Релейная защита

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Принципы построения релейных защит и общие вопросы выполнения защиты линии от КЗ

релейный защита электроэнергетический

Релейная защита -- это огромная управляющая система, представляющая собой совокупность согласованно и целенаправленно действующих взаимосвязанных (разнообразных по природе) элементов и автоматических устройств [1]. Она охватывает практически все основные элементы электроэнергетической системы (крупные и мелкие), от генераторов, вырабатывающих электрическую энергию, до приёмников электрической энергии, преобразующих её в другие виды энергии.

Независимо от того, какие принципы положены в основу отдельных устройств релейной защиты для выявления повреждений, система в целом должна безошибочно находить повреждённые элементы и отделять их от исправной части электроэнергетической системы. Ключевую роль в решении этой управленческой задачи играет логика целенаправленного взаимодействия устройств и параметры их срабатывания, обеспечивающие реализацию процедур взаимодействия.

Релейная защита -- это комплекс автоматических устройств, предназначенных для быстрого (при повреждениях) выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов этой системы в аварийных ситуациях с целью обеспечения нормальной работы исправной части этой системы.

Действия средств релейной защиты организованы по принципу непрерывной оценки технического состояния отдельных контролируемых элементов электроэнергетических систем. На рисунке приведена схема электрической сети, содержащей линии электропередачи разных уровней напряжения W1--W6, трансформаторы Т1--Т4, электродвигатель М1, предохранители F1--F3, коммутационные аппараты и эквивалентный источник питания Е_С. Отдельные устройства релейной защиты (УРЗ), установленные на элементах электроэнергетических систем (генераторах, трансформаторах, линиях электропередачи, электродвигателях и др.), объединены в единую систему релейной защиты общей целью функционирования.

В соответствии с этим принципом отдельные устройства релейной защиты (например, УРЗ-1 -- УРЗ-13) функционально связаны между собой практически только общей логикой действий. Причём каждое устройство релейной защиты для локализации повреждения может воздействовать только на коммутационные аппараты того объекта, на котором оно установлено.

Необходимо отметить, что система релейной защиты, как правило, включает в себя устройства не только разные по принципам выявления повреждений, но и разные по способам воздействия на контролируемый объект. Так, единой логике действий должны подчиняться как сложнейшие многофункциональные устройства релейной защиты, воздействующие на выключатели и другие аппараты управления, так и простейшие защитные устройства (например, предохранители), в которых функции выявления и коммутации повреждённой электрической цепи совмещены. На рисунке предохранители F1, F2, F3 показаны в цепях питания трансформаторов Т2--Т4.

В некоторых случаях УРЗ формируют лишь световые и звуковые сигналы, а отделение повреждённого элемента от исправной части электрической сети может производиться вручную оперативным персоналом.

Согласованность действий устройств, расположенных на значительных расстояниях друг от друга, как правило, достигается за счёт определённых параметров срабатывания (без применения физических каналов связи). Эти параметры в основном определяют точность и эффективность действия всей системы релейной защиты. В свою очередь это определяет живучесть электроэнергетических систем и степень риска развития аварийных ситуаций при возникновении повреждений.

Логические связи действуют в любых условиях и не подвержены воздействию внешних электрических и электромагнитных помех. Во многом благодаря этому свойству релейная защита имеет высочайшую степень надёжности.

2. Переходные сопротивления в месте повреждения

Нарушение электрического контакта в соединениях вызывает отказы радиоэлектронной аппаратуры, возникающие в результате влияния механических воздействий. Нарушение контакта в разъемных и разборных соединениях являются одной из причин появления виброшумов и других помех, в то время как нарушение контакта в неразборных соединениях играет доминирующую роль среди факторов, обусловливающих ухудшение показателей их вибропрочности и ударопрочности.

