Расчет токов срабатывания реле ступеней ТЗНП

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Некоммерческое акционерное общество

Кафедра «Электроснабжения и возобновляемых источников энергии»

 

 

Расчетно графическая работа № 2

 

По дисциплине: Микропроцессорные реле и современные системы защиты

сетей высокого напряжения

Тема:              Расчет дистанционной защиты линии

Специальность: 5В071800 – Электроэнергетика

Выполнила:   Жамаш А.Е.

Группа:          РЗАк-15-4

Номер зачетки: 154144

Принял:         асс. Арыстанов Н.С.

 

 

_________ _________ “____”___________________ 2018 г.

  (оценка)          (подпись)

 

                                    Алматы, 2018

Содержание

 

 

1	Задание и исходные данные	3
2	Расчетная часть	4
	2.1Расчет параметров схемы замещения	4
	2.2 Расчет первичных сопротивлений дистанционной защиты	5
	2.2.1 Расчет сопротивления первой ступени	5
	2.2.2 Расчет сопротивления второй ступени	5
	2.2.3 Расчет сопротивления третьей ступени	9
	2.3 Расчет вторичных сопротивлений дистанционных защит	11
	2.4 Построение карты селективности дистанционной защиты	11
Заключение		12
Список литературы		13

 

Задание и исходные данные

Произвести расчет дистанционной защиты линии и начертить карту селективности дистанционных защит.

Исходные данные:

Л1: l = 28 км; x_уд = 0,38 Ом/км; x₀ = 1,25 Ом/км;

Л2: l = 34 км; x_уд = 0,43 Ом/км; x₀= 1,4 Ом/км;

Л3: l = 36 км; x_уд = 0,4 Ом/км; x₀ = 1,5 Ом/км;

Л4: l = 18 км; x_уд = 0,37 Ом/км; x₀ = 1,1 Ом/км;

Л5: l = 32 км; x_уд = 0,44 Ом/км; x₀ = 1,2 Ом/км;

выбор релейной защиты: Б;

 

 

Рисунок 1 - Схема электрической сети

 

 

Расчетная часть

Расчет параметров схемы замещения

 

Расчет производится в именованных единицах. Для этого, все элементы схемы замещения должны быть приведены к одному базисному напряжению.

Принимаем .

 

Фазное напряжение систем

где  - заданное напряжение системы,

 – среднее напряжение элемента системы;

 

 

Х_Т1(+РПН)= U_{КЗ.(+РПН)}´ U_БАЗ²a_(+РПН)²/ (100 ´S_НОМ.ТР.) =

= 9,77´ 115² ´ 0,84² / (100 ´ 6,3) = 144,7 Ом.

 

Х_Т3(+РПН)= U_{КЗ.(+РПН)}´ U_БАЗ²a_(+РПН)²/ (100 ´S_НОМ.ТР.) =

= 9,62 ´ 115² ´ 0,84² / (100 ´ 10) = 89,769 Ом.

Х_Т4(+РПН)= U_{КЗ.(+РПН)}´ U_БАЗ²a_(+РПН)²/ (100 ´S_НОМ.ТР.) =

= 9,77 ´ 115² ´ 0,84² / (100 ´ 16) = 56,98 Ом.

Схема замещения нулевой последовательности

Х⁰_Л1 = Х_0УД ´ L ´ U_БАЗ²/ U_СР² = 1,25 ´28 ´ 115² / 115² = 35 Ом,

Х⁰_Л2 = 1,4 ´34´ 115² / 115² = 47,6 Ом,

Х⁰_Л3 = 1,5 ´36 ´ 115² / 115² = 54 Ом,

Х⁰_Л4 = 1,1´18 ´ 115² / 115² = 19,8 Ом,

Х⁰_Л5 = 1,2 ´32 ´ 115² / 115² = 38,4 Ом,

где  - коэффициент, учитывающий положение РПН (+16%);

– полдиапазона регулирования РПН.

