МУ по КП. Курсовой проект должен включать в себя введение, основную часть и заключение, а также список использованной литературы
 Скачать 1.28 Mb.
|
|
3.2 Выбор уставок защит двухобмоточных понижающихтрансформаторов 6,3/0,4 кВ (10,5/0,4 кВ) Максимальная токовая защита (МТЗ) трансформатора со стороны 6,3 (10,5) кВ. Значение уставки тока срабатывания МТЗ понижающего трансформатора 6,3(10,5)/0,4 кВ выбирают из следующих условий. Защита должна быть отстроена от максимально возможного тока нагрузки, с учетом токов самозапуска электродвигателей 0,4 кВ, и иметь высокую чувствительность. Ток срабатывания защиты, с учетом отстройки от режима самозапуска электродвигателей, определяют из выражения (3.1): , где k н - коэффициент надежности несрабатывания защиты;k в - коэффициент возврата максимальных реле тока; k сзп - коэффициент самозапуска нагрузки, отражающий увеличение рабочего тока I раб.макс за счет одновременного пуска всех электродвигателей, которые затормозились при снижении напряжения во время возникновения КЗ. Для построения МТЗ трансформаторов 6,3(10,5)/0,4 кВ с временем срабатывания более 0,3 с принимают значение k сзп 1,1 1,3. Для цифровых терминалов SEPAM значение коэффициента k н принимают 1,1, а значение k в принимают0,935 0,05 (по информации фирмы Шнайдер Электрик). Максимальные значения коэффициента самозапуска при значительной доле электродвигательной (моторной) нагрузки определяются расчетом для конкретных условий, но обязательно при наиболее тяжелом условии пуска полностью заторможенных электродвигателей. Максимальное значение рабочего тока защищаемого трансформатора I раб.макс определяется с учетом его максимально допустимой перегрузки. Для трансформаторов 6 и 10 кВ мощностью до 630 кВА в России допускается длительная перегрузка до 1,6 1,8 номинального тока. Ток срабатывания МТЗ трансформатора 6,3 (10,5)/0,4 кВ, по условию согласования чувствительности последующей и предыдущей МТЗ (3.2) (при последовательном включении защит), выбирается из выражения: I с.з.посл k н.с. I с.з.пред , (3.1) где k н.с - коэффициент надежности согласования, значения которого зависят от типа токовых реле и принимаются в пределах от 1,1 до 1,3 1,4 при согласовании с защитами прямого действия; I с.з.посл – уставка тока срабатывания МТЗ РУ 0,4 кВ, приведенное с учетом коэффициента трансформации к стороне 6,3 кВ. При согласовании защит с применением принципа временной селективности срабатывание последующей защиты увеличивается на ступень селективности по отношению к предыдущей защите (3.5): t ср.посл = t ср.пред + t, где t ср.посл – время срабатывания последующей защиты, t ср.пред - время срабатывания предыдущей защиты, t –ступень селективности по времени. При расчете ступени временной селективности t, для терминалов SEPAM, применяется выражение (3.6). При согласовании терминалов SEPAM с предыдущими защитами, построенными с применением цифровых защит различных фирм производителей согласно (3.6) применяется временная ступень селективности t=0,3 с. Чувствительность МТЗ проверяется по коэффициенту чувствительности защиты со стороны 0,4 кВ: , (3.2) макс раб в сзп н з с I k k k I з ср ) 2 ( кз ч I / I k где: k ч – коэффициент чувствительности в основной зоне работы защиты; - ток двухфазного КЗ на выводах трансформатора со стороны 0,4 кВ; I ср.з – значение уставки тока срабатывания защиты. Согласно нормам ПУЭ коэффициент чувствительности для основной зоны действия защиты должен быть не менее k ч 1,5 и для зоны резервирования k ч 1,3. Если при построении защиты возникают серьезные трудности с обеспечением заданной чувствительности в зоне резервирования, то ПУЭ допускает не обеспечивать резервирование защит в конце отходящих линий. Токовая отсечка от междуфазных КЗ. По условиям селективности токовая отсечка не должна срабатывать при КЗ на стороне 0,4 кВ. Уставка срабатывания реле выбирается больше значения тока трехфазного КЗ на стороне 0,4 кВ. Защита не должна срабатывать при включении трансформатора от броска намагничивающего тока. В зону действия токовой отсечки входят выводы обмотки 6,3 (10,5) кВ, часть первичных обмоток трансформатора, а так же кабель, соединяющий трансформатор с выключателем на стороне 6,3 (10,5) кВ. , (3.3) при условии, что:I ср.