ОРЗ. ОРЗ РГР1 Набиев. Проверка трансформаторов тока на 10%ную полную погрешность по кривым предельных кратностей

• Название: Проверка трансформаторов тока на 10%ную полную погрешность по кривым предельных кратностей
• Дата: 05.03.2023
• Размер: 155.55 Kb.
• Имя файла: ОРЗ РГР1 Набиев.docx
• Тип: Отчет; #970017

Некоммерческое акционерное общество

«Алматинский университет энергетики и связи имени Гумарбека Даукеева»

Кафедра: Электроснабжения промышленных предприятий

ОТЧЕТ

РГР № 1

Дисциплина: «Основы релейной защиты электроэнергетических систем»

Тема: «Проверка трансформаторов тока на 10%-ную полную погрешность по кривым предельных кратностей»

Специальность:

Выполнил: ст. гр. ЭЭС20-2 Набиев Наби

Проверил: ст.преп Хижняк Р. С.

__________________________________ «____»_____2022 год
Алматы, 2022

1. Расчетно-графическая работа №1. Проверка трансформаторов тока на 10%-ную полную погрешность по кривым предельных кратностей
   1. 
      Задание
      

1. 
   Выбрать номер варианта задания по первой букве фамилии, предпоследней и последней цифрам зачетной книжки в таблицах 1.3, 1.4.
   
2. 
   Определить вторичную нагрузку трансформаторов тока в зависимости от схемы соединений трансформаторов тока и от вида КЗ.
   
3. 
   Определить допустимое значение сопротивления вторичной нагрузки Z_н.доппо кривым предельной кратности трансформаторов тока. Сравнить Z_н.допс фактическим расчетным значением сопротивления нагрузки трансформаторов тока Z_н.расч. Сделать вывод о допустимости подключаемой нагрузки.
   

2. Методические указания

Трансформаторы тока, питающие релейную защиту, должны, работать с определенной точностью в пределах значений токов КЗ, на которые должна реагировать релейная защита. Эти токи, как правило, превышают номинальные токи трансформаторов тока I_1номТА, и, следовательно, точная работа трансформаторов тока с погрешностью, не превосходящей определенного значения, должна обеспечиваться при первичных токах I₁>I_1ном. На основании опыта эксплуатации и теоретического анализа принято, что для определения правильной работы большинства устройств релейной защиты погрешность трансформаторов тока не должна превышать по току ΔI 10%, по углу - 7^°. Эти требования обеспечиваются, если полная погрешность трансформаторов тока ε

<10% или, иначе говоря, если ток намагничивания не превосходит 10% от тока

I₁, проходящего по трансформатору тока, т.е. I_ном≤ 0,1∙I₁.

Погрешность трансформатора тока зависит от кратности первичного тока К₁₀ и нагрузки вторичной обмотки Z_н. Для каждого типа трансформатора тока имеются значения К₁₀ и Z_н, при которых погрешность ε будет равна 10%. Кривые предельной кратности К₁₀ заводами-изготовителями трансформаторов тока приводятся в заводской информации для всех трансформаторов [6].

3. Определение вторичной нагрузки трансформаторов тока

Фактическая расчетная вторичная нагрузка Z_нрасчтрансформатора тока зависит от сопротивления реле и соединительных приборов, схемы соединения трансформаторов тока и от вида КЗ. Расчетные формулы для определения вторичной нагрузки (на фазу) трансформаторов тока для основных схем соединения приведены в таблице 1.2 [2].

Сопротивление вторичных цепей, состоящих из релейной аппаратуры и соединительных проводов, может быть либо измерено на переменном токе с

помощью вольтметра и амперметра, либо определено с помощью следующих выражений:

а) сопротивление соединительных проводов:

пр
𝑟 = ^𝑙

𝛾⋅𝑆

, (1.1)

где l– длина провода (кабеля) от трансформатора тока до реле, м;

S– сечение провода (жилы кабеля), мм²;

 – удельная проводимость, м/Ом мм², для меди равна 57, для алюминия - 34,5.
б) полное сопротивление реле определяется, как правило, по потребляемой мощности S, которая указывается в каталогах и справочниках:


р
𝑍 = ^𝑆 , (1.2)

_𝐼2
где S- потребляемая мощность, ВА;

I - ток, при котором задана потребляемая мощность, А.

4. Проверка на 10%-ю полную погрешность по кривым предельной кратности

Специальные кривые предельной кратности представляют собой зависимость допустимого по условию =10% значения сопротивления нагрузки Z_нна трансформатор тока от значения предельной кратности К₁₀, вычисляемого по выражению:

^К10

₌ ^𝐼1рас

^𝐼1номТА

, (1.3)

где I_1номТА- первичный номинальный ток трансформатора тока;

I_1расч- первичный расчетный ток, при котором должна обеспечиваться работа трансформаторов тока с погрешностью не более 10%.
Значение I_1расчвыбирается различным для разных типов релейной защиты:

а) для токовых защит с независимой характеристикой выдержки времени и, в том числе, для токовых отсечек без выдержки времени:
I_1расч=1,1∙I_сз; (1.4)

б) для продольных дифференциальных защит (трансформаторов, генераторов, шин, линий) I_расчпринимается равным наибольшему значению тока при внешнем (сквозном) КЗ.

