АЛМАТИНСКИЙ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Коммерциялық емес акционерлік қоғам

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Өндірістік кәсіпорындарды электрмен жабдықтау кафедрасы

ЭЛЕКТРМЕН ЖАБДЫҚТАУ ЖҮЙЕЛЕРІНДЕГІ РЕЛЕЛІК ҚОРҒАНЫС ЖӘНЕ АВТОМАТИКА

5В071800-Электр энергетика мамандығының студенттерінің

№1,2 есептік-графикалық жұмыстарына әдістемелік нұсқаулар

Алматы 2010

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: М.В. Башкиров, Г.С.Жунусова. Электрмен жабдықтау жүйелеріндегі релелік қорғаныс және автоматика. 5В071800-электр энергетика мамандығының студенттерінің №1,2 есептік-графикалық жұмыстарына әдістемелік нұсқаулар- Алматы: АЭжБУ, 2010.-33 б.

Сипаттамаға №1,2 есептік-графикалық жұмыстардың тапсырмалары және оларды орындаудың әдістемелік нұсқаулары және де қажетті әдебиеттер тізімі енгізілген.

Мазмұны

Кіріспе	4
1 Есептік-графикалық жұмыстарға тапсырмалар және әдістемелік нұсқаулар
2 Трансформатордың қорғанысын есептеудің әдістемелік нұсаулары	16
2.1 Цех трансформаторларының ток үзіндісі	16
2.1.1 Трансформаторлардың бойлық дифференциалды қорғанысы	16
2.1.2 Қалыпты емес режимдер және олардан қорғану	19
2.2 1000В жоғары асинхронды және синхронды қозғалтқыштарды қорғау	20
2.2.1 Токтық үзінді	20
2.2.2 Статор орамындағы жерге тұйықталудан қорғаныс	20
2.2.3 Асқын жүктеме және асинхронды жүрістен максималды токтық қорғаныс (СҚ үшін)	21
2.2.4 Кернеу төмендеуінен қорғаныс	21
2.3 Төменгі кернеулі электр қозғалтқыштарды қорғау	21
А қосымшасы	25
Б қосымшасы	26
В қосымшасы	27
Г қосымшасы	28
Д қосымшасы	29
Е қосымшасы	30
Ж қосымшасы	31
Әдебиеттер тізімі	32

Кіріспе

Оқу жоспарына сай, 5В071800-Электр энергетика мамандығы бойынша оқитын студенттер, «Электрмен жабдықтау жүйелерінің релелік қорғанысы және авоматикасы» және «Жарықтандыру тораптарын электрмен жабдықтау жүйелерінің релелік қорғанысы» курсын оқиды, мұнда студенттердің пәннің өткен тарауларын бекітуге көмектесетін екі есептік-графикалық жұмыстар қарастырылған.

Курс бойынша студенттер есептік-графикалық жұмыстарды сәтті жасап және қорғаған соң емтиханға жіберіледі.

1 Есептік-графикалық жұмыстарға тапсырмалар және әдістемелік нұсқаулар

Электрмен жабдықтау жүйелерінің релелік қорғанысы және авоматикасы, жарықтандыру тораптарын электрмен жабдықтау жүйелерінің релелік қорғанысы есептік-графикалық жұмыстарының тапсырмалар жинағында 100 аса нұсқасы бар.

Студенттер тапсырмалар нұсқасын үш белгіге: фамилиясының бірінші әрпі, сынақ кітапшасының соңғы және соңғының алдындағы сандарға қарап таңдайды

Тапсырмалардың негізгі сипаттамалары 1.1-1.4 кестелерде (студенттің фамилиясының бірінші әрпі, сынақ кітапшасының соңғы және соңғының алдындағы сандары), ал орындалатын жұмыстың көлемі 1.5 кестеде (студенттің фамилиясының бірінші әрпі– (+) –орындау) көрсетілген.

Берілген электрмен жабдықтау жүйелерінің қалыпты және апаттық режімдерінің сипаттамалары негізінде студенттер, электрмен жабдықтау жүйелерінің релелік қорғанысын жобалаумен байланысты бірқатар сұрақтар кешенін шешеді.

Есептік-графикалық жұмысқа 10-15 беттік қорғаныс сұлбалары бар түсіндірме жазба кіреді. Есептік-графикалық жұмыс келесі кезекте орындалады:

1.1 ЭҚОЕ және осы құралдың қосымшасын (Ж) қолдана отырып, тұтынушылардың категориясын есепке алғандағы, кәсіпорынды электрмен жабдықтау жүйелерінің барлық релелік қорғанысының (1.1-1.4 суретті қара) көлемі мен тізімін таңдау қажет:

1.1.1 ЭЖЖ 35¸220 кВ.

1.1.2 кәбілді желілер 6-10 кВ.

1.1.3 бас төмендеткіш қосалқы стансасының трансформаторлары (БТҚС)

1.1.4 цех трансформаторлары (ТҚС).

1.1.5 синхронды және асинхронды қозғалтқыштар (СҚ және АҚ).

Мысалы: ЭҚОЕ сай қуаты 6,3 МВА БТҚС трансформаторларында қорғаныс пен автоматиканың келесі түрлері орнатылады:

а) бойлық дифференциалды қорғаныс;

б) газдық қорғаныс;

в) жоғары кернеу жағындағы екі немесе бір уақыт ұстамы бар максималды токтық қорғаныс;

г) белгіге әсер ететін асқын жүктемеден токтық қорғаныс;

д) жүктемедегі трансформаторлардың кернеуін автоматты түрде реттеу.

6-10 кВ жинақтаушы шиналардағы секционды ажыратқыштарда:

а) уақыт ұстамы жоқ максималды токтық қорғаныс (ток үзіндісі), АРҚ әсер ету уақытына ғана енгізілген;

б) 6-10 кВ секциялы ажыратқышының АРҚ.

