Коммерциялық емес акционерлік қоғамы
АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ
Өндіріс орындарын электрмен жабдықтау кафедрасы

 

Микропроцессорлық релелер және жоғары кернеулі электр тораптарының
қазiргi заманғы қорғаныс жүйелерi

5В071800 – Электр энергетикасы мамандығының студенттері үшiн
есептеу - графикалық жұмысты орындауға арналған
әдiстемелiк нұсқаулар

 

Алматы 2013

Құрастырғандар:Башкиров М.В., Арыстанов Н.Н., Мустагулова Б.Ж. Микропроцессорлық релелер және жоғары кернеулі электр тораптарының қазiргi заманғы қорғаныс жүйелерi: 5В071800 – Электр энергетикасы мамандығының студенттері үшiн есептеу-графикалық жұмысты орындауға арналған әдiстемелiк нұсқаулар.- Алматы: АЭжБУ, 2013.– 31 б.

«Микропроцессорлық релелер және жоғары кернеулі электр тораптарының қазiргi заманғы қорғаныс жүйелерi» пәні бойынша есептеу-графикалық жұмысты орындауға арналған әдiстемелiк нұсқаулар, анықтамалар мен ұсынылған әдебиеттер тізімі келтірілген.

Без. - 23, кесте - 3, әдебиет көрсеткіші - 3 атау.

Пікір беруші: фил.ғыл.канд., доцент Нурмаханова М.К.

«Алматы энергетика және байланыс университетінің» коммерциялық емес акционерлік қоғамының 2011 жылдың жоспары бойынша басылды.

 

«Алматы энергетика және байланыс университеті» КЕАҚ, 2013 ж.

 

Мазмұны

	Кіріспе	4
1	Есептеу - графикалық жұмысқа арналған әдiстемелiк нұсқаулар және тапсырмалар	4
2	Желінің дистанциялық қорғанысын есептеуге арналған әдiстемелiк нұсқаулар	7
2.1	Орын басу сұлбасының параметрлерiн есептеу	7
2.2	Дистанциялық қорғаныстардың бірінші ретті кедергiлерiн есептеу	8
2.2.1	Бiрiншi саты кедергiсiн есептеу	8
2.2.2	Екінші саты кедергісін есептеу	9
2.2.3	Үшiншi саты кедергiсiн есептеу	13
2.3	Дистанциялық қорғаныстардың екiншi ретті кедергiлерiн есептеу	15
2.4	Дистанциялық қорғаныстардың селективтілігінің картасын құрастыру	16
3	Нөл реттілік ток қорғанысын (НРТҚ) есептеу бойынша әдiстемелiк нұсқаулар	17
3.1	Кешендi (комплексті) сұлбаның параметрлерiн есептеу	17
3.2	Нөл реттілік ток қорғанысын (НРТҚ) есептеу	19
3.2.1	Нөл реттілік ток қорғанысының (НРТҚ) бiрiншi сатысын есептеу	19
3.2.2	Нөл реттілік ток қорғанысының (НРТҚ) екiншi сатысын  есептеу	21
3.2.3	Нөл реттілік ток қорғанысының (НРТҚ) үшiншi сатысын есептеу	27
3.2.4	Нөл реттілік ток қорғанысының (НРТҚ) сатылары релелерінiң iске қосылу токтарын есептеу	29
3.2.5	Нөл реттілік ток қорғанысының (НРТҚ) селективтілігінің картасын құрастыру	29
	Әдебиеттер тiзiмi	31

Кiрiспе

Оқу жоспарына сәйкес 5В071800 - Электр энергетикасы мамандығы бойынша оқитын студенттер «Микропроцессорлық релелер және жоғары кернеулі электр тораптарының қазiргi заманғы қорғаныс жүйелерi» курсында пәннiң пысықтау бөлiмдерiн бекiтуге тиесiлi ескерiлген екi есептеу-графикалық жұмыстарды оқып үйренеді.

Студенттердің курс бойынша емтиханға жіберілуі, есептеу-графикалық жұмыстардың табысты орындалуы және қорғалуынан кейiн рұқсат етiледi.

1 Есептеу-графикалық жұмысқа арналған әдiстемелiк нұсқаулар және тапсырмалар

Студенттер №1 есептеу-графикалық жұмыста желінің дистанциялық қорғанысын есептеуі керек, сонымен бірге дистанциялық қорғаныс селективтілігінің картасын сызуы керек.

№1 тапсырманың негiзгi параметрлері 1 және 2 кестелерде (сынақ кiтапшасы нөмiрiнiң соңғы және алдындағы цифрлары), ал қорғау (А немесе Б қорғау, студент тегінің бiрiншi әрпі бойынша) 3 кестеде келтiрiлген. Электр торабының сұлбасы 1 суретте көрсетiлген.

№1 есептеу-графикалық жұмысқа есептiк сұлбалары және қорғаныстардың селективтілігінің картасы бар көлемi 10-15 беттен тұратын түсiнiктеме кiредi.

Студенттер №2 есептеу-графикалық жұмыста желінің нөл реттілік ток қорғанысын (НРТҚ) есептеуі керек, сонымен бiрге желінің нөл реттілік ток қорғанысының (НРТҚ) селективтілігінің  картасын сызуы керек.

№2 тапсырманың негiзгi параметрлері 1 және 2 кестелерде (сынақ кiтапшасы нөмiрiнiң соңғы және алдындағы цифрлары), ал қорғау (А немесе Б қорғау, студент тегінің бiрiншi әрпі бойынша) 3 кестеде келтiрiлген. Электр торабының сұлбасы 1 суретте көрсетiлген.

№2 есептеу-графикалық жұмысқа есептiк сұлбалары және қорғаныстардың селективтілігінің картасы бар көлемi 10-15 беттен тұратын түсiнiктеме кiредi.

1 кесте

Сынақ  кiтапшасының соңғы нөмiрi			1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Sқт, МВА	1 жүйе	max	1250	1200	1150	1100	1050	1000	950	900	1300	1350
		min	1150	1100	1000	1050	900	900	700	800	1150	1250
	2 жүйе	max	950	900	1300	1350	1150	1100	1050	1250	1200	1150
		min	700	750	1200	1250	1000	950	900	1100	1050	1000
Sном.тр., МВА	Т1		6,3	10	16	6,3	16	10	16	6,3	10	16
	Т2		10	16	10	6,3	16	16	6,3	6,3	10	16
	Т3		16	10	6,3	10	10	6,3	6,3	10	10	16
	Т4		6,3	6,3	6,3	16	10	6,3	10	16	10	16
Желілердің ұзындығы, шақ	L1		10	23	32	28	27	23	16	28	17	12
	L2		15	28	26	34	22	11	13	18	32	16
	L3		20	32	18	36	32	28	22	33	22	27
	L4		13	19	10	18	18	35	31	30	37	35
	L5		18	15	35	32	12	19	10	19	27	30

