Определение расчетной нагрузки (силовой нагрузки трехфазных электропри-емников, однофазных электроприемни-ков, однофазных электроприемников, работающих в повторно-кратковременном режиме).

Режимы нейтрали эл. сетей:, компенсир, и глухозаземлённая

Глухо-заземлённая нейтраль (сети до 1кВ)- нейтраль, непосредственно присоединяется к заземляющему устройству или через малое сопротивление.

Используется в сетях до 1кВ для одновременного питания 1и3-х фазных ЭП. Для фиксации фазного напряжения применяют 0-проводник, связанный с нейтралью. Он выполняет функцию зануления. При наличии зануления пробой изоляции вызовет 1-фазное КЗ и срабатывание защиты.

Компенсированная (резонансно-заземлённая) нейтраль (сети 3-35 кВ)- заземление нейтрали через дугогасящий реактор(для уменьшения тока замыкания на землю).В норм режиме ток через реактор=0, но при 1-фазн замыкании через него течёт индуктивный ток Iи. Индуктивный ток компенсирует ёмкостной (сдвиг 180⁰) и когда Iс = Iи(резонанс), то в месте замыкания тока нет. Суммарная мощность дугогасящего реактора:

Qдр =n·Iс·U; n-коэф. развития сети. Если Iс>50А, то ставят 2 реактора. Реакторы устанавливаются на узловых питающих подстанциях, связанных с компенсированной сетью не менее чем 3-мя линиями. В таких сетях допускается временная работа с отключенной нейтралью, но не более 6 часов. Особенно эффективны при кратковременных КЗ. При 1-фазном замыкании напряжение неповреждённых фаз увеличивается в √3 раз.

Силовые трансформаторы. Типы трансформаторов и их параметры, системы охлаждения силовых трансформаторов, особенности конструкции и режимы работы автотрансформаторов, регулирование напряжения трансформаторов.

Силовые трансформаторы, установленные на электростанциях и подстанциях, предназначены для преобразования электроэнергии с одного напряжения на другое. Наибольшее распространение получили трехфазные трансформаторы, так как потери в них на 12-15% ниже, а расход активных материалов и стоимость на 20-25% меньше, чем в группе трех однофазных трансформаторов такой же суммарной мощности.

Трехфазные трансформаторы на напряжение 220 кВ изготовляют мощностью до 1000 MBА, на 330 кВ - 1250 MBА, на 500 кВ - 1000 MBА. Предельная единичная мощность трансформаторов ограничивается массой, размерами, условиями транспортировки.

Однофазные трансформаторы применяются, если невозможно изготовление трехфазных трансформаторов необходимой мощности или затруднена их транспортировка. Наибольшая мощность группы однофазных трансформаторов

напряжением 500 кВ - 3х533 MBА, напряжением 750 кВ - 3х417 MBА, напряжением 1150 кВ - 3х667 MBА.

По количеству обмоток различного напряжения на каждую фазу трансформаторы разделяются на двухобмоточные и трехобмоточные (рис.1,а,б). Кроме того, обмотки одного и того же напряжения, обычно низшего, могут состоять из двух и более параллельных ветвей, изолированных друг от друга и от заземленных частей. Такие трансформаторы называются трансформаторами с расщепленными обмотками (рис.1,в). Обмотки высшего, среднего и низшего напряжения принято сокращенно обозначать соответственно ВН, СН, НН.

Трансформаторы с расщепленными обмотками НН обеспечивают возможность присоединения нескольких генераторов к одному повышающему трансформатору. Такие укрупненные энергоблоки позволяют упростить схему РУ 330-500 кВ. Широкое распространение трансформаторы с расщепленной обмоткой НН получили в схемах питания собственных нужд крупных ТЭС с блоками 200-1200 МВт, а также на понижающих подстанциях с целью ограничения токов КЗ.

К основным параметрам трансформатора относятся номинальные мощность, напряжение, ток; напряжение КЗ; ток XX; потери XX и КЗ.

Номинальной мощностью трансформатора называется указанное в заводском паспорте значение полной мощности, на которую непрерывно может быть нагружен трансформатор в номинальных условиях места установки и охлаждающей среды при номинальных частоте и напряжении.

