Как рассчитать максимальную токовую защиту?

Содержание

Максимальные токовые защиты

Как рассчитать максимальную токовую защиту?

Раздела 3
Максимальные токовые защиты………………………………………………………………………… 2
Расчёт параметров МТЗ………………………………………………………………………………….. 2
Мтз с независимой характеристикой времени срабатывания………………………. 4
Мтз с зависимой характеристикой времени срабатывания………………………….. 4
Ток срабатывания максимальной токовой защиты……………………………………….. 5
МТЗ с блокировкой по минимальному напряжению ……………………………………. 8
Направленные МТЗ…………………………………………………………………………………….. 9
Токовые отсечки……………………………………………………………………………………………… 12
ТО мгновенного действия …………………………………………………………………………. 12
ТО с выдержкой времени ………………………………………………………………………….. 14
Защита линий 6-35 кВ с помощью трёхступенчатой токовой защиты……………….. 15

Раздел 3. Максимальные токовые защиты

Принцип действия максимально токовых защит (МТЗ) основан на том, что при возникновении КЗ ток увеличивается и начинает превышать ток нагрузочного режима. Селективность действия при этом достигается выбором выдержек времени.

Впределах каждого элемента МТЗ устанавливается как можно ближе к источнику питания.

Схемы МТЗ классифицируются по ряду признаков:

1) способу питания оперативных цепей (на постоянном или переменном

токе);

2) способу воздействия на привод выключателя – прямого или косвенного действия;

3) характеру зависимости выдержки времени от тока – защиты с независимой и зависимой выдержкой времени;

4) способу соединения обмоток ТА и обмоток реле; 5) назначению – защиты от КЗ и защиты от перегрузок током.

Вкачестве пусковых органов МТЗ используют токовые реле.

Расчёт параметров МТЗ

Максимальная токовая защита линий получила наибольшее распространение в радиальных сетях с одним источником питания. Селективность максимальной токовой защиты обеспечивается соответствующим выбором тока и времени срабатывания.

В радиальной сети с односторонним питанием защиты устанавливаются на каждой линии. Защита наиболее удалённой от источника питания линии имеет наименьший ток срабатывания и наименьшую выдержку времени.

Защита каждой последующей линии имеет выдержку времени больше выдержки времени предыдущей защиты.

Iс.з

Ток срабатывания защиты выбирается больше максимального рабочего тока защищаемой линии. При этом защита обычно чувствительна к коротким замыканиям на предыдущих участках сети.

Параметрами срабатывания максимальной токовой защиты являются ток

и время tс.з срабатывания защиты.

Время срабатывания (выдержка времени) защиты i-й линии в общем случае

выбирается на ступень селективности ∆t больше наибольшей выдержки времени
tс.з(i−1)max предыдущих защит
tс.зi = tс.з (i−1)max +∆t. (3.1)
Ступень селективности ∆t состоит из составляющих
∆t =t0в (i−1) +tпогрi +tпогр (i−1) +tи +tзап, (3.2)
где t0в (i−1) время отключения (i −1) -го выключателя (при отсутствии
паспортных данных принимают tоткл = 0,06 с); tпогрi – отрицательная (в сторону

уменьшения tс.з ) погрешность i-й защиты; tпогр (i−1) – положительная (в сторону увеличения tс.з ) погрешность (i −1) -й защиты; tи – время инерции i-й защиты (в

некоторых источниках обозначается как время возврата защиты, принимается равным 0,05 с); tзап – время запаса надёжного срабатывания реле (ориентировочно tзап = 0,1 с). Погрешность срабатывания цифровых реле по времени не превышает

2% от значения уставки.

В зависимости от используемых аппаратов (выключателей и реле), ∆t может иметь различные значения. При использовании вторичных реле косвенного действия ∆t не превышает 0,2-0,6 с. При использовании менее точных реле прямого действия ∆t может достигать 0,8-1 с.

Максимальная токовая защита может иметь независимую от тока, а, следовательно, и от места КЗ выдержку времени или зависимую от тока КЗ характеристику выдержки времени. Наличие зависимой от тока характеристики выдержки времени принципиально позволяет ускорить отключение больших токов КЗ.

Различают МТЗ с независимой и зависимой характеристиками времени срабатывания.

Мтз с независимой характеристикой времени срабатывания

Мтз с независимой характеристикой времени срабатывания выполняется на базе реле РТ-40, у которого ток уставки ( Iуст. ) регулируется плавно и время

замыкания не зависит от величины тока.

Селективность действия данного вида МТЗ достигается выбором выдержек времени согласно описанному правилу по выражениям (3.1) и (3.2). Согласование времени срабатывания МТЗ рассмотрим на примере, изображённом на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Согласование времени МТЗ линий Л1 и Л2

Ступень селективности чаще всего принимается равной 0,5 с при использовании электромеханических устройств защиты и 0,3 с при использовании микропроцессорных устройств.

Мтз с зависимой характеристикой времени срабатывания

Мтз с зависимой характеристикой времени срабатывания выполняется на базе РТ-80(83,85), у которых ток уставки ( Iуст. ) регулируется ступенчато и время

замыкания контактов зависит от величины протекающего по реле тока. Чем

больше ток, тем быстрее срабатывает реле. Для расчёта времени действия защиты 1 (см. рис. 3.2) на границе зоны действия (точка К1) необходимо знать время действия защиты 2 при КЗ в точке К1, т.е. tсзК12 , тогда tсзК11 ≥ tсзК12 +∆t . Это соотношение выполняется во всём интервале действия РЗ2, когда РЗ1 выступает в роли резервной.

Рис. 3.2. Согласование МТЗ с зависимой выдержкой времени

Определение tсзК12 производится по расчётным кривым для реле РТ-80(83, 85).

Время действия защиты 1 должно быть большим времени действия защиты 2 на том участке сети, где возможна их совместная работа (на рис. 3.2 это линия

2).

Достоинством данного вида МТЗ является то, что большее значение Iкз

отключается с меньшей выдержкой времени, такая ситуация характерна для головных участков сети с односторонним питанием.

Недостаток заключается в том, что реле РТ-80(83, 85) более сложны конструктивно и более дорогостоящие по сравнению с реле РТ-40.

