽²⁾по – начальное значение периодической составляющей 2 – х фазного тока КЗ в начале защищаемой линии.

К4 =

2. Расчет защиты трансформатора Т1.

Принимаем два вида защиты:

МТЗ – для защиты трансформатора от сверхтоков при внешних КЗ.

Отсечка - для защиты в/в выводов и части в/в обмотки. Построение схем защиты аналогично защите для линии Л1.

а) Выбор реле тока.

МТЗ:

Ісрм=

Кн = 1, 1-2, 2; Кв =0, 8; Ксз = 3-4/

Определяем рабочий максимальный ток, с учетом возможностей перегрузки Т1 при отключении Т2.

Ірм=

Принимаем трансформатор тока ТФН – 35 – 50 /5

Ін₁ = 50А, Ін₂ = 5А, Ктт=Ін₁/Ін₂ = 50/5=10

Ісрм=

Выбираем реле РТ - 40 -20 с диапазоном уставок 5 -10Апри последовательном соединении катушек и 10-20А при параллельном.

Отсечка: Ісро =

I⁽³⁾к – начальное значение периодической составляющей 3-ч фазного тока КЗ на шинах НН понижающего трансформатора.

I⁽³⁾к = Iпо₂ = 4кА

Кн = 1, 3-1, 4 – для РТ- 40

Кн = 1, 6 – для РТ – 80

Ісро =

На такой ток реле не выпускаются, чтобы снизить величину Іср, принимаем трансформатор тока с повышенным коэффициентом трансформации ТФН = 35-150/5 Ктт =30, Ісро = (1, 3*1/30)*4000=173А

Выбираем РТ – 40/200 с Іср = 50-200А

Пересчитываем МТЗ на ТФН – 35-150/5

Ісрм= (1, 1*3*1)/(0, 8*30)*37=5, 1А

Выбираем РТ – 40/10 с диапазоном уставок 2, 5-10А

б) Выбор реле времени

Из карты селективности находим, что время действия защиты трансформатора Т1, t₁ = 1, 2 с.

Выбираем реле времени ЭВ=112 с диапазоном уставок 0, 1-1, 3с и напряжением 220В.

в) Выбор промежуточного реле.

Выбираем реле РП – 23 с напряжением 220В.

г) Выбор указательного реле.

Іср_кН = Uсх/R_YAT = 311Ом (привод ВМП – 35)

Іср_кН = 220/311=0, 7А

Принимаем РУ – 3/0, 5 с Іср =0, 5А 0, 7А

д) Проверяем защиту на чувствительность

МТЗ:

К₄ =

Ik_min – минимальное значение тока КЗ на выводах НН трансформатора

Ik_min = I(²⁾по – начальное значение периодической составляющей 2-х фазного тока КЗ.

I⁽²⁾ по₂= 0, 87* I⁽³⁾по₂ = 0, 87*4000=3480А

Iсз = Ктт* Icрм = 30*5.1=153A

К₄ = 1.5

Отсечка К4 2 К4=Ik_min / Iсз

Ik_min- ток 2-х фазного КЗ на выводах обмотки ВН трансформатора.

Ik_min = I(²⁾по₁ = 0, 87 I⁽³⁾по₂ = 0, 87*12000=10440А

Iсз = Ктт* Iсро = 30173=5190А

К4 = 10440/5190=2, 01 2