Для трансформаторов общего назначения, установленных на открытом воздухе и имеющих естественное масляное охлаждение без обдува и с обдувом, за номинальные условия охлаждения принимают естественно меняющуюся температуру наружного воздуха (для климатического исполнения У: среднесуточная не более 30°С, среднегодовая не более 20°С), а для трансформаторов с масляно-водяным охлаждением температура воды у входа в охладитель принимается не более 25°С (ГОСТ 11677-85). Номинальная мощность для двухобмоточного трансформатора - это мощность каждой из его обмоток. Трехобмоточные трансформаторы могут быть выполнены с обмотками как одинаковой, так и разной мощности. В последнем случае за номинальную принимается наибольшая из номинальных мощностей отдельных обмоток трансформатора.

За номинальную мощность автотрансформатора принимается номинальная мощность каждой из сторон, имеющих между собой автотрансформаторную связь («проходная мощность»).

Трансформаторы устанавливают не только на открытом воздухе, но и в закрытых не отапливаемых помещениях с естественной вентиляцией. В этом случае трансформаторы также могут быть непрерывно нагружены на номинальную мощность, но при этом срок службы трансформатора несколько снижается из-за худших условий охлаждения.

Номинальные напряжения обмоток - это напряжения первичной и вторичной обмоток при холостом ходе трансформатора. Для трех фазного трансформатора - это его линейное (междуфазное) напряжение. Для однофазного трансформатора, предназначенного для включения в трехфазную группу, соединенную в звезду, - это V/√3. При работе трансформатора под нагрузкой и подведении к зажимам его первичной обмотки номинального напряжения напряжение на вторичной обмотке меньше номинального на величину потери напряжения в трансформаторе.

Коэффициент трансформации трансформатора и определяется отношением номинальных напряжений обмоток высшего и низшего напряжений.

Номинальными токами трансформатора называются указанные в заводском паспорте значения токов в обмотках, при которых допускается длительная нормальная работа трансформатора.

Номинальный ток любой обмотки трансформатора определяют по ее номинальной мощности и номинальному напряжению.

Напряжение короткого замыкания uK - это напряжение, при подведении которого к одной из обмоток трансформатора при замкнутой накоротко другой обмотке в ней проходит ток, равный номинальному.

Напряжение КЗ определяют по падению напряжения в трансформаторе, оно характеризует полное сопротивление обмоток трансформатора.

Чем больше мощность тем интенсивнее сист. охлаждения.

1.Естественное воздушное охлаждение: - сухие тр-ры (С, СЗ, СГ);

2.Естественное масляное охлаждение (М): до 16000, радиаторы;

3.Масляное охлаждение с дутьем и естественной циркуляцией масла (Д): в навесных охладителях из радиаторных труб;

4.Масляное охлаждение с дутьем и принудительной циркуляцией масла через воздушные охладители (ДЦ);

5.Масляно – водяное охлаждение с принудительной циркуляцией масла (Ц);

6.Масляно – водяное охлаждение с направленным потоком масла (НЦ);

7.Масляное охлаждение с дутьём и естественной циркуляцией масла (Д);

8.Масляное охлаждение с дутьём и принудительной циркуляцией масла через воздушные охладители (ДЦ).

Автотр-р представляет собой многообмоточный тр-р, у кот. 2 обмотки связаны электрически. В энергосистемах применение получили трехобмоточные автотр-ры – трехфазные кот. применяются в сетях 110 кВ и выше: Автотр-ром принято называть такой тр-р, у кот. обмотка среднего (С) U является частью обмотки высшего (В) U. Обмотка высшего U состоит из 2 частей: последовательной обмотки между B и С, по кот. протекает только ток высшего U (IВ), и общей обмотки между С и 0, по кот. в противоположных направлениях протекают токи высшего и среднего U, т.е. их разность: IОБ = IС – IВ.

Обмотка низшего (Н) U имеет магнитную связь с остальными обмотками. Мощность обмотки НН составляет 20-50%, если принять мощность каждой из обмоток В и С равной 100%.

Полная мощность, передаваемая автотр-ром из первичной сети во вторичную, называется проходной.

Если пренебречь потерями в сопротивлениях обмоток автотр – ра, можно записать следующее выражение:

S = UB IB ≈ UC IC; S = UB IB = [(UB - UC) + UC] IB = (UB - UC) IB + UC UB, где

SТ = (UB - UC) IB - тр-рная мощность, передаваемая магнитным путем из первичной обмотки во вторичную; SЭ = UC IВ - электрическая мощность, передаваемая из

первичной обмотки во вторичную за счет их гальванической связи, без трансформации.

