Курсовая Релейная защита промышленного предприятия
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

Подписываем
Задание на курсовую работу
Схема распределительной сети электрической энергии промышленного предприятия и виды его нагрузки представлена на рисунке 1.
Необходимо выбрать типы защит всех элементов приведенной схемы в соответствии с ПУЭ. Выбранные защиты в условном изображении нанести на схему. Произвести расчет величин токов короткого замыкания. Произвести расчет защит следующих объектов: силового трансформатора Т1 (выключатель Q16), воздушных линий Л1 и Л2 (выключатели Q1 и Q5), кабельной линии Л5 (выключатель Q21), сборных шин (секционный выключатель Q27), трансформатора Т5 (выключатель Q34), двигателя Д (выключатель Q29).
Также необходимо изобразить схему релейной защиты трансформатора Т1 и двигателя Д; выбрать тип трансформатора тока 29 и определить сечение провода в его вторичных цепях (медный кабель длиной 10 м).
Исходные данные приведены в таблицах 1– 6.
Таблица 1 – Система и сеть А-Б-В
Мощность КЗ систем, МВА |
кВ | Длина, км | Переда- ваемая мощ- ность, МВА | Мощ- ность, забира- емая ГПП, МВА | Кол-во отходя- щих тран- зитных линий | Мощ- ность Т1, Т2, МВА | Кол-во и мощ- ность Т3, МВА | |||||
Система 1 | Система 2 |
|
|
|
|
|
|
| ||||
режимы | режимы |
|
|
|
|
|
|
| ||||
макс | мин | макс | мин |
| Л1,2 | Л3,4 | А-В | Б-В |
|
|
|
|
1500 | 1200 | 1900 | 1600 | 220 | 70 | 85 | 95 | 85 | 34 | 4 | 2×25 | 6×1,6 |
Таблица 2 – Характеристики трансформаторов
Т1, Т2 | Т3 | |||||
Тип | Мощность S, МВА |
| Пределы регули- рования, % | Тип | Мощность S, МВА |
|
ТРДН-25000/220 | 25 | 12 | 12 | ТМ-1600/10 | 1,6 | 5,5 |
Таблица 3 – Выдержки времени защит отходящих линий от шин подстанции Г, их параметры
Выдержки времени защит на Q, с | Л5 | Л6 | |||||||||||||||
9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 22 | 24 | Длина, км | Кол-во КЛ | Материал | Сечение, мм2 | | Длина, км | Кол-во КЛ | Материал | Сечение, мм2 | |
2,5 | 2,0 | 1,5 | 2,2 | 1,2 | 1,3 | 1,0 | 0,9 | 2,5 | 2 | А | 185 | 3,7 | 1,3 | 2 | М | 240 | 1,6 |
Таблица 4 – Нагрузки на шинах РП1 и РП2
Двигатели 10 кВ (асинхронные типа АТД) | БК | ДСП | |||
Кол-во | Мощность Рном, кВт | Коэффициент пуска kп | Q, квар | Кол-во | Sном, МВА |
3 | 1250 | 5,2 | 3500 | 1 | 25,0 |
Таблица 5 – Электродвигатель с номинальным напряжением Uн = 380 В
Тип |
| | h, % | |
Длина
кабеля
Л7, м
4 А112 МА 8У3
2,2
0,71
76,5
5
10
Таблица 6 – Параметры преобразовательного агрегата
Тип | Назначение | Выпр. напр.
| Выпр. ток
| Напряжение питания, кВ | Схема выпрямления |
ТВД | Питание электролиза получения водорода | 200 | 1250 | 10 | Трехфазная мостовая |
Защиты выполняются на постоянном оперативном токе.
Рисунок 1 – Схема распределительной сети
На рисунке обозначено:
ПГТВ – защита от перегруза токами высших гармоник; АР – защита от асинхронного режима; – температурные указатели, указатели циркуляции масла и воды в системе охлаждения с действием на сигнал.
1 Расчет токов короткого замыкания
Величина токов короткого замыкания для ряда защит (дифференциальных, токовых отсечек и т.д.) влияет на значение тока срабатывания. Кроме того, они необходимы для вычисления коэффициентов чувствительности выбранных защит.