Основными требованиями к контактам являются: малое переходное сопротивление, стабильность и износоустойчивость. Эти характеристики зависят в первую очередь от контактного усилия Qк. Характер этих зависимостей противоречив. Так, величину переходного сопротивления можно упрощенно записать:

;

где - постоянная, зависящая от вида материала и состояния поверхности; n - показатель степени, характеризующий форму контакта. Таким образом, качество контактирования прямо зависит от контактного усилия. Стабильность также прямо зависит от Qк. Однако износ контактов и усилие, необходимое для их разъединения (или смещения скользящего контакта), с ростом Qк возрастают. Эти причины заставляют поддерживать контактное усилие на определенном уровне, не превышающем значения, соответствующего допустимому переходному сопротивлению Rп. В этих условиях дополнительные инерционные силы, возникающие в контактных устройствах в результате механических воздействий, легко могут изменять или даже полностью компенсировать контактное усилие. В результате в узле контакта изменяется переходное сопротивление и, как следствие, возникают флуктуации протекающего тока. Это явление носит название динамической нестабильности контакта.

Особым видом помех в контактных парах являются помехи, возникающие в результате воздействия на нестабильные контактные пары электромагнитного поля мощных радиопередатчиков. Наведенная этим полем ЭДС, которая может достигать десятков и сотен вольт, вызывает в элементах конструкции ток и вторичное электромагнитное поле, взаимодействующее с облучающим полем передатчика. Вследствие нестабильности контактов будут возникать флуктуации тока и, следовательно, наведенное поле будет отличаться от первичного. Взаимодействие этих двух полей создает значительные помехи в работе всех близко расположенных радиоприемных устройств. Динамическая нестабильность переходного сопротивления характеризует возможный уровень контактных шумов и определяется виброустойчивостью конструкции контактов и всего контактного устройства. Относительная величина динамической нестабильности вычисляется как отношение наибольшего размаха колебаний переходного сопротивления к величине переходного сопротивления, установленной техническими условиями на контакт (отношение максимального выброса переходного сопротивления к его статистическому среднему значению):

,

где и - наибольшее и наименьшее значения контактного сопротивления при вибрации.

3. Максимальная токовая ненаправленная защита: разновидности способ выполнения, ступени и выдержка времени, ток срабатывания каждой ступени

Максимальная токовая (ненаправленная) защита (МТЗ) используется главным образом для защиты радиальных линий с односторонним питанием. В кольцевой сети, в сети с двухсторонним питанием и особенно в сложных сетях с несколькими источниками питания МТЗ в большинстве случаев не может обеспечить селективного действия.

Действие МТЗ в кольцевой сети:

Схема кольцевой сети, поясняющая работу схемы

Пусть на линиях будут заданы выдержки времени МТЗ на линиях, отходящих к нагрузкам: t7=1сек и t8=0,5сек. При ступени селективности Дt=0,5сек выдержки времени остальных защит определяются по ступенчатому принципу и составляют:

на выключателе 4 t4=1+0,5=1,5сек

3 t3=1,5+0,5=2сек

2 t2=2+0,5=2,5сек

1 t1=2,5+0,5=3сек

5 t5=2+0,5=2,5сек

6 t6=2,5+0,5=3сек.

При такой настройке МТЗ будет действовать селективно при КЗ на линиях, отходящих к нагрузке, и на шинах подстанции № 1 и № 2. Однако при КЗ на линиях W1 и W2 защита будет действовать неселективно. Изменением выдержек времени МТЗ в сети получить ее селективное действие невозможно. Для селективного отключения повреждений в такой сети необходимо, чтобы защита на выключателях 2, 3, 4, 5 различала, на какой из линий произошло КЗ. Таким свойством обладает максимальная токовая направленная защита (МТНЗ). МТНЗ состоит из пускового органа, осуществляемого токовым реле, органа направления мощности и органа выдержки времени.

Принципиальная схема максимальной токовой направленной защиты

4. Первичные измерительные преобразователи тока: отдаваемые мощности, определение нагрузок, схемы соединений трансформаторов тока и цепей реле тока

Измерительные трансформаторы тока (ТТ) представляют собой аппараты для преобразования токов первичных цепей в стандартные токи 5 или 1А для измерительных приборов, устройств релейной защиты и автоматики.

Нормально трансформаторы тока работают в режиме, близком к режиму короткого замыкания вторичной обмотки при наличии тока в первичной цепи, т.е. возникновение режима холостого хода недопустимо, так как при этом из-за возникающих перенапряжений может быть повреждена изоляция трансформатора с вытекающими отсюда последствиями.