о >I намагн. (3.4) где: I ср.о – уставка по току срабатывания отсечки, - значение тока трехфазного КЗ на выводах обмотки 0,4 кВ защищаемого трансформатора, k отс – коэффициент отстройки, учитывающий погрешность работы терминала и погрешность при расчете значений токов КЗ, I намагн. - амплитудное значение намагничивающего тока при включении трансформатора. Для цифровых терминалов SEPAMk отс может лежать в диапазонеk отс = 1,1…1,15. При включении силового трансформатора со стороны высшего напряжения отношение амплитуды броска тока намагничивания к амплитуде номинального значения тока не превышает 5. Это соответствует отношению амплитуды броска тока намагничивания к действующему значению номинального тока первой гармоники При невыполнении условия (3.4) необходимо отстраивать защиту от броска намагничивающего тока трансформатора. В этом случае уставка срабатывания отсечки выбирается из выражения: (3.5) Защита имеет независимую от тока характеристику, срабатывает без выдержки времени и действует на отключение трансформатора с помощью выключателя Q1 и независимого расцепителя автомата SF1 (рис.3.1). Защита формирует сигнал на ввод АВР. Защита реализуется на основе первой ступени встроенной максимальной токовой защиты SEPAM код ANSI 50/53. Токовая защита от симметричных перегрузок работает на сигнал. Для реализации данной защиты используется одна из ступеней максимальной ) 2 ( кз I отс ) 3 ( кз о ср k I I ) 3 ( кз I 05 , 7 2 5 отс намагн о ср k I I токовой защиты терминалов SEPAM код ANSI 50/53. Ток срабатывания защиты от перегрузки определяется из выражения: I сзп =k отс I ном /k в , (3.6) где: I сзп – уставка по току срабатывания защиты от симметричной перегрузки, I ном – значение номинального тока трансформатора в сети 6,3 (10,5) кВ, k в – коэффициент возврата защиты, k отс – коэффициент отстройки. Для цифровых терминалов SEPAM принимают k отс = 1,05; k в = 0,9350,05. Время срабатывания защиты от симметричных перегрузок (для устранения ложных срабатываний) должно превышать время работы основных защит трансформатора. Общепринятая в ряде энергопредприятий выдержка времени защиты трансформаторов от симметричных перегрузок составляет 9 с. 4 Ввод уставок максимальной токовой защиты (ANSI 50/51) в терминалы SEPAM20, 40 и 80 серий Выбранные характеристики МТЗ и рассчитанные значения уставок в терминалы SEPAM вводятся следующим образом. Перед вводом значений уставок необходимо выбрать нужный режим настройки терминала SEPAM на работу, либо с коэффициентом TMS (TimeMultiplierSetting), либо с выдержкой времени срабатывания защиты при кратности тока, равном 10I ср.защ (10I/I s ). При настройке защиты с помощью блока клавиатуры и индикации (HMI) необходимо предварительно ввести ключ пароля, позволяющий изменить режимы настройки и значений уставок терминала SEPAM. При нажатии на кнопку «ключ» защита запрашивает пароль. При нажатии на кнопку «ввод» (данная кнопка терминала так же выполняет функцию сброс защиты «reset») на дисплее отобразится старший разряд четырехзначного десятичного значения поля для ввода пароля. Нажатием на кнопки «перемещение курсора вверх и вниз» выставить старший разряд числового значения пароля. Нажатием на кнопку «ввод» перейти к следующему разряду четырехзначного десятичного значения поля, и таким образом установить четыре разряда числового пароля. Установив значение младшего разряда пароля и нажав кнопку «ввод», закрыть