 1 сурет

2 кесте

Сынақ кiтапшасының алдыңғы нөмiрi				1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Uқт.тр., %	Т1	ЖККР +16%		8,7	9,8	9,84	9,77	9,59	10,84	8,9	9,2	9,56	9,4
	Т2	ЖККР +16%		9,84	9,77	8,7	9,4	9,8	8,7	9,2	9,59	8,9	9,84
	Т3	ЖККР +16%		8,52	8,8	9,02	9,62	9,9	10,34	10,84	9,4	9,56	9,59
	Т4	ЖККР +16%		10,84	9,4	9,84	9,77	9,59	9,59	8,9	9,2	9,56	8,9
Желінің меншікті кедергісі, Ом/шақырым		L1	Х1	0,35	0,36	0,37	0,38	0,39	0,4	0,41	0,42	0,43	0,44
			Х0	1,1	1,15	1,2	1,25	1,3	1,35	1,4	1,45	1,5	1,55
		L2	Х1	0,4	0,41	0,42	0,43	0,44	0,35	0,36	0,37	0,38	0,39
			Х0	1,25	1,3	1,35	1,4	1,45	1,5	1,55	1,1	1,15	1,2
		L3	Х1	0,37	0,38	0,39	0,4	0,41	0,42	0,43	0,44	0,35	0,36
			Х0	1,35	1,4	1,45	1,5	1,55	1,1	1,15	1,2	1,25	1,3
		L4	Х1	0,42	0,43	0,44	0,37	0,38	0,39	0,4	0,41	0,35	0,36
			Х0	1,35	1,4	1,45	1,1	1,15	1,2	1,25	1,3	1,5	1,55
		L5	Х1	0,39	0,4	0,41	0,44	0,35	0,36	0,37	0,38	0,42	0,43
			Х0	1,45	1,5	1,55	1,2	1,25	1,3	1,35	1,4	1,1	1,15

3 кесте

Тегінің бiрiншi әрпі	А, Б, В, Г	Д, Е, Ж, З	И, К, Л, М	Н, О,П, Р	С, Т, У, Ф	Х, Ц, Ч, Ш	Щ, Э, Ю, Я
Релелік қорғанысты таңдау	А	Б	А	Б	А	Б	А
Iжұм.max, А	600	550	500	450	400	350	300
ΦЖҰМ , градус	35	33	30	27	25	23	20
φМСЕЗ , градус	85	80	75	70	65	75	85

 2 Желінің дистанциялық қорғанысын есептеуге арналған әдiстемелiк нұсқаулар

Есеп L2 желісінің (А қорғанысы) дистанциялық қорғанысы үшiн келтiрiлген.

Бастапқы деректер:

Sқт_.Ж1.МАХ = 1187 МВА; S_қт.Ж1.MIN = 993 МВА;

S_{қт.Ж2.МАХ} = 1089 МВА; S_қт.Ж2.MIN = 926 МВА;

L1: 13,5 шақырым; Х_1МЕНШ = 0,36 Ом/шақырым;

L2: 19,2 шақырым; Х_1МЕНШ = 0,41 Ом/шақырым;

L3: 27,7 шақырым; Х_1МЕНШ = 0,39 Ом/шақырым;

L4: 22,9 шақырым; Х_1МЕНШ = 0,37 Ом/шақырым;

L5: 9,5 шақырым; Х_1МЕНШ = 0,38 Ом/шақырым;

Т2: S_НОМ.ТР. = 10 МВА; U_{ҚТ.(+ЖККР)} = 8,27% .

I_{ЖҰМ.МАХ} = 555 А, φ_Ржұм = 31⁰ φ_МСЕЗ = 83⁰.

 

2.1 Орын басу сұлбасының параметрлерiн есептеу

 

Есепті салыстырмалы немесе атаулы бiрлiктерде өткiзуге болады. Атаулы бiрлiктер әдiсін пайдаланамыз. Ол үшiн сұлбаның барлық элементтерi бiр базистiк кернеуге келтiрiлуi керек, базистiк кернеу ретінде  U_БАЗ = 115 кВ кернеуді қабылдаймыз.

Жүйелердің фазалық кернеуі

Е_Ж1.Ф. = U_Ж1 ´ U_БАЗ / ( Ö3 ´ U_ОР ) = 115 ´ 115 / Ö3 ´ 115 = 66,40 кВ,

 

мұндағы U_Ж1 – бірінші жүйенің берілген кернеуі (қабылдаймыз U_Ж1 = 115 кВ), U_ОР = 115 кВ – элементтің орташа кернеуі (1 - жүйе);

 

Е_Ж2.Ф. = 66,40 кВ.

Х_ж1.МАХ = U_БАЗ² / S_{қт.ж1.МАХ} = 115² / 1187 = 11,14 Ом,

Хж_1.MIN = U_БАЗ² / S_қт.ж1.MIN = 115² / 993 = 13,32 Ом,

Хж_2.МАХ = U_БАЗ² / S_{қт.ж2.МАХ} = 115² / 1089 = 12,14 Ом,

Хж_2.MIN = U_БАЗ² / S_қт.ж2.MIN = 115² / 926 = 14,28 Ом,

Х_L1 = Х_1МЕНШ ´ L ´ U_БАЗ² / U_ор² = 0,36 ´ 13,5 ´ 115² / 115² = 4,86 Ом,

Х_L2 = 0,41 ´ 19,2 ´ 115² / 115² = 7,87 Ом,

Х_L3 = 0,39 ´ 27,7 ´ 115² / 115² = 10,80 Ом,

Х_L4 = 0,37 ´ 22,9 ´ 115² / 115² = 8,47 Ом,

Х_L5 = 0,38 ´ 9,5 ´ 115² / 115² = 3,61 Ом,

 

мұндағы U_ОР = 115 кВ – желінің орташа кернеуі.

 

Х_{Т2 (+ЖККР)} = U_{КЗ.(+ЖККР)} ´ U_БАЗ² a_(+ЖККР)² / (100 ´ S_НОМ.ТР.),

мұндағы a_(+ЖККР) – жүктеме кезіндегі кернеудi реттеу (ЖККР) жағдайын есепке алу коэффициенті (+16 %).

a_(+ЖККР) = 1- DU_ЖККР = 1 – 0,16 = 0,84,

мұндағы DU_ЖККР = 0,16 – жүктеме  кезіндегі кернеудi реттеу (ЖККР) жартылай диапазоны.

Х_{Т2(+ЖККР)} = U_{КЗ.(+ЖККР)} ´ U_БАЗ² a_(+ЖККР)² / (100 ´ S_НОМ.ТР.) =

= 8,27 ´ 115² ´ 0,84² / (100 ´ 10) = 77,17 Ом.

 

Орын басу сұлбасы 2 суретте көрсетiлген.

 

2 сурет

2.2 Дистанциялық қорғаныстың бірінші ретті кедергiлерiн есептеу

Дистанциялық қорғаныстардың есептерiнде толық кедергiлер Z қолданылады, бiрақ осы есептік-графикалық жұмыста толық кедергiлер орнына реактивтiк кедергілерді Х қолдануға болады, өйткенi кернеуі 1000 Вольттан жоғары желілерде активті кедергiлер  реактивтi кедергілерден едәуiр аз болады.

2.2.1 Бiрiнші саты кедергiсiн есептеу.

Бiрiншi саты кедергiсi қарама-қарсы қосалқы станcа шиналарында үшфазалы қысқа тұйықталуды (ҚТ) есепке алу шартынан таңдалып алынады, осы жағдайда қысқа тұйықталу (ҚТ) тогы есептеліп шығарылмайды, L2 желісінің кедергiсi қолданылады.

