Токовая защита нулевой последовательности
Для защиты электрических сетей с эффективно заземленной нейтралью от замыканий на землю применяют максимальные токовые защиты нулевой последовательности (ТЗНП). Эти защиты выполняются многоступенчатыми с органом направления мощности или без него. В качестве токового органа защиты используется реле типа РТ-40 (иногда реле РНТ-560), которое включается на вход фильтра тока нулевой последовательности. В качестве такого фильтра часто используется нулевой провод трансформаторов тока, соединенных по схеме полной звезды.
Определяем уставки первых ступеней защиты сети:
- Первая ступень ТЗНП со стороны Полевая:
, (64)
кА.
Ток, текущий за спину защиты меньше, в установке реле мощности нет необходимости.
- Первая ступень ТЗНП со стороны Анновка:
кА.
Ток, текущий за спину защиты, больше тока срабатывания, поэтому, нужно устанавливать реле направления мощности.
Ток срабатывания реле первой ступени:
Выбираем трансформатор тока TG 145 N, 
;
, (65)
А,
А.
Выдержка времени первой ступени защиты 
Кривые спадания токов нулевой последовательности представлены на рисунке 7.
Рисунок 7 – Определение зоны срабатывания ТЗНП
Вторая ступень ТЗНП:
Вторая ступень ТЗНП должна полностью защищать свою линию и быть согласована с первой ступенью следующей линии. При расчете тока второй ступени вводится коэффициент тока распределения.
|
|
|
(66)
где 
-коэффициент тока распределения.
(67)
Третья ступень ТЗНП:
- со стороны Полевая:
Установившейся ток небаланса в нулевом проводе ТТ:
, (68)
А.
Ток срабатывания защиты:
, (69)
А.
- со стороны Анновка:
Установившейся ток небаланса в нулевом проводе ТТ:
А.
Ток срабатывания защиты:
А.
Коэффициент чувствительности:
, (70)
,
Время срабатывания третьей ступень ТЗНП отстраивается от соответствующих защит отходящих линий и силовых трансформаторов.
Токовая отсечка для линии с двухсторонним питанием
Токовой отсечкой называется максимальная токовая защита с ограниченной зоной действия, имеющая в большинстве случаев мгновенное действие.
|
|
|
В отличие от максимальной токовой защиты селективность действия токовой отсечки достигается не выдержкой времени, а ограничением зоны ее действия.
- Токовая отсечка со стороны ПС Полевая:
Ток срабатывания отсечки выбирается исходя из двух условий:
1 Условие. Отстройка от КЗ на шинах соседней подстанции.
, (71)
кА.
где 
– максимальный ток КЗ на шинах соседней подстанции.
kн – коэффициент надёжности.
2 Условие. Отстройка от максимального тока качания:
, (72)
кА.
где 
– сопротивления источников питания и линий.
За расчётный ток берут больший.
- Токовая отсечка со стороны ПС Анновка:
кА.
Коэффициент чувствительности:
(73)
≥ 2
≥ 2
Поскольку токовая отсечка не удовлетворяет условию, устанавливаем максимальную токовою защиту (МТЗ).
МТЗ со стороны ПС Полевая:
Ток срабатывания МТЗ:
, (74)
|
|
|
кА.
где 
– длительно допустимый ток провода.
Коэффициент чувствительности:
, (75)
МТЗ со стороны ПС Анновка:
Коэффициент чувствительности:
Ток срабатывания реле:
Выбираем трансформатор тока ТГМ-110 УХЛ1, 
;
, (76)
А.
Время срабатывания МТЗ 
5 Автоматическое повторное включение
Устройство АПВ применяются на воздушных и смешанных (воздушно-кабельных) линиях напряжением 1000 В и выше; на шинах ЭС и ПС, оборудованных специальной защитой; на понижающих трансформаторах мощностью более 1000 кВА, имеющих с питающей стороны МТЗ, в тех случаях, когда отключение трансформатора приводит к обесточению потребителей; на обходных и шиносоединительных выключателях и на ответственных электродвигателях, отключаемых по условию самозапуска других двигателей.
Сущность АПВ состоит в том, что элемент системы электроснабжения, отключившийся под действием релейной защиты (РЗ), вновь включается под напряжение (если нет запрета на повторное включение) и если причина, вызвавшая отключение элемента, исчезла, то элемент остается в работе, и потребители получают питание практически без перерыва. Многие повреждения в системах электроснабжения промышленных предприятий являются неустойчивыми и самоустраняются. К наиболее частым причинам, вызывающим неустойчивые повреждения элементов системы электроснабжения, относят перекрытие изоляции линий при атмосферных перенапряжениях, схлестывание проводов при сильном ветре или пляске, замыкание линий различными предметами, отключение линий или трансформаторов вследствие кратковременных перегрузок или неизбирательного срабатывания РЗ, ошибочных действий дежурного персонала и т. д.
|
|
|
Выдержку времени устройства ТАПВ на линии с двусторонним питанием выбирают с учетом возможного неодновременного отключения повреждения с обоих концов линии. С целью повышения эффективности ТАПВ однократного действия его выдержку времени увеличивают, если это допускает работа потребителя.
На одиночных линиях с двусторонним питанием (при отсутствии шунтирующих связей) предусматривают один из следующих видов трехфазного АПВ (или их комбинации): а) быстродействующее ТАПВ (БАПВ); б) несинхронное ТАПВ (НАПВ); в) ТАПВ с улавливанием синхронизма (ТАПВ УС).
