Вторичные токи трансформатора

Рис. 3.1. Схема электрической сети

Исходные данные

G1, G2: Т-12-2У3; Т1, Т2: ТД-16000/35; Т3: ТДН-10000/35; W1: ОАБ-35-3х70, ; W2: АС 70/11, ; LR: РБ-10-630-0,4У3.

Решение

Рис. 3.2. Схема замещения

Параметры схемы замещения

,

где – сверхпереходное индуктивное сопротивление генератора, о. е.,

– средненоминальное напряжение защищаемого элемента, кВ,

– номинальная мощность генератора, МВА.

,

где – индуктивное сопротивление реактора, Ом,

– средненоминальное напряжение реактора, кВ.

,

где – напряжение короткого замыкания трансформатора, %,

– номинальная мощность трансформатора, МВА.

,

где – удельное активное сопротивление линии токам прямой последовательности, Ом/км,

l – длина линии, км,

– средненоминальное напряжение линии, кВ.

,

где – удельное индуктивное сопротивление линии токам прямой последовательности, Ом/км.

.

.

.

.

.

.

Режимы КЗ

Для расчёта релейной защиты определяются токи в максимальном и минимальном режимах.

Расчёт токов КЗ в максимальном режиме в узле 3:

Рис. 3.3. Схема замещения электрической сети

Минимальный режим подразумевает под собой выполнение трёх условий:

· отключение генераторов в эквивалентной системе

,

· отключение генераторов на электрической станции заключается в снижении мощности генераторов в два раза,

· отключение одной из параллельно работающих цепей линии электропередачи, размыкание замкнутой электрической сети путём отключения выключателя в конце следующего за защищаемым элементом участка.

Расчёт токов КЗ в минимальном режиме в узле 3:

Рис. 3.4. Схема замещения электрической сети

Результаты расчётов других режимов КЗ сведены в табл. 3.1.

Результаты расчётов режимов КЗ

Таблица 3.1

Режим	Вид КЗ	Узел	Ток КЗ в узле, кА
max	(3)		9,37
(3)		7,98
(3)		6,81
(3)		3,44
min	(2)		5,47
(2)		4,01
(2)		3,10
(2)		2,04

Согласно ПУЭ[10], проведём расчёт дифференциальной отсечки.

· первичный ток срабатывания защиты

,

где – коэффициент надёжности, равный 1,3 о. е.,

– коэффициент, учитывающий переходный режим, равный 1,5-2 о. е.,

– коэффициент однотипности трансформаторов тока, равный 0,5 о. е.,

– допустимая погрешность трансформаторов тока, равная 0,1 о. е.

,

где – номинальный ток генератора.

Больший принимаем за основу.

· вторичный ток срабатывания реле

,

где – коэффициент схемы, равный 1,

– коэффициент трансформации трансформатора тока.

· тип реле – РТ-40/10, уставку выставляем поводком на реле.

· коэффициент чувствительности

;

т.е. защита проходит.

ЗАДАЧА 3.2

Рассчитать защиту генератора G1 от сверхтоков при внешних КЗ и перегрузки (рис. 3.1).

Решение

Согласно ПУЭ[10], рассчитаем максимальную токовую защиту с комбинированным пуском минимального напряжения.

· первичный ток срабатывания защиты

,

где – коэффициент возврата, равный 0,85 о. е.

· вторичный ток срабатывания реле

.

· тип реле – РТ-40/10, уставку выставляем поводком на реле.

· коэффициент чувствительности:

; .

Пусковой орган – реле минимального напряжения

· первичное напряжение срабатывания защиты

,

где – номинальное напряжение генератора.

· вторичное напряжение срабатывания реле

,

где – коэффициент трансформации трансформатора напряжения.

· тип реле – РН-54/200, уставку выставляем поводком на реле.

· коэффициент чувствительности

;

где – напряжение возврата защиты,

– ток, протекающий от места установки защиты до точки КЗ,

– сопротивление ветви до точки КЗ.

Пусковой орган – реле максимального напряжения

· первичное напряжение срабатывания защиты

.

· вторичное напряжение срабатывания реле

.

· тип реле – РН-53/60, уставку выставляем поводком на реле.

· коэффициент чувствительности

.

Защита проходит по чувствительности.

Согласно ПУЭ, от перегрузки применим максимальную токовую защиту.

· первичный ток срабатывания защиты

.

· вторичный ток срабатывания реле

.

· тип реле – РТ-40/10, уставку выставляем поводком на реле.

· время срабатывания защиты

,

где – ступень селективности, равная 0,4-0,6 с.

ЗАДАЧА 3.3

Рассчитать защиту трансформатора Т3 от междуфазных КЗ (рис. 3.1).

Решение

Первичные токи трансформатора

; .

Коэффициенты трансформации трансформаторов тока

, принимаем равным ;

, принимаем равным .

Вторичные токи трансформатора

; .

Сторона низшего напряжения - основная, так как .

Согласно ПУЭ[10], проведём расчёт дифференциальной отсечки.

· первичный ток срабатывания защиты

.

· предварительный коэффициент чувствительности

Защита недостаточно чувствительна, поэтому применим более сложный тип защиты – дифференциальную защиту с реле РНТ-565.

· первичный ток срабатывания защиты

;

.

;

,

где ;

;

Больший принимаем за основу.

· вторичный ток срабатывания реле

.

· число витков основной стороны

; принимаем .

· пересчёт тока срабатывания реле

.

· число витков неосновной стороны

; принимаем .

· составляющая тока небаланса, обусловленная округлением числа витков неосновной стороны

.

· суммарный ток небаланса

.

· уточнённый ток срабатывания защиты

.

· уточнённый ток срабатывания реле

.

· коэффициент чувствительности

.

ЗАДАЧА 3.4

Рассчитать защиту трансформатора Т3 от сверхтоков при внешних КЗ и перегрузки (рис. 3.1).

Решение

Согласно ПУЭ[10], применим максимальную токовую защиту.

· первичный ток срабатывания защиты

,

где ;

– коэффициент самозапуска, равный 1,1 о. е.

· вторичный ток срабатывания реле

.

· тип реле – РТ-40/10, уставку выставляем поводком на реле.

· коэффициент чувствительности

,

где .

· время срабатывания защиты

.

Согласно ПУЭ, расчёт максимальной токовой защиты от перегрузки.

· первичный ток срабатывания защиты

,

· вторичный ток срабатывания реле

.

· тип реле – РТ-40/6, уставку выставляем поводком на реле.

· время срабатывания защиты

.

ЗАДАЧА 3.5

Рассчитать защиту линии W1 от междуфазных КЗ и замыканий на землю (рис. 3.1).

Решение