Преимущества: 1. меньший расход меди, стали, изоляционных материалов;

2. меньшая масса, а следовательно, меньшие габариты, что позволяет создавать автотр – ры больших номинальных мощностей;

3. меньше потери и большой КПД; 4. более лёгкие условия охлаждения.

Недостатки: 1. необходимость глухого заземления нейтрали, что приводит к увеличению токов однофазного КЗ; 2. сложность регулирования U;

3. опасность перехода атмосферных перенапряжений вследствие эл. связи обмоток ВН и СН.

 

 

Сдвоенные реакторы

В электроустановках применяют сдвоенные реакторы. Конструктивно они подобны обычным реакторам, но от средней точки обмотки имеется дополнительный вывод.

Преимуществом сдвоенного реактор является то, что в зависимости от схемы включения и направления токов в обмотках индуктивное сопротивление его может увеличиваться или уменьшаться. Это свойство сдвоенного реактора обычно используется для уменьшения падения напряжения в нормальном режиме и ограничения токов КЗ.

Ветви реактора выполняются на одинаковый номинальный ток I_ном, а средний вывод - на удвоенный номинальный ток ветви 2I_ном. За номинальное сопротивление сдвоенного реактора принимают сопротивление ветви обмотки при отсутствии тока в другой ветви

х_р = х_в = wL или ,

где L - индуктивность ветви реактора.

Выбор реакторов

Реакторы выбираются по номинальным напряжению, току и индуктивному сопротивлению.

Номинальное напряжение выбирают в соответствии с номинальным напряжением установки. При этом предполагается, что реакторы должны длительно выдерживать максимальные рабочие напряжения, которые м.и. место в процессе эксплуатации. Допускается использование реакторов в ЭУ с номинальным напряжением, меньшим номинального напряжения реакторов.

Номинальный ток реактора (ветви сдвоенного реактора) не может быть меньше максимального длительного тока нагрузки цепи, в которую он включен:

.

Для шинных (секционных) реакторов номинальный ток подбирается в зависимости от схемы их включения.

Индуктивное сопротивление реактора определяют, исходя из условий ограничения тока КЗ до заданного уровня. В большинстве случаев уровень ограничения тока КЗ определяется по коммутационной способности выключателей, намечаемых к установке или установленных в данной точке сети.

Электродинамическая стойкость реактора гарантируется при соблюдении следующего условия:

,

где - ударный ток при трехфазном КЗ за реактором; - ток электродинамической стойкости реактора.

Термическая стойкость реактора характеризуется заводом-изготовителем величиной t_тер - время термической стойкости и среднеквадратичным током термической стойкости I_тер = i_дин / 2,54. Поэтому условие термической стойкости реактора имеет вид:

,

где В_к - расчетный импульс квадратичного тока при КЗ за реактором.

LR это индукционная катушка, не имеющая сердечника из магнитного материала. Благодаря этому LR обладает постоянной индуктивным R(Х_L), не зависимым от протекания I.

Схемы вкл-я: индивидуальная; групповая; секционная(между секциями шин).

Основными параметрами LR явл-я:

Х_L=X_P=WL;

X_P,%=(X_P×3^1\2×I_HOM/U_HOM) ×100%;

Потери U в LR опр-я по ф-ле: U=X_P× (3^1\2×I_HOM×sin(F)/U_HOM) ×100% и составляет от 1,5-2%.

Сдвоенные LR- конструктивно аналогичны, но от средней точки обмотки имеется дополнительный вывод. Ветви вып-ся на одинаково ном. ток, а средний вывод на 2Iн. R определяются аналогично.

Выбор LR: по Uном (LR должны длит-но выд-ть max рабочее U, кот-е имеют место в процессе экспл-ии Uном.раб. > Uсети); по Iном (I ном.р.≥Imax); LR определяют из условия ограничения Iкз до заданного уровня; LR пров-т по эл. дин-й и термической стойкости.

Схемы внутрицехового распределения электроэнергии. (380 В)

Схемы могут быть: магистральными, радиальными, смешанными и модульными.

Магистральные схемы

При магистральной схеме питание от подстанции к отдельным узлам нагрузки и мощным приемникам передается по отдельной линии.