1.2 1.5 кестеде (+ орындау) көрсетілген электрмен жабдықтау элементтеріне және 1.1-1.4 кестеде (Б-И) қосымшаларындағы олардың техникалық берілгендеріне қорғаныстың принципиалды сұлбасын таңдау және сызу, токтық, дифференциалды релелердің қойылымын, қорғаныстың сезімталдығын, максималды токтық қорғаныстың (МТҚ) уақыт ұстанымын есептеу. Барлық есептеуден соң токтық қорғаныстың селективті картасын тұрғызу қажет.

БТҚС трансформаторларының дифференциалды қорғанысының токтық үзіндісін есептеу үшін және таңдалған токтық қорғанысты сезімталдыққа тексеру үшін, алдын-ала К-2-К4 нүктелеріндегі қысқа тұйықталу тогын (үш және екі фазалы ҚТ) есептеу қажет.

БТҚС, БТП және АП жинақтаушы шиналарының секциялы ажыратқыштары қалыпты қоректену режімінде ажыратылған және БТҚС трансформаторлары мен қоректендіру желілері бөлек жұмыс жасайтынын есепке алып орынбасу сұлбасын жасайды, ал К-1 нүктесіне дейінгі ЖЭО немесе жүйенің кедергісі салыстырмалы бірліктермен анықталады

Атанған бірліктермен

АС-(3х240) ЭЖЖ-37-220 кВ, 6-10 кВ кәбілді жүйелерінің, цех трансформаторларының, синхронды және асинхронды қозғалтқыштардың активті кедергілерін ҚТ тогын есептеу кезінде есепке алмауға да болады, егер

Токтық қорғаныстың сезімталдығын тексеру үшін ҚТ екі фазалы тогы былай анықталады

I^{( 2 )}_кз= 0,87 I^{(
3 )}_кз. (1.2)

Токтық қорғанысты есептеу үшін ток жүктемесін қорғалатын элементтің (трансформатордың, қозғалтқыштың) номиналды қуатымен, кәбілді желінің рұқсат етілген тогымен таңдауға болады, ал максималды токты эксплуатациялық асқын жүктемені (өзі іске қосылу тогы) есепке алып 2-3 есеге жоғарылатуға болады. Ток трансформаторларын қорғалатын элементтердің номиналды тогынан 1,5-2,0 есе көп етіп таңдауға болады (егер I_н = 76 А, К_т = 100/5 - 150 / 5).

Селективтілік картасы ток қорғанысына қойылады (МТЗ и ТО), сонымен бірге кернеуі 0,4 ( 0,69 ) - 6 (10 ) - 35 ( 220 ) кВ электрмен жабдықтау жүйелерінің тізбектелген элементтерінің уақыт-токтық сипаттамасының графикалық келісімі жасалады.

Цех трансформаторларының МТҚ уақыт ұстанымын таңдауда 0,4 - 0,69 кВ жақта ҚТ кезінде А селективті автоматының әсер ету уақыты тең болады t_А = 0,25-0,4 с, ал уақыт ұстанымының сатысы Dt=0,5-0,6 с. деп есепке алынады.

1.1 К е с т е – Электрмен жабдықтау жүйелері элементтерінің сипаттамалары

Сынақ кітапшасының соңғы саны Электрмен жабдықтау жүйелерінің элементтері	Студент фамилиясының бірінші әрпі А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И, К, Л, Я, Ы
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Зауытты электрмен жабдықтаудың сұлбасы, 1.1-1.2сурет	1	1	1	1	1	2	2	2	2	2
Жүйенің қуаты, МВА	600	700	800	900	¥	1000	¥	950	800	¥
ҚТ қуаты, МВА	700	850	950	1000	1200	950	1200	1100	900	1500
Жүйенің кернеуі, кВ	37	37	115	115	115	115	220	115	37	220
БТҚС трансформаторларының қуаты*, МВА	6,3	10	16	10	16	25	40	40	25	63
Асинхронды, синхронды қозғалтқыштар (6)10 кВ, кВт	630	1000	800	1250	1600	2000	2500	2000	1600	2500
АТП-1-БТҚС кәбелді желісі ААБ 10(6) – (3х240), км	1,2	1,5	1,7	2,0	1,0	0,8	1,4	1,1	1,6	2,0

*Ескерту: БТҚС трансформаторларының техникалық берілгендері В қосымшасында келтірілген.

1.2 К е с т е – Электрмен жабдықтау жүйелері элементтерінің сипаттамалары

Сынақ кітапшасының соңғы саны Электрмен жабдықтау жүйелерінің элементтері	Студенттің фамилиясының бірінші әрпі А,Б,В,Г,Д,Е,Ж,З,И,К,Л,Я,Ы
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Жүйенің қ/ст зауыт БТҚС дейінгі қашықтық, км	10	15	20	25	8	17	32	22	18	30
БТҚС жинақ шиналарындағы кернеу, кВ	6,3	10,5	6,3	10,5	6,3	10,5	6,3	10,5	6,3	10,5
Цех трансформаторларынның қуаты, кВА	630	1000	1600	2500	630	1000	1600	1000	1600	2500
Цех қ/ст екіншілік кернеуі, кВ	0,4	0,4	0,69	0,69	0,4	0,4	0,69	0,4	0,4	0,69
Асинхронды қозғалтқыштар 0,4(0,69)кВ АД1/АД2, кВт	7,5 55	11 110	15 132	22 132	37 75	37 90	30 160	7,5 37	18,5 45	75 160

