Розрахунок дифзахисту (з РНТ-565) двообмоткового трансформатору

 

1. Первинний номінальний струм силового трансформатора на високій та низькій стороні:

,

2. Схема з'єднання трансформаторів струму (ТС):

Вибирається по схемі з'єднання обмоток силового трансформатору:

.

3. Первинні номінальні струми ТС вибирають за довідником, згідно умов: , .

4. Номінальні коефіцієнти трансформації ТС: Кті, Ктіі.

5. Вторинні струми в плечах захисту, шо відповідають номінальній напрузі трансформатору:

, .

Плече з більшим струмом приймаємо за основне. Якщо струм в плечах розходиться більше, ніж на 5 %, то необхідно зменшити їх різницю за до­помогою зрівняльної обмотки диференціального реле.

6. Струм спрацювання захисту за умовами відбудови:

а)від поштовху струму намагнічування:

І_с.з.1 =Кн*Іном, Кн=1,3;

б)від максимального струму небалансу при зовнішньому КЗ:

І_с.з.2=К_н*І_нб.мах,

К_н=1,3, І_{нб. мах}=(0,1+( N_{рег.мах},%) /100))*І_к.⁽³⁾ _мах, І_нб.3=0.

За розрахунковий струм спрацювання захисту Іс.з. приймаємо більше значення з двох умов.

 

7. Розрахунковий струм спрацювання реле, А:

Iс.р.=(І_с.з. * К_сх) / К_т

 

8. Розрахункова кількість витків обмотки реле для основної сторони захищаємого трансформатору:

W_осн = Р_с.р. / Іс.р. (Fс.р.=100 А для РНТ-565).

Нехай W_зрI=0, тоді W_ocн.=W_д + W_зрI=W_д.

 

9. Прийнята кількість витків диференціальної обмотки для основної сто­рони W_д. Приймається найближче менше ціле число витків по відношенню до W_och.

 

10. Розрахункова кількість витків реле для неосновної сторони:

W_неосн._розр. = (І_{2І осн}*W_д) / І_2ІІ.

 

11. Прийнята кількість витків реле для неосновної сторони W_неосн. Приймається найближче ціле число.

 

12. Прийнята кількість витків зрівняльної обмотки неосновної сторони:

W_{зр II нeocн}.=W_нeocн – W_д

 

13. Складова первинного струму небалансу, обумовлена неточністю підбора витків неосновної сторони:

Інб.З = ((Wнeocн. розр - \Унеосн) / Wнcocн. розр.)*Ік⁽³⁾maх.

 

14. Уточнений первинний розрахунковий струм небалансу з врахуванням складової Інб.з:

І'_нб._мах = І_нб._мах + І_нб._з.

 

15. Уточнений струм спрацювання захисту з урахуванням І'_нб._мах на ос­новній стороні І'_с.з.

Якщо уточнений струм І'с.з. виявиться більшим визначеного в п. 6 струму спрацювання захисту, то необхідно перерахувати кількість витків. Розрахунок повторюється до тих пір, доки струм спрацювання, визначе­ний з урахуванням І_нб.₃, стане рівним або меншим струму спрацювання, визначеного попереднім розрахунком.

16. Коефіцієнт чутливості захисту:

К_ч = (К_сх*І_{к мін}) / (К_тІ_с._р.) 1,5.

Струми Іс.р., Ік мin віднесені до основної сторони.

В спрощеному розрахунку в ролі струму к.з. в мінімальному режимі можна використовувати величину

17. Остаточно вибрані:

 

ТС
Іс.з.
Іс.р.
Wд
Wзр1

 

Більш детально методика розрахунку викладена в [6, 7, 10, 12], яку необхідно обов'язково використовувати при підготовці й проведенні розрахунку. Розрахунок дифзахисту з використанням реле з гальмуванням типу ДЗТ наведено в [ 7 ].

 

 

 

 

Лабораторна робота №6

Дослідження мікропроцесорного пристрою релейного захисту та автоматики МРЗС-05-01

 

Призначення та мета роботи

Вивчити принцип дії, конструктивне виконання мікропроцесорного пристрою релейного захисту та автоматики МРЗС-05-01; дослідити основні характеристики і параметри спрацювання функцій захистів за струмом цього пристрою.

