Контрольная работа по "Физике"

Задание.

Рассчитать ступенчатую защиту электроэнергетической системы среднего напряжения на основе токовых реле РТ-40 (защита линии W1 - трёхступенчатая; W2 - двухступенчатая; W3 - одноступенчатая).

[pic 1]

Представить совмещённые (друг с другом и со структурной схемой системы) следующие графики:

- зависимости максимального и минимального токов коротких замыканий от

удалённости места КЗ; все токовые уставки;

- зависимости времени срабатывания защиты от удалённости КЗ (уставки по

времени).

Определить минимальную и максимальную зоны действия отдельных ступеней защит.

Уметь определять (графически) защиту, которая должна сработать при различных видах и местоположениях КЗ в режимах основного и резервного (когда не сработает основная защита) действия.

Оценить эффектийность (отсечек - по зоне действия, МТЗ - по коэффициенту чувствительности) рассчитанной защиты. Предложить рекомендации по её совершенствованию.

Дано:  ЕС=3637 В, Хс=0,72 Ом;

W1 – Rуд=0,12 Ом/км, Худ=0,12 Ом/км, l=1,5км, Imax раб.=350 А, Н1 - tМТЗ=1,8 с;

W2 – Rуд=0,27 Ом/км, Худ=0,22 Ом/км, l=3,0км, Imax раб.=180 А, Н2 - tМТЗ=0,7 с;

W3 – Rуд=0,43 Ом/км, Худ=0,3 Ом/км,   l=5,0км, Imax раб.=80 А,    Н3 - tМТЗ=1,0 с.

Решение.

Схема для расчета

[pic 2]

Токи трехфазного к.з.

                    [pic 3]

Z3===0,52 Ом[pic 4][pic 5]

Z2===0,35 Ом[pic 6][pic 7]

Z1===0,17 Ом[pic 8][pic 9]

==4043 A[pic 10][pic 11]

==6007 A[pic 12][pic 13]

==12367 A[pic 14][pic 15]

Несрабатывание максимальной защиты достигается выбором тока возврата  токовых реле большей величины, чем наибольший ток в режиме  самозапуска.  Выражение для выбора тока срабатывания защиты имеет вид:

    [pic 16]

где kн - коэффициент надежности, обеспечивающий надежное несрабатывание (отстройку) защиты при рабочем токе путем учета погрешности реле; 1,3-1,4 для реле серии РТ-80, РТ-90;

kв - коэффициент возврата реле, 0,8-0,85 для реле серии РТ-40, РТ-80, -90;

kсзп- коэффициент самозапуска, значение которого зависит от вида нагрузки и ее параметров, от схемы и параметров питающей сети и т.д.; eсли коэффициент самозапуска неизвестен, то  можно принять 4 [9].      

Для К3       [pic 17]

Ток срабатывания реле

IСР=(kсх/кт)*Iсз=(1/60)*560=9,3 А

Поскольку в реле РТ-80 уставки изменяются дискретно с шагом 1 А, то выбирается ближайшее значение в сторону загрубления. ICР=10 А;        

 IС.З.=[pic 18] А.

Защиту 3 нужно отстроить по времени от быстродействующих защитных элементов, присоединенных к шинам ПС3.

t3=ΔtР+ tВ+ tИ+ tЗАП=0,15+0,1+0,15+0,1=0,5 с,

где ΔtР – погрешность реле по времени, ΔtР= ±0,15 с (для реле РТ-80).

tВ – время отключения выключателя, tВ=0,1 с.

tИ – инерционная ошибка реле, tИ=0,15 с.

tЗАП – время запуска, tЗАП=0,1 с.

Принимается уставка по времени независимой части характеристики, равное 0,5 t3=0,5 с.

Коэффициент чувствительности определяется по току двухфазного короткого замыкания:

кЧ=0,87 =0,87*4043/560=6,28˃1,5[pic 19]

Для К2       [pic 20] 

IС.З=kнс*IC.З.3=1,4*600=840 А

Токс рабатывания реле

IСР=(1/120)*840=7 А

кЧ=0,87 =0,87*6007/1260=4,15˃1,5[pic 21]

t2=t3+Δt=0,5+0,6=1,1 c

Для К1      [pic 22] 

IС.З=kнс*IC.З.2=1,4*1260=1764 А

Ток срабатывания реле

IСР=(1/200)*1764=9 А

кЧ=0,87 =0,87*12367/2450=4,4˃1,5[pic 23]

t1=t2+Δt=1,1+0,6=1,7 c