Меню

Вторичный ток срабатывания реле формула

7-5. Ток срабатывания пусковых токовых реле максимальной токовой защиты

Ток срабатывания пусковых токовых реле выбирается таким, чтобы обеспечить выполнение следующих условий:

1) защита не должна приходить в действие при прохождении по защищаемому элементу максимального тока нагрузки;

2) защита должна надежно действовать при к. з. на защищаемом участке и иметь коэффициент чувствительности не менее 1,5;

3) защита, как правило, должна действовать и при к. з. на смежном (резервируемом) участке и иметь коэффициент чувствительности в конце этого участка не менее 1,2.

Для выполнения первого условия ток срабатывания должен быть больше максимального тока нагрузки. Однако выполнения одного этого требования оказывается недостаточно для того, чтобы надежно отстроиться от максимального тока нагрузки.

Для выяснения условий отстройки пусковых органов максимальной токовой защиты от максимального тока нагрузки рассмотрим поведение защиты I, установленной на подстанции П1 на линии Л1 (рис. 7-18), когда ток нагрузки, проходящий по линии Л1 равный сумме токов нагрузок подстанций П2 и П3, имеет максимальное значение.

При возникновении к. з. в точке К на линии Л2 ток к. з. проходит от источника питания к месту к. з. как по поврежденной линии, так и по линии Л1. При этом придут в действие защита II, установленная на поврежденной линии, и защита I на линии Л1 , поведение которой рассматривается.

После отключения поврежденной линии Л2, ток к. з. прекратится и по линии Л1 будет вновь проходить максимальный ток нагрузки. При этом новое значение максимального тока нагрузки может значительно превышать ток в доаварийном режиме за счеттого, что при восстановлении напряжения после отключения к. з. происходит самозапуск электродвигателей, которые при этом потребляют повышенные (пусковые) токи (см. гл. 12). В этих условиях пусковые токовые реле защиты I, сработавшие в момент возникновения к. з., должны вернуться в исходное положение до того, как истечет выдержка времени защиты, что обеспечивается только в том случае, если ток возврата пусковых токовых реле будет больше максимального тока нагрузки послеаварийного режима.

Увеличение тока нагрузки в результате самозапуска электродвигателей учитывается коэффициентом самозапуска

Таким образом, для выполнения первого условия необходимо, чтобы

где — коэффициент надежности отстройки, больший единицы.

Известно, что ток возврата и ток срабатывания связаны между собой коэффициентом возврата следующим образом:

Отсюда ток возврата может быть выражен как

Подставив значение Iвз из выражения (7-12) в выражение (7-10), получим:

Перенеся в правую часть уравнения, получим окончательную формулу для расчета тока срабатывания пусковых токовых реле максимальной токовой защиты:

где принимается равным 1,1 — 1,25; составляет 2—3. Вторичный ток срабатывания, т. е. уставка пусковых токовых реле, определяется по формуле:

где nT — коэффициент трансформации трансформаторов тока; — коэффициент схемы, равный 1 для схем соединения трансформаторов тока в полную и неполную звезду и для схем соединения трансформаторов тока в треугольник и на разность токов двух фаз.

При определении максимального тока нагрузки необходимо исходить из таких наиболее тяжелых, но реальных режимов работы оборудования, при которых нагрузка действительно будет максимальной. Так, для защиты параллельных линий в качестве максимального тока нагрузки на каждую линию следует принимать суммарную максимальную нагрузку обеих линий с тем, чтобы при аварийном отключении одной из них вторая не отключалась от перегрузки.

Для защиты параллельно работающих трансформаторов максимальный ток нагрузки следует определять согласно выражению:

где m — максимально возможное количество одновременно работающих параллельно включенных трансформаторов. При выборе тока срабатывания не менее важно правильно учесть коэффициент самозапуска электродвигателей. В тех случаях, когда неизвестен, директивными материалами [Л. 71] предлагается принимать ток срабатывания равным:

где IHOM — номинальный ток защищаемого оборудования.

При этом коэффициент чувствительности, определяемый но формуле (7-17), должен быть не менее 1,5 для основного и не менее 1,2 для резервируемого участков.