Значения токов короткого замыкания определяются в разных точках сети (А, Б, В, Г, Д, Е) в максимальном и минимальном режимах работы системы. Для максимального режима достаточно иметь токи трехфазного короткого замыкания, для минимального — токи двухфазного короткого замыкания.
Расчет проводим в относительных единицах. Базисная мощность МВА. Принимаем среднее значение напряжения сети:
кВ и
кВ.
1.1 Расчет сопротивлений элементов схемы
Удельное реактивное сопротивление воздушных линий Л1, Л2, Л3 и Л4 принимаем средне-типовым Ом/км, активным сопротивлением пренебрегаем.
Сопротивление воздушных линий Л1 и Л2 определим по формуле (1.1):
, (1.1)
здесь – длина линии Л1, км.
.
Сопротивление воздушных линий Л3 и Л4 определим по формуле (1.2):
, (1.2)
здесь – длина линии Л3, км.
.
Кабели марки А-185 и М-240 имеют следующие удельные параметры: удельное индуктивное сопротивление Ом/км;
Ом/км, удельное активное сопротивление
Ом/км;
Ом/км.
Индуктивное сопротивление кабельной линии Л5:
, (1.3)
здесь – длина линии Л5, км;
.
Активное сопротивление кабельной линии Л5:
, (1.4)
.
Индуктивное сопротивление кабельной линии Л6:
, (1.5)
здесь – длина линии Л6, км;
.
Активное сопротивление кабельной линии Л6:
, (1.6)
.
Сопротивления трансформаторов Т1 и Т2:
, (1.7)
здесь – номинальная мощность трансформатора Т1, ВА.
.
Сопротивление трансформатора Т3:
, (1.8)
здесь – номинальная мощность трансформатора Т3, ВА.
.
1.2 Расчет величин токов КЗ
Расчёт токов короткого замыкания приведён в таблицах 7 – 9.
Таблица 7 – Максимальный режим, секционный выключатель Q15 включен, Q20 и Q27 отключены
Точка КЗ на шинах п/ст | Искомые величины | Питание со стороны | |
|
| Система G1 | Система G2 |
А |
| | |
|
| 1500 | |
|
| | |
Б |
| | |
|
| | 1900 |
|
| | |
В Ic, IIс |
| | |
|
| | |
|
| | |
Питание одновременно от систем G1 и G2 | |||
В Ic, IIс |
| | |
|
| | |
|
| | |
Г Ic, IIс |
| | |
|
| | |
|
| | |
Д Ic |
| | |
|
| | |
|
| | |
Д IIc |
| | |
|
| | |
|
| | |
Е |
| | |
|
| | |
|
| |
Таблица 8 – Минимальный режим, секционные выключатели Q15, Q20 и Q27 отключены, линии Л2 и Л4 отключены
Точка КЗ на шинах п/ст | Искомые величины | Питание со стороны | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| Система G1 | Система G2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
А |
| | — | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| 1200 |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Б |
| — | | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
| 1600 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
| | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В
|
| IIс | Iс | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| | | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Таблица 9 – Минимальный режим, секционный выключатель Q15 включен, линия Л4 отключена
2 Расчёт защиты высоковольтного двигателя Д Для защиты асинхронных электродвигателей напряжением выше 1000 В предусматриваются следующие защиты: 1) токовая отсечка; 2) защита от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ); 3) защита от перегруза — МТЗ с выдержкой времени; 4) защита минимального напряжения. 2.1 Токовая отсечка 1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13. 2) Для выбора трансформатора тока определим номинальный ток двигателя: где К установке принимаем трансформатор тока ТЛК10-100-0,5/10Р: Схема включения трансформаторов тока и реле — неполная звезда, коэффициент схемы 3) Определим ток срабатывания защиты, который отстраивается от пускового тока двигателя: где Найдем пусковой ток по следующему выражению: где Тогда по выражению (2.2) ток срабатывания защиты 4) Коэффициент чувствительности определяется при двухфазном коротком замыкании в минимальном режиме на шинах, к которым подключен двигатель: Так как коэффициент чувствительности превышает нормируемое значение, то защита удовлетворяет требованию чувствительности. 5) Ток срабатывания реле: Принимаем к установке реле РСТ 13-29, у которого ток срабатывания находится в пределах Определим сумму уставок: Принимаем сумму уставок Найдем ток уставки реле: 2.2 Защита от однофазных замыканий на землю Защита электродвигателей мощностью менее 2 МВт от однофазных замыканий на землю должна предусматриваться при токах замыкания на землю 5 А и более. Ток замыкания на землю складывается из емкостного тока двигателя и емкостного тока кабельной линии. 