введенное значение пароля. Перемещением курсора «вниз» перейти в режим - применить введенное значение «Apply» и нажать кнопку «ввод». Если введенное значение пароля верно, то на экране дисплея (в верхней его части) появятся изображение двух ключей. На заводе - изготовителе цифровых терминалов SEPAM устанавливается пароль «0000». Нажать кнопку «настройка SEPAM» на лицевой панели терминала. Внутри меню «настройка SEPAM» выбрать панель настройки «Settings» или «Generalsettings» (в зависимости от типа программируемого терминала). Этот режим выводится на дисплей при повторном нажатии на данную кнопку. При отображении на экране дисплея режима настройки «Settings» с помощью кнопок перемещения курсора «вверх» и «вниз» перейти в поле настроек «Settingsmode» и выбрать режим программирования уставок с применением коэффициента TMS или временным интервалом работы защиты при кратности тока, равном 10I ср.защ (10I/I s ). После выбора необходимого режима работы нажать кнопку «ввод». Далее при помощи кнопки перемещение «вниз» перейти в режим сохранения выбранных настроек «Apply» и нажать кнопку «ввод». Нажать кнопку выбора «характеристик защит». Терминал перейдет в режим отображения меню «Protections». С помощью кнопок перемещения курсора «вверх» и «вниз» выбрать режим ввода уставок для МТЗ «50/51» или «Phase» (в зависимости от типа программируемого терминала). Выбрать режим ввода активных (основных А) и вторичных (В) групп уставок для каждой из ступеней МТЗ. С помощью кнопок перемещения курсора «вверх» и «вниз» перейти в режим выбора типа характеристики защиты «Curve» и нажать кнопку «ввод». С помощью кнопок перемещения курсора «вверх» и «вниз» выбрать необходимый тип характеристики: независимая характеристика (Definite), стандартная обратно зависимая характеристика (французский стандарт), длительно обратно зависимая характеристика, очень обратно зависимая характеристика, чрезвычайно обратно зависимая характеристика, ультра зависимая характеристика, зависимая характеристика типа RI, IECSIT/A (стандартная обратно зависимая характеристика МЭК), IECLIT/B (очень обратно зависимая характеристика МЭК), IECVIT/B IECEIT/C IEEE умеренно обратно зависимая характеристика (МЭК), IEEE очень обратно зависимая характеристика (МЭК), IEEE чрезвычайно обратно зависимая характеристика (МЭК), IAC обратно зависимая характеристика, IAC очень обратно зависимая характеристика, IAC чрезвычайно обратно зависимая характеристика, персонализированная характеристика. «Персонализированная характеристика» имеется только в терминалах SEPAM 80. После выбора необходимого типа характеристики МТЗ нажать кнопку «ввод» и с помощью кнопки переместиться по меню «вниз» перейти на строку меню установка тока срабатывания защиты I s «Threshold». Нажать кнопку «ввод» и установить поочередно все десятичные разряды значения уставки срабатывания защиты и размерность уставки (А/kA). при выставлении независимой от тока характеристики уставка по току срабатывания может быть задана в диапазоне 0,1 I n I ср.защ 24 I n , при выставлении зависимой от тока характеристики уставка по току срабатывания может быть задана в диапазоне 0,1 I n I ср.защ 2,4 I n После этого нажать кнопку «ввод». Далее с помощью кнопки переместиться по меню «вниз», перейти на строку меню «Delay» для выставления времени срабатывания защиты при кратности тока, равном 10I ср.защ (10I/I s ) или коэффициента TMS (в зависимости от ранее выбранного режима работы терминала). - Выдержка времени срабатывания реле при 10I ср.