Файл: Курсовой проект должен включать в себя введение, основную часть и заключение, а также список использованной литературы.pdf

Рисунок
П-1
-
Алгоритм выполнения функции логической селективности в терминалах SepamS20 и T20
Использование функции логической селективности на терминалах
SEPAM приводится в типовых проектах. Поэтому, для унификации вторичных схем РЗ и А, рекомендуется использовать выходные реле передачи сигнала логической блокировки и дискретные входы приема сигнала логической блокировки в терминалах Sepam аналогично типовым проектам. К примеру для приема сигнала AL логической блокировки в терминалах SEPAM 20 серии применяется логический вход I13, а для выдачи сигнала блокировки используются выходные реле О3 и О14. Алгоритм выполнения функции логической селективности в терминалах Sepam S20 и
T20 приведен на рис.П-3.
Алгоритм выполнения функции логической селективности в терминалах Sepam S40, S41, T40, T42 и G40 приведен на рис.П-3. В терминалы Sepam 40 серии введен дополнительный таймер с временной

задержкой 30 мс. Данный таймер необходим для устранения ложного срабатывания логической МТЗ при дребезге контакта, посылающего сигнал логической блокировки.
Рисунок
П-1
-
Алгоритм выполнения функции логической селективности в терминалах SepamS40, S41, T40, T42 и G40
Схема выполнения функции логической селективности для радиальной схемы электроснабжения приведена на рис.П-2. При выполнении функции логическая селективность в терминалах SEPAM 20 серии применяется 1 и 2 ступени МТЗ группы А для логической МТЗ и 1 и 2 ступени МТЗ группы В для временной МТЗ. В терминалах SEPAM 40 серии используются 1 и 2 ступени для логической МТЗ, а 3 и 4 ступени для временной МТЗ. Функцию логической селективности терминалов Sepam 80 серии см. в документации на эти терминалы.
При возникновении КЗ в точке А (т.А, рис.П-4) ток КЗ протекает только через группу трансформаторов тока ТА1 защиты А3. Защита А1, не получив сигнала логической блокировки от предыдущих защит, срабатывает с минимальной выдержкой времени.

При возникновении КЗ в точке Б (т.Б, рис.П-2) ток КЗ протекает через группы трансформаторов тока ТА1 и ТА3 защит А1 и А3. Защита А3, не получив сигнала логической блокировки от предыдущей защиты А4, работает с минимальной выдержкой времени. В свою очередь защита А3 выдает сигнал логической блокировки защите А3. При отказе выключателя
Q3 терминал А3 снимает сигнал логической блокировки (см. выше) с терминала А3. В этом случае, терминал А1 без выдержки времени формирует сигнал на отключение выключателя Q3.
При КЗ в точке В (т.В, рис.П-2) ток КЗ протекает через группы трансформаторов тока ТА1, ТА3 и ТА4 защит А1, А3 и А4. В защите электродвигателя А4 отсутствует вход логического ожидания, и защита А4 работает с минимальной выдержкой времени. Например, 100 мс. Это необходимо для отстройки от ложного срабатывания защиты при броске апериодической составляющей пускового тока электродвигателя.
Рисунок П-2 -Схема выполнения функции логической селективности шин при радиальной схеме электроснабжения

Рисунок
П-3
-
Алгоритм выполнения функции логической селективности в терминале SEPAMS42
Защита А4 выдает сигнал логической блокировки защите А3, а защита
А3 выдает сигнал логической блокировки защите А3. При отказе выключателя Q4 через временной интервал 200 мс сигнал логической блокировки снимется с терминала А3. Терминал А3 без выдержки времени выдаст сигнал на отключения выключателя Q3. При отказе выключателя Q3