1) Найдем емкость фазы электродвигателя: здесь Тогда емкостный ток двигателя: здесь 2) Определим ёмкостный ток кабельной линии. Номинальный ток двигателя Емкостный ток кабельной линии: где 3) Суммарный ток замыкания на землю следовательно, защита от однофазных замыканий на землю не устанавливается. 2.3 Защита от перегруза — МТЗ с выдержкой времени 1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13 с коэффициентом возврата 2) Перегруз является симметричным режимом, поэтому защита выполняется одним реле, включенным в одну из фаз. Используем те же трансформаторы тока, что и для токовой защиты (коэффициент трансформации 3) Ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от номинального тока двигателя: где 4) Коэффициент чувствительности не определяется. 5) Ток срабатывания реле: Принимаем к установке реле РСТ 13-19, у которого ток срабатывания находится в пределах Определим сумму уставок: Принимаем уставку Найдем ток уставки реле: 6) Выдержка времени защиты отстраивается от времени пуска электродвигателя и равна 2.4 Защита минимального напряжения Защита выполняется двухступенчатой. Первая ступень отключает неответственную нагрузку. 1) Для выполнения защиты будем использовать реле типа РСН 16, которое имеет коэффициент возврата 2) Выбираем трансформатор напряжения типа ЗНОЛ.06-10: Коэффициент трансформации трансформатора напряжения: 3) Напряжение срабатывания первой ступени отстраивается от минимального рабочего напряжения, которое составляет 70 % от номинального: здесь 4) Коэффициент чувствительности не рассчитывается, так как неизвестно минимальное остаточное напряжение на шинах при металлическом коротком замыкании в конце зоны защищаемого объекта. 5) Напряжение срабатывания реле первой ступени Принимаем к установке реле РСН 16-28, у которого напряжение срабатывания находится в пределах Определим сумму уставок: Принимаем уставку Найдем напряжение уставки реле I ступени: 6) Выдержка времени принимается на ступень селективности больше времени действия быстродействующей защиты от многофазных коротких замыканий. Примем Вторая ступень защиты отключает сам двигатель. 1) Вторую ступень защиты также выполним на реле РСН 16, коэффициент возврата 2) Реле включается во вторичные цепи того же трансформатора напряжения, что и реле первой ступени. 3) Напряжение срабатывания второй ступени: здесь 4) Коэффициент чувствительности не определяем. 5) Напряжение срабатывания реле первой ступени Принимаем к установке реле РСН 16-23, у которого напряжение срабатывания находится в пределах Определим сумму уставок: Принимаем уставку Найдем напряжение уставки реле I ступени: 6) Время срабатывания второй ступени защиты принимаем 3 Расчет защиты трансформатора Т5 Полупроводниковый преобразователь подключается к питающей сети переменного тока через трансформатор Т5, образуя преобразовательный агрегат. Повреждения и ненормальные режимы возможны как в трансформаторе, так и в полупроводниковом преобразователе, поэтому необходима установка защит как со стороны питания, так и в цепи нагрузки преобразователя. Основными защитами трансформатора преобразовательного агрегата являются: 1) МТЗ без выдержки времени от многофазных коротких замыканий в обмотках и на выводах трансформатора; 2) газовая защита от внутренних повреждений и понижения уровня масла; 3) токовая защита от перегруза. Определим номинальную мощность трансформатора: где Поскольку номинальная мощность трансформатора меньше 400 кВА, то газовая защита не устанавливается. 3.1 МТЗ без выдержки времени
Выбираем трансформатор тока ТПЛК-10-30-0,5/10Р:
где
