Файл: Var_420_RZiA.pdf

2 

ЗАДАЧА №1 

Вариант 420 

1. Расставить выдержки времени МТЗ линий. 

2. Определить параметры срабатывания ТО и МТЗ на выключателе Q1. 

3  Определить  ток  срабатывания  реле  для  ТО  и  МТЗ,  выбрав 

трансформатор  тока и схему соединения ТТ. 

4.  Определить  чувствительность  МТЗ  в  основной  и  резервных  зонах, 

определить чувствительность ТО. 

5. Нарисовать принципиальную и функциональную схемы заданных защит. 

U

С

=37 кВ

Q2

Т1

Q4

Q1

Л1

Q3

Т2

Q5

I

н1

I

н2

I

н3

~

10,5 кВ

№ схемы 1 

Табл. 1. 

3 цифра шифра 

№ схемы 

№ 

выключателя 

Параметры 

трансформатора 

Мощность КЗ 

энергосистемы 

S

мин

 /S

мах

, 

МВА 

0 

1 

1 

S = 1,6 МВА  

u

к

 = 8% 

1200/1560 

Табл. 2. 

3 цифра 

шифра 

Параметры ЛЭП 

Ток нагрузки, А 

0 

Л1 

Л2 

Л3 

Л4 

Л5 

I

нагр1

I

нагр2

I

нагр3

I

нагр4

I

нагр5

АС-95  

8 км 

АС-120 

14 км 

АС-95  

6 км 

АС-95 

6 км 

АС-70 

10 км 

30 

50 

60 

25 

35 

3 

1. Расстановка выдержек времени 

Начинаем  расстановку  выдержек  времени  защит  выключателей  по 

ступенчатому  принципу,  начиная  с  наиболее  удаленных  от  источника  питания 

потребителей. 

t

c.з.4

 = t

c.з.5

 = 0,5 с. 

Далее проставляем выдержки времени на выключателях Q2 и Q3, принимая 

их на величину Δt выше нижестоящих защит. 

t

c.з.2

 = t

c.з.3

 = t

c.з.4

 + Δt = 0,5 +0,5 = 1,0 с. 

Выдержка  времени  защиты  на  головном  выключателе  1  находится 

аналогично: 

t

c.з.1

 = t

c.з.пред.

+Δt = 1,0 +0,5 = 1,5 с. 

U

С

=37 кВ

Q2

Q4

Q1

Q3

Q5

1

4

5

3

2

Т1

Т2

I

н1

I

н2

I

н3

Рис. 1. Схема сети с обозначением защит линий 

4 

2. Определение параметров срабатывания мто на выключателе 1 

Составим расчетную схему с точками К1, К2. 

U

С

=37 кВ

Q2

Q4

Q1

Л1

Q3

Q5

30 А

1

4

5

3

2

АС-95/16 

8 км

К2

К1

S

кз.max

=1560 МВА

S

кз.min

=1200 МВА

50 А

60 А

Т1

Т2

Рис.2. Расчетная схема сети с обозначением точек КЗ 

Первичный ток срабатывания фазной отсечки для ее селективного действия 

должен  быть  отстроен  от  начального  сверхпереходного  тока  трехфазного 

внешнего КЗ (в максимальном режиме) в конце защищаемой линии в точке К-1

(см. рис. 2)  

Определим 

параметры 

элементов 

системы 

электроснабжения. 

Сопротивление системы рассчитывается по данным о мощности КЗ на шинах 37 

кВ энергосистемы в максимальном и минимальном режимах работы системы. 

Сопротивление системы в максимальном режиме определим по (1):  



2

ст

ип.макс

кз.макс

U

Z

S

,                                                       (1) 

где 

кз.макс

S

 – мощность короткого замыкания в максимальном режиме системы 

на шинах источника питания, МВА. 





2

ип.макс

37

Z

0,878

1560

 Ом. 

Эквивалентное  сопротивление  энергосистемы  в  минимальном  режиме 

определяется аналогично выражению (1): 





2

ип.мин

37

Z

1,141

1200

 Ом. 

5 

В соответствии с [2, разд. 43] принимаем полное погонное сопро- тивление 

провода АС-95 равным 0,506 Ом/км. 

Параметры  трансформаторов  Т-1,  Т-2  с  S

ном

=  1,6  МВА,  U

ном

  =  35  кВ  в 

соответствии с [2, разд.43]: r

т

 = 7,89 Ом, x

т

 = 49,8 Ом, z

т

 = 50,42 Ом.  

Максимальный ток трехфазного КЗ в точке К1:

(см. рис. 2) 











(3)

ст

к

ип.макс

л1

U

I

,

3 Z

Z

                                          (2) 

где Z

л1

 = Z

0-95

·l = 0,506·8 = 4,048 Ом. 













(3)

кmax

37000

I

4337

3 0,878 4,048

 А. 

Вычислим  параметры  срабатывания  токовой  отсечки,  отстроенной  от 

максимального тока КЗ в конце линии Л1: 

I

с.о.

 = k

отс

·

(3)

кmax

I

,                                                       (3) 

I

с.о.

 = 1,1·4337 = 4771 А. 

Определим зону действия отсечки 1. 

С  помощью  программы  Mathcad  построим  графики  распределения  токов 

двухфазного  КЗ  в  минимальном  режиме  и  трехфазного  КЗ  в  максимальном 

режиме по длине линии Л1. 













(3)

ст

кmax

ип.макс

095

U

I

(L)

3 Z

z

L

,                                        (4) 















(2)

ст

кmin

ип.мин

095

0,866 U

I

(L)

3 Z

z

L

.                                         (5) 

Изменяя величину L от 0 до 8 км, получаем графическое представление тока 

КЗ при перемещении точки КЗ (рис.3). 

По  рис.3.  находим  зону  защиты  отсечки  в  %  от  длины  линии  Л1  в 

максимальном  режиме  трехфазного  КЗ  –  91%,  в  минимальном  режиме  при 

двухфазном КЗ – 70%. 

6 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

5000

10000

15000

20000

25000

4771 А

.

L, км

Зона действия отсечки в максимальном режиме

Зона действия отсечки в минимальном режиме

КЗ

I ,

А

(3)

кmax

I

(2)

кmin

I

Рис.3. Зависимость Iкз=f(L) 

Для  определения  чувствительности  токовой  отсечки  необходимо 

пользоваться  максимально  возможным  током  КЗ,  протекающим  через  защиту 

1,  т.е.  выбрать  режим  наиболее  благоприятный  по  чувствительности.  Таким 

режимом  будет  являться  трехфазное  КЗ  на  шинах  источника  питания  (ИП)  в 

максимальном режиме. 

Максимальный  ток  трехфазного  КЗ  для  определения  чувствительности 

токовой  отсечки  рассчитывается  в  месте  установки  защиты  (максимальный 

режим энергосистемы): 





(3)

ст

кмакс

ип.макс

U

I

,

3 Z

                                                 (6) 







(3)

кмакс

37000

I

24342,3

3 0,878

 А.