1.3 К е с т е - Электрмен жабдықтау жүйелері элементтерінің сипаттамалары

Сынақ кітапшасының соңғы саны Электрмен жабдықтау жүйелерінің элементтері	Студенттің фамилиясының бірінші әрпі М,О,Н,П,Р,Т,У,Ф,С,Ч,Х,Ц,Ш,Щ,Э,Ю
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Зауытты электрмен жабдықтаудың сұлбасы, 1.3-1.4 сурет	3	3	3	3	3	4	4	4	4	4
ЖЭО қуаты, МВА	400	500	600	800	450	350	300	400	450	500
Қ.Т қуаты, МВА	500	550	600	650	400	300	320	310	280	250
ЖЭО кернеуі, кВ	6,3	6,3	10,5	10,5	6,3	10,5	10,5	6,3	10,5	6,3
РБА – 6(10)кВ реакторының тогы (А) және реактивті кедергісі (Ом)	630- 0,22	1000- 0,22	1600- 0,25	1000- 0,35	1000- 0,22	-	-	-	-	-
ЖЭО БТП-1 кәбілді желісі 3ААБ6(10)--(3х240), км	3,0	4,0	4,5	5,0	4,0	5,0	6,0	4,0	4,5	3,0
Асинхронды қозғалтқыштар 0,4(0,69) кВ, АД1/АД2,кВт	15 132	37 90	30 160	7,5 110	11 132	18,5 45	22 55	30 110	37 90	75 160

1.4 К е с т е - Электрмен жабдықтау жүйелері элементтерінің сипаттамалары

Сынақ кітапшасының соңғы саны Электрмен жабдықтау жүйелерінің элементтері	Студенттің фамилиясының бірінші әрпі М,О,Н,П,Р,Т,У,Ф,С,Ч,Х,Ц,Ш,Щ,Э,Ю
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
БТП-1, БТП-2 кәбелді желілері 2ААБ6(10)-(3х185), км	1,5	2,0	0,8	1,3	2,5	1,6	1,1	0,6	0,8	1,0
Цех трансформаторларының қуаты, кВА	1000	630	1600	2500	630	1000	1600	2500	1000	1600
Цех қ/ст екіншілік кернеуі, кВ	0,4	0,4	0,69	0,69	0,4	0,4	0,69	0,69	0,4	0,4
Асинхронды, синхронды қозғалтқыштар 6(10)кВ, кВт	800	1000	1250	1600	2500	2000	800	1000	1250	2000

1.5 К е с т е – РҚжА есептеулерінің орындалатын көлемі

ЕГЖ №	Студенттің фамилиясының бірінші әрпі Электрмен жабдықтау жүйелерінің элементтері	А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И, К, Л, Я, Ы
1	БТҚС трансформаторы	+
2	Асинхронды қозғалтқыштар (АҚ), 6(10) кВ	+
2	1 және 2 асинхронды қозғалтқыштар -0,4/0,69 кВ	+
ЕГЖ №		М, О, Н, П, Р, Т, У, Ф, С, Ч, Х, Ц, Ш, Щ, Э, Ю
1	Цех трансформаторы	+
2	1 және 2 асинхронды қозғалтқыштар -0,4/0,69 кВ	+
2	1 және 2 асинхронды қозғалтқыштар -0,4/0,69 кВ	+

1.1 сурет – Өндірістік кәсіпорындарды электрмен жабдықтаудың сұлбасы

1.2 сурет – Өндірістік кәсіпорындарды электрмен жабдықтаудың сұлбасы

1.3 сурет – Өндірістік кәсіпорындарды электрмен жабдықтаудың сұлбасы

1.4 сурет – Өндірістік кәсіпорындарды электрмен жабдықтаудың сұлбасы

2 Трансформатордың қорғанысын есептеудің әдістемелік нұсаулары

ҚТ кезіндегі бұзылуларды шектеу үшін трансформатор орамаларындағы қорғаныс уақыт ұстанмынсыз, тез іске қосылуы қажет. Ол үшін токтық үзінді, дифференциалды (трансформатордың қуатына байланысты) және газдық қорғаныс қолданылады.

2.1 Цех трансформаторларының токтық үзіндісі

Қорғаныстың іске қосылу тогы таңдалады:

а) Трансформатордан кейінгі К4 нүктесіндегі ҚТ максималды токты есептеудің шартынан

I_сз=К_отс I⁽³⁾_к.макс. (2.1)

мұнда К_отс– есептелу коэффициенті (К_отс=1,1-1,3);

б) кернеу бар кезде трансформаторды қосқандағы пайда болатын магниттелу тогынан лақтырылатын шарттың бағытынан

I_сз=К_отс I _ном.тр (2.2)

мұнда К_отс=3-5, РТ-40 релесі үшін.

2.1.1 Трансформаторлардың бойлық дифференциалды қорғанысы

(S ном.тр. ³ 6,3 МВА).

Алдын-ала трансформатор қорғанысының толық принципиалды сұлбасымен танысып, оны сызып сосын есептеуге кірісу қажет.

а) күштік трансформаторлар (I_ном1и I_ном2) жағындағы біріншілік номиналды ток және ток трансформаторларының трансформация коэффициенті анықталады:

б) дифференциалды қоғаныстың иығындағы екіншілік номиналды ток анықталады:

үлкен шама ретінде дифференциалды қорғаныстың негізгі жағы қабылданады және барлық есептеулер негізгі жаққа келтіріледі;

в) шарттың бағытынан қорғаныстың әсер ету тогы таңдалады:

1) магниттелу тогының лақтырылуынан

I_сз = К_отс I_ном.тр. (2.5.)

РНТ – 565 релесі үшін К_отс = 1,3-1,5, ДЗТ-11 релесі үшін К_отс= 1,5;

2) максималды баланс емес тогынан

I_сз = К_отсI _{нб.макс}. (2.6)

мұнда К_отс = 1,3 для РНТ, ТДҚ релесі үшін К_отс= 1,5.

