Расчет защиты линий 6 и 10 кВ

Тип работы:
Контрольная
Предмет:
Физика


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

ПО ТЕМЕ «РАСЧЕТ ЗАЩИТЫ ЛИНИЙ 6 и 10 кВ»

по курсу

«Релейная защита и автоматика»

Вариант № 40

Выполнил: студент гр. ЭТ-41

Ярошенко Д.В.

Проверил: Ноздренков В. С.

  • Сумы — 2007
  • Задание
  • В РГР необходимо выбрать рабочие уставки защит ВЛ-10 кв в сельскохозяйственном районе. Схема линии приведена в приложении, где указаны необходимые исходные данные: сопротивление и э. д. с. питающей системы (одинаковые для максимального и минимального режимов), приведенные к шинам 10 кв питающей подстанции; параметры участков основной линии и ответвлений; параметры трансформаторов; тип и характеристика существующей максимальной защиты питающего трансформатора 35/10 кв, которая выполнена по двухфазной двухрелейной схеме; коэффициенты трансформации трансформаторов тока. Э. д. с. системы принимается равной среднему номинальному напряжению (10,5 кв).
  • На ВЛ-10 кв установлена максимальная токовая защита, выполненная по двухфазной двухрелейной схеме с реле типа РТВ. При необходимости может быть выполнена токовая отсечка.
  • Схема № 2
  • Исходные данные
  • № вар

    Потребляемая мощность, кВА

    S1

    S2

    S3

    S4

    S5

    S6

    10 (х 1,0)

    800

    900

    500

    650

    250

    250

    № вар

    Марка провода

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    10

    ПС-35

    ПС-35

    ПC-25

    АС-35

    А-25

    АС-35

    АС-35

    • Решение
    • Рис. 1 Расчетная схема ВЛ-10 кВ
    • 1. Рассчитаем токи к. з. для чего, прежде всего, намечаем расчетные точки к. з., электрически наиболее удаленные от питающей подстанции (точка К).
    • Внутреннее индуктивное сопротивление (хв. уд) характерно только для стальных проводов. Величина этого сопротивления зависит от величины тока в проводе.
    • Таблица 1−1
    • Участки линии