Магистральные силовые питающие сети рекомендуется применять:

- для питания силовых и осветительных нагрузок, распределенных относительно равномерно по площади цеха;

- для питания группы ЭП, принадлежащих к одной технологической линии;

- в энергоемких производствах при распределении электроэнергии от трансформаторов 1600 и 2500 кВ·А, что позволяет конструктивно упростить вывод мощности с подстанции;

- при создании модульных сетей для производств с равномерно распределенной нагрузкой по площади цеха;

- при частых заменах технологического оборудования.

Чаще всего такие схемы применяются в цехах машиностроительных заводов, в цехах цветной металлургии, на предприятиях приборостроения и др.

Магистральные сети выполняются шинопроводами или кабелями.

Рис.1. Схема подключения магистралей к КТП через автоматы отходящих линий

рис.2. Схема «блок трансформатор-магистраль»

Подключение магистрали к сборным шинам распределительного устройства (РУ) комплектной трансформаторной подстанции (КТП) осуществляется через линейные автоматические выключатели или наглухо, без коммутационного аппарата (рис. 1, 2). В случае глухого подключения, защита магистрали осуществляется вводным выключателем QF 1.

Магистрали могут выполняться голыми шинами или комплектными шинопроводами типа ШМА. В случае глухого присоединения магистрали схема носит название «блок трансформатор-магистраль». Такие схемы просты, надежны и экономичны, могут быть реализованы при применении комплектных и некомплектных трансформаторных подстанции. Схемы блоков трансформатор-магистраль следует применять с числом отходящих от КТП магистралей, не превышающих числа установленных трансформаторов, пропускная способность ШМА не должна превышать пропускную способность питающего трансформатора с учетом его перегрузочной способности в послеаварийном режиме.

Рис.3. Схема подключения магистралей к двухтрансформаторной подстанции

 

Рис.4. Схема подключения магистралейкоднотрансформаторной подстанции

Магистральные схемы, выполненные шинопроводами, относятся к высоконадежным элементам системы электроснабжения. Их можно применять для питания потребителей любой категории надежности. Если требуется резервирование питания, то применяют двухтрансформаторные подстанции с установкой АВР на секционном выключателе (рис.3).

При использовании однотрансформаторных подстанций, секционный выключатель устанавливается в цехе (рис.4). Для снижения электротравматизма этот выключатель должен быть сблокирован с выключателем, установленным на подстанции. Для приемников 1-ой категории надежности может быть применена схема питания от двух магистралей (рис.5). Она целесообразна для энергоемких потребителей. ЩС1 и ЩС2, питающие ответственные потребители, получают питание от двух магистралей, менее ответственные потребители питаются от одной магистрали (РП1 и РП2).

Рис.5. Схема питания потребителей I категории от двух магистралей

Рис.6 Схема блока «ТП -щит»

Магистральные сети, выполненные комплектными шинопроводами имеют высокую стоимость, поэтому они должны иметь не менее трех ответвлений с токами не менее 250 А. При сложных трассах (большое число поворотов, разные отметки и др.) целесообразно отдельные участки шинопроводов заменять многоамперными кабелями. Их рекомендуется прокладывать на минимально допустимой ПУЭ высоте от уровня пола или площадки обслуживания - 2,5 м.

Для электроприемников I и II категории надежности электроснабжения при их компактном расположении в цехе рекомендуется применять схему «блок ТП -щит» (рис.6).

При расположении ТП и щитов в одном помещении или в соседних помещениях не требуется установка коммутационных аппаратов на магистралях и шины щита следует рассматривать как продолжение сборных шин ТП. Такие схемы рациональны при питании от ТП группы электродвигателей насосов, компрессоров, вентиляторов.

Магистральные схемы, выполненные комплектными шинопроводами типа ШМА-68 Н-1600 А, допускающими кратковременные перегрузки, используются для питания машин контактной сварки. При использовании таких шинопроводов соединение секций должно быть выполнено сваркой. Питание электроосвещения, устройств бесконтактной автоматики и других потребителей, предъявляющих повышенные требования к качеству электроэнергии при этом должно осуществляться от отдельных трансформаторов.

Магистральные схемы, выполненные шинопроводами следует прокладывать в

Рис.7. Схема кабельных магистралей

зонах, где их повреждение транспортом или перемещенными грузами маловероятно.