Определим ток двухфазного короткого замыкания на выводах низкого напряжения, приняв напряжение короткого замыкания трансформатора Тогда эквивалентное сопротивление: Зная эквивалентное сопротивление, можно определить мощность короткого замыкания: Ток двухфазного короткого замыкания на выводах низкого напряжения, приведенный к высокому напряжению трансформатора: Определим коэффициент чувствительности на выводах низкого напряжения: Так как коэффициент чувствительности в обоих случаях превышает нормируемое значение, то защита удовлетворяет требованию чувствительности. 5) Ток срабатывания реле: Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах Определим сумму уставок: Принимаем сумму уставок Найдем ток уставки реле: 3.2 Максимальная токовая защита с выдержкой времени – защита от перегруза 1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13 с коэффициентом возврата 2) Принимаем к установке уже выбранный в п.3.1 трансформатор тока ТПЛК-10-30-0,5/10Р. Трансформаторы тока включены по схеме неполной звезды, реле устанавливается в одну фазу (так как перегруз является симметричным режимом): 3) Определим ток срабатывания защиты, который отстраивается от максимального рабочего тока на ВН трансформатора: где 4) Коэффициент чувствительности не определяется. 5) Ток срабатывания реле: Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах Определим сумму уставок: Принимаем сумму уставок Найдем ток уставки реле: 6) Время срабатывания защиты определяется технологическим процессом и принимается 3.3 Защита полупроводникового преобразователя Дополнительно к защите трансформатора на полупроводниковом преобразователе также предусматриваются устройства защиты. 1) Для защиты от пробоя вентильных преобразователей используют быстродействующие плавкие предохранители, устанавливаемые последовательно с вентилями в каждую параллельную ветвь. Селективное действие предохранителей обеспечивается тем, что при повреждении одного из вентилей весь ток короткого замыкания проходит только через предохранитель этого вентиля, а в двух других фазах ток к.з. распределяется по всем параллельно включенным предохранителям. Для защиты могут использоваться предохранители типа ПП57, имеющие высокое быстродействие порядка 0,003 с при отношении тока аварийного режима к номинальному току плавкой вставки 2) Устройства, основанные на снятия импульсов управления с силовых тиристоров преобразователя (защита по управляющему электроду) для предотвращения сверхтоков. При возникновении короткого замыкания сигналом с датчика тока блокируется подача отпирающих импульсов на силовые тиристоры. Выключение тиристора, проводившего ток, осуществляется в момент естественного снижения тока до тока удержания тиристора. 3) Защита от внутренних и внешних перенапряжений. Для защиты от внешних перенапряжений (из сети и цепи нагрузки) применяют RC-цепочки и нелинейные полупроводниковые ограничители, включаемые к выводам вентильной обмотки трансформатора. Для защиты от внутренних перенапряжений, обусловленных эффектом накопления в вентилях неосновных носителей, также применяются RC-цепи, включаемые параллельно вентилям. Такая цепь одновременно уменьшает и скорость изменения напряжения. 4 Защита сборных шин (секционный выключатель Q27) Для защиты сборных шин 10 кВ используется двухступенчатая токовая защита: 1) токовая отсечка; 2) максимальная токовая защита с выдержкой времени. 4.1 Токовая отсечка 1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13. 2) Токи, протекающие через секционный выключатель Q27, определяются токами кабельных линий. Определим эти токи. Определим ток, протекающий по кабельной линии Л5: Определим ток, протекающий по кабельной линии Л6: В качестве максимального рабочего тока будем рассматривать наибольший из этих токов, т.е. Принимаем к установке трансформатор тока типа ТШЛ10-2000-0,5/10Р: Коэффициент трансформации трансформатора тока: Схема включения трансформаторов тока и реле – неполная звезда, коэффициент схемы 3) Ток срабатывания защиты отстраивается от максимального из токов срабатывания токовых отсечек отходящих присоединений. В данном случае это будет ток срабатывания отсечки двигателя Д (см. выражение (2.2)): 4) Коэффициент чувствительности не определяется. 5) Ток срабатывания реле: Принимаем к установке реле РСТ 13-19, у которого ток срабатывания находится в пределах Определим сумму уставок: Принимаем сумму уставок: Найдем ток уставки реле: 4.2 Максимальная токовая защита с выдержкой времени 1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13 с коэффициентом возврата 2) Реле включаются во вторичные цепи выбранного в п.4.1 трансформатора тока. Коэффициент трансформации трансформатора тока: 3) Ток срабатывания защиты отстраивается от максимального рабочего тока: 4) Коэффициент чувствительности не рассчитывается. 