Из формулы (7-13) видно влияние на величину тока срабатывания, от которого зависит чувствительность защиты. Так, если принять то при

Таким образом, чем выше коэффициент возврата, тем меньше ток срабатывания и, следовательно, тем более чувствительна защита. Это необходимо учитывать при настройке реле, добиваясь того, чтобы коэффициент возврата был не ниже гарантированного заводом.

После определения тока срабатывания защиты по условию отстройки от максимального тока нагрузки проверяется выполнение второго и третьего условий, которые определяются коэффициентами чувствительности действия защиты в режиме, когда токи к. з. имеют минимальные значения.

Коэффициентом чувствительности называется отношение минимального тока к. з. к току срабатывания

При определении защиты, включенной на разность токов двух фаз, ток Iк.з.мин определяется при двухфазном к. з. между фазами, на одной из которых нет трансформатора тока, так как в этом случае через реле защиты проходит меньший ток к. з. (см. рис. 7-12, в, г). При определении для случая к. з. за трансформатором с соединением обмоток звезда — треугольник Iк.з.мин определяется при двухфазном к. з., когда в фазах с трансформаторами тока проходит ток в 2 раза меньший, чем в фазе без трансформатора тока (см. рис. 7-11).

Читайте также:  Способность металлов проводить электрический ток называется

8 Июнь, 2009 19808 ]]> Печать ]]>

Источник

Ток срабатывания реле защиты от перегрузки определяется по формуле (1.4).

Учреждение образования «Гомельский государственный

Технический университет имени П.О. Сухого»

Кафедра «электроснабжение»

Л.И. Евминов, А.О. Добродей

РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

к практическим занятиям

1-43 01 03 «Электроснабжение по отраслям»

Гомель 2016

УДК 621.316.925(075.8)

ББК 31.27-05

Е19

Евминов Л.И.,Добродей А.О.

Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учебное пособие к практическим занятиям для студентов для специальности 1-43 01 03 «Электроснабжение по отраслям» Гомель: Учреждение образования «Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого», 2016.

В учебном пособии рассматриваются расчеты параметров срабатывания релейных защит элементов систем электроснабжения. Особое внимание уделено применению современных микропроцессорных блоков защиты, автоматики, измерения и управления электроэнергетическими объектами.

Практическое занятие № 1

Расчёт уставок защит радиальной сети. Составление карты селективности.

В качестве основных и резервных защит на отходящих линиях применяют:

— максимальную токовую защиту;

— защиту от перегрузки;

Защита отходящей линии

Рисунок 1.1 — Расчетная схема

Максимальная токовая защита (МТЗ).

Ток срабатывания МТЗ: , А (1.1)

где Кн − коэффициент надежности принимается:

-для цифровых реле ЦР − Кн = 1,1;

-для реле типа РСТ- Кн = 1,1-1.2;

— для реле типа РТ-40, РТ-80 − Кн = 1,2;

Кс.зап − коэффициент самозапуска принимается:

-для бытовой нагрузки Кс.зап = 1,2-1,3;

-для сельскохозяйственных потребителей Кс.зап = 1,1-1,15;

-для общепромышленной нагрузки Кс.зап = 1,8-2,5.

Кв − коэффициент возврата принимается:

-для цифровых реле ЦР − Кв=0,95-0,96;

-для реле типа РСТ- Кв = 0,9;

— для реле типа РТ-40, РТ-80 − Кв = 0,8.

Выбор трансформаторов тока для РЗА

Трансформаторы тока (ТТ) служат:

— для изоляции первичных и вторичных цепей;

— для приведения величины тока к уровню удобному для измерения.

Номинальный вторичный ток ТТ составляет или 5А, или 1А.

Номинальные токи первичной обмотки ТТ могут быть: 5, 10, 15, 30, 50, 75(80), 100, 150, 200, 300, 400, 600, (800), 1000, 1500, 2000, 3000, 4000, 5000 А.

Трансформаторы тока выбираются:

— По номинальному напряжению:

— По номинальному току первичной обмотки выбор производится в следующей последовательности:

· Определяется ток в максимальном режиме нагрузки (кВА):

где Uсети — среднее напряжение ступени установки ТТ

· Выбирается ток первичной обмотки (желательно в большую сторону) по шкале номинальных токов первичной обмотки ТТ;

· Определяется коэффициент трансформации ТТ

Ток срабатывания реле МТЗ:

Выдержка времени МТЗ водится для замедления действия защиты с целью обеспечения временной селективности действия защиты последующего элемента. Для этого время срабатывания защиты последующей линии выбирается большей времени срабатывания защиты предыдущей линии:

где − ступень селективности.