I _{нб.макс.} = I’_нб + I”_нб+ I”’_нб. (2.7)

мұнда I’_нб – дифференциалды қорғанысты қоректендіретін, ток трансформаторының қателігімен шартталатын, баланс емес токтың құраушысы

I’_нб = К_а К_одн e I⁽³⁾_к.макс. (2.8)

Мұнда К_одн– ток трансформаторларының бір типтілігін есепке алатын, коэффициент (К_одн= 0,5 - 1,0);

e - ток трансформаторларының 10% қателігін есепке алатын коэффициент, e = 0,1;

К_а – өтпелілікті санайтын коэффициент (апериодтық құраушы) БНТ релесі үшін К_а =1,0;

I⁽³⁾_к.макс – трансформатордың негізгі жағына келтіріліген, трансформатордан кейінгі ҚТ тогының максималды мәні;

I”_нб– қорғалған трансформатордың кернеуін реттеумен шартталған балан емес тогының құраушысы

(2.9)

мұнда ± DN – кернеуді реттеудің толық ауқымы;

I”’_нб – баланс емес тогының құраушысы, орауыштардың орамдарындағы есептік бүтін сандарының РНТ (ДЗТ) реле коммутаторындағы қондырғының дәл еместігінен шартталған

(2.10)

мұнда W_1расч ,W₁ – сәйкесінше негізгі емес жақтағы РНТ релесінің орамаларының есептік және қойылған орам сандары.

Дифференциалды қорғаныстың қойылымын есептеудің бірінші кезеңінде (2.6) бойынша I’”_нбесептелмейді, яғни

I_cз= К_отс ( I’_нб + I”_нб) (2.11)

(2.5) и (2.11) формуламен анықталатын, әсер ету қорғанысы тогының есептік шамасы ретінде жоғары шама алынады;

г) қорғаныстың әсер ету аумағында бұзылу кезіндегі сезімталдығы алдын-ала тексеріледі

(2.12)

мұнда I _к.мин. – ҚТ тогының минималды мәні (әдетте қорғаныс аумағында екі фазалы).

Егер коэффициент екіден көп болса (К_ч ³ 2), онда есептеуді жалғастыруға болады;

д) иығында үлкен тогы бар жаққа жатқызылған реленің әсер ету тогы анықталады

(2.13)

мұнда К_т и К_сх - негізгі жақ үшін алынады;

е) негізгі жақтағы реле орамаларының есептік орам саны анықталады

(2.14)

мұнда F=100-магнит қозғаушы күш (РНТ-565 релесі үшін).

Алынған орам саны орамдардың ең төменгі санына жақындатылады, оларды РНТ-565 (W_{осн. уст}) релесіне қоюға болады;

(2.15)

ж) негізгі емес жақтың орамаларының орам саны анықталады

мұнда i_н1 – негізгі жақтың екіншілік номиналды тогы; i_н2 – қорғаныстың басқа иығындағы екіншілік номиналды тогы;

з) негізгі емес жағындағы орам саны бөлшек сан болғандықтан, жақын аз сан алынады.

и) I’”_нб. есепке алғандағы балан емес тогы (2.7) бойынша табылады;

к) қорғаныстың біріншілік әсер ету тогы және реленің екіншілік әсер ету тогы (2.5) , (2.6) және (2.13) формуламен қайтадан анықталады.

л) теңестіру ораушытарының орам саны РНТ-565 релесінің қосылу сұлбасына байланысты анықталады.

W_уравн.= W_неосн.- W_осн.;

м) дифференциалды және теңестіру орауыштарының орам санын қайта тапқан соң қорғаныстың сезімталдығы (2.12) формула арқылы анықталады.

2.1.2 Қалыпты емес режімдер және олардан қорғану

Қалыпты емес режимдердің қорғанысы ретінде максималды ток қорғанысы қолданылады (МТҚ).

МТҚ трансформатордың жоғары жағына қойылады, резервті қорғаныс болып табылады және ҚТ кезінде уақыт ұстанымымен әсер етеді.

МТҚ іске қосылу тогы жүктемеден (іске қосылмау) жылжу шартынан таңдалады. Асқын жүктеме тогы әдетте 2 режимді қарастырғанда анықталады:

1) параллель жұмыс жасап тұрған трансформаторды ажырату

I_{нагр.макс.} = 2 I_{ном.тр.;} (2.16)

2) АРҚ әсерінен жүктеменің автоматты қосылуы

I_{раб.макс}= I₁+ I₂ » 0,7 ( I_{ном.тр.1} + I_ном.тр2 ) (2.17)

мұнда I₂– қосылған жүктеменің қойылған тогы

Сондықтан өзі қосылу кезіндегі ток бірінші сәтте жоғары болады.

Қорғаныстың әсер ету тогы мына формуламен анықталады:

(2.18)

мұнда К_отс = 1,1 ¸ 1,2 РТ-40 үшін;

К _сзп = 2,5 – жалпыланған жүктеменің өзі іске қосылу коэффициенті;

К_воз = 0,85 – реленің қайту коэффициенті.

Екінші бөлімнің соңындағы (К2) ҚТ кезіндегі сезімталдық коэффициенті

Уақыт ұстанымы

Уақыт ұстанымы трансформатордан қоректенетін қорғаныс қосылуларының ең жоғары уақыт ұстанымының t _п селективтілігі шартынан таңдалады.

t_Т = t_П + D t;

3) сигналға әсер ететін, асқын жүктемеден қорғаныс

Әсер ету тогы трансформатордың номиналды тогындағы реленің қайту шартына байланысты таңдалады

мұнда К_отс= 1,05, К_в= 0,8 ¸ 0,85.