 

Теоретичні відомості

2.1. Призначення пристрою. Пристрій мікропроцесорного захисту, автоматики, контролю й керування приєднань 6-35 кВ МРЗС-05-01 виробництва НВО „Київприлад” [11] призначено для:

- триступеневого захисту від міжфазних коротких замикань (МЗС);

- захисту за струмом нульової послідовності промислової частоти (МЗСНП);

- захисту мінімальної напруги (ЗН);

- захисту максимальної напруги (ЗН);

- відключення суміжних живильних приєднань при відмові силового вимикача приєднання, на якому відбулося коротке замикання (ПРВВ);

- автоматичного повторного включення приєднання після його відключення від пристрою захисту (АПВ двократної дії);

- автоматичного відключення приєднання при зниженні частоти в мережі нижче заданої (АЧР).

 

Технічні характеристики.

2.2.1. Номінальні вхідні аналогові сигнали:

- вхідний змінний струм Iн - 5 А;

- вхідна змінна лінійна напруга Uн - 100 В;

- частота змінного струму - 50 Гц.

2.2.2. Електроживлення:

- напруга оперативного постійного струму 220 (+30, мінус 65) В;

- потужність, яка споживається по ланцюгам електроживлення в черговому режимі не більше 15 Вт; у режимі видачі команд не більше 20 Вт;

- функціонування пристрою не порушується при короткочасних, до 50 мс, провалах напруги живлення до нуля;

- готовність МРЗС до роботи після подачі на нього живлення - не більше 0,2 с.

2.2.3. Потужність, споживана по ланцюгах змінного струму при номінальному струмі Iн=5 А не більше 0,5 ВА на фазу.

2.2.4. Припустиме перевантаження по ланцюгах вхідних струмів і напруг:

- тривалий режим роботи - 3 Iн, 1,5 Uн;

- струм односекундної термічної стійкості 30 Iн;

- тривалий режим роботи для струму нульової послідовності до 2 А;

- струм односекундної термічної стійкості не більше 50 А.

2.2.5. Комутаційна здатність контактів реле ланцюгів відключення й включення вимикачів:

- при замиканні й розмиканні ланцюгів змінного струму не більше 250 В, 8 А, 1000 ВА;

- при замиканні ланцюгів постійного струму не більше - 250 В, 5 А, 1000 Вт;

- при розмиканні ланцюгів постійного струму з індуктивним навантаженням і постійної часу, що не перевищує 0,02 із при напрузі до 250 В не більше 30 Вт;

- припустимий струм через контакти реле - 8 А довгостроково.

2.2.5. Мінімальний час спрацьовування захистів за струмом і напругою не більше 0,035 с. Час повернення програм після зниження вимірюваної величини нижче величини повернення не більше 0,04 с.

2.2.6. Погрішності виміру:

- лінійних напруг змінного струму з номінальним значенням Uн=100 В частотою 50 Гц від 10 до 150 % від номінальної напруги з погрішністю вимірів не більше 5 % і від 2 до 10 % від номінальної напруги з погрішністю вимірів не більше 10 %;

- фазних струмів частотою 50 Гц із номінальним значенням Iн=5 А в межах від 0,05 до 30 Iн з погрішністю вимірів не більше 5 %;

- струму нульової послідовності з погрішністю вимірів не більше 5 %, від 0,05 до 2 А, а в межах від 0,005 до 0,05 А не більше 10 %;

- частоти в мережі в межах від 45 до 51 Гц погрішністю вимірів не більше 0,02 Гц;

- активної й реактивної потужності в межах номінальних вимірюваних струмів і напруг у нормальному режимі з погрішністю вимірів не більше 5 % при значеннях вимірюваної потужності більше 0,2 ·Iн ·Uн.

2.2.7. Погрішності характеристик спрацювання:

- погрішність відліку часу органом витримки часу не більше 0,01 із при витримці до 5 с і не більше 0,05 із при витримці від 5 до 32 с;

- відхилення параметрів спрацьовування МРЗС за струмом і напругою - не більше 5 %.