Для правильного соединения трансформаторов тока между собой и правильного подключения к ним реле напряжения мощности, ваттметров и счетчиков, выводы обмоток ТТ обозначаются (маркируются) заводами следующим образом:

* начало первичной обмоток - Л1, начало вторичной обмотки - И1;

* конец первичной - Л2, конец вторичной - И2.

При монтаже ТТ располагаются так чтобы начала первичных обмоток Л1 были обращены к шинам, а Л2 - концы в линию ( в сторону защищаемого объекта). При маркировке обмоток ТТ за начало вторичной обмотки (Н) принимается тот ее вывод, из которого ток выходит, если в этот момент в первичной обмотке ток проходит от начала (Н) к концу (К). При этом i_ка сохраняет направление I₁.

Схемы соединения вторичных обмоток ТТ.

Питание устройств релейной защиты током сети производится по типовым схемам соединений ТТ и обмоток реле.

Поведение и работа реле в каждый из этих схем зависит от характера распределения токов в ее вторичных условиях. Если в каком-либо элементе схемы (проводе или обмотке реле) вторичные токи разных фаз складываются или вычитаются, то результирующий ток находится путем геометрического сложения или вычитания соответствующих векторов фазных токов с учетом их сдвигов по фазе. Для каждой схемы соединений можно определить отношение тока в реле ко вторичному току в фазе. Это отношение называется коэффициентом схемы:

.

Коэффициент схемы учитывается при расчете уставок и оценке чувствительности защиты.

Схема соединения вторичных обмоток ТТ и обмоток реле в полную звезду. При такой схеме соединения ТТ устанавливается во всех фазах, вторичные обмотки ТТ и обмотки токовых реле соединяются в звезду, и их нулевые точки связываются одним проводом, называемым нулевым. В нулевую точку объединяются одноименные зажимы обмоток ТТ.

При нормальном режиме и трехфазном КЗ, как показано в реле I,II и III проходят токи фаз: , а в нулевом проводе их геометрическая сумма Iн.п=(Iа+Ib+Ic), которая при симметричных режимах равна нулю (при наличии и отсутствии заземления в точках Н и К).

Схема соединения вторичных обмоток ТТ в звезду, векторная диаграмма токов при нормальном режиме или трехфазном КЗ

Схема соединения ТТ и обмоток реле в неполную звезду. В реле I и III проходят токи соответствующих фаз: ; , а в обратном проводе ток равен геометрической сумме Iоб=-(Ia+Ic). С учетом векторной диаграммы Iв=-(Ia+Ic), т.е. Iоб равен току фазы, отсутствующей во вторичной цепи.



Схема соединения вторичных обмоток ТТ в неполную звезду

Схема соединения ТТ в треугольник, а обмоток реле в звезду.

Из токораспределения видно, что в каждом реле проходит ток, равный геометрической разности токов двух фаз:

.

При нагрузке в реле проходит линейный ток в v3 раз больший тока фазы и сдвинутый относительно него по фазе на 30⁰.

Схема соединения вторичных обмоток ТТ в треугольник, а обмоток реле-звезду



Рассмотрим величины токов, протекающих по реле при двухфазном и однофазном КЗ.

Вид КЗ	Повреждены фазы	Токи в фазах	Токи в реле
			I IA-IB	II IB-IC	III IC-IA
Двухфазное	A, B	IB=-IA IC=0	2IA	IB	-IA
	B, C	IC=-IB IA=0	-IB	2IB	IC
	C, A	IA=-IC IB=0	IA	-IC	2IC
Однофазное	A	IA=IK IB и IC=0	IA	0	-IA
	B	IB=IK IA и IC=0	-IB	IB	0
	C	IC=IK IA и IB=0	0	-IC	IC

Схема соединения ТТ в треугольник обладает следующими особенностями:

1. Токи в реле проходят при всех видах КЗ и, следовательно, защиты по такой схеме реагируют на все виды КЗ.

2. Отношение тока в реле к току в фазе зависит от вида КЗ.