5) Ток срабатывания реле: Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах Определим сумму уставок: Принимаем сумму уставок: Найдем ток уставки реле: 6) Выдержка времени защиты принимается на ступень селективности больше выдержки времени МТЗ трансформатора Т3. Примем 5 Расчёт защиты кабельной линии Л5 На кабельной линии устанавливаются следующие виды защит: 1) токовая отсечка без выдержки времени; 2) максимальная токовая защита с выдержкой времени; 3) защита от однофазных замыканий на землю. 5.1 Токовая отсечка без выдержки времени 1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13. 2) Допустимый ток кабеля А-185 (трехжильный алюминиевый кабель, прокладываемый в земле, на 10 кВ): 3) Максимальный рабочий ток линии примем равным длительно допустимому току кабеля. где Принимаем к установке трансформатор тока типа ТПОЛ-10-800-0,5/10Р: Схема соединения трансформаторов тока и реле – неполная звезда, коэффициент схемы 4) Ток срабатывания защиты: здесь 5) Коэффициент чувствительности в данном случае не определяем. Считаем, что основной защитой является максимальная токовая защита. 6) Ток срабатывания реле: Принимаем к установке реле РСТ 13-29, у которого ток срабатывания находится в пределах Определим сумму уставок: Принимаем сумму уставок Найдем ток уставки реле: 5.2 Максимальная токовая защита с выдержкой времени 1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13 с коэффициентом возврата 2) Для выполнения защиты применяются те же трансформаторы тока, что и для токовой отсечки. Коэффициент трансформации трансформаторов тока 3) Ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от максимального рабочего тока линии: здесь 4) Коэффициент чувствительности в основной зоне проверяем по току двухфазного короткого замыкания в конце кабельной линии Л5 (на шинах ДIc): Коэффициент чувствительности в резервной зоне определяем по току двухфазного короткого замыкания за трансформатором Т3 (на шинах Е), приведенным на высокую сторону: Поскольку защита не удовлетворяет требованиям чувствительности, устанавливаем МТЗ с пуском по напряжению. 5) Загрубляем защиту, то есть, принимаем 6) Ток срабатывания реле: Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах Определим сумму уставок: Принимаем сумму уставок Найдем ток уставки реле: 7) Выдержка времени защиты принимается на ступень селективности больше выдержки времени на секционном выключателе Q27: 8) Вводим защиту минимального напряжения на реле напряжения минимального действия РСН 16 с коэффициентом возврата 9) Измерительным органом защиты является трансформатор напряжения типа ЗНОЛ.06-10, который устанавливается на секцию шин ГIс. Для выбранного трансформатора напряжения 10) Напряжение срабатывания защиты: где 11) Найдем минимальное остаточное напряжение на шинах ГIс при металлическом коротком замыкании на шинах ДIс для проверки чувствительности защиты. Полное удельное сопротивление кабельной линии Л5: где Минимальное остаточное напряжение: где Коэффициент чувствительности: 12) Напряжение срабатывания реле: Принимаем к установке реле РСН 16-28, у которого напряжение срабатывания находится в пределах Определим сумму уставок: Принимаем уставку Найдем напряжение уставки реле: 5.3 Защита от однофазных замыканий на землю Защита выполняется с действием на сигнал. 1) Выбираем реле РТЗ-51, ток срабатывания которого находится в пределах 2) Измерительным органом является трансформатор тока нулевой последовательности типа ТЗРЛ. 3) Для кабеля марки А-185 удельный емкостный ток однофазного замыкания на землю Ток нулевой последовательности линии, обусловленный током утечки, Ток срабатывания защиты: здесь 4) Проверку чувствительности защиты не производим, так как неизвестен ток утечки для всей сети предприятия, определяемый экспериментально. 6 Расчёт защиты силового трансформатора Т1 На силовом трансформаторе устанавливаются следующие виды защит: 1) дифференциальная защита от различных видов короткого замыкания; 2) максимальная токовая защита как резервная от внешних многофазных коротких замыканий; 3) защита от перегруза; 4) газовая защита. 