Пример расчета релейной защиты промышленного предприятия

Расчет токов КЗ

Для выбора токов срабатывания и проверки чувствительности релейной защиты необходимо рассчитать токи КЗ. Обычно при расчете рассматривают трехфазное КЗ. Так как трехфазное КЗ является симметричным, достаточно произвести расчет для одной фазы. Для расчета токов КЗ составляют расчетную схему, на которой указывают все элементы системы электроснабжения (генераторы, линии, трансформаторы, реакторы). На основе расчетной схемы составляют схему замещения, на которой все элементы системы электроснабжения заменяют соответствующими сопротивлениями, выражаемыми в омах, что упрощает расчет тока КЗ.

В качестве примера определим ток КЗ в точках К1, К2, К3 и К4 системы электроснабжения (рис. 1.), если известны параметры элементов системы. Расчет выполняем в именованных единицах для среднего номинального напряжения .

Определяем сопротивления воздушной линии W1

;

Приводим сопротивления к :

;

Определяем сопротивление трансформатора Т1:

Рис. 2. Пример схема электроснабжения промышленного предприятия

Параметры схемы: линия W1 – А-70; l₁ = 70 км; трансформатор Т1 – ТДН; 16000 кВ∙А, 110/6 кВ; линия W2 – 5×3×150, l₂ = 1 км; линия W3 – 2×3×150, l_З = 0,3 км; линия W4 – 3×150, l₄ = 0,5 км; трансформаторы Т3 – Т6 – ТМ, 630 кВ∙А, 6/0,4 кВ.

Определим сопротивление реактора LR1:

Определяем сопротивление кабельной линии W2:

;

Определим сопротивление кабельной линии W3:

;

Определим сопротивление кабельной линии W4:

;

Определяем сопротивление трансформатора Т3:

;

Ток КЗ в расчетных точках определяем по формуле

где R₀₁, R₀₂, R₀₃, R₀₄ – удельные активные сопротивления соответственно линии W₁, W₂, W₃ и W₄; x₀₁, x₀₂, x₀₃, x₀₄ – удельные индуктивные сопротивления соответственно линии W₁, W₂, W₃ и W₄; l₁, l₂, l₃, l₄ – длина соответственно линии W₁, W₂, W₃ и W₄; n₂, n₄ – число кабелей соответственно в линии W₂ и W₄; , – напряжения КЗ соответственно трансформаторов Т1, Т3, %; , – полные номинальные мощности соответственно трансформаторов Т1 и Т3; – потери КЗ в трансформаторе Т3; – коэффициент трансформации трансформатора напряжения; – номинальный ток реактора; – суммарное сопротивление цепи от источника питания до расчетной точки КЗ. При ток КЗ определяем по .

Результаты расчета сопротивлений и токов КЗ сводим в табл. 3. Схема замещения представлена на рис. 3.

Результаты расчета сопротивлений и токов КЗ

Таблица 3.

Расчет точка КЗ (i)	К1	К2	К3	К4	К5
, Ом	0,418	0,423	0,445	3,683	0,442
, Ом	0,014	0,055	0,107	0,531	0,117
, кА	8,7	8,61	8,18	1,00	8,24

Рис. 3. Схема замещения к расчету токов КЗ: Z₁ – сопротивление линии W1; Z₂ – сопротивление трансформатора Т1; Z₃ – сопротивление реактора LR1; Z₄ – сопротивление линии W2; Z₅ – сопротивление линии W4; Z₆ – сопротивление линии W3; Z₇ – сопротивление трансформатора Т4.