Ответвления от магистральных шинопроводов длиной до 6 м к вводным устройствам технологического оборудования, к щитам, распределительным пунктам и другим электроустройствам, имеющим на вводе аппараты защиты выполняется без автоматических выключателей на шинопроводах. При больших длинах ответвлений подключение к магистральному шинопроводу осуществляется через вводной аппарат.

В тех случаях, когда характер среды в цехе или размещение технологического оборудования по площади цеха, делают невозможным применение магистральных

шинопроводов, используют кабельные магистрали (рис.7). Сечение кабельных магистралей одинаково по всей длине.

Достоинствам магистральных схем является: высокая гибкость сети, дающая возможность перестановок технологического оборудования без переделки сети. Недостатком - меньшая надежность по сравнению с радиальными схемами. т.к. при аварии на магистрали все подключенные к ней ЭП теряют питание.

Радиальная схема

Радиальная схема - это такая, когда питание одного достаточно мощного потребителя или группы потребителей осуществляется от ТП или вводного устройства по отдельной питающей линии.

Радиальные схемы выполняются одноступенчатыми, когда питание осуществляется непосредственно от ТП и РП3 (рис.8) и двухступенчатыми, когда питание осуществляется от промежуточного РП (РП2).

Рис.8. Радиальная схема распределения электроэнергии

Радиальные схемы применяют для питания сосредоточенных нагрузок большой мощности, при неравномерном размещении приемников в цехе или на отдельных его участках, а также при питании приемников во взрывоопасных, пожароопасных и пыльных помещениях, где невозможно применение магистральных схем. Они выполняются кабелями или проводами, прокладываемыми открыть, в трубах, в специальных каналах.К достоинствам радиальных схем относятся их высокая надежность и удобство автоматизации, поэтому они рекомендуются для питания потребителей I категории.

К недостаткам этих схем относятся: значительный расход проводникового материала, ограниченная гибкость сети при перемещениях технологического оборудования, необходимость в дополнительных площадях для размещения силовых РП.

Распределительные сети. Питание отдельных потребителей в цехе осуществляется от распределительных шинопроводов, распределительных щитов и пунктов. Выбор схемы распределения зависит от условий среды в цехе, от размещения и габаритов технологического оборудования, от особенностей подъемно-транспортных работ в цехе. При номинальном характере среды в цехе и расположении оборудования рядами для распределения электроэнергии используют комплектные шинопроводы типа ШРА, выпускаемые на номинальные токи 250, 400, 630 А. С целью рационального использования шинопроводов количество подключенных потребителей должно быть не менее двух на каждые шесть метров ШРА.

Радиальные схемы распределения сетей с силовыми пунктами, на которых установлены аппараты защиты ответвлений, следует применять в местах, где применению ШРА препятствуют наличие кранов, условия среды, условия территориального распределения электроприемников и другие условия. При этом

распределительные устройства должны располагаться как можно ближе к электроприемникам.

Смешанные схемы

Наибольшее распространение имеют смешанные (комбинированные) схемы, сочетающие в себе элементы радиальных и магистральных схем и пригодные для любой категории электроснабжения. Такие схемы применяются в прокатных и мартеновских цехах металлургической промышленности, в котельных и механосборочных цехах и т.п. В смешанных схемах от главных питающих магистралей и их ответвлений электроприемники питаются через распределительные шкафы РШ или шинопроводы ШРА в зависимости от расположения оборудования в цехе. На участках с малой нагрузкой. где прокладка распределительных шинопроводов нецелесообразна. устанавливаются распределительные шкафы, присоединяемые к ближайшим шинопроводам.

Модульная сеть

Модульная сеть представляет собой прокладку проводов под полом в трубах с разветвительными коробками, над которыми устанавливаются напольные колонки (коммутационный аппарат, муфта, трубная секция и т.д.). Сеть называется модульной, т.к. ответвительные коробки для присоединения ЭП выполняются с заданным шагом (модулем) 1,5 - 6 м в зависимости от характера производства и габаритов технологического оборудования. Модульная магистраль рассчитана на максимальный ток 100 А. Модульные сети применяются на предприятиях машиностроения, приборостроения и др. отраслей производства в тех случаях, когда возможна частая перепланировка технологических агрегатов и предъявляются особые требования к стерильности и эстетике производства. применение модульной сети делает электротехническую часть производства независимой от размещения технологического оборудования.

Выбор выключателей.