6.1 Дифференциальная защита 1) Защита выполняется с помощью дифференциального реле РСТ 15. 2) Номинальные токи обмоток трансформатора: высшего напряжения низшего напряжения В формулах (6.1) и (6.2): 3) Для выбора трансформаторов тока найдем максимальные рабочие токи: на стороне ВН на стороне НН На стороне ВН принимаем к установке трансформатор тока типа ТФЗМ-220Б-I-200-0,5/10Р/10Р/10Р: Коэффициент трансформации трансформатора тока На стороне НН принимаем к установке трансформатор тока типа и ТШЛ-10-3000-0,5/10Р: Коэффициент трансформации трансформатора тока Силовой трансформатор Т1 имеет схему соединения обмоток Ун/Д/Д, следовательно, для компенсации сдвига фаз трансформаторы тока на высокой стороне включаются по схеме полного треугольника ( Вторичные токи трансформаторов тока в номинальном режиме работы: За основную сторону принимаем сторону НН, так как 4) Определяем токи небаланса, вызванные погрешностями трансформаторов тока Определим ток небаланса где Определим ток небаланса где Предварительное значение тока срабатывания защиты по условию отстройки от токов небаланса где Ток срабатывания защиты по условию отстройки от броска тока намагничивания где Из двух токов срабатывания выбираем наибольший, то есть 5) Предварительное значение коэффициента чувствительности защиты определяем по току двухфазного короткого замыкания на секции ГIс, приведенному на сторону ВН. 6) Ток срабатывания реле на основной стороне Ток срабатывания реле на неосновной стороне где 7) Примем число витков основной обмотки Расчетная МДС основной обмотки Принимаем ближайшее стандартное значение МДС Расчетное число витков неосновной обмотки находится из условия Принимаем Составляющая тока небаланса 8) Ток срабатывания защиты с учетом всех составляющих тока небаланса здесь 9) Коэффициент чувствительности определяем по току двухфазного короткого замыкания на секции ГIс, приведенному на сторону ВН: Так как коэффициент чувствительности превышает требуемое нормированное значение, то защита удовлетворяет требованиям чувствительности. 10) Ток срабатывания реле на основной стороне Ток срабатывания реле на неосновной стороне 6.2 МТЗ с выдержкой времени 1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13 с коэффициентом возврата 2) Реле включаются во вторичные обмотки уже выбранных трансформаторов тока со стороны питания, то есть схема включения трансформаторов тока и реле – полный треугольник (коэффициент схемы 3) Ток срабатывания защиты: здесь 4) Коэффициент чувствительности в основной зоне определяется по току двухфазного короткого замыкания за трансформатором, приведенным на первичную сторону: В зоне резервирования коэффициент чувствительности определяется по току двухфазного короткого замыкания в конце кабельной линии Л5, приведенным на первичную сторону: Защита удовлетворяет требованиям чувствительности. 5) Определим ток срабатывания реле: Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах Определим сумму уставок: Принимаем сумму уставок Найдем ток уставки реле: 6) Время срабатывания защиты принимается по условию отстройки от времени срабатывания МТЗ на секционном выключателе Q20. Поскольку это время равно 6.3 Защита от перегруза 1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13 с коэффициентом возврата 2) Защита выполняется с помощью одного реле, включенного во вторичную обмотку того же трансформатора тока, что и реле максимальной токовой защиты, на ток фазы А, с действием на сигнал. Коэффициент трансформации трансформатора тока 3) Ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от номинального тока трансформатора на стороне ВН: здесь 4) Коэффициент чувствительности не рассчитывается. 