Введение

Дипломный проект на тему «Тема проекта (работы)» заключается в проектировании районной электрической сети. Выполнение данного дипломного проекта ставит цель систематизировать и закрепить теоретические знания по дисциплинам «Передача и распределение электрической энергии» и «Электрические сети», получить практические навыки по решению инженерных задач.

В состав инженерных задач, решаемых при проектировании электрических сетей, входят следующие: выбор наиболее рациональных вариантов схем электрической сети и электроснабжения потребителей, сопоставление этих вариантов по различным показателям, выбор в результате этого сопоставления и технико-экономического расчета наиболее оптимального варианта, выбор номинальных напряжений электрической сети, выбор сечений проводов воздушных линий электропередачи (ЛЭП), определение числа и мощности силовых трансформаторов на подстанциях, определение технико-экономических показателей электрической сети, расчет режимов работы электрической сети, решение вопросов, связанных с регулированием напряжения.

1 Принцип действия дифференциальной защиты

Принцип действия дифференциальной защиты основан на сравнении модуля и фазы токов в начале и конце защищаемой линии.

Рисунок 1.1 – Направления токов при к.з.

а) внешнее к.з. (к.з. за пределами защищаемой линии),

б) к.з. на линии

Как видно на рисунке 1.1, при внешнем к.з. токи I_I и I_II на концах линии направлены в одну сторону и равны по величине, а при к.з. на защищаемой линии они направлены в разные стороны и могут быть не равны друг другу. Следовательно, сопоставляя величину и фазу токов I_I и I_II, можно определить, где возникло к.з. – на линии или за её пределами. Такое сравнение токов по величине и фазе (комплексов токов) осуществляется в реагирующем органе (реле) дифференциальной защиты.

2 Ток небаланса в дифференциальной защите

В действительных условиях ТТ имеют погрешности. Поэтому, несмотря на равенство первичных токов, вторичные токи при нормальной работе и внешних к.з. неодинаковы по величине и не совпадают по фазе, и в реле протекает ток, называемый ток небаланса I_нб. Для исключения неправильной работы дифференциальной защиты ток срабатывания реле должен выбираться с учетом тока небаланса_, то есть I_с.р.> I_{нбмакс.}

Рисунок 2.1 – Схема замещения трансформатора тока

Из схемы замещения ТТ (рисунок 4.3) видно, что вторичный ток равен:

, (2.1)

где - вторичный ток, А;

- первичный ток, А;

- ток намагничивания, А.

С учетом этого в нормальном режиме и при внешних к.з. ток в реле равен:

. (2.2)

Таким образом, ток небаланса определяется токами намагничивания, которые для любых двух ТТ неодинаковы вследствие неидентичности их характеристик намагничивания (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 – Ток небаланса I_нб

Исследования показывают, что ток небаланса уменьшает своё максимальное значение (в переходном режиме) к.з. Как известно (рисунок 2.3), в переходном режиме к.з. ток к.з. состоит из периодической I_n и апериодической I_а составляющих.

1– кривая периодического тока I_n = I_mcosωt,

2 – кривая апериодического тока I_a = -I_me^-t/T1,

3 – кривая суммарного тока I_k = I_n+I_a

Рисунок 2.3 – Кривые тока к.з.