Z^I_L2 = Z_L2 / (1 + b + d) = 0,85 ´ Z_L2 = 0,85 ´ 7,87 = 6,69 Ом,

мұндағы b = 0,05 – кернеу трансформаторларының және кедергi релесiнің қателiгiн есепке алу коэффициенті;

d = 0,1 – бірінші ретті электрлік шамалардың есептерiнiң қателiгiн есепке алу коэффициенті.

Бiрiншi саты уақыт ұстанымсыз жұмыс iстейдi.

 

2.2.2 Екінші саты кедергiсiн есептеу.

Екiншi саты L2 желісінің жапсарлас жалғауларының жылдам әрекет ететін қорғаныстарымен сәйкестендірілуі керек, демек үш шарты болады:

1) L3 – Z^I_L3 желісінің дистанциялық қорғанысының бiрiншi сатысы,

2) L5 – Z^I_L5 желісінің дистанциялық қорғанысының бiрiншi сатысы,

3) T2 трансформаторының релелiк қорғанысы.

Бiрiншi шарт бойынша L3 желісінің бiрiншi сатысының кедергiсiн есептеу керек.

Z^I_L3 = Z_L3 / (1 + b + d) = 0,85 ´ Z_L3 = 0,85 ´ 10,80 = 9,18 Ом.

 

L2 желісінің екінші сатысы

Z^II_L2 = (Z_L2 + (1 – a) ´ Z^I_L3 / К_Т.L3) / (1 + b + d) = 0,85 ´ Z_L2 + 0,66 ´ Z_L3 / К_Т.L3 ,

 

мұндағы a = 0,1 – ток трансформаторларының  қателiгiн есепке алу коэффициенті, К_Т.L3 – ток тарату коэффициенті.

Ток тарату коэффициенті К_Т.L3 болуы мүмкiн қысқа тұйықталу (ҚТ) тогының жапсарлас L3 желісіндегі болуы мүмкін қоректену ықпалын есепке алады.

К_Т.L3 = I_I / I₃ ,

мұндағы I_I және I₃ – сәйкесiнше L2 және L3 желілері қорғаныстарының комплектi арқылы ағатын  қысқа тұйықталу (ҚТ) токтары, энергия жүйесінің максималды режимінде қысқа тұйықталу (ҚТ) нүктесі L3 желісінің соңында болады (3 суретті қараңыз).

 

3 сурет

I_I және I₃ токтарын табу үшiн бағдарлама-симуляторда тиiстi сұлбаны құраймыз, амперметрлерді L2 және L3 желілерінің қорғаныстары орналасқан жеріне орнатамыз (4 суретті қараңыз).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 сурет

 

К_Т.L3 = I_I / I₃ = 1,915 / 1,915 = 1,

Z^II_L2 = (Z_L2 +(1 – a) ´ Z^I_L3 / К_Т.L3) /(1 + b + d) = 0,85 ´ Z_L2 + 0,66 ´ Z_L3 / К_Т.L3 =

= 0,85 ´ 7,87 + 0,66 ´ 10,80 / 1 = 13,82 Ом.

 

Екiншi шарт бойынша L5 желісінің бірінші сатысының кедергісін есептеу керек.

Z^I_L5 = Z_L5 / (1 + b + d) = 0,85 ´ Z_L5 = 0,85 ´ 3,61 = 3,07 Ом.

L2 желісінің екінші сатысы

Z^II_L2 = (Z_L2 + (1 – a) ´ Z^I_L5 / К_Т.L5) / (1 + b + d) = 0,85 ´ Z_L2 + 0,66 ´ Z_L5 / К_Т.L5.

Ток тарату коэффициенті К_Т.L5 болуы мүмкiн қысқа тұйықталу (ҚТ) тогының жапсарлас L5 желісіндегі қоректену ықпалын есепке алады.

К_Т.L5 = I_I / I₅ ,

мұндағы I_I және I₅ – сәйкесiнше L2 және L5 желілері қорғаныстарының комплектi арқылы ағатын  қысқа тұйықталу (ҚТ) токтары, энергия жүйесінің максимал режимінде қысқа тұйықталу (ҚТ) нүктесі L5 желісінің соңында болады (5 суретті қараңыз).

5 сурет

I_I және I₅ токтарын табу үшiн бағдарлама-симуляторда тиiстi сұлбаны құраймыз, амперметрлерді L2 және L5 желілерінің қорғаныстары орналасқан жеріне орнатамыз (6 суретті қараңыз).

 

 6 сурет

К_Т.L5 = I_I / I₅ = 2,197 / 3,866 = 0,57,

Z^II_L2 = (Z_L2 + (1 – a) ´ Z^I_L5 / К_Т.L5) / (1 + b + d) = 0,85 ´ Z_L2 + 0,66 ´ Z_L5 / К_Т.L5=

= 0,85 ´ 7,87 + 0,66 ´ 3,61 / 0,57 = 10,87 Ом.

          Үшiншi шарт бойынша L2 желісінің қорғанысының екiншi сатысы 10 кВ шинасындағы Т2 трансформаторының ар жағындағы қысқа тұйықталудан (ҚТ) құрылады.

Z^II_L2 = (Z_L2 + Z_ТР2 / К_Т.ТР.2) / (1 + b + d) = 0,85 ´ (Z_L2 + Z_ТР2 / К_Т.ТР.2).

Ток тарату коэффициенті К_Т.ТР.2 болуы мүмкiн қысқа тұйықталу (ҚТ) тогының Т2 трансформаторының ар жағында қоректену ықпалын есепке алады.

К_Т.ТР.2 = I_I / I_ТР.2 ,

мұндағы I_I және I_ТР.2 – сәйкесiнше L2 желісі және Т2 трансформаторының қорғаныстарының комплектi арқылы ағатын қысқа тұйықталу (ҚТ) токтары, энергия жүйесінің максимал режимінде қысқа тұйықталу (ҚТ) нүктесі Т2 трансформаторының ар жағында болады (7 суретті қараңыз).

 

7 сурет

I_I және I_ТР.2 токтарын табу үшiн бағдарлама-симуляторда тиiстi сұлбаны құраймыз, амперметрлерді L2 желісінің және Т2 трансформаторының қорғаныстары орналасқан жеріне орнатамыз (8 суретті қараңыз).

         

8 сурет

К_Т.ТР.2 = I_I / I_ТР.2 = 415,8 / 731,5 = 0,57,

Z^II_L2 = (Z_L2 + Z_ТР2 / К_Т.ТР.2) / (1 + b + d) = 0,85 ´ (Z_L2 + Z_ТР2 / К_Т.ТР.2) =

= 0,85 × (7,87 + 77,17 / 0,57) = 121,77 Ом.

Үш шарттан мейлiнше төмен кедергіні таңдаймыз.

Z^II_L2 = 10,87 Ом.

L2 желісі қорғанысының екiншi сатысының сезгiштiгiн тексеру.

К_СЕЗ = Z^II_L2 / Z_L2 = 10,87 / 7,87 = 1,38 > 1,25.

Екiншi саты кедергiсiнiң мәнi сезгiштiк бойынша талаптарды қанағаттандырады.

Екiншi саты уақыт ұстанымы селективтіліктің сатысына тең болып қабылданады.

t^II_L2 = Dt.