Ток срабатывания максимальной токовой защиты

Ток срабатывания максимальной токовой защиты ( Iсз ) – это минимальный ток в фазах линии, при котором приходит в действие пусковой орган защиты. Ток Iсз выбирается больше максимального рабочего тока защищаемой линии с учётом

необходимости возврата защиты после отключения КЗ защитой предыдущего участка сети ( Iсз должен быть меньше Iкз ).

Важным условием является обеспечение несрабатывания МТЗ при максимальных токах ( Imax нагр. ) и пусковых токов ( Iпуск. ) нагрузки. Для этого необходимо выполнение следующих условий:

1) Iсз > Imax нагр. – пусковые органы защит не должны приходить в действие

при максимальном рабочем токе нагрузки; 2) пусковые органы защиты, пришедшие в действие при внешнем КЗ,

должны вернуться в исходное состояние после его отключения и снижения до Imax нагр. . Для выполнения этого условия ток возврата защиты Iвз , – это наибольший первичный ток, при котором пусковой орган возвращаются в исходное состояние,

– должен удовлетворять требованию:

Iвз > kсзImax нагр. ,

где kсз ≥1,1÷1,3 – коэффициент самозапуска двигательной нагрузки, учитывает возрастание рабочего тока ( Imax нагр. ) за счёт одновременного пуска всех тех электродвигателей, которые затормозились при снижении напряжения во время КЗ.

Токи Iсз и Iвз связаны коэффициентом возврата kв :

kв = Iвз , (3.3)
Iсз
где kв

Источник: https://StudFiles.net/preview/5864533/

Расчет защиты электродвигателя мощностью 800 (кВт)

Как рассчитать максимальную токовую защиту?

Здравствуйте, дорогие читатели сайта «Заметки электрика».

После прочтения сегодняшней статьи Вы научитесь самостоятельно производить расчет защиты электродвигателя мощностью 800 (кВт).

Расскажу небольшую предисторию.

У нас на распределительной подстанции напряжением 10 (кВ), состоящей из двух сборных секций шин, питаются электродвигатели восьми дымососов (вентиляторов) для нужд газоочистки. Последнее время мне все чаще стали передавать замечания по тяжелому пуску этих двигателей, т.е. двигатели запускались не сразу и отключались во время пуска от токовой отсечки.

Данные замечания конечно же нельзя оставлять без внимания.

И первое, что мы сделали, это проверили уставки релейной защиты на самых «проблемных» дымососах. Скажу сразу, что отклонений по уставкам не было, что собственно и не удивило,  т.к. мы своевременно по графику ППР проводим проверку релейной защиты по всем подстанциям предприятия.

Далее мне в голову пришла мысль пересчитать уставки релейной защиты этих дымососов. Т.к. все дымососы были одной мощностью 800 (кВт), то расчет защиты сводился к минимуму — произвести расчет защиты одного электродвигателя мощностью 800 (кВт) и сравнить полученные значения с действующими уставками. Кстати, двигатели асинхронные, просто забыл упомянуть выше.

Итак поехали…

Расчет защиты электродвигателя 800 (кВт)

Перейду сразу к практике. Позвонив электрику газоочистки, я запросил у него технические данные на электродвигатели дымососов (вентиляторов):

Остальные данные имелись в таблице уставок и прочей технической документации.

Это:

  • трансформатор тока с коэффициентом трансформации 150/5
  • схема соединения трансформаторов тока — на разность токов двух фаз (схема прилагается, см. ниже)

Схема соединения трансформаторов тока (на разность токов):

На схеме я указал, где установлены реле токовой отсечки, максимальной токовой защиты от перегруза и реле земляной защиты.

В ячейке установлены 2 трансформатора тока типа ТОЛ-10 с коэффициентом 150/5. Оба трансформатора — двухобмоточные.

Первая обмотка (по схеме Т-1) используется для цепей релейной защиты и собрана по схеме на разность токов двух фаз. Вторая обмотка (по схеме Т-2) используется для цепей измерения и учета электроэнергии (электросчетчики, амперметры) и собрана по схеме неполная звезда.

1. Токовая отсечка (ТО)

Ток срабатывания токовой отсечки (ТО) от междуфазных коротких замыканий можно расчитать двумя способами.

Первый способ заключается в расчете пускового тока электродвигателя дымососа при полном напряжении питающей сети.

Читайте также  Рассчитать падение напряжения в линии

Во втором способе необходимо произвести расчет броска тока в первый момент короткого замыкания в сети.

Предпочтительнее является первый способ. Поэтому по нему я и произведу расчет защиты нашего электродвигателя.

Токовая отсечка у нас выполнена на токовых реле РТ-40 через промежуточное реле KL-1 (РП-23), которое замедляет действие защиты на 0,04 — 0,06 (сек.) при возникновении апериодической составляющей пускового тока. Поэтому в расчетах коэффициент апериодической составляющей мы не учитываем.

Найдем пусковой ток для электродвигателя при пуске от полного напряжения сети:

Найдем первичный ток срабатывания защиты:

Коэффициент надежности  обычно принимается равным 1,2. Коэффициент возврата реле смотрим по протоколам проверки релейной защиты. Он равен 0,85. Подставляем в формулу наши данные и получаем:

Найдем вторичный ток срабатывания защиты:

В нашем случае схема соединения трансформаторов тока выполнена на разность токов двух фаз, поэтому коэффициент схемы будет равен — 1,73. Коэффициент трансформации трансформаторов тока защиты равен 30 (150/5). Подставляем в формулу данные и получаем:

Проверим уставку токовой отсечки на чувствительность. Чувствительность защиты проверяется отношением двухфазного тока короткого замыкания на выводах электродвигателя к первичному току срабатывания защиты.

Ток трехфазного короткого замыкания мы берем из таблицы токов короткого замыкания, составленной мною для удобства расчетов, либо из проекта. Подставляя данные, получаем:

Коэффициент чувствительности, согласно ПУЭ, должен быть больше 2, что удовлетворяет нашему условию.

2. Максимальная токовая защита (МТЗ) от перегруза

Ток срабатывания максимальной токовой защиты (МТЗ) от перегруза рассчитывается от максимального рабочего (номинального) тока электродвигателя.