5) Ток срабатывания реле: Принимаем к установке реле РСТ 13-19, у которого ток срабатывания находится в пределах Определим сумму уставок: Принимаем сумму уставок Найдем ток уставки реле: 6) Выдержка времени защиты отстраивается от кратковременных перегрузок. Примем 6.4 Газовая защита Газовая защита является основной защитой трансформаторов от витковых замыканий и других внутренних повреждений, сопровождаемых разложением масла и выделением газа. В качестве реагирующего органа выбираем реле типа РГТ-80. Верхняя пара контактов действует на сигнал при слабом газовыделении и понижении уровня масла, нижняя пара контактов действует на отключение при бурном газообразовании и дальнейшем понижении уровня масла. Уставка скоростного элемента (нижнего) выбирается в зависимости от мощности и системы охлаждения силового трансформатора. Так как трансформатор имеет мощность 25 МВ·А и систему охлаждения Д, то принимаем уставку 1 м/с. 7 Расчёт защиты воздушных линий Л1, Л2 В связи с тем, что сеть образована параллельными линиями и имеет двухстороннее питание, то примем к установке следующие защиты: 1) основная от всех видов коротких замыканий – поперечная дифференциальная направленная защита; 2) дополнительная к основной от междуфазных коротких замыканий – токовая отсечка без выдержки времени, отдельная для каждой параллельной цепи; 3) резервная от междуфазных коротких замыканий – суммарная максимальная токовая защита параллельных цепей; 4) защита от однофазных коротких замыканий на землю. 7.1 Поперечная дифференциальная направленная защита 1) Защита выполняется с помощью токовых реле РСТ 13, которые включаются на разность токов параллельных цепей. Для определения поврежденной цепи последовательно с обмоткой токового реле РСТ 13 включается обмотка тока реле направления мощности РМ 11, а обмотка напряжения этого реле включается во вторичную обмотку трансформатора напряжения, установленного на шинах А. 2) Максимальный рабочий ток линии при повреждении на другой линии: где Принимаем к установке трансформатор тока ТФЗМ-220Б-I-300-0,5/10Р/10Р/10Р: В каждой цепи линии устанавливаются три трансформатора тока, включенные по схеме неполной звезды, коэффициент схемы Примем к установке трансформатор напряжения типа НКФ-220-58У1: В. Коэффициент трансформации трансформатора напряжения: 3) Ток срабатывания защиты определяется двумя условиями: а) отстройкой от тока небаланса где Ток срабатывания защиты здесь б) отстройкой от максимального рабочего тока при отключении одной из параллельных линий с противоположного конца. Ток срабатывания защиты: где Принимаем к выполнению большее из двух значений, то есть 4) Чувствительность защиты определяется по минимальному току двухфазного короткого замыкания в двух случаях: а) при повреждении в середине одной из параллельных цепей (рисунок 2) Рисунок 2 Ток в неповрежденной цепи находится как четверть разницы этих токов: Токи в поврежденной цепи: от шин А к точке короткого замыкания от шин В к точке короткого замыкания Коэффициент чувствительности защит с обоих концов одинаковый: б) при повреждении в конце одной из линий, когда она отключена с одной стороны каскадным действием защиты (рисунок 3). Рисунок 3 Питание от системы G2 не учитываем, тогда коэффициент чувствительности Коэффициент чувствительности больше нормированного в обоих случаях. 5) Ток срабатывания реле: Принимаем к установке реле РСТ 13-19, у которого ток срабатывания находится в пределах Определим сумму уставок: Принимаем сумму уставок Найдем ток уставки реле: 6) Длина зоны каскадного действия (вблизи шин В): здесь Длина зоны каскадного действия лежит в допустимых пределах. Длина мертвой зоны по органу направления мощности РМ 11 (вблизи шин А) может быть найдена из упрощенного выражения (3.11) (без учета активного сопротивления линии и без учета подпитки с противоположной стороны), исходя из минимального напряжения срабатывания реле РМ 11 здесь Длина мертвой зоны также лежит в допустимых пределах. 7.2 Токовая отсечка без выдержки времени Ненаправленная токовая отсечка без выдержки времени предназначена для отключения трехфазных коротких замыканий в пределах мертвой зоны дифференциальной защиты. 1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13. 2) Реле включаются во вторичные обмотки выбранных в п.7.1 трансформаторов тока с коэффициентом трансформации 3) Ток срабатывания защиты отстраивается от тока трехфазного короткого замыкания на шинах В при питании от системы G2 здесь 4) Коэффициент чувствительности определяется только при трехфазных коротких замыканиях, так как основное назначение защиты — резервировать отказ поперечной дифференциальной направленной защиты при трехфазных коротких замыканиях в мертвой зоне. При коротком замыкании на одной цепи А-В вблизи шин А расчетный ток защиты найдем как сумму токов, посылаемых системой 1, и половины тока со стороны системы 2: Тогда коэффициент чувствительности Защита проходит по коэффициенту чувствительности. 