      Длина км

      Марка провода

      Сопротивление участков

      rуд, ом/км

      хв. уд, ом/км

      хн. уд, ом/км

      хв. уд + хн. уд, ом/км

      r, ом

      хв + хн, ом

      1

      18

      ПС — 35

      4,5

      1,2

      0,4

      1,6

      81

      28,8

      2

      21

      ПС — 35

      4,5

      1,2

      0,4

      1,6

      94,5

      33,6

      3

      24

      ПC — 25

      6,2

      1,4

      0,4

      1,8

      148,8

      43,2

      4

      7,5

      АС — 35

      0,85

      -

      0,4

      0,4

      6,375

      3

      5

      12

      А — 25

      1,25

      -

      0,4

      0,4

      15

      4,8

      6

      9

      АС — 35

      0,85

      -

      0,4

      0,4

      7,65

      3,6

      7

      1,5

      АС — 35

      0,85

      -

      0,4

      0,4

      1,275

      0,6

      • Определим суммарные активное и индуктивные сопротивления до расчетной точки к. з. К1: rК = 354,6 Ом, хК = 117,6 Ом.
      • Полное сопротивление до точки К1
      • zK= Ом.
      • Ток при трехфазном к. з. в точке К1
      • IК= А.
      • 2. Рассчитам ток срабатывания максимальной защиты линии. Проведенные исследования и опыт эксплуатации релейной защиты показывают, что при расчете уставок максимальных токовых защит линий 6 и 10 кв в сельскохозяйственных районах, как правило, можно принимать: kсзп = 1,1 — 1,2 при условии, что защита будет иметь время срабатывания не менее 0,5 сек
      • Максимальный рабочий ток линии (Iраб. мах) принимаем равный сумме номинальных токов всех трансформаторов, подключенных к защищаемой линии (рис. 1), полагая, что по этой линии не предусмотрено питание других подстанций. По выражению:
      • A
      • Ток срабатывания защиты:
      • A
      • 3. Рассчитываем ток срабатывания реле PTB-4 и проверяем чувствительность защиты. Приняв предварительно коэффициент трансформации трансформаторов тока, например пт=400/5 получаем ток срабатывания реле:
      • Ic. p= =5,101 A
      • Ближайшая большая уставка на реле PTB-4 равна 5А. При этой уставке ток срабатывания защиты:
      • Ic. з=== 400 A
      • Коэффициент чувствительности в основной зоне защиты по выражению равен:
      • А это значит, что условие защиты не выполняется. Заменяяем марки провода ПС-35 и ПС-25 на АС-35. Все расчеты проведем аналогично, выполненым выше:
      • Таблица 1−2
        • Участки