Найдем первичный ток срабатывания защиты:

Коэффициент надежности и возврата принимаем аналогичными, как при расчете токовой отсечки.

Найдем вторичный ток срабатывания защиты:

В нашем случае схема соединения трансформаторов тока выполнена на разность токов двух фаз, поэтому коэффициент схемы будет равен — 1,73. Коэффициент трансформации трансформаторов тока защиты равен 30 (150/5). Подставляем в формулу данные и получаем:

Проверим уставку максимальной токовой защиты от перегруза на чувствительность. Чувствительность защиты проверяется отношением двухфазного тока короткого замыкания на выводах электродвигателя к первичному току срабатывания защиты.

Ток трехфазного короткого замыкания мы берем из таблицы расчетов токов короткого замыкания, составленной мною для удобства, либо из проекта. Подставляя данные, получаем:

Коэффициент чувствительности согласно ПУЭ должен быть больше 2, что удовлетворяет нашему условию.

Выдержка по времени максимальной токовой защиты от перегрузки составляет 16 (сек.) и выполняется на реле времени.

Вывод

После расчета защиты электродвигателя дымососа сравним действующие и полученные результаты, и сделаем вывод. Чтобы нагляднее проводить сравнение уставок, занесу данные в таблицу.

В первой колонке таблицы указаны виды защит электродвигателей дымососов, в следующих колонках указаны действующие и расчетные уставки.

Итак, что мы видим.

А видим мы то, что ранее произведенный расчет защиты электродвигателя дымососа мощностью 800 (кВт) был произведен не верно.

Но это еще не все. После проделанных мною расчетов я стал искать причину не верного расчета, потому как у меня в голове не укладывалось, почему проектная организация могла так сильно ошибиться в расчетах.

Истина где то рядом…

Нашел я в своем архиве проект на монтаж этой распределительной подстанции, откуда запитаны 8 дымососов и стал его изучать.

И наткнулся на следующее. Во всех таблицах технических данных и расчетов фигурировала мощность дымососов (вентиляторов) 630 (кВт), вместо 800 (кВт).

Вот и стало вся понятно. Перепроверил расчет проектантов — он был правильный и соответствовал моим действующим уставкам.

Тогда остается еще одна «маленькая» неясность. Почему проект был расчитан на дымососы 630 (кВт), а фактически установили на 800 (кВт)? И почему после замены мощности дымососов не пересчитали уставки релейной защиты?

Но ответ на эту загадку остался в далеких 1975 годах.

Все что было написано мною в этой статье было предоставлено в виде отчета на стол главного энергетика, изучив весь материал, он своей подписью заверил мой расчет и было отдано распоряжение на изменение уставок на расчетные.

Изменив уставки, проблему частых отключений от токовой защиты во время пуска электродвигателей дымососов (вентиляторов) мы устранили.

P.S. Если во время прочтения материала у Вас возникли вопросы, то задавайте их в форме комментариев. Если Вам есть, чем поделиться и рассказать свою подобную историю, то с радостью Вас послушаем. Не забывайте подписываться на новые статьи с сайта (вверху в правой колонке сайта), чтобы быть в курсе всех событий.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Источник: http://zametkielectrika.ru/raschet-zashhity-elektrodvigatelya/

Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Часть 2

Как рассчитать максимальную токовую защиту?

  • 7 сентября 2011 г. в 12:53
  • 3447

В первой части данной работы [1] были рассмотрены примеры расчета уставок токовой отсечки. Во второй части приведем пример расчета уставок дифференциальных защит.

Часть 2. Дифференциальные защиты электродвигателя

Согласно требованиям ПУЭ [2] электродвигатели мощностью 5МВт и более, имеющие выводы от начал и концов фазных обмоток, должны защищаться [1] от междуфазных замыканий с помощью дифференциальной токовой защиты.

Такой же защитой должны быть оборудованы электродвигатели мощностью менее 5 МВт, если коэффициент чувствительности ТО (см. [1]) меньше или равен 2.

Измерительный элемент D (рис. 1) определяет значение дифференциального тока Id равного геометрической сумме токов трансформаторов тока ТА1иТА2.

При КЗ внутри защищаемой зоны К1 (внутреннее КЗ) измеряемые токи I 1 и I2 практически совпадают по фазе, поэтому дифференциальный ток Id существенно больше нуля и соизмерим с геометрической суммой этих токов (рис. 2,а).

При КЗ вне зоны К2 (внешнее КЗ) геометрическая сумма токов (дифференциальный ток Id) в идеальном случае (при отсутствии погрешностей трансформаторов тока) равна нулю (рис. 2, б).

Рис. 2 Векторные диаграммы токов при внутреннем (а) и внешнем (б) КЗ [3]

Для обеспечения правильного срабатывания защиты как при внешних, так и при внутренних КЗ в цифровых устройствах используют алгоритм (рис. 3), обеспечивающий торможение (загрубление уставки срабатывания Id уст) с увеличением сравниваемых токов.

Использование такого алгоритма обеспечивает неселективное срабатывание [2] защиты при внешних КЗ и селективное срабатывание при внутренних КЗ, а в случае правильно выбранных уставок — несрабатывание при внешних КЗ.

Данный алгоритм формирует два сигнала:

  • дифференциальный ток Id = ∑I, абсолютное значение которого равно Id = |∑I|;
  • тормозной ток Iторм, равный сумме абсолютных значений сравниваемых токов Iторм = ∑|I|.

Сравнение тормозного и дифференциальных токов происходит в блоке сравнения БС. Алгоритм торможения, примененный в блоках БМРЗ, будет подробно рассмотрен в следующей статье.

Характеристики дифференциальных токовых защит приведены на рис. 4.

Рис. 4 Характеристики ДТО и ДЗТ

Дифференциальная защита электродвигателей может быть реализована в двух- или трехфазном исполнениях.

Двухфазную дифференциальную защиту допускается выполнять при совместном применении с ней одной из защит от:

  • замыканий на землю;
  • двойных замыканий на землю, использующей трансформатор тока нулевой последовательности и токовое реле.

Во всех остальных случаях дифференциальная защита должна выполняться с тремя трансформаторами тока.