2.2.8. Номінальні значення кліматичних умов. Граничне значення температури навколишнього повітря мінус 5^ос, верхнє граничне значення температури навколишнього повітря плюс 55^ос.

2.2.9. МРЗС виконує функції самодіагностики, контролю цілісності ланцюгів включення й вимикання вимикача, контролю положення візка. Контроль відбувається наступним чином:

- формування керуючих впливів на включення й відключення комутаційних апаратів виконується тільки після перевірки достовірності необхідності виконання операції й справності каналів керування;

- забезпечується безперервна перевірка справності програмного забезпечення (методом контрольних сум).

Вузли, що перевіряють при діагностиці:

у блоці БВ-МРЗС:

- вузол АЦП;

- флеш-пам’ять;

- годинник реального часу;

- оперативна пам'ять;

- функціонування процесора, наявність живлення всіх вузлів;

у блоці БДВВ-МРЗС:

- дискретні входи;

- вузол дискретних виходів (включно з живленням обмоток реле і їх цілісністю);

у блоці 2БД-МРЗС:

- контролер мінідисплею;

у блоці БІ-МРЗС:

- контролер послідовного каналу.

2.2.10. МРЗС виконує функції реєстрації дискретних й аналогових сигналів.

2.2.10.1. МРЗС здійснює реєстрацію в реєстраторі статистики подій по останніх 50-ти аваріях, а саме:

- включення й відключення силового вимикача;

- всіх вхідних дискретних сигналів;

- спрацьовування всіх захистів із записом (для останньої аварії) максимальних значень струмів, мінімальних (максимальних) напруг;

- всіх виданих дискретних сигналів.

Реєстрація всіх подій відбувається з прив’язкою до поточного часу. У реєстраторі дискретних сигналів під подією розуміється перелік дискретних сигналів, що змінили свій стан (on, off) у цей момент часу. У реєстраторі статистики під подією розуміється перелік дискретних сигналів, які мали місце при розвитку даної аварії. Максимальна кількість зафіксованих подій - 50. Пам'ять подій організована "стеком". Це означає, що якщо при аварії виникає більше 50 подій, які необхідно зафіксувати, то перші події записані в "стек" витісняються останніми. У такий спосіб реєстратор подій збереже 50 останніх за часом подій.

2.2.10.2 МРЗС здійснює реєстрацію аварійних ситуацій із записом миттєвих значень струмів і напруг при аваріях із прив'язкою до поточного часу (режим осцилографування аварійних ситуацій). Реєстрація струмів і напруг виконується протягом 100 мс до фіксації аварії й протягом 1с після фіксації аварії. Період дискретизації - 1,25 мс. МРЗС зберігає осцилограми восьми останніх аварій. При виникненні наступної (дев'ятої) аварії, МРЗС виконує реєстрацію струмів і напруг протягом 100 мс до фіксації аварії й протягом 0,5с після фіксації аварії. Період опитування - 1,25 мс. Після цього інформація про попередніх вісім аварій стирається, а зберігається тільки остання (дев'ята) аварія й знову відбувається накопичення восьми аварій. У такий спосіб завжди зберігається інформація про останню аварію. Інформація про всі події й аварії зберігається у флеш-пам'яті, розміщеної в блоці БВ-МРЗС.

2.2.11. МРЗС виконує функції конфігурування, настроювання, ранжирування всіх систем.

2.2.11.1. Конфігурування МРЗС

У режимі конфігурування МРЗС дозволяє вводити або виводити функції МРЗС.

2.2.11.2. У режимі настроювання МРЗС дозволяє виконувати ранжування дискретних входів, виходів, світлодіодів, задавати тривалість команд вимикання, вводити коефіцієнт трансформації трансформаторів струму й напруги.

2.2.11.3. При завданні параметрів функцій захисту й автоматики за допомогою убудованого пульту або через інтерфейс RS232 МРЗС дозволяє встановлювати:

- уставки спрацювання;

- витримки часу;

- варіанти МСЗ, варіанти характеристик;

- включати, відключати ступені окремих захистів;

- включати, відключати окремі види захисту й автоматики.