1.Соответствие номинального напряжения А.В. U_ном.в номинальному напряже-нию сети

U_{ном в} ³ U_{ном. с}.

2. Соответствие номинального тока выключателя I_{ном в} расчетному току защищаемой цепи

I_{ном в} ³ I_р.

3. Токовую отсечку А.В. отстраивают от пиковых токов электроприемника по выражению

I_со ³ 1,05 · k_з ·k_а · k_р ·I_пик = k_н ·I_пик,

где k_н = 1,05 · k_з ·k_а · k_р - коэффициент надежности отстройки; 1,05 - коэффициент, учитывающий, что в нормальном режиме может быть на 5% выше номинального напряжения электроприемника; k_з - коэффициент запаса; k_а - коэффициент, учитываю- щий наличие апериодической составляющей в пиковом токе электроприемника; k_р - коэффициент, учитывающий возможный разброс тока срабатывания отсечки относительно уставки. Значения коэффициентов - справочная величина.

4. Защита от перегрузки. Согласно ПУЭ защиту от перегрузки должны иметь следующие сети внутри помещений:

I_{с. п} £ (1,2 ¸ 1,4) · I_{ном дв},

Для защиты от перегрузки трансформаторов уставки выбирают исходя из перегрузочной способности трансформатора:

I_{с. п} £ 1,4 · I_{ном тр}.

Для защиты от перегрузки конденсаторной установки уставку тока перегрузки выбирают

I_{с. п} £ 1,3 · I_{ном КУ}.

В сетях, защищаемых от перегрузки, сечения проводников должны быть выбраны так, чтобы токи аппаратов защиты к длительно допустимым токовым нагрузкам проводников имели кратность не более

I_{с. п} £ 1,25 · I_доп.

Для электроустановок во взрывоопасных зонах

I_{с. п} £ I_доп.

5. Выбор времени срабатывания отсечки.

А.В. могут иметь следующие защитные характеристики (рис.2):

- зависимую от тока характеристику времени срабатывания (тепловой расцепитель) (кривая 1);

- независимую от тока характеристику времени срабатывания (электромагнит-ный расцепитель) (кривая 2);

Рис.2. Защитные характеристики автоматических выключателей

- ограничено зависимую от тока двухступенчатую характеристику времени срабатывания (комбинированный расцепитель) без вы- держки времени (кр. 3) или с выдержкой времени (кр.4), называемые селективными АВ;

- селективные А.В. могут иметь и 3-хступенчатую защитную характеристику (кр.5).

Выбор А.В. следует начинать с защиты ЭП. Время срабатывания отсечки этих выключателей должно быть наименьшим. А.В. с комбинированным расцепителем - неселективные. Время срабатывания отсечки определяется собственным временем отключения выключателя, выбранные по каталогам: у неселективных А.В. типов

АП50, А3700 и т.д. t_со£ 0,02 с, у токоограничивающих типов А3700Б, ВА52 и т.д. - t_со £ 0,01с.

Линейные выключатели КТП могут быть неселективными, если они защищают одиночные крупные ЭП. Время срабатывания отсечки А.В., защищающих группу ЭП (шинопроводы, кабельную сеть с распределительными шкафами), секционных и вводных выключателей определяется по условию

t_со ³ t_{со, п} + Dt,

где t_{со, п} - наибольшее время срабатывания отсечки предыдущей от источника питания защиты; Dt - степень селективности, применяется для выключателей А3700С, ВА55, ВА75 равной 0,1... 0,15с; для серии «Электрон» - 0,2... 0,25 с; для ВА2М - 0,15...0,2 с.

Отключения выключателя.

При выборе тока срабатывания защиты необходимо исходить из условия возврата измерительного органа в начальное положение после его срабатывания при

отключении внешнего К.З. Для этого необходимо, чтобы ток возврата защиты был больше максимально возможного тока в линии I_{З max} после отключения внешнего К.З.