 

Схема замещения приведена на рисунке 2

 

 

Рисунок 2– Схема замещения

Расчет ТЗНП

Расчет первой ступени ТЗНП

Ток срабатывания первой ступени защиты без выдержки времени выбирается по условиям отстройки от 3I₀,проходящего в месте установки защиты при КЗ на землю на шинах противоположенной подстанции(смотреть рисунок 3) в максимальном режиме энергосистемы

где К_Н = 1,3 – коэффициент надежности.

 

Рисунок 3

 

КЗ на землю может быть двух видов: однофазное КЗ на землю и двухфазное КЗ на землю, соответственно появляются два условия

Для определения нулевых токов применяем метод прямого моделирования с использованием программы-симулятора. Необходимо составить комплексные схемы, которые состоят из схем замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей. Амперметр размещается вместе установки защиты в схеме нулевой последовательности. Комплексные схемы показаны на рисунках 4 и 5.

При составлении комплексных схем, обратите внимание на следующее:

а) началом схемы замещения последовательности является общая точка объединяющая генерирующие нейтрали, а в схеме нулевой последовательности к ним также присоединяются сопротивления трансформаторов со стороны Δ;

б) концом схемы замещения является точка КЗ.

 

Рисунок 4 – Однофазное КЗ

Рисунок 5 – Двухфазное КЗ

 

Результаты моделирования:

 А;

.

если получается отрицательное число, то берется его модуль.

Из двух условий выбирается наибольший ток I₀, и для этого значения рассчитывается ток срабатывания первой ступени

 А.

Расчет второй ступени ТЗНП

Вторая ступень должна отстраиваться от быстродействующих защитсмежных присоединений, то есть получаются два условия:

а) отстройка от первой ступени ТЗНПлинии Л2;

б) отстройка от первой ступени ТЗНПлинии Л5.

Отстройка от релейной защиты трансформатора Т2 не делается, так как трансформатор не имеет ТЗНП с высокой стороны, а КЗ на землю за трансформатором невозможно.

По первому условию необходимо рассчитать ток срабатывания первой ступенилинии Л2 – , затем найти конец зоны срабатывания , смоделировать в этой точке КЗ на землю и определить какой токI₀протекает черезкомплект защиты линии Л3, по этому значению рассчитать ток срабатывания второй ступени линии Л3.

где К_Н = 1,2 – коэффициент надежности.

определяется аналогично , комплексная схема составляемая в программе-симуляторе показана на рисунках 6 и 7.

Рисунок 6 – Однофазное КЗ

Рисунок 7 – Двухфазное КЗ на землю

 

 А.

Ток 3I₀ протекающий в месте установки защиты линии Л3 при КЗ в конце первой ступени защиты линии Л2 можно определить с помощью моделирования.

Для этого составляется комплексная схема в программе-симуляторе. При этом вместо резистора в качестве сопротивления линии Л2 используется потенциометр. Средняя точка потенциометра используется как перемещающаяся точка КЗ. Производится подбор сопротивления участка от начала линии Л2 до конца зоны первой ступени. Изменяя сопротивление потенциометра контролируются показания амперметра, установленного в начале линии Л2. Когда средняя точка потенциометра встанет в конце первой зоны защиты линии Л2 амперметр должен показывать ток равный . После этого можно фиксировать показание амперметра установленного в начале линии Л3 и это будет искомый ток I₀, далее рассчитывается .

 

Рисунок 8 Однофазное КЗ для определения второй ступени

Рисунок 9 Двухфазное КЗ для определения второй ступени

А.

По второму условию расчет выполняется аналогично, необходимо рассчитать ток срабатывания первой ступени линии Л5 – , затем найти конец зоны срабатывания , смоделировать в этой точке КЗ на землю и определить какой ток I₀протекает через комплект защиты линии Л3, по этому значению рассчитать ток срабатывания второй ступени линии Л3.

 

Рисунок 10 Однофазное КЗ для Л5

Рисунок 11 Двухфазное КЗ для Л5

 

 А.