Әдетте Dt » 0,35 ¸ 0,5 с.

2.2.3 Үшінші саты кедергiсiн есептеу.

Z^III_L2 = Z_ЖҰМ.MIN / (К_СЕН × К_ӨІҚ × К_ҚАЙТ) =

= U_ЖҰМ..MIN / (√3 × К_СЕН × К_ӨІҚ × К_ҚАЙТ × I_{ЖҰМ.МАХ} × cos(φ_МСЕЗ – φ_ЖҰМ)).

мұндағы Z_жұм.MIN – желінің максимал жұмыс режиміндегі қорғаныс релесiне келтірілген  ең төменгi (минималды) кедергi,

К_СЕН = 1,2 – сенімділік коэффициенті,

К_ӨІҚ = 1,5 - өздiгiнен iске қосылу коэффициенті,

К_ҚАЙТ = 1,05 ÷ 1,1  - қорғаныс релесiнiң қайту коэффициенті,

U_ЖҰМ.MIN = (0,9 ÷ 0,95) × U_НОМ - ең төменгi (минималды) жұмыс кернеуi,

I_{ЖҰМ.МАХ} - максималды жұмыс тогы,

φ_МСЕЗ - қорғаныс релесінің максималды сезгіштігінің бұрышы,

φ_ЖҰМ – максимал жүктеме режиміндегі ток пен  кернеудiң аралығындағы бұрыш.

Қайту коэффициенті К_ҚАЙТ дистанциялық қорғаныста қолданылатын кедергi релесiне тәуелдi болады, қабылдаймыз К_қайт = 1,05.

Z^III_L2 = Z_ЖҰМ.MIN / (К_СЕН × К_ӨІҚ × К_ҚАЙТ) =

= U_ЖҰМ.MIN / (√3 × К_СЕН × К_ӨІҚ × К_ҚАЙТ × I_{ЖҰМ.МАХ} × cos(φ_МС – φ_ЖҰМ) ) =

= 0,9 × 110000 / (√3 × 1,2 × 1,5 × 1,05 × 555 × cos(83⁰ - 31⁰) ) = 88,51 Ом.

Үшінші саты сезгiштiгiн тексереміз.

Дистанциялық қорғаныстың үшінші сатысын екі шарт бойынша тексереміз:

1) қорғалатын желі соңындағы қысқа тұйықталу (ҚТ);

2) резервтеу аймағының соңындағы қысқа тұйықталу (ҚТ), демек үшінші саты ең ұзын жапсарлас желі соңындағы қысқа тұйықталуды (ҚТ) сенімді сезуi керек.

Бiрiншi шарт бойынша сезгiштiк коэффициентi

К_СЕЗ = Z^III_L2 / Z_L2 = 88,51 / 7,87 = 11,25 > 1,5.

Үшінші саты кедергiсiнiң мәнi бірінші шарттың сезгiштiгі бойынша талаптарды қанағаттандырады.

Сезгiштiк коэффициентi екiншi шарт бойынша L3 (27,7 шақырым) желісінің соңындағы қысқа тұйықталуда (ҚТ) тексеріледi, өйткенi ол L5 желісінен (9,5 шақырым) ұзын.

К_СЕЗ = Z^III_L2 / Z_{ҚОРҒ.МАХ} ≥ 1,2,

мұндағы Z_{ҚОРҒ.МАХ} – ең ұзын жапсарлас L3 желі соңындағы қысқа тұйықталу (ҚТ) кезіндегі релеге келтірілген үшiншi саты кедергiсінiң максималды мәнi.

Z_{ҚОРҒ.МАХ}  энергия жүйесінің минималды режимі үшiн ток тарату коэффициентін есепке ала отырып есептеледі.

Z_{ҚОРҒ.МАХ} = Z_L2 + Z_L3 / К_Т.MIN.

Ток тарату коэффициенті L3 желісінде болуы мүмкiн қысқа тұйықталу (ҚТ) тогының қоректенуiн есепке алады.

К_Т.MIN = I_I.MIN / I_L3.MIN.

мұндағы I_I.MIN және I_L3.MIN – сәйкесiнше L2 және L3 желілері қорғаныстарының комплектi арқылы ағатын  қысқа тұйықталу (ҚТ) токтары, энергетикалық жүйенің минималды режимінде қысқа тұйықталу (ҚТ) нүктесі L3 желісінің соңында болады (9 суретті қараңыз).

 

9 сурет

I_I.MIN және I_L3.MIN токтарын табу үшiн бағдарлама-симуляторда тиiстi сұлбаны құраймыз, амперметрлерді L2 және L3 желілерінің қорғаныстары орналасқан жеріне орнатамыз (10 суретті қараңыз).

 

10 сурет

К_Т.MIN = I_I.MIN / I_L3.MIN = 1,802 / 1,802 = 1,

Z_{ҚОРҒ.МАХ} = Z_L2 + Z_L3 / К_Т.MIN = 7,87 + 10,80 / 1 = 18,67 Ом,

К_СЕЗ = Z^III_L2 / Z_{ҚОРҒ.МАХ} = 88,51 / 18,67 = 4,74 ≥ 1,2.

Үшiншi саты кедергiсiнiң мәнi екiншi шарттың сезгiштiгi бойынша талаптарды қанағаттандырады.

Үшiншi саты уақыт ұстанымын қарсы - сатылы қағидасы (принципі) бойынша (максималды ток қорғанысы (МТҚ) сияқты) жапсарлас  желінің үшiншi саты уақыт ұстанымынан таңдаулылықтың бір сатысына көбiрек қабылдайды. Егер жапсарлас желілер бiрнешеу болса, онда есепке қорғаныстың үшiншi сатысының ең үлкен iске қосылу уақыты болатын желі алынады. L2 желісінде L3 және L5 екi жапсарлас желілер болады. L5 желісі T4 трансформаторымен бiтедi, ал L3 желісінен кейін L4 желісі және ары қарай желілері болуы мүмкін жүйе жүредi, сондықтан қарсы - сатылы қағидасы (принципі) бойынша L3 желісінің үшiншi саты уақыт ұстанымы үлкен болады. Уақыт ұстанымы туралы мәлiметтер жоқ болғандықтан, қабылдаймыз:

L4 желісінің үшiншi саты уақыт ұстанымы t^III_L4 = 0,8 с;

          L3 желісінің үшiншi саты уақыт ұстанымы

t^III_L3 = t^III_L4 + Dt = 0,8 + 0,5 = 1,3 с;

          L2 желісінің үшiншi саты уақыт ұстанымы

t^III_L2 = t^III_L3 + Dt = 1,3 + 0,5 = 1,8 с.

2.3 Дистанциялық қорғаныстардың екінші ретті кедергілерін есептеу

Қорғалынатын желіге кедергi релесi ток және кернеу трансформаторлары арқылы қосылады, сондықтан кедергi релесiнiң iске қосылу қойылымы екiншi ретті кедергiлерде тапсырылуы керек.

Бiрiншi сатының екiншi ретті кедергiсi

z^I = Z^I_L2 × n_TA / n_TV ,

мұндағы n_TA және n_TV – сәйкесінше ток және кернеу трансформаторларының трансформациялау коэффициенті.

n_TA мәнін желінің берілген максималды жұмыс істеу тогы бойынша таңдап алуға болады I_{ЖҰМ.МАХ} = 555 А, таңдаймыз: n_TA = 600 / 5 = 120.