3. Токи нулевой последовательности не выходят за пределы треугольника ТТ, не имея пути для замыкания через обмотки реле, т.е. при КЗ на землю в реле попадают только токи прямой последовательности, т.е. только часть токов КЗ:

_.



Схема соединений с двумя ТТ и одним реле, включенным на разность токов двух фаз

Схема соединения вторичных обмоток ТТ на разность токов двух фаз .

При симметричной нагрузке и трехфазном КЗ . При двухфазном КЗ на фазах А и С . При двухфазном КЗ между В и С или А и В , т.е. ток в реле, а следовательно, и чувствительность схемы при различных КЗ будет различной.

5. Дифференциально-фазовая токовая защита с высокочастотной блокировкой

Принцип действия дифференциально-фазной защиты основан на сравнении фаз токов по концам защищаемой линии. На рисунке показана схема токораспределения при внутреннем и внешнем коротких замыканиях.



а) б)

Принцип действия дифференциально-фазной высокочастотной защиты: а) внешнее короткое замыкание; б) внутреннее короткое замыкание

При внешнем коротком замыкании, точка K1, фазы токов I₁ и I₂ сдвинуты друг относительно друга на 180⁰; при внутреннем замыкании, точка K2 - совпадают между собой. Следовательно, контролируя фазы токов по концам защищаемой линии, можно определить возникновение повреждения на ней. Комплекты защиты ставятся по концам защищаемой линии, и каждый из них должен обладать информацией о фазе токов на противоположном конце линии. Для передачи информации о фазе токов используется канал высокой частоты. На следующем рисунке показана схема организации высокочастотного канала.

Принципиальная схема высокочастотного канала

Каждый комплект содержит высокочастотный приемопередатчик 1, состоящий из генератора высокочастотных сигналов ГН и приемника ПР. Приемопередатчик через фильтр присоединения 2 и конденсатор связи С соединяется с линией. Ток от высокочастотного генератора в этой схеме подается на одну из фаз линии. Для того чтобы токи высокой частоты не выходили за пределы линии, по концам линии устанавливаются специальные высокочастотные заградители 3. Заградитель представляет собой индуктивно-емкостный фильтр, обладающий малым сопротивлением для токов промышленной частоты и не пропускающий токи высокой частоты за пределы защищаемой линии. С помощью фильтра присоединения согласуется входное сопротивление высокочастотного кабеля 4 и линии. Параллельно обмотке L1 фильтра подключен разрядник FV, который срабатывает в случае пробоя конденсатора связи. Упрощенная принципиальная схема логической части направленной фильтровой высокочастотной защиты линий (110-330) кВ типа ПДЭ 2802 представлена на рисунке.

Упрощенная принципиальная схема логической части ПДЭ 2802

В схеме можно выделить несколько основных каналов, поясняющих принцип работы защиты:

I - канал пуска высокочастотного передатчика;

II - канал отключения;

III - канал блокировки при качаниях.

При внешнем несимметричном замыкании, т. K1, чувствительные измерительные органы обоих комплектов, содержащие реле тока обратной последовательности I2бл и реле напряжения обратной последовательности U2бл и включенные по схеме И, запускают высокочастотные передатчики.

Для 1 комплекта направление тока положительно, что приводит к срабатыванию реле мощности обратной последовательности М2от, разрешающего прохождение команды на отключение выключателя Q1 и останавливающего высокочастотный передатчик своего комплекта.

Реле мощности 2 комплекта не сработает, из-за чего прохождение команды на отключение выключателя Q2 блокируется, а высокочастотный передатчик комплекта не останавливается. Блокирующий элемент DX6 1 комплекта при наличии высокочастотного сигнала в линии запрещает прохождение команды на отключение выключателя Q1. Защита не работает.

Селективность действия защиты обеспечивается за счет согласования по чувствительности элементов I2бл и U2бл с более грубыми I2от и U2от.

При внутреннем несимметричном замыкании, т.K2 , сработают реле мощности каждого из комплектов, передатчики останавливаются и подается команда на отключение Q1 и Q2.

