close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Методические указания по курсовой работе

код для вставкиСкачать
 Федеральное агентство по образованию
Тверской государственный технический университет
Кафедра электротехники и электроснабжения
РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИЗАЦИЯ
Методические указания по выполнению курсовой работы
для студентов специальности 100400 -"Электроснабжение"
для дневного и заочного факультетов.
ТВЕРЬ 2008
Настоящие методические указания составлены для студентов дневной и заочной форм обучения специальности 100400 и предназначены для оказания методической помощи студентам при выполнении курсовой работы по курсу "Релейная защита и автоматизация". Настоящие методические указания составлены в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта и рабочей программой курса "Релейная защита и автоматизация" специальности 100400. Содержат два задания, варианты исходных данных, требования к содержанию и оформлению курсовой работы. Приведены методы расчета релейной защиты воздушных и кабельных линий электропередачи, а также силовых трансформаторов большой мощности.
Методические указания обсуждены на заседании кафедры ЭС и Э ТГТУ 01.07.2008г (протокол №13) и рекомендованы к печати.
Составитель Русин А.Ю,
Корректор Комарова Т.В.
Задачей курсовой работы является закрепление теоретических знаний и практических навыков по выбору схем релейной защиты, выполнению расчётов для выбора уставок на реле и проверки защит по чувствительности.
Методические указания состоят из двух разделов. Первый содержит первичную схему, исходные данные и методические указания к выбору защит линий электропередачи с односторонним питанием, второй - первичную схему, исходные данные и методические указания к выбору защит понижающего двухобмоточного силового трансформатора.
Результаты разработки курсовой работы должны быть оформлены в виде расчётно-пояснительной записки и графической части материала. I. ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Курсовая работа оформляется в виде расчётно-пояснительной записки объёмом 25 страниц и графической части - 1 лист.
На титульном листе указываются: название курсовой работы, кафедра, фамилия и инициалы студента, дата сдачи работы, фамилия и инициалы руководителя.
Пояснительная записка должна содержать следующие материалы: оглавление, введение, индивидуальное задание на курсовую работу, необходимые расчёты и пояснения, схемы релейной защиты, заключение, список используемой литературы. При проектировании схем релейной защиты необходимо использовать только новые типы реле. Во введении необходимо кратко дать характеристику первичной схемы защищаемых элементов, возможных повреждений и ненормальных режимов работы, постановку задачи, подход к выбору принципов выполнения проектируемой релейной защиты.
Расчёты должны содержать формулы с обязательной ссылкой на литературу, численные значения входящих в них величин, результат расчёта и размерность полученной величины. При выполнении расчётов обязательно указать основные положения для расчётов. Расчет каждой схемы защиты должен заканчиваться выбором типа и уставки реле. Если уставка реле дискретная, то после ее выбора необходимо рассчитать уточненный коэффициент чувствительности защиты. На листе изобразить: - первичную схему защищаемых элементов;
- принципиальные разнесенные схемы выбранных защит в трёхфазном исполнении; - спецификацию выбранных реле защит. На листе должны быть три схемы защиты - каждой защищаемой линии и трансформатора. Все защиты трансформатора необходимо объединить в одну схему. Аналогично изображаются и схемы защит линий. Обязательно обеспечить сквозную нумерацию всех элементов схемы на чертеже. Чертежи должны соответствовать требованиям действующих стандартов. В заключении излагаются выводы по результатам работы.
2. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Введение. 1. Расчёт токов короткого замыкания для определения параметров срабатывания защит и проверки их коэффициентов чувствительности. Построение векторных диаграмм напряжений и токов.
2. Выбор трансформаторов тока и напряжения.
3. Выбор схем устройства релейной защиты для заданных элементов, расчёт параметров срабатывания измерительных органов, оценка величины коэффициента чувствительности, расчёт выдержек времени релейной защиты. Выбор типов реле для каждой защиты. Построение карты селективности.
4. Разработка схем оперативного тока релейной защиты.
5. Изображение выбранных схем релейной защиты в трёхфазном исполнении каждого защищаемого элемента.