          110 кВ торабы үшін n_TV = 110000 / 100 = 1100.

z^I = Z^I_L2 × n_TA / n_TV = 6,69 × 120 / 1100 = 0,73 Ом.

          Екінші сатының екінші ретті кедергісі

z^II = Z^II_L2 × n_TA / n_TV = 10,87 × 120 / 1100 = 1,19 Ом.

Үшінші сатының екінші ретті кедергісі

z^III = Z^III_L2 × n_TA / n_TV = 88,51 × 120 / 1100 = 9,66 Ом.

2.4 Дистанциялық қорғаныстың селективтілігінің картасын құрастыру

          Селективтілік картасы тораптың релелiк қорғанысының салыстырмалы селективтілігін, олардың үйлестірілуiн, резервті әрекеттiң мүмкiндiгiн көрсетедi.

Дистанциялық қорғаныстардың селективтілігінің картасы 11 суретте көрсетілген.

Картаны Ом бірлігінде Z координаталарынан бастау орынды, Z осінде желінің кедергiсi, дистанциялық қорғаныс сатысының iске қосылу аймақтары белгіленеді. Бұдан әрi t координаталары бойынша сатылардың iске қосылу уақыттары белгіленеді. Бiрiншi сатыларда t = 0, бiрақ көрнекiлiк үшiн t координатасы бойынша аздаған шегініс жасау керек. Содан соң қорғаныс сатыларын көрсететiн тұтас жуан сызықтар салынады. Егер жапсарлас желілер бiрнешеу болса, онда олардың қорғаныс сатыларының суреттерi бiр-біріне салына алады, сондықтан бұл қорғаныстардың бірнеше бөлiктерiн t координатасы бойынша төмен қарай сызуға болады. Осыдан кейiн желілер мен трансформаторлардың кедергiлерiнiң координатасы штрих сызықтармен жоғары тасымалданады және Z координаталарымен масштаб бойынша дәл келетiн торап сұлбасы сызылады. Егер трансформаторлардың кедергiлерi өте үлкен шама болса, тораптың сұлбасында олардың шартты суреттерiн үзiк сызықтармен көрсетуге болады.

11 сурет

3 Нөл реттілік ток қорғанысын (НРТҚ) есептеу бойынша әдістемелік нұсқаулар

Нөл реттілік ток қорғанысын (НРТҚ) есептеу L3 желісі (Б қорғанысы) үшін келтірілген.

Бастапқы деректер:

S_{ҚТ.Ж1.МАХ} = 1187 МВА; S_қт.Ж1.MIN = 993 МВА;

Sқт_.Ж2.МАХ = 1089 МВА; Sқт_.Ж2.MIN = 926 МВА;

L1:13,5 шақырым; Х_1МЕНШ=0,36 Ом/шақ., Х_0МЕНШ=1,02 Ом/шақ.;

L2:19,2 шақырым; Х_1МЕНШ=0,41 Ом/шақ., Х_0МЕНШ=1,41 Ом/шақ.;

L3:27,7 шақырым; Х_1МЕНШ=0,39 Ом/шақ., Х_0МЕНШ=1,50 Ом/шақ.;

L4:22,9 шақырым; Х_1МЕНШ=0,37 Ом/шақ., Х_0МЕНШ=1,11 Ом/шақ.;

L5:9,5 шақырым; Х_1МЕНШ=0,38 Ом/шақ., Х_0МЕНШ = 1,55 Ом/шақ.;

Т1: S_НОМ.ТР.=10 МВА; U_{ҚТ.(+ЖККР)}=8,27%; орамаларды қосу сұлбасы /D;

Т2: S_НОМ.ТР.=16 МВА; U_{ҚТ.(+ЖККР)}=9,12%; орамаларды қосу сұлбасы /D;

Т3:S_НОМ.ТР.=6,3 МВА; U_{ҚТ.(+ЖККР)}=8,56%; орамаларды қосу сұлбасы /D;

Т4: S_НОМ.ТР.=10 МВА; U_{ҚТ.(+ЖККР)}=9,25%; орамаларды қосу сұлбасы /D.

3.1 Кешенді сұлбаның параметрлерін есептеу

Нөл реттілік ток қорғанысы (НРТҚ) 3I₀  тогы бойынша есептелінеді, ал нөлдiк токтарды есептеу үшiн бiр фазалы және екi фазалы жерге қысқа тұйықталу (ҚТ) кешендi сұлбаларын қолдану керек. Кешендi сұлбалар тура, керi және нөл реттілік орын басу сұлбаларынан тұрады.

Есепті салыстырмалы немесе атаулы бiрлiктерде орындауға болады. Атаулы бiрлiктер әдiсін пайдаланамыз. Ол үшiн сұлбаның барлық элементтерi бiр базистiк кернеуге келтiрiлуi керек, базистiк кернеу ретінде U_БАЗ = 115 кВ қабылдаймыз.

3.1.1 Тура  реттілік орын басу сұлбасы.

Жүйенің фазалық кернеуі

Е_Ж1.Ф. = U_Ж1 ´ U_БАЗ / ( Ö3 ´ U_ОР ) = 115 ´ 115 / Ö3 ´ 115 = 66,40 кВ,

мұндағы U_Ж1 – бірінші жүйенің берілген кернеуі (қабылдаймыз U_Ж1 = 115 кВ),   U_ОР = 115 кВ – элементтің орташа (бірінші жүйе) кернеуі;

Е_Ж2.Ф. = 66,40 кВ.

Х_Ж1.МАХ = U_БАЗ² / S_{ҚТ.Ж1.МАХ} = 115² / 1187 = 11,14 Ом,

Х_Ж1.MIN = U_БАЗ² / S_ҚТ.Ж1.MIN = 115² / 993 = 13,32 Ом,

Х_Ж2.МАХ = U_БАЗ² / S_{ҚТ.Ж2.МАХ} = 115² / 1089 = 12,14 Ом,

Хж_2.MIN = U_БАЗ² / S_ҚТ.Ж2.MIN = 115² / 926 = 14,28 Ом,

Х_L1 = Х_{1 МЕНШ} ´ L ´ U_БАЗ² / U_ОР² = 0,36 ´ 13,5 ´ 115² / 115² = 4,86 Ом,

Х_L2 = 0,41 ´ 19,2 ´ 115² / 115² = 7,87 Ом,

Х_L3 = 0,39 ´ 27,7 ´ 115² / 115² = 10,80 Ом,

Х_L4 = 0,37 ´ 22,9 ´ 115² / 115² = 8,47 Ом,

Х_L5 = 0,38 ´ 9,5 ´ 115² / 115² = 3,61 Ом,

мұндағы Uор = 115 кВ – желінің орташа кернеуі.

Х_{Т1 (+ЖККР)} = U_{ҚТ.(+ ЖККР)} ´ U_БАЗ² a_{(+ ЖККР)}² / (100 ´ S_НОМ.ТР.),

мұндағы a_(+ЖККР) – жүктеме кезіндегі кернеуді реттеу (ЖККР) жағдайын есепке алу коэффициенті (+16 %).

a_{(+ ЖККР)} = 1 - DU _ЖККР = 1 – 0,16 = 0,84 ,

мұндағы DU_ЖККР = 0,16 – жүктеме  кезіндегі кернеудi реттеудің  (ЖККР) жартылай диапазоны.