В соответствии с требованиями ПУЭ для блоков электродвигатель — трансформатор (автотрансформатор) мощностью более 2 МВт должна предусматриваться дифференциальная отсечка в двухрелейном исполнении, отстроенная от бросков тока намагничивания трансформатора.

Такой же защитой должны быть оборудованы блоки электродвигатель — трансформатор (автотрансформатор) мощностью менее 2 МВт, если коэффициент чувствительности ТО (см. [1]) меньше или равен 2 при междуфазном КЗна выводах электродвигателя.

Для блоков электродвигатель — трансформатор (автотрансформатор) должна быть предусмотрена дифференциальная токовая защита в двухрелейном исполнении с промежуточными насыщающимися трансформаторами тока.

Аналогичной защитой должны быть оборудованы блоки электродвигатель — трансформатор (автотрансформатор) мощностью менее 2 МВт, если ТО (см. [1]) не удовлетворяют требованиям чувствительности.

Согласно [1] оценка чувствительности дифференциальных защит должна производиться при помощи коэффициента чувствительности, определяемого как отношение расчетного значения дифференциального тока при металлическом КЗ в пределах защищаемой зоны к значению дифференциального тока, при котором происходит срабатывание защиты.

Отметим, что при использовании цифровых устройств релейной защиты реализация двух- и трёхфазных исполнений дифференциальных защит не представляет трудностей, так как в этих устройствах предусмотрено необходимое количество цифровых реле максимального тока для каждой фазы.

Известны два варианта выполнения дифференциальной токовой защиты электродвигателей:

  • с током срабатывания меньше номинального тока защищаемого электродвигателя;
  • с током срабатывания больше номинального тока защищаемого электродвигателя.

Первый вариант защиты применяют на объектах с постоянным обслуживающим персоналом.

При его использовании следует учитывать возможность неправильного действия защиты электродвигателя при:

  • обрыве или другой неисправности токовых цепей;
  • неисправности одного из трансформаторов тока.

Тем не менее, данный вариант защиты обеспечивает минимизацию объема повреждений в электродвигателях при внутренних междуфазных коротких замыканиях в статорной обмотке машины.

Второй вариант защиты рекомендован для применения на ответственных объектах и обеспечивает её правильную работу при:

  • обрыве и неисправности токовых цепей;
  • неисправности одного из трансформаторов тока.

Дифференциальная токовая защита с торможением (ДЗТ) является основной. Вместе с ней применяют дифференциальную токовую отсечку (ДТО), являющуюся вспомогательной по отношению к ДЗТ.

Существуют исполнения блоков серии БМРЗ-100 в которых предусмотрен только алгоритм ДТО (рис. 5), а алгоритм ДЗТ отсутствует.

Рис. 5 Алгоритм дифференциальной токовой отсечки в блоке БМРЗ

В блоке А1 такого алгоритма выявляются максимальные значения токов со стороны питания защищаемого объекта Iв, а в блоке А2 — максимальные значения токов со стороны общей точки (нейтрали) защищаемого объекта Iн.

Дифференциальный ток вычисляет блок А3 по формуле (9) [3]:

id(t) =iв>>1= 1,1×2810 = 3091) < (17×300 = 5100)
(6-3)

Из соотношения (6-3) видно, что для выбранных трансформаторов тока соотношение (6) выполняется, так погрешность трансформаторов тока не будет превышать 10%. Поэтому можно продолжать расчет.

В связи с тем, что в [2] использование дифференциальной токовой защиты связано с коэффициентом чувствительности ТО, определим значение тока двухфазного КЗ на вводах питания электродвигателя по формуле (7) [1]:

Пример
1.17Расчетный ток двухфазного КЗ на вводах питания электродвигателя:

Коэффициент чувствительности, представляет собой отношение расчетного значения фазного тока при металлическом КЗ в пределах защищаемой зоны к фазному току, соответствующему срабатыванию защиты вычисляем по формуле (8) [1]:

Пример
1.18Коэффициент чувствительности:(8-2)

В связи с тем, что значение коэффициента чувствительности равно 1,54 (т.е. меньше 2), необходимо применять дифференциальную токовую защиту.

Для дальнейших расчетов необходимо определить полные относительные погрешности выбранных трансформаторов тока :

  • -при токе, соответствующем максимальному броску апериодической составляющей пускового тока электродвигателя (для ТТ, установленных со стороны нейтрали электродвигателя);
  • — при номинальном токе электродвигателя (для ТТ, установленных со стороны нейтрали электродвигателя).

Для определения этих характеристик воспользуемся типовой кривой намагничивания (рис. 5).

Рис. 5 Типовая кривая намагничивания [6]

На рис. 5 приняты такие обозначения:

  • — максимальная кратность измеряемого тока по отношению к номинальному току трансформатора тока;
  • — допустимая кратность измеряемого тока, соответствующая погрешности .

Для повышения точности расчета необходимо использовать кривую намагничивания для того типа трансформатора тока, который использован в системе защиты.

Расчетное значение максимального тока небаланса Iнб.пуск, соответствующее максимальному броску пускового тока электродвигателя Iбр.пуск рассчитывается по формуле (9)

А
(9)

где -основная относительная погрешность измерения дифференциального тока цифровым устройством РЗА (складывается из погрешностей измерения двух токовых каналов, погрешность каждого — 2,5%); — технологический запас, обусловленный наличием дополнительной погрешности измерения устройством. Для расчетов принимается равным половине основной погрешности измерения дифференциального тока ().

Пример
1.19Расчетное значение расчетное значение максимального тока небалансаIнб.пуск, соответствующее максимальному значению броска пускового тока электродвигателя с учётом апериодической составляющейIбр.пуск:(9-1)

Максимальный ток небаланса в цепях дифференциальной защиты находим по формуле (10) в которой учтено значение коэффициента отстройки :

где=1,2 — коэффициент отстройки.