Быстродействующее АПВ или БАПВ (одновременное включение с минимальной выдержкой времени с обоих концов) предусматривают на одиночных линиях с двусторонним питанием для автоматического повторного включения, как правило, при небольшом расхождении угла между векторами ЭДС соединяемых систем. Запуск БАПВ производится при срабатывании быстродействующей защиты, зона действия которой охватывает всю линию. БАПВ блокируется при срабатывании резервных защит и блокируется или задерживается при работе УРОВ.
Требования к АПВ:
- АПВ должно срабатывать при отключении выключателя устройствами релейной защиты.
- АПВ не должно работать, если выключатель отключен персоналом или устройствами автоматики.
- Должна обеспечиваться заданная количество циклов АПВ.
- В схеме должна бать предусмотрена блокировка многократных включений на установившееся КЗ.
Выдержка времени на срабатывания АПВ:
(77)
(78)
Также для АПВ определяется время возврата схемы в состояние готовности к работе 
с.
Для линий с двухстороним питанием применяется НАПВ. Условия применения НАПВ:
, (79)
где 
-уравнительный ток на отдельный генератор при несовпадении фаз.
6 Автоматическое включение резервного питания
Назначение АВР – быстрое восстановление электроснабжения потребителей при отключении рабочего источника питания или находящегося в работе оборудования путём автоматического включения резервного источника питания или резервного оборудования.
Устройство автоматического включения резерва является одним из основных элементов автоматизации в системах промышленного электроснабжения. Для большинства электрических сетей промышленных предприятий характерна раздельная работа линий и трансформаторов. В этом случае шины подстанции разделены на две секции, каждая из которых получает питание по самостоятельной линии. Устройство АВР выполняют при этом на секционном выключателе. При выходе из строя линии или трансформатора устройство АВР восстанавливает питание, значительно сокращая простои технологического оборудования. Устройства АВР позволяют упростить и удешевить схемы электроснабжения объектов предприятия.
Устройство АВР состоит из пускового органа и узла автоматики включения.
Автоматическое включение резервного питания или оборудования предусматривают во всех случаях, когда перерыв в электроснабжении вызывает ущерб, значительно превышающий стоимость установки устройства АВР. Устройства АВР применяют для оборудования, которое в нормальном режиме работает, но используется не полностью. Например, наибольшее значение КПД трансформатора имеет место при 60 — 80 %-ной номинальной нагрузке. В этом случае при отключении одного рабочего источника второй под действием устройства АВР принимает на себя всю нагрузку и, перегружаясь (в допустимых пределах), обеспечивает бесперебойное электроснабжение установки.
Требования к АВР:
- Срабатывать при исчезновении напряжения на шинах потребителей по любой причине.
- Обеспечивать однократность действия.
- Схема должна иметь блокировку, разрешающую включение резервного выключателя лишь при отключении основного.
- АВР должна иметь минимальное время действия.
Выдержка времени пускового органа должна быть на ступень селективности больше выдержек времени защит, повреждение в зоне действия которых может привести к пуску АВР.
t1АКQ= t`р.з.макс.+ 
t, (80)
t1АКQ= t``р.з.макс.+ t, (81)
где t`р.з.макс- максимальная выдержка времени защит присоединений,
отходящих от шин высшего напряжения;
t``р.з.макс- максимальная выдержка времени защит присоединений,
отходящих от шин низшего напряжения;
t- ступень селективности, равная 0.5 с.
t1АКQ= 1+0.5=1,5 с,
t1АКQ= 1+0.5=1.5 с.
Уставка реле контроля напряжения на резервном источнике питания:
Uс.р.2 
Uмин.раб./К`н 
Кв nTV, (82)
где Кн=1.1 
1.2-коэффициент надежности,
Uмин.раб.- минимальное рабочее напряжение.
Uмин.раб.=0,9 Uном=0.9 110=9 кВ. (83)
nTV -коэффициент трансформации ТН, равный (110000/ 
/100/ 
=100
Uс.р.2 .99/1.2 0.8 1100=0.094 кВ.
Выдержка времени реле однократного включения (РОВ):
tРОВ= t`вкл.Q+tзап., (84)
где tзап-0.2 0.3 с – время запаса,
t`вкл.Q- время включения резервного выключателя, равное 0.05 с.
tРОВ= 0.05+0.3=0.35 с.
Место установки АВР на ПС «Полевая» представлено на рисунке 8.
Рисунок 8 - Место установки АВР
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При выполнении курсового проекта по дисциплине «Релейная защита электроэнергетических систем» были закреплены полученные знания, а также приобретены практические навыки проектирования РЗиА.
В курсовом проекте были рассчитаны токи КЗ для двух расчетных режимов работы сети; выбраны основные виды защит (МТЗ, ТО, ДЗ и др.) для всех защищаемых элементов; были рассчитаны уставки срабатывания защит и реле.
библиографический список
1 Андреев, В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения / В.А. Андреев. – М. : Высшая школа, 2008. – 642 с.
2 Беляков, Ю.П. Релейная зашита и автоматика электрических систем: учебное пособие / Ю.П. Беляков. – Благовещенск, Издательство АмГУ, 2004. – 132 с.
3 Гловацкий, В.Г. Современные средства защиты и автоматики электросетей: учебное пособие / В.Г Гловацкий, И.В. Пономарёв. – М. : Энергомашвин, 2006. – 424 с.
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 919; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!