Х_{Т1(+ЖККР)} = U_{ҚТ.(+ ЖККР)} ´ U_БАЗ² a_{(+ ЖККР)}² / (100 ´ S_НОМ.ТР.) =

= 8,27 ´ 115² ´ 0,84² / (100 ´ 10) = 77,17 Ом,

Х_{Т2(+ЖККР)} = U_{ҚТ.(+ ЖККР)} ´ U_БАЗ² a_{(+ ЖККР)}² / (100 ´ S_НОМ.ТР.) =

= 9,12 ´ 115² ´ 0,84² / (100 ´ 16) = 53,19 Ом,

Х_{Т3(+ЖККР)} = U_{ҚТ.(+ ЖККР)} ´ U_БАЗ² a_{(+ ЖККР)}² / (100 ´ S_НОМ.ТР.) =

= 8,56 ´ 115² ´ 0,84² / (100 ´ 6,3) = 126,79 Ом,

Х_{Т4(+ЖККР)} = U_{КЗ.(+ ЖККР)} ´ U_БАЗ² a_{(+ ЖККР)}² / (100 ´ S_НОМ.ТР.) =

= 9,25 ´ 115² ´ 0,84² / (100 ´ 10) = 86,32 Ом.

 

Релелiк қорғаныстардың сезгiштiгін тексеру үшiн орын басу сұлбаларында Х_{Т(+ЖККР)} мәндері Х_{Т( - ЖККР)} мәндерімен алмастырылуы тиiстi. Бiрақ осы есептеу-графикалық жұмыста сезгiштiкті тексеру кезінде Х_{Т(+ЖККР)} мәнiн қалдыруға болады.

3.1.2 Керi реттілік орын басу сұлбасы.

Торап элементтерiнiң керi реттілік кедергiлерiн есептеу үшiн параметрлер берілмеген болғандықтан, барлық элементтер үшін Х_ТУРА. = Х_КЕРІ. теңдігін қабылдауға болады.

3.1.3 Нөл реттілік орын басу сұлбасы.

Х⁰_L1 = Х_0МЕНШ ´ L ´ U_БАЗ² / U_ОР² = 1,02 ´ 13,5 ´ 115² / 115² = 13,77 Ом,

Х⁰_L2 = 1,41 ´ 19,2 ´ 115² / 115² = 27,07 Ом,

Х⁰_L3 = 1,50 ´ 27,7 ´ 115² / 115² = 41,55 Ом,

Х⁰_L4 = 1,11 ´ 22,9 ´ 115² / 115² = 25,42 Ом,

Х⁰_L5 = 1,55 ´ 9,5 ´ 115² / 115² = 14,73 Ом,

мұндағы U_ОР = 115 кВ – желінің орташа кернеуі.

 

Трансформаторлардың нөл реттілік кедергiлерi  тура реттілік кедергілеріне тең Х⁰_ТР. = Х_Т.ТР.

Жүйелердiң нөл реттілік кедергiлерiн тура реттілік кедергілеріне теңестiремiз

Х⁰_Ж1.МАХ = Х_Ж1.МАХ,

Х⁰_Ж1.MIN = Х_{Ж1. MIN,}

Х⁰_Ж2.МАХ = Х_Ж2.МАХ,

Х⁰_Ж2.MIN = Х_{Ж2. MIN.}

 

3.2 Нөл реттілік ток қорғанысын (НРТҚ) есептеу

 

3.2.1 Нөл реттілік ток қорғанысының (НРТҚ) бірінші сатысын есептеу.

Уақыт ұстанымы жоқ қорғаныстың бiрiншi сатысының iске қосылу тогы, энергия жүйесінің максималды режимiндегi (12 суретті қараңыз) қарсы қосалқы станса шиналарында жерге қысқа тұйықталу (ҚТ) кезіндегі қорғаныс орнатылған жерден өтетiн 3I₀ тогынан ауытқу шарттары бойынша таңдалады.

 

I^I_L3 = К_СЕН ´ 3 ´ I₀,

 

мұндағы  К_СЕН = 1,3 – сенімділік коэффициенті.

 

 

12 сурет

Жерге қысқа тұйықталудың (ҚТ) екi түрі болады: бiрфазалы жерге қысқа тұйықталу (ҚТ) және екiфазалы жерге қысқа тұйықталу (ҚТ), сәйкесiнше екi шарт пайда болады

I^I_L3 = К_СЕН ´ 3 ´ I⁽¹⁾₀ ,

I^I_L3 = К_СЕН ´ 3 ´ I^(1,1)₀ .

Нөлдiк токтарды анықтау үшiн бағдарлама-симуляторды пайдалану арқылы тура  модельдеу әдiсін қолданамыз. Тура, керi және нөл реттілік орын басу сұлбаларынан тұратын кешендi сұлбалар құрастыру керек. Амперметр нөл реттілік сұлбасының қорғанысының орнатылған жеріне орналастырылады. Кешендi сұлбалар 13 және 14 суреттерде көрсетiлген.

Кешендi сұлбаларды құрастыруда көңiл аударыңыз:

1) реттіліктің орын басу сұлбаларының басы генерацияланған бейтараптарды бiрiктiретiн ортақ нүктесi болып табылады, ал нөл реттілік сұлбасында оларға дәл осылай трансформаторлардың кедергiсi Δ жақтан қосылады;

2) орын басу сұлбасының соңы қысқа тұйықталу (ҚТ) нүктесі болып табылады.

13 сурет - Бірфазалы қысқа тұйықталу (ҚТ)

14 сурет - Екіфазалы қысқа тұйықталу (ҚТ)

Модельдеу нәтижелерi:

I⁽¹⁾₀ = 341,9 A,

I^(1,1)₀ = -327,2 A = 327,2 А,

егер терiс сан пайда болса, онда оның модулі алынады.

Екi шарттан мәні ең үлкен I₀  тогы таңдалынады және осы мән үшiн бiрiншi сатының iске қосылу тогы есептелінеді

I^I_L3 = К_СЕН ´ 3 ´ I₀ = 1,3 ´ 3 ´ 341,9 = 1333,41 А.

3.2.2. Нөл реттілік ток қорғанысының (НРТҚ) екінші сатысын есептеу.

Екiншi саты жапсарлас қосулардың тез әрекет ететін қорғаныстарын есепке алуы керек, демек екi шарт пайда болады:

1) L2 желісінің нөл реттілік ток қорғанысының (НРТҚ) бірінші сатысын есепке алуы,

2) L5 желісінің нөл реттілік ток қорғанысының (НРТҚ) бірінші сатысын есепке алуы.

T2 трансформаторының релелiк қорғанысы есепке алынбайды, өйткенi /D сұлбалы трансформатордың  жағынан нөл реттілік ток қорғанысы (НРТҚ) болмайды, ал трансформатордың ар жағынан жерге қысқа тұйықталу (ҚТ) болуы мүмкiн емес (D  жағынан оқшауланған бейтарап торап) және ток I₀ ақпайды.