Асқын жүктемеден қорғаныстың әсер ету уақыты МТҚ бір сатыға жоғары таңдалады

t _пер= t _мтз+ D t.

2.2 1000В жоғары асинхронды және синхронды қозғалтқыштарды қорғау

2.2.1 Токтық үзінді

Қуаты 5000 кВт электр қозғалтқыштарын фаза арасындағы ҚТ қорғау үшін ток үзіндісі (ТҮ) қолданылады.

Ток үзіндісі қорғанысының біріншілік әсер ету тогы қосылу токтарының периодтық құрауыштарынан жылжу шартынан таңдалады.

I_сз = К_отсI _пуск. (2.21)

мұнда I _пуск – Г қосымшасының техникалық берілгендерінен алынады. Г.1 кесте;

К_отс= 1,4 - 1,5 асинхронды қозғалтқыштар үшін РТ-40 релесімен ТҮ орындалғанда;

К_отс = 1,6 - 1,8 синхронды қозғалтқыштар үшін.

Ірі электр қозғалтқыштары ( Р ³ 5000 кВт ) бойлық дифференциалды қорғаныспен (ДҚ) жабдықталады.

Электр қозғалтқыштарын жерге бір фазалы тұйықталудан қорғау үшін біріншілік әсер ету тогы бар нөлдік тізбектегі ток қорғанысы қарастырылады: Р £ 2000 кВт I_сз £ 10А және Р ³ 2000 кВт үшін I_сз £ 5 А. Қосымша оқшауламаны бақылау сұлбасын қолданады.

2.2.2 Статор орамындағы жерге тұйықталудан қорғаныс

Егер жерге тұйықталу тогы 5 А және жоғары болса, электр қозғалтқыштарына бір фазалы жерге тұйықталудан қорғаныс қою міндетті болып табылады. Жерге тұйықталудан қорғаныс электр қозғалтқышының жүйеден ажыратылуына әсер етеді, ал синхронды қозғалтқыштарда егер ол қарастырылса - өрісті автоматты түрде сөндіруге.

Қорғаныс түрлері - РТЗ-51 түріндегі релемен нөлдік тізбектегі токтық қорғаныс немесе ЗЗП-1 түріндегі нөлдік тізбектегі бағытталған токтық қорғаныс. Бір релелі – РТ-40 түріндегі жерге екі рет тұйықталудан қорғайтын, нөлдік тізбектегі ток үзіндісі. Электр қозғалтқышты тарату құрылғысымен қосатын кәбіл саны бесеуден аспайтын болса, ЗЗП-1 түріндегі қорғанысты қосу үшін, РТЗ-51 түріндегі релемен қорғау үшін нөлдік тізбектегі (ТАN) ТЗ, ТЗЛ, ТЗЛМ түріндегі ток трансформаторлары қолданылады

Қорғаныстың есептік қойылымы.

Қорғаныстың есептік қойылымы. Жерге тұйықталудан қорғайтын ток релесінің әсер ету қойылымы біріншілік токта есептеледі.

РТЗ-51 түріндегі реленің ток қорғанысы:

I_с.з. ³ I_{с.з.,расч.}= К_отс К_б I_с, (2.22)

мұнда К_отс- жылжу коэффициенті (К_отс=1,2);

К_б– өзінідік сыйымдылық тогының лақтырылуын есепке алатын коэффициент (К_б=2,5);

I_c- I_сд қорғаныс әсерінің зонасына кіретін және электр қозғалтқыштарының өзіндік сыйымдылық тогының қосылу I_сд және тарату құрылғысымен қосатын желі:

I_c=I_сд+I_сл. (2.23)

Номиналды қуаты 2,5 – 3 МВт аспайтын электр қозғалтқыштарының (2.23) I_сд ескермеуге болады. Қорғаныс зонасына кіретін кәбелдік желінің өзіндік сыйымдылық тогы мына формуламен анықталады

I_сл=I_соl m, (2.24)

мұнда I_со– 1 км кәбелдің өзіндік сыйымдылық тогының шамасы (Б.2 кесте)

l-желінің ұзындығы, км;

m- желідегі кәбел саны.

Егер (2.22) анықталған Ic.з,расч шамасы, Б қосымшасындағы кестенің қосылу тогынан кіші болса, онда әсер ету тогы Б қосымшасында (Б.1 кесте) көрсетілген шамаға тең деп аламыз. Барлық басқа жағдайларда

I_{c.з,расч}£ I _c.з<5А. (2.25)

2.2.3 Асқын жүктеме және асинхронды жүрістен максималды токтық қорғаныс (СҚ үшін)

Жүктемеден МТҚ әсер ету тогы электр қозғалтқыштарының номиналды тогынан жылжу шартына байланысты қойылады.

мұнда К_отс = 1,05; К_воз = 0,85 РТ-40, РТ – 80 релесі үшін.

Қозғалтқыштың қорғанысының уақыт ұстанымы қосылу уақытынан көп болуы қажет(өздігінен қосылу).

Асинхронды режимнен қорғаныс барлық СҚ орнатылады және жүктемеден МТҚ бірлеседі.

2.2.4 Кернеу төмендеуінен қорғаныс

Осы қорғанысты қоюға негіз беру қажет /2/, принципиалды сұлбасын келтіру керек.

Электр қозғалтқышының өзіндік іске қосылу шартынан қамтамасыз етілген минималды кернеудің қорғанысының қосылу кернеуі

U_c_з= ( 0,6 - 0,7 ) U_ном (2.27)

t = ( 1 - 2 ) c.

2.3 Төменгі кернеулі электр қозғалтқыштарды қорғау

Кернеуі 380 немесе 660 В асинхронды қозғалтқыштарын фаза аралық қысқа тұйықталудан қорғау үшін балқығыш қондырмасы бар сақтандырғыштар немесе электр магниттік ағытқышы бар автоматтар қолданылады.

