Задача 1. 1. Расставить выключатели с устройствами защит для заданной схемы

1. Расставить выключатели с устройствами защит для заданной схемы.

2. Определить параметры срабатывания ТО и МТЗ на выключателе №1.

3. Определить ток срабатывания реле для ТО и МТЗ, выбрав ТТ и схему его соединения.

4. Определить чувствительность МТЗ в основной и резервных зонах, определить чувствительность ТО.

5. Подобрать ТТ для заданной защиты, проверить его по условию 10% погрешности.

Рисунок 1

Дано:

МВА; А; А;

МВА; А; А;

км; км;

км; км;

км; км;

Решение:

1. На выключателях 1-4, 6, 7 установлены ТО и направленная МТЗ, на выключателе 5 – ТО и МТЗ.

2. Параметры срабатывания МТЗ защиты 3:

Определим максимальный рабочий ток, проходящий через защиту 1 при отключенном ИП2:

А;

Ток срабатывания защиты:

А;

Параметры срабатывания ТО защиты 1.

Для определения тока срабатывания ТО необходимо рассчитать ток КЗ в конце линии Л1. Произведем расчет данного тока, предварительно составив схему замещения, приведенную на рисунке 2, и рассчитав ее параметры.

Рисунок 2

Произведем выбор сечения проводов по допустимому току:

Л1: А принимаем АС-70;

Л2: А принимаем АС-70;

Л6: А принимаем АС-70;

Сопротивление линий, Ом:

(1)

где r₀ – индуктивное сопротивление линии на 1 км длины, Ом/км;

l – длина линии, км.

Ом;

Ом;

Ом;

Сопротивление системы, Ом:

(2)

где U_б – базисное напряжение системы, кВ;

S_к – мощность КЗ энергосистемы, МВА.

Ом;

Ом;

Суммарное сопротивление системы, Ом:

; (3)

Ом

Ток КЗ, А:

(4)

А

Ток срабатывания защиты определяется по формуле:

(5)

где k_н – коэффициент надежности, зависящий от типа реле. Для реле РТ-40 равен 1,2;

I_к.мах – максимальный ток КЗ в конце защищаемой линии, А.

А

3. Выбор ТТ производится по максимальному току, равному 140 А, проходящему через него. Выберем ТТ с номинальным первичным током 150 А, вторичный ток ТТ равен 5 А. Два ТТ включены в фазы А и С. Их вторичные обмотки соединены по схеме неполной звезды. Измерительные органы защиты включены в фазные провода вторичных цепей ТТ.

Ток срабатывания реле ТО определяется по формуле:

(6)

где k_сх – коэффициент схемы, зависящий от схемы соединения ТТ и реле. Для выбранной схемы соединения равен 1;

n_т – коэффициент трансформации ТТ.

А;

Максимальная уставка, выставляемая на реле РТ-40, равна 200 А. Для уменьшения значения тока срабатывания реле примем к установке ТТ с коэффициентом трансформации 200/5. Тогда:

А;

Устанавливаем реле РТ-40/200.

Ток срабатывания реле МТЗ:

А;

Устанавливаем реле РТ-40/10.

4. Определение чувствительности МТЗ:

Для защит линии, выполненных по схеме неполной звезды расчет коэффициента чувствительности может производиться по первичному току двухфазного КЗ и срабатывания защиты:

(7)

где ток двухфазного КЗ в минимальном режиме работы энергосистемы в конце защищаемого участка. Примем, что ток КЗ в минимальном режиме ниже на 10%.

Определим ток двухфазного КЗ, А:

(8)

А;

Коэффициент чувствительности в основной зоне:

Для определения чувствительности защиты в резервной зоне, необходимо рассчитать ток двухфазного КЗ в конце линии Л2:

Ом

Ток КЗ в конце линии Л2, А:

А

Коэффициент чувствительности ТО определяется:

(9)

где I_к – ток КЗ при повреждении в начале линии у места установки отсечки.

Ом

А

5. Произведем подбор трансформатора тока для защиты 1. Максимальный ток, проходящий через защиту равен 140 А. Выбираем ТТ марки ТВТ-35 с первичным номинальным током I_1ном=200 А и классом точности Р.

Условие проверки ТТ:

; (10)

где расчетная нагрузка ТТ при расчетном виде КЗ m, Ом;

допустимая нагрузка ТТ, найденная по кривой предельной кратности, при которой его полная погрешность не превышает 10 %, Ом.

Расчетная нагрузка при трехфазном и однофазном КЗ:

(11)

где сопротивление провода, Ом;

суммарное сопротивление реле, включенных на ток фазы, Ом;

сопротивление контактов, Ом.

А

Тип установленного реле РТ-40/10, S_пот=0,5 ВА.

Сопротивление реле:

(13)

Ом

Определим расчетный первичный ток, равный:

(14)

Определим предельную кратность:

(15)

По кривой предельной кратности найдем допустимую нагрузку, которая равна 0,7 Ом.

Ом

Сопротивление контрольного кабеля:

; (16)

Ом

Сечение контрольного кабеля примем 4 мм², тогда:

Действительное сопротивление нагрузки:

Ом

По кривым предельной кратности найдем допустимую предельную кратность:

>