Бiрiншi шарт бойынша L2 желісінің бiрiншi сатысының I^I_L2 iске қосылу тогын есептеу керек, содан соң I^I_L2  тогының iске қосылу аймағының соңын табу керек, осы нүктеде жерге қысқа тұйықталуды (ҚТ) модельдеу керек және L3 желісінің қорғаныс комплектiсі арқылы ағатын I₀ тогының мәнін анықтау керек, бұл мән бойынша L3 желісінің екiншi сатысының iске қосылу тогын есептеу керек

I^II_L3 = Ксен ´ 3 ´ I₀,

мұндағы К_СЕН = 1,2 –сенімділік коэффициенті.

I^I_L2 тогы I^I_L3 тогы сияқты анықталады, бағдарлама-симуляторда жасалынған кешендi сұлба 15 және 16 суреттерде көрсетiлген.

15 сурет - Бірфазалы қысқа тұйықталу (ҚТ)

16 сурет - Екіфазалы жерге қысқа тұйықталу (ҚТ)

 

I^I_L2 = 1,3 × 3 × 495,4 = 1932,06 А.

L3 желісінің қорғанысы орнатылған жерінен ағатын 3I₀ тогын L2 желісінің қорғанысының бiрiншi сатысы соңындағы қысқа тұйықталу (ҚТ) кезінде модельдеу көмегімен анықтауға болады.

Ол үшiн бағдарлама - симуляторда кешендi сұлба жасалады.

L2 желісінің кедергicі ретiнде резисторының орнына потенциометр  қолданылады.

Потенциометрдiң орташа нүктесi қысқа тұйықталудың (ҚТ) жылжымалы нүктесi сияқты қолданылады. L2 желісінің басынан бiрiншi саты аймағының ақырына дейiнгі учаскенің кедергiсi таңдап алынады. Потенциометрдiң кедергiсiн өзгерту арқылы L2 желісінің басында қойылған амперметрдiң көрсеткіштері бақыланады. Потенциометрдiң орташа нүктесi L2 желісінің бiрiншi қорғаныс аймағының соңында тұрса, амперметр I^I_L2 / 3 тең токты көрсетуi керек. Осыдан кейiн L3 желісінің басында қойылған амперметрдiң көрсеткіштерін жазып алуға болады және бұл iзделiп отырған ток I₀  болады, бұдан әрi I^II_L3 тогы есептелінеді.

I^II_L3 = К_СЕН ´ 3 ´ I₀ = 1,2 ´ 3 ´ 212,9 = 766,44 А.

Бағдарлама-симуляторда жиналатын сұлба 17 суретте көрсетiлген. Осы сұлбада L2 желісінің кедергiсi екi бөлiкке бөлiнген - потенциометр және резистор. Бұл мейлінше дәл модельдеу үшiн iстелген. Олардың жиынтығы X_L2 кедергiсіне тең, резистор 60 %, потенциометр - қалған 40 % құрайды. Осы арасалмақтың барлық реттілік сұлбаларында бірдей болуы керектігіне назар аударыңыз. Желіні алмастыратын резистор мен потенциометрдің арасалмағы әрдайым 60/40 болуы қажет емес, ол әрбiр жағдай үшiн таңдалынады.

17 сурет

Екiншi шарт бойынша есеп осыған ұқсас орындалады, L5 желісінің бiрiншi сатысының iске қосылу I^I_L5 тогын есептеу керек, содан соң iске қосылу I^I_L5 тогының аймағының соңы табылады, осы нүктеде жерге қысқа тұйықталуды (ҚТ) модельдеу керек және L3 желісінің қорғанысының комплектiсі арқылы ағатын I₀ тогының мәнін анықтау керек, бұл мән бойынша L3 желісінің екiншi сатысының iске қосылу тогын есептеу керек.

I^I_L5 тогы I^I_L3 тогына ұқсас анықталады, бағдарлама - симуляторда құрастырылатын кешендi сұлба 18 және 19 суреттерде көрсетiлген.

18 сурет - Бірфазалы қысқа тұйықталу (ҚТ)

19 сурет - Екіфазалы қысқа тұйықталу (ҚТ)

I^I_L5 = 1,3 × 3 × 825 = 3217,5 А.

L5 желісінің қорғанысының бiрiншi саты аймағының соңында болатын қысқа тұйықталу (ҚТ) кезіндегі L3 желі қорғанысы орналасқан жерден ағатын I₀ тогын анықтау үшiн кешендi сұлба (тек қана жерге екi фазалы қысқа тұйықталу (ҚТ) жағдайы үшiн) 20 суретте көрсетiлген.

20 сурет

Модельдеуден кейiн аламыз  I₀ = 275,7 А.

I^II_L3 = К_СЕН ´ 3 ´ I₀ = 1,2 ´ 3 ´ 275,7 = 992,52 А.

Екi шарттан ең үлкен мәні таңдалынады

766,44 < 992,52.

Қабылдаймыз

I^II_L3 = 992,52 А.

Екiншi сатының сезгiштiгiн тексеру.

Нөл реттілік ток қорғанысының (НРТҚ) екiншi сатысының сезгіштігі энергия  жүйесінің минималды режимiндегi қорғалатын желінің соңындағы бiрфазалық қысқа тұйықталу (ҚТ) бойынша тексеріледi.

Сезгiштiк коэффициентi

К_СЕЗ = 3I⁽¹⁾₀ / I^II_L3 ≥ 1,5.            

3I⁽¹⁾₀ тогы – L3 желісі соңындағы қысқа тұйықталу (ҚТ) кезіндегі L3 желісінің қорғаныс комплектісінен ағатын ток.

Бұл ток модельдегі кешендi сұлба көмегiмен анықталады.

Өлшемдердiң нәтижелерi бойынша аламыз

I⁽¹⁾_0.L3 = 341 А.

3 I⁽¹⁾_0.L3 = 1023.

К_СЕЗ = 3I⁽¹⁾₀ / I^II_L3 = 1023 / 992,52 = 1,03 < 1,5.

Сезгiштiк қанағаттанарлық емес, бұл екiншi саты L3 желісінің соңын сенімсіз қорғайтынын  бiлдiредi, сондықтан нөл реттілік ток қорғанысының (НРТҚ) келесi сатысы жапсарлас желінің екiншi сатысын есепке алуы керек.

Тіпті осы есептеу - графикалық жұмыста екiншi сатының сезгiштiк коэффициентi қанағаттанарлықсыз болса да есепті бұдан әрi жалғастыру керек, сондықтан уақыт ұстанымын таңдауға өтемiз.

Екiншi саты уақыт ұстанымы.

Екiншi саты уақыт ұстанымы селективтіліктің сатысына тең ретiнде қабылданады

t^II_L2 = Dt.

Әдетте Dt » 0,35 ¸ 0,5 с.

3.2.3 Нөл реттілік ток қорғанысының (НРТҚ) үшiншi сатысын есептеу.

Үшiншi саты нөл реттілік ток қорғанысы (НРТҚ) қосылатын 3I₀ сүзгiде (фильтрде) пайда болатын балансты емес тогынан есепке алады. Балансты емес тогының ең үлкен мәні үшфазалық қысқа тұйықталу (ҚТ) тогының ағуы кезінде болады, қысқа тұйықталу (ҚТ)  нүктесі қарсы қосалқы стансада трансформатордың ар жағынан алынады. Осы есептеуде қысқа тұйықталу (ҚТ) нүктесі трансформатордың ар жағынан алынады. Үшфазалық қысқа тұйықталу (ҚТ) үшін тура реттілік орын басу сұлбасы құрылады, амперметр L3 желісінің қорғанысы орналасқан жеріне орналастырылады. Бағдарлама-симуляторда жиналатын сұлба 21 суретте көрсетiлген.