через 200 мс снимется сигнал логической блокировки с терминала А1, и терминал А1 без выдержки времени выдаст сигнал на отключение выключателя Q3. Сигнал логической блокировки в терминалах SEPAM формируется при запуске логической МТЗ, а снимается после отключения выключателя как с помощью логической, так и временной МТЗ, или через
200 мс при отказе выключателя. То есть максимальное время отключения выключателя Q1 при отказе выключателей Q3 и Q4 составит 500 мс.
Выполнение функции логической селективности в замкнутых сетях обеспечивается при использовании направленных защит, например цифровых терминалов SEPAMS43. Алгоритм выполнения функции логической селективности в терминале SEPAMS42 приведен на рис.П-3. Эти устройства имеют два комплекта токовых направленных защит (код ANSI 67) от междуфазных КЗ и два комплекта токовых направленных защит (код
ANSI 67N) от ОЗЗ. Команды логического ожидания выдаются одновременно защитами 67 и 67N. При возникновении междуфазного КЗ и ОЗЗ в разных направлениях терминал отдает приоритет защите 67. В этом случае сигнал логической блокировки выдается по направлению действия защиты 67. Для передачи сигнала логической блокировки применяется выход защиты 67, срабатывающий при 80% от значения уставки I
S
. Этот параметр срабатывания защиты позволяет избежать неточностей в определении КЗ при значениях тока КЗ близкого к значению уставки I
S
. Первый комплект, как правило, настраивается для обнаружения КЗ в линии, а второй для обнаружения КЗ на сборных шинах. Каждая из этих направленных защит имеет свои входы и выходы сигналов логической блокировки. Эти устройства обладают раздельной функцией логической селективности в зависимости от направления к месту КЗ. Это обеспечивает передачу и прием сигнала логической блокировки в зависимости от направления обнаруженного повреждения.
Рисунок П-4 -Схема выполнения функции логической селективности шин в замкнутой схеме электроснабжения

При возникновении КЗ в точке А (т.А, рис.П-4) защита А1 формирует сигнал на отключение выключателя Q3. С помощью защиты А2 отключается выключатель Q3 и выдается сигнал блокировки (резервным для данного КЗ) защитам А3 и А4. При отказе выключателя Q3 терминал А2 через 200 мс снимет логическую блокировку с терминала А3 и А3 выдаст сигнал на отключение выключателя Q4. Сигнал управления выключателем Q4 запустит таймер блокировки логического ожидания терминала А3.
При КЗ в точке Б (т.Б, рис.П-4) защиты А2 и А3 сформируют сигналы на отключение соответственно выключателей Q3 и Q4. При этом направленные защиты А2 и А3 выдают сигналы логической блокировки соответственно защитам А1 и А4. При отказе выключателя Q3 сигнал логической блокировки, посылаемый защитой А2 на защиту А1, снимается и
КЗ ликвидируется защитой А1 отключением выключателя Q3.
При КЗ в точке В (т.В, рис.П-4) защита А4 формирует сигнал на отключение выключателя Q3. Защита А3 отключает выключатель Q4 и выдается сигнал логической блокировки (резервным защитам для данного
КЗ) защите А3. И так далее.
При необходимости внесения дополнительных условий в логику функции логической селективности (например, МТЗ должна быть с комбинированным пуском по напряжению) стандартная функция логической селективности выключается, а вместо нее с помощью редактора логических уравнений пишется другая логика, адаптированная под заданные условия.
Это возможно только в терминалах SЕРАМ 40 и 80 серий.
Расчет уставок логической максимальной токовой защиты:
Ток срабатывания выбирается по условиям (3.1) и (3.2) см. параграф 1 раздел 3.5 .
Время срабатывания принимается 150 мс по условию отстройки от пуска МТЗ отходящих элементов. Времятоковая характеристика – независимая.

Приложение II
Задание и пример расчета микропроцессорной релейной защиты
Выбор уставок с использованием принципа временной селективности действия защит
Варианты заданий
Номер вар
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
Напряжение сети, В
Е
с
6300 6300 6300 10500 10500 6300 6300 10500 10500 10500
Ток КЗ, А
I
кз
(3)
5000 3000 4000 5000 3500 2000 2500 3000 3500 4000
Мощность системы,
МВА
S
c
54,5 32,7 43,6 90,9 63,6 21,8 27,3 54,5 63,6 72,7
Напряжение кз трансф. u
k
5 5
5 5,5 5,5 6,5 6,5 7
7 8
Мощность трансформ. кВА
S
тр
0,63 0,63 0,63 0,8 0,8 1,0 1,0 2,5 2,5 1,0
Мощность
ЭД, Вт
Р
ном
2000 3000 2500 3000 2500 3000 1500 2500 3000 2500 cos ЭД cos
0,86 0,88 0,84 0,82 0,8 0,85 0,82 0,86 0,87 0,88
 ЭД

0,925 0,91 0,93 0,88 0,91 0,94 0,92 0,9 0,89 0,92
В проекте, аналогично примеру рассчитать параметры микропроцессорной релейной защиты
Пример расчета курсового проекта
Выполним расчет токов КЗ(для схемы рис.П.-5). По заданному значению тока КЗ на шинах 6,3кВ I
кз
(3)
=5000 А без учета подпитки от электродвигателя М) или мощности КЗ на выходе системы Е
с напряжением
6,3кВ.
3. Определим внутреннее сопротивление системы:






