Курсовая работа (т): Разработка релейной защиты участка сети

Ток самозапуска:

Коэффициент самозапуска:

Ток срабатывания защиты:

Чувствительность МТЗ проверяется при металлическом двухфазном КЗ в минимальном режиме работы системы.

Так как для основной зоны , то МТЗ достаточно эффективна.

Ток срабатывания измерительного органа МТЗ:

Выдержка времени МТЗ:

4.2 Расчет параметров защит трансформатора Т1

4.2.1 Расчет параметров дифференциальной защиты

Определим токи в плечах защиты, соответствующие номинальной мощности трансформатора Т1:

Так как сторона НН трансформатора Т1 имеет больший вторичный ток, следовательно ее принимаем за основную сторону при дальнейших расчетах.

Первичный ток срабатывания защиты выбирается по следующим условиям:

по условию отстройки от максимального тока небаланса при внешних КЗ

Ток I_КЗмакс ступени низшего напряжения (основной):

по условию отстройки от бросков тока намагничивания при включении ненагруженного трансформатора под напряжение:

За первичный ток срабатывания принимаем I_c.з.1.

Определим вторичный ток срабатывания, отнесённый к основной стороне (НН):

Число витков реле РНТ для основной стороны:

Принимаем W_осн=7 витков.

Определим фактическое значение I_ср, соответствующее выбранному числу витков W_осн.:

Расчетное число витков с неосновной стороны, из условия равенства нулю результирующей намагничивающей силы БНТ реле при нагрузочном режиме и внешних КЗ:

Принимаем ближайшее целое значение W_неосн=7 витков.

Вычислим третью составляющую тока небаланса I_нб^lll, которая обусловлена неравенством расчётного W_{неосн.расч} и фактического W_неосн числа витков:

Определим суммарный ток небаланса и рассчитаем значения I_сз и I_ср.

Так как > , то расчет тока срабатывания необходимо повторить с учетом .

Выполняем расчет с W_{осн.расч} равным 6 виткам.

Определим фактическое значение I_ср, соответствующее выбранному числу витков W_осн.:

Расчетное число витков с неосновной стороны, из условия равенства нулю результирующей намагничивающей силы БНТ реле при нагрузочном режиме и внешних КЗ:

Принимаем ближайшее целое значение W_неосн=6 витков.

Вычислим третью составляющую тока небаланса I_нб^lll, которая обусловлена неравенством расчётного W_{неосн.расч} и фактического W_неосн числа витков:

Определим суммарный ток небаланса и рассчитаем значения I_сз и I_ср.

Так как < , то рассчитанные параметры реле соответствуют несрабатыванию реле при максимальном токе небаланса.

Определим коэффициент чувствительности защиты при двухфазном КЗ на стороне низшего напряжения:

где I_{р. мин.} - минимальный ток в реле, который рассчитывается по формуле:

Коэффициент чувствительности удовлетворяет техническим требованиям. В качестве измерительного органа выбираем реле тока РНТ - 565.

Схема исполнения продольной дифференциальной защиты трансформатора приведена в приложении 2.

4.2.2 Расчет параметров защиты от сверхтоков внешних междуфазных КЗ

Защита от сверхтоков внешних междуфазных КЗ предназначена для отключения трансформаторов при внешних КЗ в случае отказа защит присоединений или сборных шин. Она является также резервной защитой от внутренних повреждений в трансформаторах. Защита включается на трансформаторы тока со стороны источника питания.

Расчет производим по аналогии с выбором параметров МТЗ линии.

Определим коэффициент самозапуска. Сопротивление нагрузки и системы в именованных единицах, приведённые к высшей стороне напряжения:

Эквивалентное сопротивление:

Ток самозапуска:

Максимальный рабочий ток защищаемого элемента:

Коэффициент самозапуска:

Ток срабатывания защиты:

Ток срабатывания измерительного органа:

где I_к.min - минимальное значение тока при двухфазном КЗ на стороне НН трансформатора:

тогда:

Коэффициент чувствительности удовлетворяет техническим требованиям. Время срабатывания защиты:

Выбираем реле типа РТ 40/20, ЭВ 122, РП 23.