Заключение.
Список использованной литературы.
3. ЗАДАНИЕ I. Релейная защита кабельных и воздушных линий с односторонним питанием. Дана радиальная распределительная сеть, состоящая из участков линий электропередачи одного напряжения (рис.1.1.). Напряжение сети определяется по номеру варианта (прил., табл.1).
Линии напряжением 6, 10 кВ кабельные, а 35, 110 кВ - воздушные. Сети 6-35 кВ работают с изолированной нейтралью и характеризуются малыми токами замыкания на землю. Сеть 110 кВ работает с эффективнозаземленной нейтралью и характеризуется большими токами однофазного КЗ.
На каждой линии установлен свой комплект защиты. В работе необходимо рассчитать параметры и выбрать схемы защиты для первой и второй линий. На первой линии от междуфазных КЗ установлены максимальная токовая защита (МТЗ) и токовая отсечка без выдержки времени, а на второй - МТЗ и токовая отсечка с выдержкой времени.
АБВГ
Q1Q2Q3
W1 W2W3
TV
Iк
Рис.1.1 Схема радиальной распределительной сети
На кабельных линиях для защиты от замыканий на землю устанавливаются трансформаторы тока нулевой последовательности и селективная токовая защита. На воздушных линиях от однофазных КЗ устанавливается фильтровая селективная токовая защита нулевой последовательности.
4. УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
4.1. Расчёт токов короткого замыкания и построение векторных диаграмм токов и напряжений. Расчёты токов КЗ выполняются в соответствии с общими методами в объёме, необходимом для выбора параметров срабатывания и оценки чувствительности защиты, определения защищаемой зоны защиты.
Для расчёта токов КЗ заданы следующие параметры: длина и сечение жил трёхфазного кабеля и проводов воздушных линий (прил., табл.2 ,3); значения токов трёхфазного КЗ на п/ст А в максимальном и минимальном режимах сети (прил., табл.4).
При вычислении токов КЗ сопротивления выражать в именованных единицах. Сопротивление системы определяется по выражению
,
где Хс- сопротивление системы, Ом
Uср-среднее напряжение сети, кВ
-ток трёхфазного КЗ на шинах п/ст А, кА
При расчёте токов КЗ принимается: короткие замыкания металлические; токи нагрузки не учитываются; значения токов КЗ определяются для начального момента короткого замыкания.
Расчёты проводятся для воздушных линий с учётом только реактивного сопротивления, а для кабельных линий с учетом активного и реактивного.
Удельное индуктивное сопротивление кабельных линий принять равным 0,08 Ом/км, воздушных - 0,4 Ом/км. Удельное сопротивление нулевой последовательности для линий 110 кВ принять равным Хо=3Х1. Ток двухфазного КЗ определяется по выражению:. Для графического определения защищаемой зоны соответствующей защиты построить кривые Iк=f(l)-значения токов в зависимости от места КЗ в сети для трёхфазного, двухфазного в максимальном и минимальном режимах работы сети. Значения токов при этом рассчитываются не менее чем в трёх точках для каждой линии. Расчёты свести в таблицу с указанием точек КЗ на схеме замещения и построить кривые в масштабе под первичной схемой (рис.1.1).
Построить в масштабе векторные диаграммы токов и напряжений в месте установки защит при КЗ в конце линии для всех видов коротких замыканий (только для первой линии ).
4.2. Выбор трансформаторов тока и напряжения
Трансформаторы тока (ТА) выбираются по номинальному напряжению и току первичной цепи. На электродинамическую и термическую стойкость не проверяются. Номинальный первичный ток (IНОМ) ТА должен быть равным или больше рабочего максимального тока(IРАБ..МАКС). В работе за IРАБ.МАКС принимается длительно допустимый ток линии (IДЛ..ДОП), который определяется по сечению жил кабеля или проводов воздушной линии. Вторичный номинальный ток (I2НОМ) принимается равным 5А.
С учётом изложенного выше значения первичного номинального тока ТА выбирается по шкале стандартных значений: =50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 600; 800; 1000; 2000.