Величина состоит из следующих слагаемых: времени отключения выключателя (0,05-0,1 с), времени возврата защиты (0,05 с), погрешности по времени последующей и предыдущей защит (3-5 %) и необходимого запаса (0,05-0,1 с).

Величина − ступени селективности принимается равной:

— при применении ЦР предыдущего и последующего комплектов — = 0,2 с.;

— при применении ЦР предыдущего, а последующего комплекта с электромеханическими или электронными реле — = 0,3 с.

-при применении реле РТ-40, РСТ − =0,5 с;

-при применении реле РТ-80 − =0,5-0,7с.

Коэффициент чувствительности МТЗ:

где − ток трехфазного КЗ в конце защищаемой зоны в минимальном режиме работы системы;

− ток срабатывания защиты.

Коэффициент чувствительности должен быть в соответствии с требованиями ПУЭ: Кч ≥ 1,5 для основной зоны и Кч ≥ 1,2 для зоны резервирования.

Токовая отсечка (ТО)

Ток срабатывания токовой отсечки:

где Кн − коэффициент надежности принимается:

-для цифровых реле ЦР − Кн = 1,2;

-для реле типа РСТ- Кн = 1.2;

— для реле типа РТ-40 − Кн = 1,2-1,4;

— для реле типа РТ-80 − Кн = 1,5-1,6.

− ток трехфазного КЗ в конце защищаемой зоны в максимальном режиме работы системы, А.

Ток срабатывания реле ТО определяется по формуле (1.4):

Коэффициент чувствительности токовой отсечки:

где − ток трехфазного КЗ в месте установки ТО в минимальном режиме работы системы, А.

Коэффициент чувствительности токовой отсечки Кч − должен быть не менее Кч ≥ 1,2.

Защита от перегрузки

Защита от перегрузки действует на сигнал.

Ток срабатывания защиты от перегрузки:

Читайте также:  Намагничивание трансформатора постоянным током

где Iном − номинальный ток защищаемого оборудования, А; Кн − коэффициент надежности, принимается Кн = 1,05

Ток срабатывания реле защиты от перегрузки определяется по формуле (1.4).

Время действия защиты от перегрузки принимается равным tcз 5- 10 c.

Источник



Вторичный ток срабатывания реле формула

> Фрагмент книги (стр.140-143) Н.В. Чернобровов. Релейная защита. — М: «Энергия», 1974.-680 с.

4-5. ВЫБОР ТОКА СРАБАТЫВАНИЯ ЗАЩИТЫ

Исходным для выбора тока срабатывания максимальной токовой защиты от к. з. является требование, чтобы она надежно работала при повреждениях, но в то же время не действовала при максимальных токах нагрузки и ее кратковременных толчках, вызываемых пуском и самозапуском двигателей, колебанием нагрузки потребителей и другими причинами.
Излишняя чувствительность защиты из-за недостаточной от-cтройки ее от токов нагрузки может приводить к неправильным отключениям при неопасных перегрузках, что наносит ущерб потребителям. Слишком чувствительная защита сама становится источником аварий и перебоев в питании потребителей.
Из этого следует, что главная задача при выборе тока срабатывания состоит в надежной отстройке защиты от токов нагрузки. Для этой цели необходимо выполнить два условия:
1)Токовые реле защиты не должны приходить в действие при максимальном рабочем токе нагрузки I н.макс , для чего ток срабатывания защиты I с.з должен быть больше максимального тока нагрузки:

2) Токовые реле, сработавшие при к. з. в сети, должны надежно возвращаться в исходное положение после отключения к. з.при оставшемся в защищаемой линии рабочем токе. Так, например, при к. з. в точке К сети (рис. 4-8) срабатывают токовые реле защит 1 и 2. После отключения повреждения защитой 2 прохождение тока к. з. прекращается и пришедшие в действие токовые реле защиты 1 должны возвратиться в начальное положение, так как иначе произойдет неправильное отключение неповрежденной линии. Поэтому ток возврата реле должен быть больше тока нагрузки линии, проходящего через защиту 1 после отключения к. з.