I_В.З> I_{З max}

При определении I_{З max} необходимо учитывать возможность увеличение тока в защищаемой линии в следствии самозапуска эл/двиг., а также длительные перегрузки при АВР. Ток I_{З max} обычно больше максимально рабочего тока I_{РАБ max}, что I_{З max}=К^| _З* I_{РАБ max}

 

Iс.з.=(Котс.*К^`з/Кв)*Iраб.max

Iс.з.=Котс.*К^``з.*Iраб.max

Iс.з.=(Котс/Кв)*Iнагр

Iс.з.=Котс.*Iнеповр.max

Iс.з.1>Iс.з.3>Iс.з.5

Iс.з.6>Iс.з.4>Iс.з.2

Усл.1-это отстройка от переходных зн. I после откл. КЗ;

Усл.2-это отстройка от переход.I успешного АПВ повредившихся линий;

Усл.3- отстройка от I нагр. В обычном норм. реж.;

Усл.4-исключение не селективного действия.

Особенности расчета

В таких сх. ТТ работает в 2-х реж.:

1. В режиме до срабатывания дешунтируемого реле, когда нагрузкой ТТ является сопр-е обмоток реле и сопр-е проводов. Поэтому при срабатывании защиты необходимая мощность Тткак и в схемах без дешунтирования нужна только для действия реле. При этом полная погрешность ТТ не должна превышать 10%.

2. В режиме близком к режиму х.х.(максим-я мощность ТТ). Когда в результате срабатывания реле дешунтир-ся КО и нагрузка на реле резко возрастает. В этом режиме ТТ должны обеспечивать отдачу мощности необходимой для срабатывания КО выкл-ля. При этом сопрот-е всей цепи резко возрастает, но ток через реле должен быть больше тока возврата реле. В этом случае реле будет в сработанном состоянии до тех пор пока не произошло надежного вкл-я КО выключателя.

При расчете МТЗ с деш-ем КО QF необх-мо доп-но произвести:

1) проверку надеж-ти КО QF после их деш-ия.

Надёжное действие КО обесп-я всегда, если Iс.з.>I1ко

Iс.з.=(Котс.*Кз./Кв.)*Iраб.max

Если Iс.з.<I1ко, то Iс.з. нужно увел-ть.

Кч=I⁽²⁾ к.з.min/Iс.з.

Чтобы снизить I1ко в цепь вкл-ют 2 ТТ.

2) проверка отсутствия возврата реле после деш-ия КО, т.е. возврат реле в нач. сост-е

должен искл-ся до полного сраб-я КО.

Iч.>Iв.р.; Iч.=Котс.*Iв.р.; Котс.=1,2

3) проверка коммутации способ-и переключ-х контактов реле Iк.з.max/n_Т<=150А

Схема токовая ступенч. защита

 

Схема в 3-х ступ МТЗ в разнесенном исполнении

Ток небаланса.

Он является главным камнем преткновения в ДТЗ.

для ДЗ.

I_ср>I_нб – следовательно нужно уменьшать ток небаланса.

I^‌‌I_1I=I_22I+I_номI

I^‌‌I_1I=I_2II+I_номII

I₂^‌‌_I=I^I_2I-I_номI

I₂^‌‌_II=I^I_1II-I_номII

I_p=I_2I-I_2II I_номII- I_номI=I_нб

 

I^‌‌I_1I= I^I_1II

 

1 – хар-ка первой группы ТТ

2 – хар-ка второй группы ТТ

3 – идеальная хар-ка ТТ (линейная, небольшой погрешности).

Ток небаланса – геометрическая разность I_ном.

Чтобы уменьшить ток небаланса нужно выравнять ном. ток по фазе и величине (одинаковые ТТ).

1) применять ТТ насыщающиеся при возм. больших кратностях тока КЗ и Z_погр вторичной (ТТ класса Р) для уменьшения I_ном.

2) Применяют меры для ограничения Е₂: уменьшают Z_погр и увеличивают n_T, в результате понижается кратность первичного тока.

3) Выравнивать нагрузку во вторичных обмотках ТТ в плечах ДЗ Z_Iн=Z_IIн.

Расчет уставок ПДТНЗ

1.

К_ОДНК_а≠1 – реле направленной мощности.

2. - отстройка КА

3. - в сети с большими токами замыкания на землю

I_сз>I_нбмах

Схема 110 кВ и более с заземленной нейтралью. К1: у правого комплекта защиты в зоне каскадного действия: отключается Q3 затем чтобы W1 не вышло нужно выполнение третье условие.

Реле максимального тока РТМ

Реле максимального тока мгновенного действия РТМ не имеет часового механизма и отличается от РТВ широкой шкалой уставок токов срабатывания (до 150 А). Есть конструкции реле мгновенного действия, у которых ток срабатывания регулируется плавно изменением начального расстояния от сердечника до неподвижного полюса.