Сақтандырғыштың балқығыш қондырмасы және автоматтардың қойылымы келесі тізбекте орындалады:

а) сақтандырғыштардың номиналды кернеуі.

Сақтандырғыштың U_ном._пр. және автоматтың U_ном.а. жүйедегі кернеуден U_с төмен болмауы тиіс

U_ном.пр ³ U_с., (2.28)

U_ном.а. ³ U_с.;

б) Сақтандырғыштардың I_{пр.откл.} ажырату қабілеті қорғалған желіден өтетін ҚТ максималды тогын ажырата алатындай жоғары болу керек;

в) балқығыш қондырмасының I_вс.ном және автоматтардың ағытқыштарының I_{р.а..ном.} номиналды тогы қозғалтқыш жүктемесі максималды тогының ұзақтық режімінен көп немесе тең болуы қажет

I_вс.ном ³ I_ном.дв., (2.29)

Iр.а..ном. ³ I ном.дв.,

г) Балқығыш қондырмасының тогын таңдағанда, қозғалтқыштан өткен қосылу тогы және қозғалтқыштың өзіндік іске қосылуы тогы кезінде оның күйіп кету уақыты жоғары болуы қажет. Ол келесі қатынастан анықталады.

(2.31)

мұнда a - асқын жүктелу коэффициенті; a = 2,5 жеңілдетілген (t_қосылу = 2- 3 с) және a = 1,6 - 2,0 ауыр жағдайдағы, (t_пуск » 10 с) қосылу шарты;

д) ажыратқыштың ток үзіндісін электр қозғалтқыштың қосылу тогынан жылжытады, ол қосылу уақытының ішінде өзгермейтін периодтық құраушыдан және бірнеше период ішінде өзгеретін апериодтық құраушыдан тұрады. Каталогтарда қосылу тогының I_{пуск.дв} периодтық құраушылары ған беріледі.

Электр қозғалтқышын қосқан кездегі үзіндінің іске қосылмауы қосылу тогын таңдаудағы бейнемен қамтамасыз етіледі

I _c.o ³ 1,05 k_зk_ak_p I_{пуск.дв.} = k_нI _{пуск.дв.} (2.32)

мұнда k_н = 1,05 k_зk_ak_p – электр қозғалтқыштың номиналды тогынан жылжитылатын беріктік коэффициенті;

1,05 – электр қозғалтқышының қалыпты жағдайдағы кернеуі номиналды кернеуіден 5% жоғары бола алатынын есепке алатын, коэффициент;

k_з– қор коэффициенті;

k_a – электр қозғалтқышының қосылу тогында апериодикалық құраушысын есепке алатын, коэффициент;

k_p– қойылыммен салыстырғанда үзіндінің қосылу тогының шашылу мүмкіндігін есепке алатын, коэффициент;

I _{пуск.дв.}= ( 6 - 7 ) I _ном.дв.. (2.33)

Жақындату есептері үшін электр қозғалтқыштарының қосылу тогы шамасын, каталогтағыға тең деп, ал коэффициенттерді – 2.1 кесте бойынша қабылдайды:

2.1 К е с т е

Автоматты ажыратқыш	Ағытқыш		k_з	k_a	k_p	k_н
А3700; А3790	Жартылай өткізгішті	РП	1,1	1,0	1,3	1,5
ВА		БПР
«Электрон»		РМТ			1,35	1,6
		МТЗ-1		1,4		2,2
АВМ	Электр магнитті			1,4	1,1	1,8
А3110; АП-50; А3700; ВА; АЕ20					1,3	2,1
А3120;А3130;А3140					1,15	1,9

е) автоматтың жылулық ағытқышының I_у.т. немесе магниттік қосқыштың қойылым тогы (іске қосылу) максималды жұмыстық токтан жылжытып алынады, яғни

I _у.т. = (1,1 - 1,3 ) I _ном.дв.. (2.34)

Сақтандырғыштар мен автоматтар таңдалған соң ерігіш қойылым және автомат ажыратқыштары желіде орнатылған бөлігін берік қорғап тұрғанына сенімді болу қажет. Бейтарабы терең-жерлдендірілген 380/220 В және 660/380 В төрт сымдық желілердегі бір фазалық тұйықталу ҚТ болып табылады және қорғаныспен берік ажыратылуы қажет. Бір фазалық ҚТ еселік тогы жүйеден мүмкіндігінше алыс болған жағдайда:

I_к^.(1)_мин ³ 3 I_{вс ном}, (2.35)

I_к^.(1)_мин ³ 1,25 I _с.о.

(2.36)

Бір фазалы ҚТ тогы мына шамамен анықталады::

мұнда U_ф – жүйенің фазалық кернеуі, В;

Z_т –трансформатордың кедергісі, Ом;

- желідег фаза-нөл тұзағының толық кедергісі, Ом.

Егер сақтандырғыш немесе автомат жүйені тек қысқа тұйықталудан қорғайтын болса, онда жоғарыда аталған талаптар (2.35), шарт бойынша тораптың қорғалатын бөлігіндегі I_вс.ном және I_с.ономиналды тогы I_дл.доп рұқсат етілген ұзақтық тогынан аспаса міндетті емес:

I_вс.ном. £ 3 I_{дл.доп.,}

I_с.о £ 4,5 I_дл.доп. (2.37)

Егер сақтандырғышпен қорғалатын торапта магниттік қосқыштар немесе контакторлар қойылған болса, онда егер тораптың қашық нүктесіндегі ҚТ кезінде кернеу төмендеуінен қорғану үшін сақтандырғыштың балқығыш қойылымы t_пр= 0,1- 0,2 с. уақытта күюі қажет. Бұл шарт ҚТ I_к.з⁽³⁾ / I _{вс ном} = 10 – 15 кезінде сақталады.