защ выбирается из диапазона: для независимой от тока характеристики 50 мс Т 300 с, для зависимых от тока характеристик 100 мс Т 12,5 с. - Значение уставок ТМS, в зависимости от типа заданных характеристик, выбирается из диапазона: обратно зависимая характеристика SIT и SIT/A (МЭК) 0,04 k ТМS 4,20; очень обратно зависимая характеристика 0,07 k ТМS 8,33; LIT очень обратно зависимая характеристика 0,01 k ТМS 0,93; IECLIT/B (очень обратно зависимая характеристика МЭК) 0,01 k ТМS 0,93; чрезвычайно обратно зависимая характеристика (EIT) 0,13 k ТМS 15,47; IEEE умеренно обратно зависимая характеристика (МЭК) 0,42 k ТМS 51,86; IEEE очень обратно зависимая характеристика (МЭК) 0,73 k ТМS 90,57; IEEE чрезвычайно обратно зависимая характеристика (МЭК) 1,2 k ТМS 154,32; IAC обратно зависимая характеристика 0,33 k ТМS 42,08; IAC очень обратно зависимая характеристика 0,61 k ТМS 75,75; IAC чрезвычайно обратно зависимая характеристика 1,08 k ТМS 134,4. Далее при помощи кнопки перемещение курсора «вниз» перейти в режим применения выбранных уставок «Apply» и нажать кнопку «ввод». Ввод уставок и настройку защит более удобно выполнить с помощью персонального компьютера и программного обеспечения SFT 2843. Приложение I Описание и выбор уставок МТЗ функции логической селективности в терминалах SEPAM Применение цифровых устройств в технике релейной защиты позволило применять алгоритмы, повышающие эффективность действия защит. Функция логическая селективность позволяет значительно снизить выдержку времени отключения выключателя и повышает эффективность МТЗ, находящихся ближе к источнику питания. Это обусловлено тем, что выдержки времени действия временных МТЗ по мере приближения к источнику питания значительно возрастают. Функция логическая селективность в терминалах SEPAM применяется с максимальными токовыми защитами (МТЗ) ANSI 50/51, направленными токовыми защитами ANSI 67, а также с защитами от ОЗЗ ANSI 51N/51N (или ANSI67N/67NC – направленными защитами от ОЗЗ) в сетях с глухозаземленной нейтралью, изолированной нейтралью и резистивным заземлением нейтрали. Выполнение функции логическая селективность обеспечивает минимальное время срабатывания защит при возникновении КЗ. Логическая селективность эффективна как при радиальных, так и замкнутых схемах электроснабжения. Все токовые терминалы SEPAM имеют специальные входы и выходы для приема и передачи сигналов логической блокировки защит. Исключение составляют цифровые защиты электродвигателей (например, SEPAMM20, М41), которые имеют только выходные цепи для выдачи сигнала логической блокировки. Это обусловлено тем, что для любых устройств релейной защиты защита двигателя всегда является предыдущим элементом. Алгоритм выполнения функции логической селективности в терминале SepamM20 приведен на рис.П-3. Рисунок П-1 - Алгоритм выполнения функции логической селективности в терминале SepamM20 Релейная защита должна действовать селективно, но при отказе предыдущей защиты должна действовать последующая с заданной ступенью селективности по времени. В радиальных схемах для выполнения функции логической селективности могут применяться ненаправленные токовые защиты. Необходимо отметить, что аппаратная поддержка функции логическая селективность имеет таймер (t = 200 мс), который запускается после срабатывания логической или временной МТЗ. Если через это время выключатель не отключится, то сигнал логической блокировки снимается с последующей защиты и та, в свою очередь, сразу же выдаст команду на отключение выключателя. То есть устройство логической селективности дублирует действие УРОВ. Рисунок П-1 - Алгоритм выполнения функции логической селективности в терминалах SepamS20 и T20 Использование функции логической селективности на терминалах SEPAM приводится в типовых проектах. Поэтому, для унификации вторичных схем РЗ и А, рекомендуется использовать выходные реле передачи сигнала логической блокировки и дискретные входы приема сигнала логической блокировки в терминалах Sepam аналогично типовым проектам. К примеру для приема сигнала AL логической блокировки в терминалах SEPAM 20 серии применяется логический вход I13, а для выдачи сигнала блокировки используются выходные реле О3 и О14. Алгоритм выполнения функции логической селективности в терминалах Sepam S20 и T20 приведен на рис.