При симметричных повреждениях роль измерительных органов защиты выполняют два направленных реле сопротивления Zбл и Zот с эллиптическими характеристиками. Реле сопротивления вводятся в действие схемой блокировки при качаниях БК. Пуск блокировки производят реле ДI , реагирующее на производную фазного тока, и реле I2п, срабатывающее за счет появления кратковременной несимметрии.

При внешнем симметричном коротком замыкании реле сопротивления второго комплекта Zбл запускает высокочастотный передатчик и передает по линии блокирующий сигнал. Отключения не произойдет.

При симметричных коротких замыканиях в защищаемой зоне Zот останавливают передатчики всех комплектов и через элемент DW2 воздействуют на основной канал отключения.

При качаниях или асинхронном ходе реле ДI и I2п не разрешают прохождение команды на отключение в случае возможного срабатывания реле Zот.

6. Защита асинхронных и синхронных двигателей: виды повреждений и ненормальных режимов, виды замыканий

Защита асинхронных электродвигателей напряжением выше 1 кВ.

Для асинхронных электродвигателей напряжением выше 1 кВ предусматриваются устройства релейной защиты, действующие при: многофазных коротких замыканиях на выводах и в обмотках статора; перегрузках, вызванных технологическими причинами и затянувшимся пуском или самозапуском; исчезновении или длительном снижении напряжения. Высоковольтные электродвигатели работают в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, поэтому в необходимых случаях на них должна устанавливаться защита от однофазных замыканий на землю.

Защита от многофазных коротких замыканий. Для защиты от многофазных коротких замыканий применяются плавкие предохранители, токовые отсечки без выдержки времени и продольные дифференциальные защиты.

Плавкие предохранители могут быть использованы при подключении электродвигателя в сеть через выключатель нагрузки.

Токовая отсечка без выдержки времени устанавливается на электродвигателях мощностью Sд < 5000 кВт. Причем для электродвигателей мощностью менее Sд < 2000 кВт она выполняется однорелейной с включением реле на разность токов двух фаз. Если чувствительность отсечки оказывается недостаточной ( <2,0 при 2-фазном металлическом коротком замыкании на выводах обмотки статора) или, если привод выключателя имеет два реле прямого действия, то применяют двухрелейную отсечку, которая является обязательной для электродвигателей мощностью Sд > 2000 кВт.

Продольная дифференциальная токовая защита устанавливается на электродвигателях мощностью Sд ? 5000 кВт и меньшей мощности, если токовая отсечка оказывается недостаточно чувствительной . Для упрощения защита выполняется двухфазной. В трехфазном исполнении она рекомендуется только, если двигатели мощностью Sд ? 5000 кВт не имеют быстродействующей защиты от замыкания на землю.

Ток срабатывания защиты должен отстраиваться от максимального тока небаланса, возникающего при пусках электродвигателя. Обычно ток срабатывания выражают через номинальный ток электродвигателя.

Защита от замыкания на землю предусматривается на электродвигателях мощностью Sд ? 2000 кВт при токе замыкания на землю Iз ? 10 А. На электродвигателях мощностью более 2000 кВт такая защита предусматривается при токах замыкания на землю Iз ? 5 А. Реле тока подключается к однотрансформаторному фильтру тока нулевой последовательности. Ток срабатываниязащиты отстраивается от бросков собственного емкостного тока электродвигателя при внешних замыканиях на землю.

Защита от перегрузки. Защита от перегрузки предусматривается на электродвигателях, подверженных перегрузке по технологическим причинам, а также на электродвигателях с особо тяжелыми условиями пуска и самозапуска длительностью 20 с и более. Перегрузка является симметричным режимом, поэтому защита от нее может быть выполнена одним реле, включенным в любую фазу электродвигателя. Выдержка времени защиты отстраивается от длительности пуска электродвигателя в нормальных режимах и самозапуска после действия АВР и АПВ. Защита от перегрузки обычно осуществляется индукционными элементами реле типа РТ-80, электромагнитные элементы которых используются для выполнения токовой отсечки.