Рис. 4-8. К выбору тока срабатывания максимальной токовой защиты с учетом коэффициента возврата реле.
Этот ток в первый момент времени после отключения к. з. имеет повышенное значение из-за пусковых токов электродвигателей. Асинхронные электродвигаели, составляющие значительную часть нагрузки, во время к. з. тормозятся вследствие возникающего при к. з. понижении напряжения. После отключения к. з. напряжение восстанавливается и все оставшиеся в работе электродвигатели (часть неответственных электродвигателей отключается защитой от понижения напряжения) самозапускаются, потребляя повышенный пусковой ток (рис. 4-9). Этот ток I з постепенно затухает, и в линии устанавливается рабочий ток, который в худшем случае может иметь максимальное значение I н.макс .

Рис. 4-9. Характер изменения тока и напряжения в линии при к. з. в сети и после его отключения.
Увеличение I н.макс , вызванное самозапуском двигателей, оценивается коэффициентом запуска k з . Учет самозапуска двигателей является обязательным. Исходя из этого

При выполнении условия (4-2) выполняется также условие (4-1), так как ток возврата максимальных реле всегда меньше тока срабатывания. Поэтому для отстройки защиты от нагрузки за исходное принимается условие (4-2). Руководствуясь им, ток возврата выбирают равным:

Коэффициент надежности k н учитывает возможную погрешность в величине тока возврата реле и принимается равным 1,1—1,2.
Ток срабатывания защиты находится из соотношения, определяющего связь между токами возврата и срабатывания токовых реле: I воз /I с.з =k воз . Подставляя в это выражение значение I воз из (4-3), находим соответствующий ему ток срабатывания:

Вторичный ток срабатывания реле I с.р находится с учетом коэффициента трансформации трансформаторов тока и схемы включения реле, характеризуемой коэффициентом схемы к сх

Для схемы соединения в звезду (полную или неполную) к сх =1. Для схемы с включением реле на разность токов двух фаз к сх = .

Рис. 4-10. Характерные схемы сети для определения максимального тока нагрузки при выборе тока срабатывания максимальной токовой защиты.

а — при отключении параллельной линии; б — при отключении одной линии и действий АВР; в — при самозапуске электродвигателей.

Рис. 4-11. Зона действия максимальной токовой защиты должна охватывать защищаемую линию Л1 и следующий второй участок (линию Л2 и трансформатор Т).
Как видно из выражения (4-4), значение I с.з зависит от к воз и I н.макс . Ток срабатывания обратно пропорционален к воз , поэтому в целях уменьшения I с.з стремятся применять токовые реле с высоким коэффициентом возврата: примерно 0,85 и выше.
Существенное значение для надежной отстройки защиты от нагрузки имеет правильная оценка величины I н.макс .
Определяя максимальное значение тока нагрузки, нужно учитывать тяжелое, но в то же время реально возможное увеличение нагрузки, обычно возникающее в результате нарушения нормальной схемы сети. Например, при двух параллельных линиях (рис. 4-10, а) необходимо учитывать, что в случае автоматического отключения одной из них нагрузка на оставшейся линии удвоится. При наличии АВР, включающего выключатель В (рис. 4-10, б), необходимо предусматривать наброс мощности на линию Л1 при отключении Л2 и наоборот. При наличии АПВ (рис. 4-10, в) необходимо учитывать самозапуск электродвигателей после повторного включения линий от АПВ.
Чувствительность защиты. Ток срабатывания, выбранный по условию отстройки от нагрузки, проверяется по условию чувствительности защиты. Проверка ведется по минимальному значению тока I к.мин при повреждении в конце зоны защиты. Зона действия максимальной токовой защиты должна охватывать защищаемую линию и следующий второй участок, т. е. линию Л2 и трансформаторы, отходящие от шин приемной подстанции (рис. 4-11). Максимальный ток рассчитывается для реального минимального режима на электростанциях и в сетях, питающих линию. Чувствительность защиты оценивается коэффициентом чувствительности:

Читайте также:  Основным фактором определяющим исход поражения человека электрическим током является