П-3. Алгоритм выполнения функции логической селективности в терминалах Sepam S40, S41, T40, T42 и G40 приведен на рис.П-3. В терминалы Sepam 40 серии введен дополнительный таймер с временной задержкой 30 мс. Данный таймер необходим для устранения ложного срабатывания логической МТЗ при дребезге контакта, посылающего сигнал логической блокировки. Рисунок П-1 - Алгоритм выполнения функции логической селективности в терминалах SepamS40, S41, T40, T42 и G40 Схема выполнения функции логической селективности для радиальной схемы электроснабжения приведена на рис.П-2. При выполнении функции логическая селективность в терминалах SEPAM 20 серии применяется 1 и 2 ступени МТЗ группы А для логической МТЗ и 1 и 2 ступени МТЗ группы В для временной МТЗ. В терминалах SEPAM 40 серии используются 1 и 2 ступени для логической МТЗ, а 3 и 4 ступени для временной МТЗ. Функцию логической селективности терминалов Sepam 80 серии см. в документации на эти терминалы. При возникновении КЗ в точке А (т.А, рис.П-4) ток КЗ протекает только через группу трансформаторов тока ТА1 защиты А3. Защита А1, не получив сигнала логической блокировки от предыдущих защит, срабатывает с минимальной выдержкой времени. При возникновении КЗ в точке Б (т.Б, рис.П-2) ток КЗ протекает через группы трансформаторов тока ТА1 и ТА3 защит А1 и А3. Защита А3, не получив сигнала логической блокировки от предыдущей защиты А4, работает с минимальной выдержкой времени. В свою очередь защита А3 выдает сигнал логической блокировки защите А3. При отказе выключателя Q3 терминал А3 снимает сигнал логической блокировки (см. выше) с терминала А3. В этом случае, терминал А1 без выдержки времени формирует сигнал на отключение выключателя Q3. При КЗ в точке В (т.В, рис.П-2) ток КЗ протекает через группы трансформаторов тока ТА1, ТА3 и ТА4 защит А1, А3 и А4. В защите электродвигателя А4 отсутствует вход логического ожидания, и защита А4 работает с минимальной выдержкой времени. Например, 100 мс. Это необходимо для отстройки от ложного срабатывания защиты при броске апериодической составляющей пускового тока электродвигателя. Рисунок П-2 -Схема выполнения функции логической селективности шин при радиальной схеме электроснабжения Рисунок П-3 - Алгоритм выполнения функции логической селективности в терминале SEPAMS42 Защита А4 выдает сигнал логической блокировки защите А3, а защита А3 выдает сигнал логической блокировки защите А3. При отказе выключателя Q4 через временной интервал 200 мс сигнал логической блокировки снимется с терминала А3. Терминал А3 без выдержки времени выдаст сигнал на отключения выключателя Q3. При отказе выключателя Q3 через 200 мс снимется сигнал логической блокировки с терминала А1, и терминал А1 без выдержки времени выдаст сигнал на отключение выключателя Q3. Сигнал логической блокировки в терминалах SEPAM формируется при запуске логической МТЗ, а снимается после отключения выключателя как с помощью логической, так и временной МТЗ, или через 200 мс при отказе выключателя. То есть максимальное время отключения выключателя Q1 при отказе выключателей Q3 и Q4 составит 500 мс. Выполнение функции логической селективности в замкнутых сетях обеспечивается при использовании направленных защит, например цифровых терминалов SEPAMS43. Алгоритм выполнения функции логической селективности в терминале SEPAMS42 приведен на рис.