Минимальная защита напряжения. В общем случае защита выполняется двухступенчатой. Первая ступень предназначена для облегчения самозапуска ответственных электродвигателей; она отключает электродвигатели неответственных механизмов. Напряжение срабатывания первой ступени устанавливается примерно равным , а выдержка времени принимается на ступень селективности больше времени действия быстродействующих защит от многофазных коротких замыканий . Вторая ступень защиты отключает часть электродвигателей ответственных механизмов, самозапуск которых недопустим по условиям техники безопасности из-за особенностей технологического процесса.

Защита синхронных электродвигателей напряжением выше 1 кВ.

Для синхронных электродвигателей предусматриваются те же защиты, что и для асинхронных. Однако при выборе параметров токовой отсечки и продольной дифференциальной защиты учитываются дополнительные условия. Кроме того, синхронные электродвигатели должны иметь защиту от асинхронного режима.

Защита асинхронных электродвигателей напряжением до 1 кВ.

Защита от КЗ и перегрузки таких электродвигателей должна отличаться простотой устройства и обслуживания, малой трудоемкостью ремонта, экономичностью и надежностью. Этим требованиям удовлетворяют устройства защиты и автоматики, выполненные наиболее простыми средствами: плавкими предохранителями, расцепителями автоматических выключателей и тепловыми реле магнитных пускателей. Если коммутационным аппаратом служит контактор, то устройства защиты и автоматики выполняют на оперативном переменном токе, используя первичные и вторичные реле косвенного действия.

В задачах для выполнения указанных защит использованы плавкие предохранители электромеханические и аналоговые реле, а также микропроцессорное комплектное устройство SPAC 802.01. Оно содержит измерительный модуль SPCJ4D34, выполняющий функции следующих токовых защит:

-от междуфазных КЗ;

-от пускового режима;

-от тепловой перегрузки;

-от замыкания на землю;

-от потери нагрузки;

-от несимметричных режимов работы и обратного чередования фазы.

7. Влияние неполнофазных режимов работы, общие вопросы защиты энергосистем

Распределительные электрические сети среднего напряжения (РЭССН) 6-35 кВ являются одной из крупнейших подсистем электроэнергетического хозяйства страны. Их протяженность только в сельскохозяйственных районах превышает 2 млн. км, что составляет свыше 50 % от протяженности электрических сетей всех классов напряжения. В силу ряда технико-экономических и исторических факторов они имеют относительно низкую надежность и дают свыше 60 % аварийности по количеству и длительности аварий. В связи с этим проблема повышения надежности электрических сетей этих классов напряжения, особенно в сельскохозяйственных районах, имеет важное народнохозяйственное значение. От решения этой проблемы во многом зависит успешное выполнение Продовольственной программы во всех звеньях агропромышленного комплекса.

В настоящее время выполнен ряд мероприятий по повышению надежности электроснабжения потребителей. Число подстанций 35-110 кВ, имеющих два трансформатора с двухсторонним питанием, возросло в 1,5 раза и составляет 45 % общего числа, а фидеров 10 кВ с резервным питанием на 30 %. Осуществляются мероприятия по секционированию сетей с помощью выключателей, оборудованных устройствами АПВ, автоматических отделителей и др.

РЭССН из-за разбросанности и достаточно малой плотности нагрузки в сельскохозяйственных районах сооружаются разветвленными (с глухими ответвлениями), поэтому не удается обеспечить резервированием всех потребителей даже при двухстороннем питании.

Основными причинами снижающими надежность РЭССН являются аварийные и плановые отключения, причем 20-40 % отключений вызываются неполнофазными режимами. Аварийные отключения из-за неполнофазных режимов обуславливаются обрывами проводов воздушных линий (ВЛ), перегоранием предохранителей в одной из фаз на подстанциях 35/10 и 10/0,4 кВ, недовключением одной из фаз коммутационными аппаратами, перегоранием шлейфов и др. В настоящее время установка специальных защит от неполнофазных режимов не предусматривается. Как известно, наиболее чувствительны к несимметричным режимам трехфазные электродвигатели, число которых только в сельскохозяйственном производстве превышает 12 млн. В связи с этим возникновение неполнофазных режимов в питающих линиях часто приводит к массовому выходу их из строя. Статистика показывает, что порядка 40-50 % от общего числа повреждений электродвигателей происходит по причине неполнофазных режимов, а затраты на их ремонт достигают 60-80 % стоимости. Поэтому ослабление влияния или ликвидация неполнофазных режимов в РЭССН с изолированной и компенсированной нейтралями является важной народнохозяйственной задачей.

