Файл: Курсовой проект по курсу "Релейная защита и автоматика систем электроснабжения" студент группы зэс61.docx

Расчетная проверка трансформаторов тока проводится по двум критериям:

- проверка на 10% погрешность

- предельное напряжение на вторичной обмотке должно быть U_max<1000В.

Проверка на 10% погрешность
Расчет трансформатора тока ТПЛ-10 класс точности для релейной защиты “Р” с коэффициентом трансформации К_ТА = 200/5.

k_ном = 9;

Z₂ = 0,22 Ом;

Z_н.ном = 1,0 Ом.
Допустимое значение кратности, при котором обеспечивается нормируемое значение погрешности:

Определим сопротивление, включенное во вторичную цепь обмотки ТА:

где Z_р - сопротивление реле;

R_пер=0,1 Ом - переходное сопротивление контактов;

R_пр - сопротивление проводов связи, при применении медных проводов длиной l = 10 м, при сечении S = 2,5 мм²

Для токовой защиты с независимой характеристикой выдержки времени:

где

- первичный номинальный ток трансформатора тока;

- первичный расчетный ток, при котором должна обеспечиваться работа трансформаторов тока с погрешностью не более 10%.

т.е. обеспечивается работа ТА с погрешностью менее 10%.

Определение максимального напряжения на вторичной обмотке трансформатора тока при близких КЗ.

Определяем по формуле:

U₂ = 47,12В < U_2доп = 1000В
Выбранные трансформаторы тока удовлетворяют всем условиям.

5. Расчет защиты синхронного двигателя напряжением 10(6) кВ

Для асинхронных двигателей предусмотрены следующие виды защит:

- от междуфазных повреждений в статоре (токовая отсечка);

- от замыканий обмотки статора на землю;

- от перегрузок;

- от понижения напряжения.

Рисунок5.1 - схема защиты синхронного двигателя: схема включения реле на разность токов двух фаз;

5.1. Расчет защиты от междуфазных повреждений в статоре

Первичный ток срабатывания токовой отсечки выбирается по условию отстройки от пускового тока электродвигателя

по выражению

где

- коэффициент отстройки, учитывающий ошибку реле и наличие апериодической составляющей в

электродвигателя, для реле РТ-40 -

;

- пусковой ток электродвигателя при номинальном напряжении питающей сети;

- кратность пускового тока электродвигателя.

Ток срабатывания реле токовой отсечки:

где

- коэффициент, учитывающий схему соединения трансформаторов тока защиты:

=1 при включении реле на фазные токи,

при включении реле на разность токов двух фаз;

- коэффициент трансформации трансформаторов тока;

- первичный ток срабатывания защиты.

Чувствительность токовой отсечки проверяется при двухфазном КЗ на выводах электродвигателя, при минимальном режиме работы питающей сети и оценивается коэффициентом чувствительности:

где

- ток, протекающий в реле при двухфазном КЗ на выводах электродвигателя;

- минимальное значение тока двухфазного КЗ, проходящего через ТА защиты при повреждениях на выводах электродвигателя;

- ток срабатывания реле защиты;

- коэффициент трансформации ТА.

Коэффициент чувствительности защиты в соответствии с ПУЭ должен быть не меньше 2,0.

5.2. Расчет токовой защиты нулевой последовательности

Данный вид защит применяется тогда, когда ток замыкания на землю больше 10 А, так как течет емкостной ток I_с, что ведет к выгоранию изоляции и переходу замыкания на землю в другой вид короткого замыкания.

Трансформаторы тока в данной защите - трансформаторы тока нулевой последовательности, реагирующие только на токи нулевой последовательности. В качестве реле используется реле РТЗ-50, которое реагирует на токи нулевой последовательности.

При выполнении защиты на реле РТЗ-51 и превышении током уставки значения 5А в ячейке следует установить два трансформатора тока нулевой последовательности и соединить их вторичные обмотки последовательно.

Ток срабатывания данной защиты отстраивается от емкостных токов, которые задаются, по формуле:

где k_б - коэффициент броска, для реле РТЗ-50 k_б =34;

k_отс=1,2 - коэффициент отстройки;

I_с- емкостной ток присоединения.

Первичный ток срабатывания защиты принимается равным расчетному:

I_сз= I_{сз.расч}

Значение собственного емкостного тока определяется следующим образом:

где I_с.прис - собственный емкостной ток электродвигателя, табл.13.1[6];

I_с.л - собственный емкостной ток КЛ, входящей в зону защиты. Значения емкости фазы статора электродвигателя относительно земли принимаются по данным завода изготовителем.

Собственный емкостной ток КЛ, входящей в зону защиты, определяется по выражению:

где l- длина линии, км;

m - число кабелей в линии;

I_с.уд=3·I_0.уд - собственный емкостной ток единичной длины КЛ зависящий от сечения кабеля, А/км., табл.10.1[6].

Для повышения чувствительности трансформатор тока нулевой последовательности имеет обмотку подмагничивания, ампер-витки которой смещают рабочую точку в линейную область кривой намагничивания

, тем самым увеличивается ток в реле.

5.3. Расчет защиты от перегрузок

Данный вид защиты выполнен на реле РТ-40.

Ток срабатывания защиты:

где

согласно [2].

Выбираем реле РТ-40/6

Чувствительность защиты от перегрузки не проверяется, поскольку она не предназначена для действия при КЗ.

Выдержка времени защиты выбирается в соответствии со временем пуска защищаемого электродвигателя. При применении реле времени выдержки времени на них должны быть больше времени пуска и самозапуска электродвигателя.

5.4. Расчет защиты минимального напряжения

Напряжение срабатывания первой ступени защиты выбирается по условию обеспечения самозапуска ответственных электродвигателей и возврата реле при восстановлении напряжения после отключения КЗ и принимается

=70 В

Выдержка времени первой ступени защиты отстраивается от действия токовых отсечек электродвигателей и принимается

=0,5 с

Напряжение срабатывания второй ступени защиты отстраивается от снижения напряжения на шинах, вызванного самозапуском, и принимается

=50 В

Выдержка времени второй ступени защиты

выбирается в зависимости от допустимого времени, обусловленного требованиями техники безопасности и технологическими особенностями механизмов, и составляет 9…20 с.

Напряжение срабатывания фильтра-реле обратной последовательности (типа РНФ-1), должно быть отстроено от напряжения небаланса при нормальном режиме и принимается

=11 В