Пример
1.20Используя полученные в формуле (9-1) значения находим:(10-1)

Коэффициент торможения дифференциальной защиты вычисляют по формуле (11):

После вычислений значение коэффициента торможения округляют в большую сторону до сотых долей:

Пример
1.21Вычисляем(11-1)

Следующий этап расчета — определение уставки срабатывания дифференциальной токовой отсечки ДТО по формуле (12):

, А
(12)

При выборе уставки необходимо учесть необходимость отстройки от максимального тока небаланса при максимальном броске пускового тока электродвигателя, т.е. :

Пример
1.22 Подставив полученные ранее значения коэффициента торможения и максимального броска пускового тока в формулу (12), получим значение уставки ДТО:

Для расчета уставки дифференциальной токовой защиты с торможением Iдзт необходимо предварительно найти максимальное значение тока небаланса при номинальном токе двигателя по формуле (13):


(13)

Пример
1.23 Подставив полученные ранее значения в формулу (13) получим:(13-1)

Значение уставки Iдзт должно быть равно или превышать произведение тока небаланса на коэффициент отстройки (14):

(14)

где =1,2 — коэффициент отстройки.

Пример
1.24 Полученные ранее значения позволяют вычислить по формуле (14) нижнее значение уставки Iдзт(14-1)

Как уже было сказано выше, ток срабатывания дифференциальной защиты выбирают либо меньше, либо больше номинального тока защищаемого электродвигателя, при этом значение Iдзт должно находиться в диапазоне от 0,3 Iном до 1,2 Iном.

В связи с тем, что полученное по формуле (14) значение Iдзт меньше, чем минимально рекомендуемое (0,3 Iном), то нижнюю границу уставки Iдзт найдем по другому соотношению, по номинальному току электродвигателя и нижней границе значения Iдзт:

(15)

Необходимо отметить, что данное соотношение применимо в том случае, когда уставку срабатывания выбирают ниже номинального тока электродвигателя, а вычисления по формуле (14) дают результат меньше, чем 0,3 Iном.

Для построения характеристики срабатывания ДЗТ (см. рис. 4) необходимо по формуле (16) определить точку Iторм1, в которой происходит её излом: ,А (16)

Пример
1.25 Подставив значения в формулу (16) получим:(16-1)

На основании результатов расчета можно построить характеристику дифференциальной защиты (рис. 6).

Рис. 6 Расчетные характеристики дифференциальной токовой

защиты для двигателя ДАЗО-2000-6

Проверка чувствительности защиты производится путем определения коэффициента чувствительности защиты при двухфазном КЗ на вводах питания электродвигателя для ДЗТ по формуле (17):

Пример
1.26Подставив значения в формулу (17) получим:(17-1)

Чувствительность ДТО при двухфазном КЗ на вводах питания электродвигателя определим, используя полученное ранее значение Iдто:

Пример
1.26 Подставив значения в формулу (17) получим:(17-2)

Поскольку коэффициенты чувствительности для значений IДТО IДЗТ больше 2, то защита удовлетворяет требованиям ПУЭ [2].

Выдержка времени для ДТО и ДЗТ устанавливается нулевой.

Литература

  1. Гондуров С.А., Михалев С.В., Пирогов М.Г., Захаров О.Г. Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Токовая отсечка. //Материал размещен на странице:http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/to.htm
  2. Правила устройства электроустановок. М.: Госэнергонадзор России, 1998, 608 с.
  3. Шнеерсон Э.М. Цифровая релейная защита. М.: Энергоатомиздат, 2007, 549 с.
  4. Александров А.М.

    Выбор уставок срабатывания защит асинхронных электродвигателей напряжением выше 1 кВ. М.: Энергоатомиздат, 1987/

  5. Королев Е.П., Либерзон Э.М. Расчеты допустимых нагрузок в токовых цепях релейной защиты. М.: Энергия, 1980.
  6. Шабад М.А. Трансформаторы тока в схемах релейной защиты. Экспериментальная и расчетная проверки. Конспект лекций. СПб, ПЭИПК, 2010.

[1] В случаях, когда не применяются предохранители.

[2] Срабатывание может быть обусловлено возможным нарушением баланса токов из-за неодинакового насыщения трансформаторов тока.

[3] Формулы (1) — (8) приведены в работе [1].

[4] Опыт использования алгоритмов дифференциальной защиты показал ненужность использования в них элемента задержки времени.

[5] Нумерация примеров и формул продолжает нумерацию, начатую в [1]

Гондуров С.А., Михалев С.В., Пирогов М.Г., Захаров О.Г.

НТЦ «Механотроника», С-Петербург

Источник: https://www.elec.ru/articles/raschet-ustavok-dlya-cifrovyh-ustrojstv-relejnoj-z/

Расчет зоны действия ТО, принцип действия

Как рассчитать максимальную токовую защиту?

Токовая отсечка – это разновидность максимальной токовой защиты с ограниченной зоной действия, предназначенная для быстрого отключения короткого замыкания. Отсечки бывают мгновенные и с малой выдержкой времени до 0,6 секунд. Отличие отсечки от мтз в отсутствии у токовой отсечки реле времени.

Селективность действия токовой отсечки достигается ограничением ее зоны действия. Эта защита отстраивается от тока КЗ в конце защищаемой линии или места, до которого она должна действовать. Ниже рассмотрим принцип действия различных токовых отсечек и их расчет.

Мгновенная токовая отсечка на линии с односторонним питанием

Зона действия токовой отсечки определяется графически. На рисунке наша защищаемая линия между точками АВ. Сначала строится кривая зависимость значения тока короткого замыкания от расстояния до точки КЗ. Точка КЗ в нашем примере – это конец линии, точка А.

Затем строится прямая параллельная оси расстояния равная току срабатывания отсечки. Область пересечения прямой и кривой представляет собой зону действия защиты. В нашем примере зона действия защиты – это отрезок ВБ.

Также зону действия токовой отсечки можно определить по выражению:

где:

  • xЛ – сопротивление линии, для которой выбираем защиту
  • EC – эквивалентная ЭДС генераторов системы
  • xC – сопротивление системы

Ток срабатывания защиты определяется по выражению ниже:

где:

  • kН – коэффициент надежности
  • IK.MAX – максимальный ток короткого замыкания в конце линии

Коэффициент надежности учитывает погрешности при расчете тока кз и погрешность срабатывания реле.

Коэффициент чувствительности отсечки рассчитывается по выражению:

где в числителе максимальный ток КЗ в начале защищаемой линии, в примере это точка В, а в знаменателе ток срабатывания защиты.