Коэффициент чувствительности для защищаемой линии считается допустимым, если I к.мин в 1,5 раза больше тока срабатывания защиты. Снижение к ч ниже 1,5 не рекдмендуется, так как действительный ток в реле при к. з. может оказаться меньше расчетного I к.мин из-за неточности расчета токов к. з., влияния сопротивления в месте повреждения (не учитываемого при расчете) и погрешности трансформаторов тока, уменьшающей вторичный ток. При к. з. на резервируемом участке согласно ПУЭ допускаются к ч =1,2.
>

Источник

Токи срабатывания защиты (отсечки) и реле определяем по формулам

date image2015-01-21
views image10474

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

А;

А,

где – ток, проходящий через ТТ защиты при трехфазном КЗ на стороне низкого напряжения (НН):

А,

где – номинальный первичный ток трансформатора; uк — напряжение КЗ трансформатора, %; – ток трехфазного КЗ.

Выбираем реле тока РТ-40/100 и промежуточное реле РТ-26.

Для защиты трансформатора при внешних КЗ и резервирования ТО и газовой защиты принимаем МТЗ с выдержкой времени. Схема соединений «ТТ – неполная звезда». Максимальную токовую защиту отстраиваем от тока самозапуска полностью заторможенных ответственных двигателей, присоединенных к шинам НН. Токи срабатывания защиты и реле находим по формулам

А;

А,

где – коэффициент самозапуска, принимаемый равным 3 — 3,5, когда нет данных о присоединенных двигателях; в этом случае можно считать, что ток в трансформаторе возрастает в 3 — 3,5 раза по сравнению с номинальным током.

Принимаем реле тока РТ-40/20.

Коэффициент чувствительности защиты определяем при трехфазном КЗ за трансформатором (т.е. на стороне НН) по формуле

.

Приведенная формула справедлива для МТЗ (в двухфазном трехрелейном исполнении) трансформаторов со схемой соединения обмоток «треугольник — звезда с нулем». В этом случае два токовых реле включают на фазные токи, а одно реле – на сумму токов двух фаз; за счет такого включения повышается чувствительность защиты к двухфазным КЗ на стороне НН цеховых трансформаторов.

Для МТЗ в двухфазном двухрелейном исполнении реактированных линий, трансформаторов со схемой соединения обмоток «звезда – звезда с нулем» находят по формуле

.

Выдержку времени МТЗ трансформатора выбирают из условия избирательности на ступень выше наибольшей выдержки времени защит присоединений , питающихся от трансформатора, т.е.

с.

Если МТЗ не удовлетворяет требованию чувствительности, то ее выполняют с пуском от реле минимального напряжения.

Для защиты цехового трансформатора при однофазных КЗ в обмотке и на выводах НН, а также в сети НН принимаем МТЗ нулевой последовательности с выдержкой времени с использованием реле РТ-40. Защиту выполняем с помощью одного токового реле, включенного на ТТ, установленный в цепи заземления нейтрали цехового трансформатора. В реле протекает полный ток однофазного КЗ.

Токи срабатывания защиты и реле определяем по формулам

А,

где – ток срабатывания защиты нулевой последовательности на стороне 0,4 кВ, который согласуется, в свою очередь, с током отсечки автоматического выключателя; ;

А.

Принимаем реле тока с запасом по шкале РТ-40/20.

Коэффициент чувствительности защиты нулевой последовательности определяем при однофазном КЗ на выводах НН трансформатора по формуле

,

где – минимальный ток однофазного КЗ на шинах НН; для цеховых трансформаторов с соединением обмоток «треугольник-звезда с нулем» ;

А,

где – номинальный вторичный ток трансформатора.

Выдержку времени защиты нулевой последовательности, установленной в нейтрали цехового трансформатора, отстраивают от времени срабатывания автоматических выключателей двигателей и принимают равной 0,5 с.

Для защиты цехового трансформатора при перегрузке принимаем МТЗ, устанавливаемую со стороны ВН трансформатора, выполняемую с помощью одного токового реле, включенного на фазный ток, и действующую на сигнал с выдержкой времени. Максимальную токовую защиту отстраиваем от номинального тока трансформатора.

Токи срабатывания защиты и реле определяем по формулам

А,

А,

где – первичный номинальный ток трансформатора.

Выдержку времени МТЗ в этом случае выбирают больше времени защиты трансформатора от КЗ.

Полная схема релейной защиты цехового трансформатора показана на рис. 1.

Рис. 1. Схема релейной защиты цехового трансформатора

Варианты контрольной работы №2

Источник