Выбор уставок максимальной токовой защиты радиальной сети

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ЮЖНОГО  ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА В г. ТАГАНРОГЕ 

Кафедра электротехники и мехатроники 
 
 
 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к индивидуальному  заданию

по дисциплине: «автоматизация управления системами  электроснабжения»

Тема: «выбор уставок максимальной токовой защиты (МТЗ) радиальной сети» 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:

студента гр.        
 
 
 

Проверил:

Доцент кафедры  ЭиМ        
 
 
 
 
 
 
 

Таганрог  2011г. 

Выбор уставок максимальной токовой защиты (МТЗ) радиальной сети

На рис. 1 приведена схема участка кабельной  сети, присоединенной к секции шин 10 кВ понижающего трансформатора.

МТЗ выполнены  по двухфазной двухрелейной схеме с независимой характеристикой времени срабатывания. Схема соединения вторичных обмоток трансформаторов тока в неполную звезду.

Рис.1 Схема  участка кабельной сети, присоединенной к секции шин 10 кВ. 

Необходимо  выбрать уставки защит (З1,З2,З3) по току на реле РТ-40 и по времени на реле времени ЭВ-133, которое имеет пределы уставок реле (0,5-9) с.

Защита  З1 имеет уставку срабатывания по времени t_С.З1=0,7с, коэффициент самозапуска нагрузки для всех рассматриваемых защит k_З=2,1. Коэффициент возврата реле РТ-40 k_В=0,85.

Исходные  данные

 

Силовой трансформатор Т-1 мощностью 10000 кВА 115/11 кВ звезда с нулем/треугольник-11 50,2/656 А, защиты З1,З2,З3 выполнены с независимой выдержкой времени срабатывания на токовом реле РТ-40 и реле времени ЭВ-133, имеющего пределы уставок (0,5-9)с. Токи трехфазного КЗ в точках К-1,К-2 и К-3 равны соответственно 1950 А,2500 А,4500 А. Время срабатывания защиты  t_С.З1=0,7с. Коэффициенты трансформации трансформаторов тока для защиты З1 n_Т=300/5, З2 n_Т=300/5, З3 n_Т=800/5. Максимальные рабочие токи кабельных линий: КЛ-1 I_{РАБ МАХ} =190 А, КЛ-2 I_{РАБ МАХ} =210 А и трансформаторного присоединения защиты З3 I_{НОМ Т-1}=525 А. Определить токи и время срабатывания МТЗ З1,З2,З3. 
 
 
 

Решение

Первичный ток срабатывания защиты З1 вычисляем по формуле: 
 

Определяем  ток срабатывания реле: 

  – коэффициент  схемы

Принимаем I_СР1=9,4 А. Тогда ток срабатывания защиты будет равен: 

Выбираем  реле РТ-40/10 с диапазоном регулирования  уставок срабатывания по току (2,5-10)А; выставляем уставку срабатывания реле I_СР1=9,4А.

Проверяем коэффициент чувствительности защиты при двухфазном КЗ на шинах III: 

Коэффициент З1 удовлетворяет Правилам устройства электроустановок (ПУЭ).

Определяем  первичный ток срабатывания защиты 32;

Ток срабатывания защиты 32 выбирается по двум условиям;

1. По условию отстройки от максимального рабочего тока кабельной линии КЛ-2;

 

2. По условию  согласования с защитой 31;

 
 

Принимаем к дальнейшим расчетам ток по условию  «2» т.к. он больше чем условие  «1»; 

Определяем  ток срабатывания токового реле защиты 32; 

Принимаем  ,тогда  

Определяем  коэффициент чувствительности как  для основной защиты. При двухфазном КЗ в конце КЛ-2, т.е. в точке  КЗ К-2; 

Определяем  коэффициент чувствительности защиты 32 как резервной  для защиты 31. Коэффициент чувствительности в  этом случае определяется при КЗ в  конце кабельной линии КЛ-1, т.е. при КЗ в точке К-1; 

Защита 32 надежно резервирует защиту 31.

Первичный ток срабатывания максимальной защиты З3, установленной на стороне 10 кВ трансформатора Т-1 определяем по формуле:

,где 

С учетом допустимой 40% перегрузки трансформатора Т-1. 

Коэффициент чувствительности этой защиты в качестве основной будет равен: 

Коэффициент чувствительности этой защиты (33) в  качестве резервной будет равен: 
 

Как видно, защита 33 не обеспечивает основной защиты 32 при двухфазном КЗ на шинах II, т.е. в точке К-2.

Поэтому выбор уставки защиты 33 следует осуществлять без учета 40% перегрузки.

В этом случае: 

С другой стороны ток срабатывания защиты 33 должен быть согласован с защитой 32; 

Таким образом принимаем большее значение тока срабатывания защиты 33 

Определяем  ток срабатывания реле: 

Принимаем реле РТ-40/20;  уставка

Проверяем окончательно коэффициент чувствительности защиты 33. 
 
 

Выбранные уставки защиты 33 по току удовлетворяют ПУЭ.

Выбор уставок по времени. 
 

Из условия  задания известно, что t_С.З1=0,7с

Таким образом выбраны уставки защит по току и времени:

Защита  первая (31):n_T1=300/5; К_СХ=1.

I_СЗ1= А, I_СР1=9,4 А, t_СЗ1=0.7 c.

Реле  РТ-40/10; реле времени ЭВ-133.

Защита  вторая (32): n_T2=300/5; К_СХ=1

I_СЗ2= А, I_СР2=А, t_СЗ2=1.2 c.

Реле  РТ-40/10; реле времени ЭВ-133.

Защита  третья (защита на вводе 10 кВ силового трансформатора) (33) n_T3=800/5; К_СХ=1

I_СЗ3= А, I_СР3=А, t_СЗ3=1.7 c.

Реле  тока РТ-40/20; реле времени ЭВ-133