П-3. Эти устройства имеют два комплекта токовых направленных защит (код ANSI 67) от междуфазных КЗ и два комплекта токовых направленных защит (код ANSI 67N) от ОЗЗ. Команды логического ожидания выдаются одновременно защитами 67 и 67N. При возникновении междуфазного КЗ и ОЗЗ в разных направлениях терминал отдает приоритет защите 67. В этом случае сигнал логической блокировки выдается по направлению действия защиты 67. Для передачи сигнала логической блокировки применяется выход защиты 67, срабатывающий при 80% от значения уставки I S . Этот параметр срабатывания защиты позволяет избежать неточностей в определении КЗ при значениях тока КЗ близкого к значению уставки I S . Первый комплект, как правило, настраивается для обнаружения КЗ в линии, а второй для обнаружения КЗ на сборных шинах. Каждая из этих направленных защит имеет свои входы и выходы сигналов логической блокировки. Эти устройства обладают раздельной функцией логической селективности в зависимости от направления к месту КЗ. Это обеспечивает передачу и прием сигнала логической блокировки в зависимости от направления обнаруженного повреждения. Рисунок П-4 -Схема выполнения функции логической селективности шин в замкнутой схеме электроснабжения При возникновении КЗ в точке А (т.А, рис.П-4) защита А1 формирует сигнал на отключение выключателя Q3. С помощью защиты А2 отключается выключатель Q3 и выдается сигнал блокировки (резервным для данного КЗ) защитам А3 и А4. При отказе выключателя Q3 терминал А2 через 200 мс снимет логическую блокировку с терминала А3 и А3 выдаст сигнал на отключение выключателя Q4. Сигнал управления выключателем Q4 запустит таймер блокировки логического ожидания терминала А3. При КЗ в точке Б (т.Б, рис.П-4) защиты А2 и А3 сформируют сигналы на отключение соответственно выключателей Q3 и Q4. При этом направленные защиты А2 и А3 выдают сигналы логической блокировки соответственно защитам А1 и А4. При отказе выключателя Q3 сигнал логической блокировки, посылаемый защитой А2 на защиту А1, снимается и КЗ ликвидируется защитой А1 отключением выключателя Q3. При КЗ в точке В (т.В, рис.П-4) защита А4 формирует сигнал на отключение выключателя Q3. Защита А3 отключает выключатель Q4 и выдается сигнал логической блокировки (резервным защитам для данного КЗ) защите А3. И так далее. При необходимости внесения дополнительных условий в логику функции логической селективности (например, МТЗ должна быть с комбинированным пуском по напряжению) стандартная функция логической селективности выключается, а вместо нее с помощью редактора логических уравнений пишется другая логика, адаптированная под заданные условия. Это возможно только в терминалах SЕРАМ 40 и 80 серий. Расчет уставок логической максимальной токовой защиты: Ток срабатывания выбирается по условиям (3.1) и (3.2) см. параграф 1 раздел 3.5 . Время срабатывания принимается 150 мс по условию отстройки от пуска МТЗ отходящих элементов. Времятоковая характеристика – независимая. Приложение II Задание и пример расчета микропроцессорной релейной защиты Выбор уставок с использованием принципа временной селективности действия защит Варианты заданий Номер вар 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Напряжение сети, В Е с 6300 6300 6300 10500 10500 6300 6300 10500 10500 10500 Ток КЗ, А I кз (3) 5000 3000 4000 5000 3500 2000 2500 3000 3500 4000 Мощность системы, МВА S c 54,5 32,7 43,6 90,9 63,6 21,8 27,3 54,5 63,6 72,7 Напряжение кз трансф. u k 5 5 5 5,5 5,5 6,5 6,5 7 7 8 Мощность трансформ. кВА S тр 0,63 0,63 0,63 0,8 0,8 1,0 1,0 2,5 2,5 1,0 Мощность ЭД, Вт Р ном 2000 3000 2500 3000 2500 3000 1500 2500 3000 2500 cos ЭД cos 0,86 0,88 0,84 0,82 0,8 0,85 0,82 0,86 0,87 0,88 ЭД 0,925 0,91 0,93 0,88 0,91 0,94 0,92 0,9 0,89 0,92 В проекте, аналогично примеру рассчитать параметры микропроцессорной релейной защиты Пример расчета курсового проекта Выполним расчет токов КЗ(для схемы рис.П.-5). По заданному значению тока КЗ на шинах 6,3кВ I кз (3) =5000 А без учета подпитки от электродвигателя М) или мощности КЗ на выходе системы Е с напряжением 6,3кВ. 3. Определим внутреннее сопротивление системы: 5000 3 6300 3 ) 3 ( кз |