Исследования показали, что наиболее эффективным путем повышения надежности электроснабжения потребителей и улучшения качества электроэнергии при неполнофазных режимах линий электропередачи (ЛЭП) является разработкам внедрение централизованных схем симметрирования, обеспечивающих нормальное электроснабжение потребителей при неполнофазных режимах РЭССН.

Задача 1

Длительно допустимая нагрузка проводников, защищаемых предохранителем только от токов короткого замыкания 16 А. Определить максимально допустимый номинальный ток плавкой вставки.

Решение:

Если предохранитель защищает сеть только от токов КЗ, то номинальный ток плавкой вставки не должен превышать длительно допустимый ток защищаемого участка сети более, чем в 3 раза. Следовательно 16АЧ3=48А.

Задача 2

Максимальный рабочий ток в линии (расчетный ток) 40 А, а ток кратковременной перегрузки, длящейся 5 с, 200 А. Для защиты линии используется установочный автомат А-3000. Выбрать номинальный ток расцепителя.

Решение:

Для автоматов серии А-3000 I_расц=1,25ЧI_ном, т.е. I_расц=1,25Ч40А=50А. Выбираем автомат серии А3120 с I_ном=50А. Выбираем защитную характеристику расцепителя так, чтобы его время срабатывания при токе в 200А была не менее 5 сек. Это защитная характеристика с уставкой в 20 сек, т.е. при заданных условиях автомат не сработает.



Защитные характеристики автоматических выключателей А3120, А3130, А3140

Задача 3

Выбрать токи срабатывания максимальных токовых защит А1…А5, установленных на линиях Л1…Л5 системы электроснабжения, указанной на рис. 1. Проверить чувствительность защит при ближнем и дальнем резервировании. Принять коэффициент отстройки, коэффициент возврата и коэффициент самозапуска. Данные о максимальных рабочих токах Iраб.max и токах короткого замыкания даны в табл. Защита выполняется по схеме неполной звезды.



Рисунок 1. Электрическая сеть напряжением 35 кВ

Таблица 1

Решение:

1.Определим максимальные рабочие токи в линиях Л1…Л5 I_рабmax1…I_рабmax5. Соответственно I_рабmах5 складывается из максимальных рабочих токов линий XI и XII, т.е.

I_рабmах5 =24 А.

Очевидно:

I_рабmах4=I_рабmах5 +I_{рабmаx(IX+X)} =24+78=102 А;

I_рабmах3 =I_{рабmах ((VII++VIII}))=34 А;

I_рабmах2 = I_рабmах3 +I_{рабmах((V++VI))} =34+80=114 А;



I_рабmах1 = I_рабmах2+ I_рабmах4 +I_рабmах(_III++IV))=114+102+37=253 А.

2. Найдем токи срабатывания защит по формуле

, А.

Для защиты А1:

= 1,2 Ч1Ч 253 /0,85 = 357 А.

Аналогично определяются токи срабатывания других защит.

=160 А; =48 А; =143 А; =34 А.

3. Оценим чувствительность защит при ближнем и дальнем резервировании по значению коэффициента чувствительности:

.

Для схемы неполной звезды коэффициенты схемы не зависят от вида повреждения, т.е.

.

В связи с этим для защиты А1:

- при ближнем резервировании (КЗ на шинах подстанции Б)

k_ч = 850/375 = 2,27;

- при дальнем резервировании (КЗ в конце линии III)

k_ч = 470 /375 =1,25.

Требуется не менее 1,5 и 1,2 соответственно. Аналогично определяются коэффициенты чувствительности защит А2…А5. значения их указаны в таблице.



Защита	Коэффициенты чувствительности защит
	ближнее резервирование	дальнее резервирование
А1 А2 АЗ А4 А5	2,27 3 4,16 4,5 12,35	1,25 1,25 1,98 2,8 5,9

Размещено на Allbest.ru

...