5. Расчетная проверка трансформаторов тока

Расчетная проверка выполняется в следующем порядке:

а) определяется по выражению (1.3) значение предельной кратности К₁₀; б) подбирается кривая предельной кратности, соответствующая типу трансформатора тока, классу обмотки и коэффициенту трансформации,

(рисунок 1.1, 1.2) [6].

Номинальный ток трансформатора тока выбирается по шкале номинальных токов для ТТ (таблицу 1.1). Номинальный ток трансформатора тока должен быть равен или быть ближайшим большим номинального тока фидера.

Кривые предельных кратностей трансформатора тока приведены на рисунке 1.1, 1.2;

Таблица 1.1– Шкала трансформаторов тока

ТПЛ- 10К	15	20	30	40	50	60	100	150	200	250	300	400	600	800	1000	1500
ТФН Д- 35М	20	30	40	50	60	100	150	200	250	300	400	600	800	1000	1500	2000

в) для значения К₁₀ из п.1.4 по соответствующей кривой предельной кратности рисунка 1.1, 1.2 определяется допустимое значение сопротивления вторичной нагрузки Z_ндоп. При этом значение Z_ндоп– полная погрешность

=10%, а токовая f_ТА – несколько меньше 10%;

г) Z_ндопсравнивается с фактическим наибольшим расчетным значением сопротивления нагрузки трансформатора тока Z_н.расч. Z_н.расчрассчитывается по формулам, приведенным в таблице 1.2 в зависимости от варианта схемы и вида КЗ. Если Z_нрасч Z_ндоп, то  <10%.


3

Таблица 1.2

7	№ пп	Схема соединения трансформаторов тока и вторичной нагрузки	Вид к.з.	Вторичная расчетная нагрузка трансформаторов тока (на фазу) zн.расч.
	1		Трехфазное и двухфазное	zН.РАСЧ rПР zР rПЕР
			Однофазное	zН.РАСЧ  2rПР  zР.Ф  zР.ОБР  rПЕР
	2		Трехфазное	zН.РАСЧ  3 rПР zР.Ф zР.ОБР rПЕР
			Двухфазное ABили BC	zН.РАСЧ 2rПР zР.Ф zР.ОБР rПЕР
			Двухфазное за трансформатором Y /  - 11	Z н.расч = 3rПР + ZР.Ф + 2ZР.обр. + rпер.
	3		Трехфазное	Z н.расч = √3 (2rпр +ZР) +rпер
			Двухфазное АС	zН.РАСЧ  4rПР 2zР rПЕР
			Двухфазное АВили ВС	Z н.расч = 2rПР + ZР + rпер.
	4		Трехфазное и двухфазное: двухфазное за трансформатором Y /  - 11	zН.РАСЧ 3rПР 3zР rПЕР
			Однофазное	zН.РАСЧ  2rПР 2zР rПЕР

Таблица 1.3 – Исходные данные

Первая буква фамилии	А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И, К, Л, М, Н
Последняя цифра зачетки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Схема соединения тр- ра тока	1	1	1	1	1	2	2	2	2	2
Длина соединительно го кабеля, м	50	60	70	75	80	85	90	100	110	115
Сечение жилы кабеля, мм2	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5
Сопротивление переходных контакт.	0,05	0,05	0,06	0,56	0,06	0,05	0,05	0,04	0,05	0,06
Сопротивление реле в фазе А и С; ZрА= ZрС	1,2	1	0,9	1,3	0,8	0,7	0,5	1,1	0,6	0,7
Сопротивление реле в фазе В; ZрВ	0,8	0,7	0,5	0,7	0,6	-	-	-	-	-
Сопротивление реле в обратном проводе	0,7	0,8	0,9	0,65	0,75	0,7	0,8	0,9	0,65	0,75
Предпоследняя цифра зачетки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Материал кабеля	Cu	Cu	Cu	Al	Al	Al	Al	Cu	Cu	Cu
Номинальный ток фидера	400	450	430	500	550	750	800	730	740	700
Iкз = I1расч	2400	2460	2500	3000	3200	4500	4600	4500	4650	4400
Тип трансформа- торов тока	ТПЛ -10к	ТПЛ -10к	ТПЛ -10к	ТПЛ -10к	ТПЛ -10к	ТПЛ -10к	ТПЛ -10к	ТПЛ -10к	ТПЛ- 10к	ТПЛ -10к

Расчеты:

Сопротивление соединительных проводов:

Rпр= ;

Rпр= ;

Трехфазное:

^zН.РАСЧ а⁼_√3 ^rПР^+zР.Ф^+zР.ОБР^+rПЕР=_√3 1.27+1.1+0.9+0.04=4,23 Ом

^zН.РАСЧ в⁼_√3 ^rПР^+zР.Ф^+zР.ОБР^+rПЕР=_√3 1.27+0.9+0.04=3,13 Ом

^zН.РАСЧ с⁼_√3 ^rПР^+zР.Ф^+zР.ОБР^+rПЕР=_√3 1.27+1.1+0.9+0.04=4,23 Ом

Двухфазное:

^zН.РАСЧ а ^=2rПР^+zР.Ф^+zР.ОБР^+rПЕР =2 1.27+1.1+0.9+0.04=4,58 Ом

^zН.РАСЧ в ^=2rПР^+zР.Ф^+zР.ОБР^+rПЕР =2 1.27+0.9+0.04=3,48 Ом

^zН.РАСЧ с ^=2rПР^+zР.Ф^+zР.ОБР^+rПЕР =2 1.27+1.1+0.9+0.04=4,58 Ом

Двухфазное за трансформатором:

^Z н^.расч а ^{= 3rПР + ZР.Ф + 2ZР.}обр. ^{+ r}пер.= 3 1.27+1.1+2 0.9+0.04= 6,75Ом

^Z н^.расч в ^{= 3rПР + ZР.Ф + 2ZР.}обр. ^{+ r}пер.= 3 1.27+2 0.9+0.04= 5,65 Ом

^Z н^.расч с ^{= 3rПР + ZР.Ф + 2ZР.}обр. ^{+ r}пер.= 3 1.27+1.1+2 0.9+0.04=6,75 Ом

Значения предельной кратности К₁₀

К₁₀₌ 3,1




ТПЛ – 10К

1 – К_Тном=5/5÷ 60/5; 2 – К_Тном=100/5÷ 400/5; 600/5; 3 – К_Тном=800/5;

4 – К_Тном=1000/5; 5 – К_Тном=1500/5.

Рисунок 1.1





Наибольшее расчетное значение сопротивления нагрузки меньше и поэтому данный трансформатор подходит.

Данные реле подходит при всех видах к.з., так как сопротивление входит в рамки кривой предельной кратности трансформатора тока.

Заключение

Проверка на 10% полную погрешность по кривым предельной кратности, производится главным образом при проектировании, когда используются специальные типовые кривые предельной кратности. Я определил вторичную нагрузку трансформаторов тока в зависимости от схемы соединения трансформатора тока и от вида КЗ.

Так же я определил допустимое значение сопротивления вторичной нагрузки Z_н.доппо кривым предельной кратности трансформаторов тока. Сравнил Z_н.допс фактическим расчетным значением сопротивления нагрузки трансформаторов тока Z_н.расч. По результатам работы можно сделать вывод что трансформатор тока подходит.

Список литературы

1 Басс, Э.И. Релейная защита электроэнергетических систем [Текст]: учеб.пособие / Э.И. Басс, В.Г. Дорогунцев; под ред. А.Ф. Дьякова.- 2-е изд., стер.- М.: МЭИ, 2006.- 296 с.

2 Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения [Текст]: учебник / В.А. Андреев.- 6-е изд.стер.- М.: Высш. шк., 2008.- 640 с.

3 Андреев, В.А. Релейная защита систем электроснабжения в примерах и задачах [Текст]: учеб.пособие / В.А. Андреев.- М.: Высш.шк., 2008.- 256 с.

4 Техперевооружение релейной защиты и автоматики систем электроснабжения предприятий непрерывного производства [Текст] / Я.Л. Арцишевский, Е.А. Задкова, Ю.П. Кузнецов.- М.: НТФ Энергопрогресс, Энергетик, 2011.- 94с. (Биб-ка электротехника, прилож.к журналу Энергетик, Вып 7(151)).

5 Беляев, А.В. Защита, автоматика и управление на электростанциях малой энергетики [Текст]. Ч.2 / А.В. Беляев.- М.: Энергопресс, 2010.- 84 с. (Биб-ка электротехника, прилож.к жур. Энергетик. Вып 7(139)).

6 Киреева, Э.А. Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем [Текст]: учебник / Э.А. Киреева, С.А. Цырук.- М.: Академия, 2010.- 288с. (Среднее проф.образование).

7 Басс Э.И., Дорогунцев В.Г. Релейная защита электроэнергетических систем./ Под ред. А.Ф. Дьякова.- М.: Изд. МЭИ, 2002. – 295 с.

8 Башкиров, М.В. Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем [Текст]: учеб. пособие / М.В. Башкиров, С.А. Бугубаев; МОиН РК, НАО АУЭС.- Алматы: АУЭС, 2010.- 102 с

0