5) Ток срабатывания реле: Принимаем к установке реле РСТ 13-29, у которого ток срабатывания находится в пределах Определим сумму уставок: Принимаем уставку Найдем ток уставки реле: 7.3 Суммарная максимальная токовая направленная защита 1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13 с коэффициентом возврата 2) Измерительными органами являются выбранные в п.7.1 трансформаторы тока, включенные по схеме неполной звезды ( 3) Ток срабатывания защиты отстраивается от максимального рабочего тока линии: 4) Коэффициент чувствительности в основной зоне действия: Защита удовлетворяет требованиям чувствительности. 5) Ток срабатывания реле: Принимаем к установке реле РСТ 13-19, у которого ток срабатывания находится в пределах Определим сумму уставок: Принимаем сумму уставок Найдем ток уставки реле:
Рисунок 4 – Выдержки времени МТЗ сети А-Б-В Ступень селективности для статического реле Выдержка времени для выключателей Q16 и Q18 была выбрана в п.6.2. Выдержки времени для выключателей Q1, Q5, Q3 и Q7 определяются при питании со стороны системы G1: Выдержки времени для выключателей Q2, Q6, Q4 и Q8 определяются при питании со стороны системы G2: Для обеспечения выдержки времени выбираем реле времени РВ-01. 7.4 Защита от однофазных коротких замыканий на землю При однофазных коротких замыканиях на землю (ОКЗЗ) увеличиваются токи нулевой последовательности, поэтому для определения данного вида повреждений устанавливаются фильтры нулевой последовательности (трансформаторы тока включаются по схеме полной звезды, а реле устанавливаются в нулевой провод). Защита от ОКЗЗ выполняется, как правило, трёхступенчатой: 1-ая ступень — направленная отсечка мгновенного действия нулевой последовательности, но в отличие от токовой отсечки отстройка производится только от тока нулевой последовательности, направленного от шин подстанции. Ток срабатывания мгновенных отсечек на параллельных линиях необходимо выбирать с учетом наличия значительной взаимоиндукции от параллельной цепи, оказывающей существенное влияние на сопротивление нулевой последовательности; 2-ая ступень — токовая отсечка нулевой последовательности с выдержкой времени; 3-я ступень — МТЗ нулевой последовательности. 8 Проверка трансформатора тока и выбор контрольного кабеля Необходимо определить сечение контрольного кабеля во вторичных цепях трансформатора тока, установленного около выключателя Q29. При расчете двигателя был выбран тип трансформатора тока: ТЛК10-100-0,5/10Р. Номинальный первичный ток Расчетная кратность тока где По кривым Расчетное сопротивление нагрузки определяется выражением где Найдем Вторичные цепи выполнены медным кабелем длиной где Принимаем стандартное сечение 2,5 мм2, которое удовлетворяет требованиям механической прочности для соединительных проводов токовых цепей. Кабель контрольный типа КРВГ. Литература 1 Релейная защита в системах электроснабжения: Методические указания к изучению курса и выполнению контрольного задания / Г. А. Комиссаров, Х. К. Харасов. – Челябинск: ЧГТУ, 1996. – 56 с. 2 Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. 3 Чернобровов Н.В. Релейная защита. Учебное пособие для техникумов. Изд. 5-е, перераб. и доп. – М.: Энергия, 1974 – 680 с. с ил. 4 Беркович М.А., Молчанов В.В., Семенов В.А. Основы техники релейной защиты. 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 376 с., ил. 2. Реферат Технічне обслуговування та ремонт бульдозера ДЗ-37 3. Кодекс и Законы Проблемы и перспективы развития ипотечного кредитования в Украине 4. Реферат Состав и формы бухгалтерской отчетности СКЛАД І ФОРМИ БУХГАЛТЕРСЬКОЇ ЗВІТНОСТІ 5. Реферат на тему Вооруженные силы России перед крымской войной 6. Реферат Меркантилизм-первая школа экономической науки 7. Реферат Шпори по страхуванню 8. Реферат на тему Инвентаризация 9. Сочинение на тему Толстой л. н. - Гуманистический смысл названия романа л. н. толстого 10. Диплом на тему Экономическая эффективность совершенствования технологии производства растительного масла |