5000 3
6300 3
)
3
(
кз

I
E
x
z
c
c
c
0,728 Ом,
Если задано значение мощности КЗ на выходе системы Е
с
(S
c
=54,5МВ А):
5
,
54 3
,
6 2
2



S
E
x
z
с
c
c
0,728 Ом.
3. Определим сопротивление трансформатора ТР1, приведенное к ВН:
63
,
0 100
)
3
,
6
(
5 100 2
2





тр
BB
k
тр
S
U
u
z
=3,15Ом.
3. Определим ток трехфазного КЗ за трансформатором ТР1,

приведенное к ВН:
939 А
4. Определим номинальный ток трансформатора ТР1(со стороны
6,3 кВ):
3
,
6 3
630 3
1 1




ном
ТР
ТР
ном
U
S
I
58 А.
Для масляных трансформаторов допускается длительная перегрузка по току любой обмотки на 5% номинального тока ответвления, если напряжение на ответвлении не превышает номинального значения. С учетом этого, длительно максимальный допустимый ток трансформатора определяется из выражения:
I
макc.доп.ТР3.
= I
ном.ТР1
+ (5I
ном.ТР1
)/100 = 58 +2,9 = 60,9 А.
Это выражение отражает длительно допустимый ток трансформатора, неработающего в режиме систематических перегрузок.
Если при эксплуатации трансформатора возможны перегрузки (и они допустимы), то в этом случае определяется ток, потребляемый трансформатором с учетом допустимых перегрузок.





)
15
,
3 728
,
0
(
3 6300
)
z z
(
3
E
I
ТР
с c
)
3
(
КЗ

Рисунок П-5- Расчетная схема участка сети
5. Выбираем уставку по току для токовой отсечки защиты 1 трансформатора ТР1 из условий отстройки от значения тока трехфазного КЗ на стороне 0,4 кВ и отстройки от броска намагничивающего тока трансформатора:
I
c.о.1
= k ост
I
(3)
КЗ
= 1,15  939 1080 А,
I
c.о.2
= k ост
I
ном k
бр
= 1,15  60,9  7,05 494 А,
I
c.о.1
>I
c.о.3.
Выбираем значение I
c.о.1
тока срабатывания токовой отсечки по отстройке от трехфазного КЗ на выводах вторичной обмотки трансформатора
ТР1:
I
c.о.
= I
c.о.1
= 1080 А.
Для обеспечения селективности действия защиты время срабатывания отсечки выбираем t c.о.
= 100 мс.
Выбираем ток срабатывания МТЗ (защита 1) по условию отстройки от максимального значения тока нагрузки трансформатора ТР1, с учетом самозапуска обобщенной нагрузки в сетях без электродвигателей напряжением выше 1000 В:

I
cр.з.
4 I
макс.доп.ТР3.
,
I
cр.з.
= k отс
4I
макс.доп.ТР3.
/ k в
= 1,15  4  60,9/0,93301 А.
Время срабатывания МТЗ определяется временем срабатывания предыдущей защиты на автоматическом выключателе (или защиты дальнего резервирования) в сети 0,4 кВ плюс ступень селективности по времени
t =0,3  0,4 с. Предположим, что полученное время составило t cр.з.
= 1,1 с.
6. Определим номинальный ток электродвигателя М (мощностью P
ном
=
2 МВА с коэффициентом пуска k пуск
= 6; cos= 0,86; = 92,5%), работающего в сети 6,3 кВ:
925
,
0 86
,
0 3
,
6 3
2000
cos
3