Мгновенная токовая отсечка на линии с двусторонним питанием

Рассмотрим схему линии с двусторонним питанием. По обоим концам расположены генераторы. Вначале необходимо определить максимальные токи короткого замыкания в конце линии с обеих сторон. Тот из токов, величина которого будет больше, и будет принят за максимальный ток короткого замыкания.

На линиях с двусторонним питанием ставится два комплекта отсечек с обеих сторон линии. Зоны действия определяются аналогично, как и для линии с односторонним питанием.

На рисунке у нас одна отсечка защищает при кз в точке А, вторая при кз в точке В. Зона действия первой – ВБ, второй – АГ. Максимальный ток кз в нашем случае больше Ik(A). Его и принимаем за расчетный для обеих отсечек.

Ток срабатывания защиты выбирается по большему из двух выражений:

Второе выражение используют при расчетах на линиях с двусторонним питанием. При наличии двух источников питания (генераторов), между ними проходят токи качания.

Максимальный ток качания определяется как сумма ЭДС генераторов деленная на сопротивление цепи между двумя генераторами, включая сопротивления генераторов (сверхпереходные x”d).

Мгновенные токовые отсечки являются самыми простыми защитами. К их плюсам можно отнести быстродействие и простоту схемы. К недостаткам относится область действия, так как она не распространяется на всю линию. Кроме линий, токовые отсечки применяются на трансформаторах. Стоит упомянуть и токовые отсечки, с выдержкой времени. А если соединить отсечку с выдержкой времени, мгновенную и максимальную токовую защиту, то получится трехступенчатая защита, которая может заменить более сложные защиты.

Токовая отсечка трансформатора

Токовая отсечка трансформатора является самой простой защитой трансформатора, которая защищает его от однофазных и междуфазных коротких замыканий. Принцип действия аналогичен принципу действия токовой отсечки линии.

Отсечка не будет срабатывать при повреждениях, сопровождаемых малыми токами, например, витковые замыкания, замыкания на землю в обмотке. Устанавливается токовая отсечка на трансформаторах мощностью менее 6300кВА. Если на трансформаторе установлена дифференциальная защита, то токовая отсечка не требуется.

Перейдем к расчету параметров защиты. Начнем с тока срабатывания защиты.

Ток срабатывания токовой отсечки отстраивается от броска тока намагничивания и от максимального тока короткого замыкания за трансформатором. Бросок тока намагничивания, который появляется при пуске трансформатора, составляет 3-5 от номинального.

где

  • kН – коэффициент надежности, зависит от типа реле
  • IK.MAX – максимальный ток короткого замыкания за трансформатором
  • IНАМ – ток намагничивания трансформатора, равный 3-5 от номинального тока трансформатора

Ток срабатывания реле (уставка) определяется по выражению ниже:

где

  • kСХ – коэффициент схемы
  • IС.З. – ток срабатывания защиты
  • nТТ – коэффициент трансформации ТТ

Коэффициент чувствительности токовой отсечки трансформатора

К преимуществам отсечки относится её быстродействие. Мгновенное отключение позволяет уменьшить возможные повреждения трансформатора и оборудования, запитанного от трансформатора.

К недостаткам можно отнести то, что зона действия отсечки ограничена. Поэтому отсечка вместе с газовой защитой трансформатора и максимальной токовой защитой составляют защиту трансформаторов малой мощности.

Источник: https://pomegerim.ru/rza/to-ras4et-princip-deystvia.php

Статьи

Как рассчитать максимальную токовую защиту?
sh: 1: —format=html: not found

31 августа 2017 года в 00:44, Чт

ОбщееСП 256.1325800.2016 Проектированиеи монтаж электроустановок жилых и общественных зданийПУЭ 7 изд.Кабельные изделияГОСТ Р 50571.5.52-2011/МЭК 60364-5-52:2009 Электроустановки низковольтные. Част…

Читать

2 ноября 2016 года в 21:59, Ср

Данная статья взята с сайта http://vgs-design-el.blogspot.ru/ «Проектируем электрику вместе» Об авторе блога http://vgs-design-el.blogspot.ru/Сологубов Виктор Григорьевич, 65 лет. Закончил…

Читать

aliot1970

20 июля 2016 года в 00:04, Ср

Об изменении ГОСТ по качеству ЭЭ на 2016 год. В результате приказом Росстандарта от 22 июля 2013г. №400-ст с 01 июля 2014г. ГOCT Р 54149- 2010 был отменен, в связи с принятием и введением в…

Читать

6 декабря 2015 года в 22:24, Вс

При выборе дизельной электростанции (ДЭС) в качестве автономного (основного или резервного) источника электроэнергии проектировщика подстерегают несколько подводных камней. Одним из таких «камней» явл…

Читать

31 августа 2017 года в 00:44, Чт

ОбщееСП 256.1325800.2016 Проектированиеи монтаж электроустановок жилых и общественных зданийПУЭ 7 изд.Кабельные изделияГОСТ Р 50571.5.52-2011/МЭК 60364-5-52:2009 Электроустановки низковольтные. Част…

Читать

2 ноября 2016 года в 21:59, Ср

Данная статья взята с сайта http://vgs-design-el.blogspot.ru/ «Проектируем электрику вместе» Об авторе блога http://vgs-design-el.blogspot.ru/Сологубов Виктор Григорьевич, 65 лет. Закончил…

Читать

aliot1970

20 июля 2016 года в 00:04, Ср

Об изменении ГОСТ по качеству ЭЭ на 2016 год. В результате приказом Росстандарта от 22 июля 2013г. №400-ст с 01 июля 2014г. ГOCT Р 54149- 2010 был отменен, в связи с принятием и введением в…

Читать

6 декабря 2015 года в 22:24, Вс

При выборе дизельной электростанции (ДЭС) в качестве автономного (основного или резервного) источника электроэнергии проектировщика подстерегают несколько подводных камней. Одним из таких «камней» явл…

Читать

Page 3

14 мая 2015 года в 13:20, Чт

Удобный онлайн-конвертор величинhttp://www.translatorscafe.com/cafe/RU/units-converter/moment-of-force/8-2/kilogram-force_meter-kilonewton_meter/…

Читать

5 мая 2015 года в 18:23, Вт

Проще в использовании по сравнению с бумажными таблицами координацииБыстрее, чем тяжелые программные продукты, разработанные для комплексных электротехнических расчетовВсегда актуальная информация об…

Читать

29 апреля 2015 года в 11:47, Ср

Публичная кадастровая карта – это справочно-информационный сервис для предоставления пользователям сведений Государственного кадастра недвижимости на территорию Российской Федерации.Сервис предлагает…

Читать

28 апреля 2015 года в 17:48, Вт

Веб-сервисы для кадастровых инженеров — это полезные механизмы, например, для конвертирования информации в другой формат, в другую XML-схему, проверка схем, просмотр графики и т.п.Каждый сервис выполн…

Читать

Page 4

serg752

Скачиваний: 0

М-Марина

Скачиваний: 0

ratt3e

Скачиваний: 0

kostas

Скачиваний: 0

Аббос

Скачиваний: 0

Все файлы представлены исключительно для ознакомления и не должны использоваться в коммерческих целях.

