Параметры защищаемого генератора блока сведены в таблицу 2

Таблица 2

Тип генератора

Частота, Гц

Sном, МВА

Uст, кВ

КПД

Cos ном, о.е.

Iст, кА

Х''d, о.е.

Е'', о.е.

Х2

Охл.

Cит. вохбуждения

Сх. соединения

Ст.

Р-р

ТВВ-220-2ЕУ3

15,75

98,6

0,85

10,9

0,197

1,13

0,232

НВ

НВР

ТС

Y/Y

 

Параметры воздушной линии 110 кВ сведены в таблицу 3

Таблица 3

Uном, кВ	Вид нейтрали	Длина линии, км	Тип линии	Удельное реактивное сопротивление, Ом/км	Примечание
Прямой последовательности	Нулевой последовательности
	заземлена		Одноцепная	0,4	0,8

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

КП.140408.43.29.ПЗ

2 Выбор и расчет защит линий электропередачи

Выбор релейной защиты линии 110 кВ

Защищаемая ЛЭП имеет одностороннее питание. Работает в сети с эффективно-заземленной нейтралью. Возможно междуфазные короткие замыкания и короткие замыкания на землю.

В соответствии с ПУЭ выбираются следующие защиты:

1) от междуфазных коротких замыканий (МКЗ)

- токовая отсечка (ТО)

- максимальная токовая защита (МТЗ) с выдержкой времени

2) от коротких замыканий на землю

- токовая отсечка нулевой последовательности

- токовая защита нулевой последовательности с выдержкой времени

 

Расчет токов короткого замыкания для защит линий

Расчет токов трехфазного и двухфазного КЗ

 

Рисунок 1. Расчетная схема

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6 6

КП.140408.43.29.ПЗ

C1: X₁=Х_*1*U_б²/S_ном=2,1*115²/2800=9,91 Ом

W1(W2): Х2(3) = Х_уд*l*U_б²/U_ср²=0,4*120*115²/220²=13,12 Ом

Т5(Т6): U_к=0,5(U_ВН +U_СН -U_ВС) =0,5(32+20-11) =31,5%

Х4=(U_k/100)*(U_б²/S_ном)=(31,5/100)*(115²/200)=20,82 Ом

U_к=0,5(U_ВН +U _ВС-U_СН) =0,5(32+11-20) =11,5%

Х5=(U_k/100)*(U_б²/S_ном)=(11,5/100)*(115²/200)=7,6 Ом

U_к=0,5(U_СН +U _ВС-U_ВН) =0,5(20+11-32) =-0,5%

Х6=(U_k/100)*(U_б²/S_ном)=(-0,5/100)*(115²/200)=0 Ом

W4(W6): Х8(Х9) = Х_уд*l*U_б²/U_ср²=0,4*50*115²/220²=27,6 Ом

C2: X7=Х_*1*U_б²/S_ном=0,9*115²/1350=8,82 Ом

W3: Х10 = Х_уд*l*U_б²/U_ср²=0,4*20*115²/115²=8 Ом

Т7: Х11=(U_k/100)*(U_б²/S_ном)=(10,5/100)*(115²/10)=138,86 Ом

Т1-3: Х12(Х12’,Х12’’)=(U_k/100)*(U_б²/S_ном)=(10,5/100)*(115²/250)=5,5Ом

G1-2:X13(Х13’Х13’’)=Х_d^’’·U_б²/S_ном =6,197·115²/259=10,05 Ом

 

Рисунок 2. Схема замещения прямой последовательности

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

КП.140408.43.29.ПЗ

Х14=Х2/2=13,12/2=6,56 Ом

Х15=Х1+Х14=9,91+6,56=16,47 Ом

Х16=Х8/2=27,6/2=13,8 Ом

Х17=Х7+Х16=8,82+13,8=22,62 Ом

Х18=Х5/2=7,6/2=3,8 Ом

Х19(Х20)=(Х12+Х13)/2=10,05+5,5/2=7,7 Ом

Х21=(Х15·Х19/Х15+Х19)+Х18=(16,47·7,7/16,47+7,7)+3,8=9,04 Ом

 

Рисунок 3.

 

Х22=1/(1/Х21+1/Х17+1/Х19)=1/(1/9,04+1/22,62+1/7,2)=3,7 Ом

 

 

Рисунок 4.

 

 

Определение токов короткого замыкания.

Для точки К1:

I⁽³⁾_К1=(Е’’/√3)*(U_б/Х₂₂) =(1/√3)*(115/3,7)=0,57·31,08=17,71кА

Для точки К2:

 

Рисунок 5.