Сақтандырғыштар мен автоматтарды таңдаудың негізгі шарттарының бірі өзара әсер етудің таңдауын қамтамасыз ету болып табылады: автоматтар, сақтандырғыштар және релелік қорғаныс. Ол үшін тізбектей орналасқан сақтандырғыштар мен автоматтардың селективтілік картасын тұрғызу қажет. Егер бұл аппараттардың қорғаныстық сипаттамалары бір-бірімен қиылыспаса және ҚТ кезінде желінің қандай да бір нүктесінде ҚТ нүктесіне жақын сақтандырғыш күйіп кетсе (немесе автомат іске қосылса), селективтілік қамтамасыз етіледі.

А қосымшасы

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС ИНСТИТУТЫ

Өндірістік кәсіпорындарды электрмен жабдықтау кафедрасы

ЕСЕПТІК-ГРАФИКАЛЫҚ ЖҰМЫС

тақырыбы: Электрмен жабдықтау жүйелеріндегі релелік қорғаныс және автоматиканы жобалау

.............…….……………..топ студенті

__________________________Т.А.Ж.

сынақ кітапшасының нөмірі…..……..

жоба жетекшісі….........………….……

__________________________ Т.А.Ж.

Алматы ХХХХ

Б қосымшасы

Б.1 к е с т е - РТЗ-51, А түріндегі релемен жерге тұйықталуда әсер ететін қорғаныстың біріншілік тогы

Нөлдік тізбекті ток трансформа-торының түрі

Нөлдік тізбектегі ток трансформаторларының қосылуы мен саны

Тізбекті

Параллельді

ТЗЛ

0,68

3,96

1,25

6,80

1,95

9,83

2,48

14,6

0,97

4,25

1,19

4,80

1,43

5,95

ТЗЛМ

0,6

3,26

1,08

6,35

1,60

9,60

2,16

13,00

0,89

4,62

1,08

5,1

1,33

5,66

1,67

6,6

ТЗР

0,90

3,8

1,26

6,20

Мәліметтер жоқ

1,41

6,10

Мәліметтер жоқ

ТЗЛР

0,81

4,17

1,34

7,90

1,95

11,70

2,56

15,4

1,00

5,00

1,20

6,10

1,52

7,20

Мәліметтер жоқ

Б.2 К е с т е – Жиілігі 50 Гц кәбілді желілерге арналған металлдық бірфазалы жерге тұйықталудың сыйымдылық тогының орташа мәні

Кәбіл талсымының қимасы, мм²	Ток, А/км, жүйенің номиналды кернеуі, кВ
	6		10	35
	Кәбілдің номиналды кернеуі, кВ
	6	10	10	35
70	0,73	0,52	0,87	-
95	0,89	0,61	1,02	3,81
120	1	0,7	1,16	4,57
150	1,19	0,78	1,3	4,95
185	1,28	0,91	1,51	5,34
240	1,33	1,01	1,8	5,91

В қосымшасы

В.1 к е с т е – Үш фазалы жүктеме кезіндегі кернеуді реттейтін май трансформаторларының техникалық берілгендері

Түрі

Қуаты,

кВА

Трансформатор орамаларының номиналды кернеуі, кВ

Uк

Трансформатор орамаларының қосылу сұлбасы мен тобы

Ж.К.

Т.К.

1 ТМН-6300/35

2 ТМН-6300/110

3 ТДН-10000/35

4 ТДН-10000/110

5 ТДН-16000/35

6 ТДН-16000/110

7 ТРДН-25000/35

8 ТРДН-26000/110

9 ТРДН-40000/230

110

10 ТРДН-63000/230

110

6300

10000

16000

25000

40000

63000

35±9%

115±16%

35±12%

115±16%

35±12%

115±16%

35±12%

115±16%

230

115±16%

230

115±16%

6,3

10,5

6,6

11,0

6,3

10,5

6,6

11,0

6,3

10,.5

6,6

11,0

6,3/6,3

10,5/10,5

6,3/6,3

10,5/10,5

6,3/6,3

10,5/10,5

6,3/6,3

10,5/10,5

7,5

10,5

8,0

10,5

U/D-1

U-0/D-3

U/D-5

U-0/D-7

U/D-9

U-0/D-D-11

U/D-D-9

U-0/D-D-7

U-0/D-D-5

U-0/D-D-3

Е с к е р т у

1 Қуаты 25 МВА және жоғары трансформаторлар (ТРДН түріндегі) төменгі кернеу (6,3/6,3 немесе 10,5кВ) жағында тармақталған орамалармен жасалады.

2 Жүктеме кезіндегі кернеуді реттейтін трансформаторлардың реттеу шегі:

а) 35 кВ кернеу кезінде және Sн.тр £ 6,3 МВА±6х1,5%; Sн.тр=10-16 МВА±8х1,5%;

б) кернеуі 110 кВ ± 9х1,78% құрайды.