После ознакомления удалите со своего компьютера файлы, взятые с сайта.Для использования в профессиональной деятельности (проектирование и т.п.) необходимо приобретатьдокументацию у разработчика или официальных распространителей (поставщиков).Все материалы представленные на сайте были отсканированы и присланы посетителями данного ресурса.Достоверность представленной информации не гарантируется.

Вся информация выкладывается «как есть» (в том виде, в каком была прислана).Если в оригинале документа присутствовал знак защиты авторских прав ©, удаление данного знака лежит целиком на совести лица,приславшего материал. При выявлении таких документов, они будут незамедлительно удалены.

Если вы являетесь правообладателем и считаете, что размещение файла на данном рессурсе нарушает Ваши авторские права, то пожалуйста свяжитесь с администрацией сайта и данный файл будет незамедлительно удалён.

Page 5

Для скачивания необходимо зарегистрироваться на сайте.

ПКЭНЕРГИЯ

Скачиваний: 38

Различные варианты крепления провода марки СИП с помощью линейной арматуры и не только. Формат файла: dwg.

Все файлы представлены исключительно для ознакомления и не должны использоваться в коммерческих целях.

После ознакомления удалите со своего компьютера файлы, взятые с сайта.Для использования в профессиональной деятельности (проектирование и т.п.) необходимо приобретатьдокументацию у разработчика или официальных распространителей (поставщиков).Все материалы представленные на сайте были отсканированы и присланы посетителями данного ресурса.Достоверность представленной информации не гарантируется.

Вся информация выкладывается «как есть» (в том виде, в каком была прислана).Если в оригинале документа присутствовал знак защиты авторских прав ©, удаление данного знака лежит целиком на совести лица,приславшего материал. При выявлении таких документов, они будут незамедлительно удалены.

Если вы являетесь правообладателем и считаете, что размещение файла на данном рессурсе нарушает Ваши авторские права, то пожалуйста свяжитесь с администрацией сайта и данный файл будет незамедлительно удалён.

by

Page 6

  1. Проектирование электроснабжения
  2. Строительство объектов электроснабжения

Занимаю должность гл.Энергетика. Работу электрика прошел самых низов. мне было очень интересно этим заниматься (электромонтажом различных объектов от мала до велика.) Сейчас все чаще приходиться напрягать мозги ,а не мышцы.Но и это приносит плоды удовлетворения.

by Disqus

Page 7

  1. Проектирование электроснабжения
  2. Строительство объектов электроснабжения

электрик-аврийщик 0,4 кВ,начальник электромонтажного участка,проектировщик электроснабжения 10 кВ,начальник электротехнической лаборатории,начальник проектного отдела by Disqus

Page 8

  1. Строительство объектов электроснабжения

Электромонтажные работы  в квартире, на дачи, офисе. 

by Disqus

Page 9

  1. Проектирование электроснабжения
  2. Строительство объектов электроснабжения

Электромонтаж Подольск, электромонтажные работы в Москве и области, с удовольствием.!!! Только Российские дипломированные  специалисты!

by Disqus

Page 10

  1. Проектирование электроснабжения
  2. Строительство объектов электроснабжения

Проектирование и монтаж электрических сетей, освещения и видеонаблюдения. Альтернативная энергетика: ветро-электростанции, солнечные электростанции, ИБП, ДГУ.

by Disqus

Page 11

  1. Проектирование электроснабжения
  2. Строительство объектов электроснабжения
  • обследования объектов строительства или реконструкции с выдачей рекомендаций по их развитию;
  • специализированная помощь по вопросам присоединения к электрическим сетям;
  • согласования проектной и исполнительной документации на стадии проекта и строительства.

Мы оказываем услуги по оформлению:

  •  технических условий на присоединение мощности к электросетям;
  •  разрешений на присоединение мощности к электросетям;
  • открытию и закрытию ордеров на проведение земляных и прочих строительных работ;
  • проектов производства работ;
  • проектов электроснабжения.

Разработка проектной документации:

  • электроснабжения и электрооборудования объектов, зданий и сооружений;
  •  Проектирование сетей электроснабжения
  • Проектирование электроснабжения жилых и нежилых помещений
  • Разработка проекта электроснабжения высоковольтных сетей до 110 кВ
  • Проектирование систем электроснабжения объектов
  • строительства, реконструкции и оборудования электрических станций и подстанций до 110 кВ;
  • Проектирование электрических подстанций
  • Проектирование трансформаторных подстанций
  • электрических сетей 0,4-110 кВ.
  • промышленные объекты, склады и т.п.;
  • жилые кварталы и районы;
  • линии электроснабжения удаленных объектов.

Высококвалифицированные специалисты проектировщики с большим стажем, работающие в нашем коллективе, всегда готовы оказать качественную помощь по проектированию в области строительства и электроснабжения.

Комплекс работ связанных с вводом в эксплуатацию электроустановок низкого, среднего и высокого напряжения:

  • выполнение полного спектра  работ по монтажу новых отдельно стоящих и встроенных РП, РТП, ТП, БКРТП, БКТП и ПС, а также реконструируемых;
  • прокладка кабельных трасс напряжением 0,4 — 110 кВ;
  • пуско-наладочные работы всего комплекса;
  • технические консультации на всех этапах проведения работ.