Х23 = Х22+Х10=3,7+8=11,7 Ом

I⁽³⁾_К2=(Е’’/√3)*(U_б/Х₂₂) =(1/√3)*(115/11,7)=0,57·9,8=5,6кА

Для точки К3:

 

 

Рисунок 6.

 

Х24=Х23+Х11=11,7+138,86 Ом

I⁽³⁾_К3=(Е’’/√3)*(U_б/Х₂₂) =(1/√3)*(115/150,56)=0,57·0,76=0,435кА

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8

КП.140408.43.29.ПЗ

 

Расчет токов КЗ на землю

Рисунок 7. Схема замещения нулевой последовательности

 

X25=Х_*0*U_б²/S_ном=4,4*115²/2600=22,37 Ом

Х26(Х27) = Х_уд*l*U_б²/U_ср²=1,2*120*115²/230²=36 Ом

X28=Х_*0*U_б²/S_ном=1,8*115²/1000=23,8 Ом

Х29(Х30) = Х_уд*l*U_б²/U_ср²=1,2*50*115²/115²=60 Ом

Х31 = Х_уд*l*U_б²/U_ср²=1,2*20*115²/115²=24 Ом

Х34 = = =11,84 Ом

Х35 =Х29/2+Х28 = 60/2+23,8 = 53,8 Ом

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9

КП.140408.43.29.ПЗ

Рисунок 8.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

10

КП.140408.43.29.ПЗ

Х36=1/(1/Х34+1/Х35+1/Х33)=1/(1/11,84+1/53,8+1/10,05)=5,5 Ом

 

Рисунок 9.

 

Х37 = Х36+Х31= 5,5+24=29,5 Ом

Рисунок 10.

 

Определение тока КЗ на землю:

3I_0К-2⁽¹⁾=3U_cр1/√3*(2*x_рез1К-2+x_рез0К-2)=3*115/√3*(2*11,7+29,5)=3,7 кА

 

Защита линии 110 кВ с односторонним питание

Токовая защита от междуфазных КЗ

Токовая отсечка без выдержки времени (I ступень)

1) Ток срабатывания ТО выбирается по условию отстройки от тока трехфазного КЗ, протекающего через защиту при трехфазном КЗ за трансформатором в максимальном режиме работы системы:

I_сз^I=k_отс·I⁽³⁾_К-3max=1,4·435=609 А,

где k_отс = 1,2 – 1,3-коэффициент отстройки.

2)Чувствительность ТО проверяется:

-при двухфазном КЗ в начале защищаемой линии W:

k_ч=I_К-1min⁽²⁾/I_сз^I=0,87·17710/609=25,3

-при двухфазном КЗ в конце защищаемой линии W:

k_ч=I_К-2min⁽²⁾/I_сз^I=0,87·5600/609=8

 

 

3)Ток срабатывания реле:

I_ср^I=I_сз^I*k_сх/К_I=0609*1/20=30,45 А,

где k_сх =1- коэффициент схемы;

К_I – коэффициент трансформации трансформатора тока, принимается К_I =100/5

Выбирается реле тока РТ-40/50

4) Время срабатывания токовой отсечки принимается 0,1 с.

Максимальная токовая защита с выдержкой времени (II ступень)

1) Ток срабатывая МТЗ выбирается из условия отстройки от максимального рабочего тока защищаемой линии:

I_сз^II=k_отс·k_сз/k_в·I_нагр.max=1,2·2/0,8·50,26=150,78 А,

где k_отс = 1,2-1,3 – коэффициент отстройки;

k_сз = 2-3 – коэффициент самозапуска электродвигателей;

k_в = 0,8 – коэффициент возврата реле тока типа РТ-40.

Максимальный ток нагрузки ЛЭП:

I_{нагр.мах} = S_номТ /√3·U_ном=10·10³/√3·115=50,26 А,

где S_номТ – номинальная мощность трансформатора.

2) Чувствительность МТЗ оценивается при двухфазном КЗ за трансформатором:

k_ч= I_К-3min⁽²⁾/I_сз^II=0,87·435/150,78=2,5>1,2

3) Ток срабатывания реле:

I_ср^II=I_сз^II·k_сх/К_I=150,78·1/20=7,53 А

Выбирается реле тока РТ-40/10

4) Время срабатывания МТЗ выбирается по условию согласования с максимальной токовой защитой трансформатора:

t_сз^II=t_{сз(МТЗ.тр-ра)}+∆t=1,5+2=3,5 с

Выбирается реле времени РВ-01

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

11

КП.140408.43.29.ПЗ

Токовая защита от КЗ на землю