Благодаря простоте схем защит с реле РТМ и РТВ прямого действия эти реле находят применение для защит в системах сельского электроснабжения.

Электромагнитные соленоидные приводы ПС-10, ПС-30 не имеют встроенных катушек реле. Для выполнения защиты с питанием оперативных цепей непосредственно от трансформаторов тока применяют специальную приставку к приводу.

Кроме указанных ранее, используют реле минимального напряжения мгновенного действия РНМ и с выдержкой времени РНВ.

Схемы с дешунтированием электромагнитов отключения выключателя выполняются на электромеханических реле (с зависимой и независимой характеристикой выдержки времени).

 

Расчет тока срабатывания МТЗ и проверка надежности дей­ствия всех элементов схемы после дешунтирования ЭО состо­ит из четырех этапов. Выбирается первичный и вторичный токи срабатывания токовых реле (IС3 и IСР). Проверка погрешности ТТ производится для МТЗ с независимой характеристикой при токе 1СЗ, а для зависимых - при токе КЗ. Сопротивление обмоток реле времени и промежуточных реле Zp принимается при разомкнутой вторичной цепи ПНТ этих реле. Проверяется надежность работы вспомогательных реле и ЭО после дешунтирования ЭО: где IСЭО ток срабатывания ЭО; I'2 - вторичный ток ТТ после дешунтирования. Минимальное значение коэффициента чувствительности для ЭО должно быть приблизительно на 20% больше кч принимаемого для РЗ. Соответствующий току I'2 первичный ток с учетом погреш­ности ТТ, определяемой Iнам, равен: (4.19) 3. Проверяется отсутствие возврата реле РТ и РП после дешунтирования ЭО. Для этого вто­ричный ток I”2, проходящий по реле после дешунтирования ЭО, удовлетворял условию (4.20) где IВ03 и 1ср - токи возврата и срабатывания дешунтирующего реле. Соответствующий первичный ток (4.21) Ток намагничивания 1нам может быть найден по экспери­ментальной характеристике U2 = f(I2) или по кри­вым погрешностей ТТ. 4. Проверяется надежность работы

контактов реле, дешун­тирующих ЭО: (4.22) где 1К тах - максимальный ток КЗ. Если условие (4.22) не выполняется, необходимо определить 12мах с учетом Iнам, т. е. насыщения ТТ. Достоинством схем с дешунтированием является их простота, высокая надежность действия при КЗ. МТЗ с дешунтированием при­меняются в распределительных сетях 6-10 кВ на присоедине­ниях с выключателями с пружинным приводом (на выключателях с электромагнитными приводами этот принцип неприменим, так как мощность ТТ недостаточ­на для их отключения). Питания оперативных цепей МТЗ возможно от выпрями­тельных блоков (БП). БП - устрой­ство, преобразующее с помощью выпрямителя переменное напряжение или ток сети в выпрямленное напряжение. Применяются два вида блоков: с выпрямленным током, по­лучаемым от ТТ; с выпрямленным напряжением, получаемым от ТН или трансформатора собственных нужд (ТСН).

 

Требования к устройствам АВР и расчет их параметров.

Находиться в постоянной готовности к действию и срабатывать при прекращении питания потребителей по любой причине и автоподключать к другому источнику питания. Причём до включения АВР линия должна быть отключена.

Пуск органов АВР являются тип реле напряжения:

Из уставок выбирается меньшая. Чтобы АВР не срабатывало при снижениях напряжения, отстраивается от U_ост самозапуска.

U_ост берётся в К1, К2, К3 и отстройка делается для того, чтобы не включать АВР, т.к. КЗ устраняется защитой трансформатора. Схема должна действовать так, чтобы АВР не срабатывало при перегорании F на TV, т.е. нужен контроль цепей трансформатора напряжения. Вводиться минимальное реле тока, по рабочей линии W1.

Пусковой орган в этом случае комбинированный для устранения ложного срабатывания. АВР может действовать с замедлением до 1 сек. Можно также устанавливать реле частоты. Для устранения режима подпитки машинами, переключением их в генераторный режим. В комплект АВР вводят также минимальное реле напряжения.

Оно контролирует напряжение на резервном источнике. Отключает 2ИП если есть напряжение на нём.

АВР должно им