Комплекс работ, включающий проверку, настройку и испытания электрооборудования с целью обеспечения электрических параметров и режимов, заданных проектом:

  • наладка электрооборудования в электрических сетях до 110 кВ включительно;

Источник: http://www.likeproject.ru/article.php?cont=long&id=63

Максимальная токовая защита: МТЗ, принцип действия, реализация, схемы, выбор уставок

Как рассчитать максимальную токовую защиту?

При коротком замыкании ток в линии увеличивается. Этот признак используется для выполнения токовых защит. Максимальная токовая защита (МТЗ) приходит в действие при увеличении тока в фазах линии сверх определенного значения.

Токовые защиты подразделяются на МТЗ, в которых для обеспечения селективности используется выдержка времени, и токовые отсечки, где селективность достигается выбором тока срабатывания. Таким образом, главное отличие между разными типами токовых защит в способе обеспечения селективности.

Рис. 4.1.1

Мтз с независимой выдержкой времени

МТЗ – основная защита для воздушных линий с односторонним питанием. МТЗ оснащаются не только ЛЭП, но также и силовые трансформаторы, кабельные линии, мощные двигатели напряжением 6, 10 кВ.

Рис. 4.2.1

Расположение защиты в начале каждой линии со стороны источника питания. На рис. 4.2.1 изображено действие защит при КЗ в точке К. Выдержки времени защит подбираются по ступенчатому принципу и не зависят от величины тока, протекающего по реле.

Трехфазная схема защиты МТЗ на постоянном оперативном токе

Схема защиты представлена на рис.4.2.2: Основные реле:

  • Пусковой орган – токовые реле КА.
  • Орган времени – реле времени КТ.

Вспомогательные реле:

  • KL – промежуточное реле;
  • KH – указательное реле.

Рис. 4.2.2

Промежуточное реле устанавливается в тех случаях, когда реле времени не может замыкать цепь катушки отключения YAT из-за недостаточной мощности своих контактов. Блок-контакт выключателя SQ служит для разрыва тока, протекающего по катушке отключения, так как контакты промежуточных реле не рассчитываются на размыкание. 

Двухфазные схемы защиты МТЗ на постоянном оперативном токе

В тех случаях, когда МТЗ должна реагировать только при междуфазных КЗ, применяются двухфазные схемы с двумя или одним реле, как более дешевые.

Двухрелейная схема

Рис. 4.2.3

Достоинства

1. Схема реагирует на все междуфазные КЗ на линиях.

2. Экономичнее трехфазной схемы.

Недостатки

Меньшая чувствительность при 2 – фазных КЗ за трансформатором с соединением обмоток Y/–11 гр. (В два раза меньше чем у трехфазной схемы).

Рис. 4.2.4

При необходимости чувствительность можно повысить, установив третье токовое реле в общем проводе токовых цепей. Чувствительность повышается в два раза – схема становиться равноценной по чувствительности с трехфазной.

Схемы широко применяются в сетях с изолированной нейтралью, где возможны только междуфазные КЗ.

двухфазные схемы применяются в качестве защиты от междуфазных КЗ и в сетях с глухозаземленной нейтралью, при этом для защиты от однофазных КЗ устанавливается дополнительная защита, реагирующая на ток нулевой последовательности.

Одно-релейная схема МТЗ

 Рис. 4.2.5

Схема реагирует на все случаи междуфазных КЗ.

Достоинства

Только одно токовое реле.

Недостатки

  1. Меньшая чувствительность по сравнению с 2 – релейной схемой при КЗ между фазами АВ и ВС.
  2. Недействие защиты при одном из трех возможных случаев 2 – фазных КЗ за трансформатором с соединением обмоток Y/–11 гр.
  3. Более низкая надежность – при неисправности единственного токового реле происходит отказ защиты. Схема применяется в распределительных сетях 6…10 кВ и для защиты электродвигателей.

Рис. 4.2.6

Выбор тока срабатывания защиты МТЗ

Защита должна надежно срабатывать при повреждениях, но не должна действовать при максимальных токах нагрузки и её кратковременных толчках (например, запуск двигателей).

  • Слишком чувствительная защита может привести к неоправданным отключениям.
  • задача при выборе тока срабатывания состоит в надежной отстройке защиты от токов нагрузки.

Существуют два условия определения тока срабатывания защиты.

Первое условие. Токовые реле не должны приходить в действие от тока нагрузки:

Iс.з>Iн.макс, (4.1)

где Iс.з – ток срабатывания защиты (наименьший первичный ток в фазе линии, необходимый для действия защиты);

Iн.макс – максимальный рабочий ток нагрузки.

Второе условие. Токовые реле, сработавшие при КЗ в сети, должны надёжно возвращаться в исходное положение после отключения КЗ при оставшемся в защищаемой линии рабочем токе.

При КЗ приходят в действие реле защит I и II (рис.4.2.1). После отключения КЗ защитой I прохождение тока КЗ прекращается и токовые реле защиты II должны вернуться в исходное положение.

Ток возврата реле должен быть больше тока нагрузки линии, проходящего через защиту II после отключения КЗ.

 И этот ток в первые моменты времени после отключения КЗ имеет повышенное значение из–за пусковых токов электродвигателей, которые при КЗ тормозятся вследствие понижения (при КЗ) напряжения:

Рис. 4.2.7

Iвоз>kзIн.макс . (4.2)

Увеличение Iн.макс, вызванное самозапуском двигателей, оценивается коэффициентом запуска kз.

Учет самозапуска двигателей является обязательным.

При выполнении условия (4.2) выполняется и условие (4.1), так как IвозtввI+tпI+tвI. (4.9)

Выдержка времени защиты II может быть определена как

tввII=tввI+tпI+tвI+tпII+tзап, (4.10)

где tпII – погрешность в сторону снижения выдержки времени защиты II; tзап – время запаса.

Таким образом, минимальная ступень времени t может быть вычислена как

t=tввII – tввI=tпI+tвI+tпII+tзап. (4.11)

По формуле (4.11) определяется ступень времени для защит с независимой характеристикой времени срабатывания от тока.

Рекомендуется принимать t =0,35…0,6 с.

Выбор времени действия защит МТЗ

Источник: https://pue8.ru/relejnaya-zashchita/244-maksimalnaya-tokovaya-zashchita.html