ном
ном
дв
ном
U
Р
I
231 А.
7. Выбираем значение уставки тока срабатывания отсечки (защита 2) по отстройке от пускового тока электродвигателя М:
I
c.о4
= k отс k
пуск
I
ном.дв.
/ k в
= 1,15  6  231/0,93 1714 А.
Для отстройки защиты от апериодической составляющей броскапускового тока электродвигателя М время срабатывания отсечки выбираем t c.о.
= 100 мс.
8. Выбираем уставку по току для МТЗ (защита 3) по условию КЗ в двигателе М:
I
c.о4
= [k ост
(I
с.о.2
+ I
мак.доп.ТР3.
)]/ k в
= [1,15  (1714 +60,9)]/0,93  2195 А
Уставка по времени для МТЗ c независимой характеристикой (защита
3): t
c.о.
= t c.о.пр
+ t =100 +300 =400 мс, где: t c.о.пр
– максимальное время срабатывания предыдущих защит, t – ступень селективности.
Выбор уставок с использованием принципа логической селективности
 Параметры срабатывания защит 1, 2 и 3 по току выбираются, как и в предыдущем случае, при алгоритме временной селективности работы защит.
 Время срабатывания защиты 3, при выполнении функции логическая селективность, выбираем t c.о.
= 150 мс. Эта уставка по времени обеспечивает отстройку от времени пуска токовых отсечек предыдущих защит. То есть, при возникновении КЗ на сборных шинах 6,3 кВ, отсечка защиты 3, не получая сигнала логической блокировки, сработает с

выдержкой времени 150 мс (а не через 400 мс, как это было при временной селективности). Режим логической селективности в работе защит позволяет уменьшить время отключения КЗ.

Приложение II
Основные коды стандарта ANSIC37.2 функций устройств релейной защиты (частично реализованы в терминалах
SEPAM)
Код ANSI
Наименование функциизащиты
Назначение защиты
9 устройство реверса элемент, используемый для изменения полярности возбуждения электрической машины или выполняющий функцию реверса
12 защита от максимальной частоты вращения электрических машин определение повышенной частоты вращения машин
15 электронный потенциометр переводит измеряемую физическую величину (например, частоту вращения дизель генератора) в токовый сигнал 0 –
20 мА.
18 устройства разгона/торможения устройство, инициирующее включение цепей, обеспечивающих увеличение/снижение скорости агрегата
14 защита от минимальной частоты вращения электрических машин определение пониженной частоты вращения машин
21 дистанционная защита измерение полного сопротивления
21B защита полного минимального сопротивления резервная защита генератора от междуфазных КЗ
21G трехфазная защита минимального сопротивления трехфазная защита минимального сопротивления
23 устройство контроля температуры действует на увеличение или снижение температуры машины, аппарата или окружающей среды, если температура последних снижается или поднимается ниже или выше установленных пределов
24 защита от перевозбуждения контроль перенасыщения
25 контроль синхронизма контроль синхронизма/контроль напряжения (разрешенного соединения двух частей электрической сети)
26 термореле тепловая защита от перегрузок
27 защита минимального напряжения защита от снижения напряжения
27D защита минимального напряжения прямой последовательности защита двигателей от понижения или несимметричного напряжения питания
27R защита минимального напряжения однофазная контроль исчезновения напряжения, поддерживаемого вращающимися машинами после

отключения питания
27TN защита минимального напряжения нулевой последовательности 3й гармоники обнаружение замыкания в изоляции статорных обмоток электрических машин на землю
(при резистивном заземлении нейтрали)
30 сигнальное реле устройство, не имеющее функцию автоматической переустановки
(сброса), подающее серию раздельных визуальных сигналов о срабатывании устройств защиты; может быть использовано длявыполнения функций блокировки
32P максимальная защита активной мощности, направленная защита с контролем максимального значения активной мощности
32Q максимальная защита реактивной мощности, направленная защита с контролем максимального значения реактивной мощности
36 устройство контроля полярности напряжения устройство, срабатывающее или разрешающее включение другого устройства при определённой полярности напряжения или контролирующее наличие заданного напряжения смещения
37 минимальная токовая защита в фазах трехфазная защита от снижения тока нагрузки
37P минимальная защита активной мощности, направленная защита с контролем минимального значения активной мощности
37Q минимальная защита реактивной мощности, направленная защита с контролем минимального значения реактивной мощности
38 контроль температуры (осевых) подшипников защита от перегрева подшипников электрических машин
40 защита от асинхронного режима с потерей возбуждения защита синхронных машин от асинхронного режима или потери возбуждения
46 максимальная токовая защита обратной последовательности защита от небаланса фазных токов или обрыва фаз
46R максимальная токовая защита обратной последовательности от обратного чередования фаз максимальная токовая защита от обратного чередования фаз
47 защита максимального напряжения обратной последовательности защита по напряжению обратной последовательности для обнаружения обратного направления вращения вращающейся машины
50 контроль мгновенного нарастания тока защита фиксирует скорость нарастания тока при междуфазных
КЗ
50G/N контроль мгновенного нарастания тока при замыканиях на землю защита фиксирует скорость нарастания тока при ОЗЗ
50 BF контроль неисправности защита контролирует исправность