        линии

        • Дли-на

        км

        • Марка

        провода

        Сопротивление участков

        rуд, ом/км

        хв. уд, ом/км

        хн. уд, ом/км

        хв. уд + хн. уд, ом/км

        r, ом

        хв + хн, ом

        1

        18

        AС — 35

        0,85

        -

        0,4

        0,4

        15. 3

        7. 2

        2

        21

        AС — 35

        0,85

        -

        0,4

        0,4

        17. 85

        8. 4

        3

        24

        AС — 35

        0,85

        -

        0,4

        0,4

        20. 4

        9. 6

        4

        7. 5

        АС — 35

        0,85

        -

        0,4

        0,4

        6. 375

        3

        5

        12

        АC — 35

        0. 85

        -

        0,4

        0,4

        10. 2

        4. 8

        6

        9

        АС — 35

        0,85

        -

        0,4

        0,4

        7. 65

        3. 6

        7

        1. 5

        АС — 35

        0,85

        -

        0,4

        0,4

        1. 275

        0,6

        • Определим суммарные активное и индуктивные сопротивления до расчетной точки к. з. К1: rК = 79. 05 Ом, хК = 37.2 Ом.
        • zK= Ом
        • IК = = 69. 389 А
        • A
        • А
        • A
        • Уставка 5А.
        • Ic. з=40 A
        • Для рассматриваемой линии не требуется секционирование по условиям релейной защиты.
        • Определяем коэффициент чувствительности в зоне резервирования, т. е. при к. з. на шинах низшего напряжения трансформаторов ответвлений. Выбираем ближайший трансформатор ТМ-100/10 определяем ток к. з. через защиту при повреждении за этим трансформатором.
        • Сопротивление трансформатора при uк = 4,7%
        • Ом
        • Z1 Ом
        • Ток к.з. =107,642 А
        • Коэффициент чувствительности
        • > 1,2.
        • Поскольку kч. рез > 1. 2, определяются коэффициенты чувствительности при к. з. за следующим трансформатором ответвления и т. д. Может оказаться, что максимальная защита нечувствительна к повреждениям за маломощными и удаленными трансформаторами ответвлений. Правилами [1] допускается отказ от резервирования в подобных случаях.
        • 4. Выбираем время срабатывания и характеристику реле РТВ защиты линии по условиям согласования по току и времени с защитными устройствами последующих и предыдущих элементов.
        • Предыдущим расчетным элементом является наиболее мощный из трансформаторов ответвлений -- трансформатор мощностью 80 кВА. Его защита может быть выполнена с помощью плавкого предохранителя типа ПСН-10.
        • На карте селективности (рис. 2) в осях ток--время строится защитная характеристика I' для плавкой вставки с номинальным током Iвс. ном = 7,5 а предохранителя типа ПСН-10 трансформатора 80 кВА характеристики. Построение ведется по следующим точкам типовой характеристики (приложение II Методических указаний): 30 а -- 1,6 сек; 40 а --0,6 сек; 50 а -- 0,4сек; 60 а -- 0, 28 сек; 70 а -- 0,2 сек; 80 а -- 0,14 сек; 100 а -- 0,1 сек.
        • Затем эту типоваю (заводскаю) характеристику «сдвигаем» вправо на 20% для учета неточности работы предохранителя, т. е. строим расчетную характеристику по следующим точкам: 36 а --1,6 сек; 48 а -- 0,6 сек; 60 а --0,4 сек; 72 а -- 0,28 сек; 84 а -- 0,2 сек; 96 а -- 0,14 сек; 120 а -- 0,1сек (характеристика 1).
        • Далее подбираем характеристику 2 максимальной защиты линии (реле PTB-4)
        • Рис. 2 Карта селективности
        • Принимая за основу типовую односекундную характеристику реле PTB-4, определяем несколько точек нужной характеристики:
        • k=Ip/Ic. p, % 280 220 160 110
        • tc. з, сек 1 2 3,8 7
        • Iк, А. 140 110 80 55
        • Ток Iк определяется по выражению
        • ,
        • где k -- кратность Iр / Iс. р, %, определяемая по типовой характеристике; Iс. P -- ток срабатывания реле; пт -- коэффициент трансформации; R(3)cx— коэффициент схемы.
        • Как видно из рис. 1−2 выбранные характеристики полностью обеспечивают селективность действия защитных устройств.
        • 5. Проверка на термическую устойчивость производится по выражению:
        • где sмин -- минимально допустимое сечение провода, мм2; I -- установившийся ток к. з. при повреждении в начале линии, А; tф -- фиктивное время отключения к. з., сек; С -- постоянная, зависящая от материала провода, его начальной и конечной температуры.
        • Определим I, для этого выбираем трансформатор ТДН-10 000/35.
        • Хт = 9,8 ом, при zс =(3+j9)Ом z =(3+j18. 8) Ом
        • z= Ом
        • IК = I = = 1062 А
        • С = 69,5; tф = tс. з + tо. в=0,7 + 0,1 = 0,8 сек; тогда:
        • мм2
        • Сечение провода на участках 1 и 2 (АС-35) значительно больше минимально допустимого. Поэтому в данном случае не требуется принимать какие-либо меры для ускорения отключения к.з.
        • 6. Определяем кратность т по выражению:
        • m=
        • где Iрасч = nIмакс = 1,2*2,8*50 = 168 А.
        • По кривой 10%-ной кратности сердечника класса Р трансформатора тока типа ТПЛ-10 (приведена 1) для m=4,2 определяем допустимую вторичную нагрузку, которая равна zH доп1,7 Ом;
        • Определяется наибольшую фактическую нагрузку трансформатора тока для двухфазной двухрелейной схемы. Для этой схемы
        • zн =2zпр + zp + rпер.
        • Сопротивление реле PTB-4 при втянутом якоре при уставке Iс. р = 5 А подсчитывается по выражению: zp = S/I2 = 112/52 = 4,48 Ом, где S = 112 ВА по техническим данным привода ПП-67.
        • Сопротивление проводов в данном случае можно не учитывать, так как реле РТВ установлены в непосредственной близости от трансформаторов тока. Тогда сопротивление внешней нагрузки zH4,48 + 0,1 = 4,58 Ом, что не равно допустимому сопротивлению zH. доп1,7Ом. Следовательно, трансформаторы тока не будут работать с погрешностью 10%.
        • Выводы
        • В процессе выполнения РГР мы устанавливаем на ВЛ-10 кВ максимальную токовую защиту, выполненную по двухфазной двухрелейной схеме с реле типа РТВ-4, током срабатывания Ic. p= 5A и одно секундной выдержкой времени.
        • Список использованной литературы
        • 1. Методические указания по выполнению расчетно-графической работы по теме «Расчет защиты линий 6 и 10 кВ» по курсу «Релейная защита и автоматика».
        • 2. Конспект лекций по курсу «Релейная защита и автоматика».
Показать Свернуть
Заполнить форму текущей работой