4.2.3 Расчет параметров защиты от перегрузки

Защита от перегрузки выполняется с помощью МТЗ, включённой на ток одной фазы. Защита действует с выдержкой времени на сигнал, а на необслуживаемых подстанциях - на разгрузку или отключение трансформатора.

На двухобмоточных трансформаторах с односторонним питанием предусматривается один комплект защиты, устанавливаемый со стороны питания.

Ток срабатывания защиты:

Ток срабатывания защиты:

Ток срабатывания измерительного органа:

Время срабатывания защиты:

Выбираем реле типа РТ 40/10, ЭВ 122.

4.2.4 Газовая защита

Газовая защита устанавливается на трансформаторах, имеющих расширители. Применение газовой защиты является обязательным на трансформаторах мощностью 6300 МВА и более и осуществляется с помощью специальных газовых реле. Для газовой защиты трансформатора Т1 (ТДН-10000) установим реле с чашечковыми элементами типа РГЗЧ-66. Чувствительность нижнего элемента (лопасти) регулируется в пределах от 0,6 до 1,2 м/с. Время действия реле при работе лопасти колеблется от 0,5 до 0,05 с.

.3 Расчет уставок дифференциальной защиты на микропроцессорной базе (реле МР 801)

Тормозная характеристика дифференциальной защиты (рисунок 5) имеет три участка AB, BC, CD четвертый участок DE обусловлен действием дифференциальной отсечки.

ё

Рисунок 5 - Тормозная характеристика

Вторичные токи в плечах защиты, которые соответствуют номинальной мощности защищаемого трансформатора:

где - К_ТТ1 - коэффициент трансформации ТТ i-ой стороны силового трансформатора соответственно.

Выбор уставки срабатывания I_Д>:

где - К_ОТС - коэффициент отстройки, который учитывает погрешности терминала защиты, принимаем равным 1,5;

К_ПЕР - коэффициент, учитывающий переходной режим, принимаем равным 1;

К_ОДН - коэффициент однотипности трансформатора тока, принимаем равным 1;

ε - относительное значение полной погрешности ТТ, для 10Р - 0,1;

ΔU - относительная погрешность обусловленная регулированием напряжения на сторонах защищаемого трансформатора, принимаем равным 0,16;

Δf_ВЫР - коэффициент, учитывающий погрешность цифрового выравнивания, равен 0,03 для I_TT /I_НОМ от 1 до 2 (I_TT - номинальный первичный ток измерительного ТТ, I_НОМ -номинальный ток силового трансформатора);

I^*_{НОМ.НАГР} - номинальный ток нагрузки.

Точка второго перегиба:

так как второй участок учитывает погрешности в зоне допустимой перегрузки трансформатора (при токе нагрузки 1,5 I_НОМ).

Определяем угол наклона BC:

Точка первого перегиба:

Наклон второго участка:

Блокировка по I₂ /I₁=14%. Перекрестная блокировка «Введена».

Блокировка по I₅ /I₁=36%. Перекрестная блокировка «Введена».

Уставка токовой отсечки:

По условию отстройки от броска тока намагничивания:

Ток срабатывания отсечки определяется отстройкой от максимального первичного тока небаланса при переходном режиме внешнего КЗ:

Принимаем I_Д>>=6,554.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Романюк, Ф.А. Методические указания к курсовому проектированию для студентов специальности 1-53 01 04 «Автоматизация и управление энергетическими процессами» (специализация 1-53 01 04 03 «Автоматизация и релейная защита установок») / Ф.А. Романюк, А.А. Тишечкин, Н.Н. Бобко - Минск: БНТУ, 2007г.

. Чернобровов, Н.В. Релейная защита энергетических систем: учебное издание / Н.В. Чернобровов, В.А. Семенов - М.: Энергоатомиздат, 1998

. Правила устройств электроустановок ПУЭ-76, разд. III. - М.: Энергоиздат, 1981

. Микропроцессорное реле МР 801 дифференциальной защиты трансформатора 110/10/6 кВ: руководство по эксплуатации - Минск: РУП «Белэлектромонтажналадка», 2010

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2