429,5

21 сурет

I^III_L3 = К_СЕН ´ I_БЕ ,

мұндағы К_СЕН = 1,25 – сенімділік коэффициенті,

I_БЕ – балансты емес ток.

I_БЕ = I_ҚТ ´ e ´ К_А ´ К_Б:ТҮР = 429,5 ´ 0,1 ´ 1 ´ 0,5 = 21,48 А ,

мұндағы e = 0,1 –  ток трансформаторларының қателігі,

К_А = 1 – апериодты  құрамдас бөлігінің коэффициенті,

К_Б.ТҮР = 0,5 – ток трансформаторларының  бір түрлілігінің (бір типтілігінің) коэффициенті.

I^III_L3 = К_СЕН ´ I_БЕ = 1,25 ´ 21,48 = 26,85 А.

Сезгiштiк коэффициентi

К_СЕЗ = 3I⁽¹⁾₀ / I^III_L3 ,

мұндағы I⁽¹⁾₀ – бiрфазалық қысқа тұйықталу (ҚТ) кезіндегі қорғаныс комплектi арқылы резервтеу аймағының соңында ағатын ток.

Үшiншi саты барлық жапсарлас желілердің соңындағы жерге қысқа тұйықталуды (ҚТ) сенімді сезуi керек, ең ұзын жапсарлас желі бойынша тексеру жүргізіледі.

Ең ұзын жапсарлас желі L2 – 19,5 шақырым. L2 желісінің соңындағы бiрфазалық қысқа тұйықталу (ҚТ) үшiн кешендi сұлба құрылады. Амперметр L3 желісінің нөл реттілік ток қорғанысы (НРТҚ) орнатылған жеріне орнатылады. Энергия жүйесі минималды режимде болады. Бағдарламада-симулятордағы сұлба 22 суретте көрсетiлген.

22 сурет

Модельдеудiң нәтижесiнде аламыз

I⁽¹⁾₀ = 163,9,

3I⁽¹⁾₀ = 491,7,

К_СЕЗ = 3I⁽¹⁾₀ / I^III_L3 = 491,7 / 26,85 = 18,31 > 1,2.

Сезгiштiк қанағаттанарлық.

Үшiншi саты уақыт ұстанымын қарсы - сатылы қағидасы (принципі) бойынша (максималды ток қорғанысы (МТҚ) сияқты), жапсарлас  желінің үшiншi саты уақыт ұстанымының селективтілігінің сатысынан бір саты көбiрек қабылдайды. Егер жапсарлас  желілер бiрнешеу болса, онда есепке қорғаныстың үшiншi сатысы ең үлкен iске қосылу уақытын алатын желі алынады. L3 желісінде L2 және L5 екi жапсарлас  желі болады. L5 желісі T4 трансформаторымен бiтедi, ал L2 желісінен кейін  L1 желісі және ары қарай желілері болуы мүмкін жүйе жүредi, сондықтан қарсы - сатылы қағидасы (принципі) бойынша L3 желісінің үшiншi саты уақыт ұстанымы үлкен болады. Уақыт ұстанымы туралы мәлiметтер жоқ болғандықтан, қабылдаймыз:

1) үшiншi саты уақыт ұстанымы  L1 t^III_L4 = 0,8 с ,

2) үшiншi саты уақыт ұстанымы  L2 t^III_L3 = t^III_L4 + Dt = 0,8 + 0,5 = 1,3 с ,

3) үшiншi саты уақыт ұстанымы  L3 t^III_L2 = t^III_L3 + Dt = 1,3 + 0,5 = 1,8 с .

 

3.2.4 Нөл реттілік ток қорғанысының (НРТҚ) сатыларының релелерінің іске қосылу тогын есептеу.

Нөл реттілік ток қорғанысы (НРТҚ) желіге ток трансформаторларынан жиналған 3I₀ сүзгiсi (фильтрі) арқылы қосылады, сондықтан нөл реттілік ток қорғанысының (НРТҚ) релесінiң іске қосылу қойылымы екiншi ретті токтарда берілуі керек.

 

i^I_С.Р. = I^I_L3 / n_TA

мұндағы n_TA - ток трансформаторларының трансформациялау коэффициенті.

n_TA мәнін желінің берілген максималды жұмыс тогы бойынша таңдауға болады

I_{РАБ.МАХ} = 555 А, таңдаймыз n_TA = 600 / 5 = 120,

i^I_С.Р. = I^I_L3 / n_TA = 1333,41 / 120 = 11,11 А,

i^II_С.Р. = I^II_L3 / n_TA = 992,52  / 120 = 8,27 А,

i^III_С.Р. = I^III_L3 / n_TA = 26,85 / 120 = 0,22 А.

 

3.2.5 Нөл реттілік ток қорғанысының (НРТҚ) селективтілігінің картасын құрастыру.

Селективтілік картасы тораптың релелiк қорғаныстарының салыстырмалы селективтілігін, олардың келiсуiн, резервтегi әсердiң мүмкiндiгiн көрсетедi.

Нөл реттілік ток қорғанысының (НРТҚ) селективтілігінің картасы 23 суретте көрсетiлген.

Селективтілік карталарын құрастыру алдында L3, L2 және L5 желілерінің 3I₀ тогының қисықтарын есептеу керек. Ол үшiн сұлбада бұл желілердің кедергiсінің модельдері потенциометрлермен ауыстырылады, әрбiр желінің басында амперметр орнатылады. Потенциометрдiң орташа нүктесiнің орынын ауыстыра отырып амперметрлердiң көрсеткіштерi жазылып алынады және 3I₀  токтарының қисықтары  тұрғызылады. 3I₀ тогының қисықтары тұрғызылғаннан кейiн қорғаныстардың iске қосылу токтары тұрғызылады. 3I₀ токтарының қисықтарының және iске қосылу токтарының қиылысу нүктелерi сатылардың әрекет ету аймақтарының қайдан аяқталатынын көрсетедi. Осы нүктелерден төмен қорғаныстардың уақыт ұстанымы графигiне перпендикулярлар түсіріледі, және нөл реттілік ток қорғанысының (НРТҚ) сатылары сызылады. Бірінші сатыда уақыт ұстанымы болмайды, бiрақ оларды көрнекiлiк үшiн өстен  аздаған шегiнiспен суреттейдi. Селективтілік картасын миллиметрлiк қағазда құрастыруға болады.

 

23 сурет

Әдебиеттер тізімі

1. Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. - М.: Энергоатомиздат, 1998.

2. Дистанционная защита линий 35-330 кВ. Руководящие указания по релейной защите. Выпуск 7. - М.,Л.: Энергия, 1966.

3. Токовая защита нулевой последовательности от замыканий на землю линий 110-500 кВ. Расчеты. Руководящие указания по релейной защите. Выпуск 12. - М.: Энергия, 1980.

Жиынтық жоспар 2011 ж. реті_75__