Рисунок 12 Однофазное КЗ для определения второй ступени

Рисунок 13 Двухфазное КЗ для определения второй ступени

После моделирования получаем I₀ = 177,7 А;

 А.

 

Из двух условий выбирается наибольшее

623,88 <  А

Принимаем

А.

Проверка чувствительности второй ступени

 

Чувствительность второй ступени ТЗНП проверяется по однофазному КЗ в конце защищаемой линии в минимальном режиме энергосистемы.

Коэффициент чувствительности

Ток – это ток протекающий через комплектзащиты линии Л3при КЗ в конце линии Л3.

Этот ток определяется с помощью комплексной схемы на модели.

По результатам замеров получаем I⁽¹⁾_0.Л3=  А.

= 1357,8 А.

Чувствительность  удовлетворительная, это означает что вторая ступень надежно защищает конец линии Л2, поэтому следующая ступень ТЗНП должна отстраиваться от второй ступени смежной линии.

В данной расчетно-графической работе даже если коэффициент чувствительности второй ступени неудовлетворительный расчет продолжать далее, поэтому переходим к выбору выдержки времени.

 

Выдержка времени второй ступени

 

Выдержка времени второй ступени принимается равной ступени селективности

Обычно  с

Расчет третьей ступени

Третья ступень отстраивается от тока небаланса возникающего в фильтре 3I₀, к которому подключается ТЗНП. Наибольшее значение ток небаланса имеет при протекании тока трехфазного КЗ, точка КЗ беретсяза трансформатором на противоположной подстанции.

В данном расчете точка КЗ за трансформатором Т2. Составляется схема замещения прямой последовательности для трехфазного КЗ, амперметр размещается месте установки защиты линии Л3. Схема собираемая в программе-симуляторе показана на рисунке 12.

 

Рисунок 12

 

где К_Н = 1,25 – коэффициент надежности;

I_НБ– ток небаланса.

 А.

где = 0,1 – погрешность трансформаторов тока;

К_А= 1 – коэффициент апериодической составляющей;

К_ОДН= 0,5 – коэффициент однотипности трансформаторов тока.

А

Коэффициент чувствительности

где – ток протекающий через комплект защиты при однофазном КЗ в конце зоны резервирования.

Третья ступень должна надежно чувствовать КЗ на землю в конце всех смежных линий, проверку производят по самой длинной смежной линии.

Самая длинная смежная линия Л3 – 20 км. Составляется комплексная схема для однофазного КЗ в конце линии Л3. Амперметр располагается в местеустановки ТЗНП Л2. Энергосистема вминимальномрежиме. Схема в программе-симуляторе показана на рисунке 13.

В результате моделирования получаем

= 157,5 А;

= 472,5А;

,

чувствительность удовлетворительная.

 

Выдержку времени третьей ступени принимают по встречно-ступенчатому принципу (аналогично МТЗ) на ступень селективности больше выдержки времени третьей ступени смежной линии. Если смежных линий несколько, то в расчет берется та линия, у которой третья ступень защиты имеет наибольшее время срабатывания. Линия Л2 имеет две смежные линии Л3 и Л5. Л5 заканчивается трансформатором Т4, а за линией Л3 идет Л4 и далее система, в которой могут быть линии, поэтому выдержка третьей ступени Л2 по встречно-ступенчатому принципу будет больше. Так как данных о выдержках времени нет, принимаем:

выдержка времени третьей ступени Л4 с

выдержка времени третьей ступени Л3 с

выдержка времени третьей ступени Л2 с

 

Расчет токов срабатывания реле ступеней ТЗНП

ТЗНП подключается к линии через фильтр 3I₀собранный из трансформаторов тока, поэтому уставки срабатывания реле ТЗНП должны задаваться во вторичных токах.

гдеk_TA - коэффициент трансформации трансформаторов тока.

k_TAможно выбрать по заданному максимальному рабочему току линииI_{РАБ.МАХ}= 500 А, выбираемk_TA = 600 / 5 = 120.

 А;

 А;

А.

 

---

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 742; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!