Г қосымшасы

Г.1 к е с т е – Кернеуі 6 и 10 кВ асинхронды және синхронды қозғалтқыштардың техникалық берілгендері

Қозғалтқыш түрі	Р_н КВт	U_н кВ	I_ном А	I_пуск/I_ном	cos j_н	h_н
АТД-800-4	800	6,0/10	90/55	5,6	0,9	0,89
АТД-1000-6	1000	6,0/10	115/68	6,2	0,9	0,89
АТД-1250-2	1250	6,0/10	137/84	6,2	0,9	0,9
АКН-1600-4	1600	6,0/10	180/110	6,5	0,91	0,91
АКН-2000-6	2000	6,0/10	225/135	6,5	0,91	0,92
СТД-630-2	630	6,0/10	71/42	6,7	0,9	0,89
СТД-1000-2	1000	6,0/10	112/67	6,7	0,9	0,89
СТД-1250-4	1250	6,0/10	135/82	6,5	0,9	0,9
СТД-1600-2	1600	6,0/10	178/107	6,8	0,9	0,91
СТД-2000-2	2000	6,0/10	220/133	7,0	0,9	0,92
СТД-2500-2	2500	6,0/10	276/166	6.2	0,9	0,92

*Е с к е р т у

- СТД синхронды қозғалтқыштарында cosj = 0,9 (озық).

Д қосымшасы

Д.1 к е с т е – 6-10/0,66 – 0,4 кВ цех трансформаторларының техникалық берілгендері

Түрі

S_н

КВа

Орамалар кернеуі, кВ

U _к.з.

Трансформатор орамаларының қосылу сұлбасы мен тобы

В.Н.

Н.Н.

ТМ-630/10

ТМЗ-1000/10

ТМЗ-1600/10

ТМЗ-2500/10

630

1000

1600

2500

6,0;10,5

6;10

0,4-0,23

0,69-0,4

0,4-0,23

0,69-0,4

0,4-0,23

0,69-0,4

5,5

Y/Y-0-12

немесе

D/Y-0-11

*Е с к е р т у

1 Цех трансформаторлары орамаларының қосылуы Y/Y-0-12 немесе D/Y-0-11

сұлбасы бойынша жасалады

2 1000В дейін кернеуі 380/200В және 660/380В бейтарабы терең жерлендірілген төрт сымды торап қолданылады.

Е қосымшасы

Е.1 к е с т е – 4А сериялы кернеуі 380/660В роторы ҚТ асинхронды қозғалтқыштың техникалық берілгендері.

Түрі

Р_н

кВт

n₀

об/мин

Uн

I_ном

h_н

Соs _j

I_пуск

I_ном

4А132М-4

4А132М-2

4А160М-6

4А160М-4

4А200М-6

4А200S-6

4А200М-2

4А250S-6

4А250М-6

4А250S-2

4А250М-4

4А280S-4

4А280М-2

4А315S-4

7,5

18,5

22,0

30,0

37,0

45,0

55,0

110

132

160

1500

3000

1000

1500

1000

3000

1000

3000

1500

3000

1500

380

660

380

660

380

660

380

660

380

660

380

660

380

660

380

660

380

660

380

660

380

660

380

660

380

660

380

660

14,0

8,0

100

135

165

200

115

245

142

290

170

0,88

0,89

0,9

0,91

0,915

0,92

0,9

0,915

0,92

0,87

0,9

0,91

0,92

Ж қосымшасы

Ж.1 к е с т е - Электрмен жабдықтау жүйесінің релелік қорғаныс элементтеріндегі құрылғылардың тізімі

Қорғаныс атауы	БТҚС тр-ры 230-37/6-10 кВ	Цех тр-лары 6¸10/0,69¸0,4кВ	Электр қозғалтқыштар 6-10 кВ 2500 кВт		1000В дейінгі ас. қозғалтқыштар	Электр пешті трансформ.аторлар	КПП трансформаторы	6-10 кВ кәбілді желілер
Қорғаныс атауы	БТҚС тр-ры 230-37/6-10 кВ	Цех тр-лары 6¸10/0,69¸0,4кВ	Асинхронды	Синхронды	1000В дейінгі ас. қозғалтқыштар	Электр пешті трансформ.аторлар	КПП трансформаторы	6-10 кВ кәбілді желілер
Бойлық дифференциалды ток қорғанысы	+
Ток кесімі	+	+	+	+		+	+	+
Максималды ток қорғанысы	+	+						+
Белгідегі асқын жүктеме немесе жүктелуді азайтудың токтық қорғаныс	+		+	+	+	+	+
Кернеу төмендеуінен қорғаныс			+	+
Асинхронды жүрістен қорғаныс				+
6-10 кВ жүйелеріндегі жерге тұйықталудан қорғаныс	+	+	+	+		+	+	+
Сақтандырғыштар немесе автоматтармен қорғаныс					+
Газдық қорғаныс	+	+				+	+
Температуралық белгі беру	+	+				+	+

*Е с к е р т у

1 Қуаты 6.3 МВА және жоғары трансформаторлар үшін.

2 Көрсетілген РҚжА көлемінен басқа жоғары гармоника, кернеудің оқыс тербелісі болса қорғаныстың қосымша түрлері қойылуына болады.

Әдебиеттер тізімі

1. Андреев В.А. Релейная защита, автоматика и телемеханика в системах электроснабжения.- М.: Высшая школа, 1991.- 496 с.

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

3. Чернобровов Н.В., Семенов В.А. "Релейная защита энергетических систем: Учебное пособие для техникумов".- М.: Энергоатомиздат, 1998.

4. Справочник по наладке вторичных цепей электростанций и подстанций / Под ред. Э.С. Мусаэляна. - М.: Энергоатомиздат, 1989.

5. Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем: - М.: Энергия, 1992. - 560 с.

6. Авербух А.М. Релейная защита в задачах с решениями и примерами. - М.: Энергия, 1975. – 416 с.

7. Шабад М.А. Расчеты РЗ и А распределительных сетей: Монография.- СПб.: ПЭИПК, 2003. – 350 с.

8. Шабад М.А. Защита трансформаторов распределительных сетей.-Л.: Энергоиздат, 1981.-136 с.

9. Справочник по проектированию электроснабжения. Электроустановки промышленных предприятий /Под ред. Ю.Г. Барыгина. - М.: Энергоатомиздат, 1990.-576 с.