Выбрать тип ТА и обозначения расшифровать. Трансформаторы напряжения (TV) выбираются только по первичному номинальному напряжению и вторичному номинальному , равному 100 В. Выбрать тип TV и обозначения расшифровать. Для напряжения 6,10 кВ используются трёхфазные TV, а для 35,110 кВ -однофазные.
4.3 Выбор схем устройств релейной защиты
Схемы максимальных токовых защит (МТЗ) и токовых отсечек выбираются типовыми в соответствии с табл. 2.
Таблица 2. Характеристика установленных МТЗ
Uн, кВ Линия-1 Линия-2 6Защита с реле прямого действияС зависимой характеристикой на переменном оперативном токе 10С независимой характеристикой на постоянном оперативном токеС независимой характеристикой на переменном оперативном токе 35Защита с реле прямого действияС независимой характеристикой на переменном оперативном токе 110С независимой характеристикой на переменном оперативном токеС зависимой характеристикой на выпрямленном оперативном токе 4.4 Разработка схемы оперативного тока релейной защиты
Выбрать источник оперативного тока (табл. 2.) и нарисовать схему оперативных цепей для защит. Указать достоинства и недостатки постоянного (выпрямленного) и переменного оперативного тока. При использовании выпрямленного оперативного тока необходимо применить блок питания и заряда (БПЗ).
4.5 Выбор параметров срабатывания защит от междуфазных КЗ
и проверка их по чувствительности
Первая ступень защиты называется токовой отсечкой без выдержки времени. Время срабатывания защит для всех линий принимается одинаковым и равным нулю. Для отстройки защиты от работы трубчатых разрядников, создающих кратковременные КЗ, вводится некоторое замедление (~0,1 с) путём введения в схему промежуточного реле.
Селективность защиты при внешних КЗ обеспечивается выбором величины тока срабатывания. Величина тока срабатывания защиты I ступени () выбирается большей величины максимального тока внешнего КЗ () при коротком замыкании в начале предыдущего участка в максимальном режиме питающей системы[1, стр.219]: , (4.5.1)
где - коэффициент отстройки, учитывающий апериодическую составляющую, неточность расчётов при определении токов КЗ, погрешности трансформаторов тока, реле тока, принимается равным :
=1,2-1,3 при использовании РТ-40; =1,5-1,6 при использовании РТ-80; =1,8 при использовании РТМ;
-значение тока трёхфазного КЗ в конце линии в максимальном режиме работы системы.
Ток срабатывания I ступени защиты первой линии, установленной со стороны питания у подстанции А, равен:
,
где -максимальное значение тока КЗ на шинах подстанции Б.
Вторичный ток срабатывания I ступени ( ток срабатывания реле ) первой линии:
,
где - коэффициент схемы;
-коэффициент трансформации трансформатора тока.
Защитоспособность I ступени оценивается длиной её зоны, определяемой графически.
Вторая ступень защиты называется токовой отсечкой с выдержкой времени и предназначена, в основном, для защиты той части линии, где не работает I ступень, и для защиты шин противоположной подстанции. Селективность её при внешних КЗ обеспечивается выбором времени срабатывания и тока срабатывания защиты. Время срабатывания защиты выбирается на ступень селективности больше выдержки времени первой ступени следующей линии:
=
Ток срабатывания II ступени защиты должен быть отстроен (выбран большим) от тока КЗ в конце зоны, защищаемой первой ступенью защиты следующей линии. Например, для второй линии ток срабатывания защиты рассчитывается по формуле [1, с. 226]:
,
где =1,1;
- ток срабатывания первой ступени защиты третьей линии, определяемый по выражению 4.5.1 при КЗ на шинах подстанции Г.
Вторичный ток срабатывания:
.
Для всех защит после расчёта Iср выбрать тип реле тока, уточнить Iср с учётом имеющейся на реле уставки и пересчитать ток срабатывания защиты (прил., табл. 8-12 ).
Целесообразность использования второй ступени оценивается длиной защищаемой зоны, определяемой графически, и коэффициентом чувствительности () при КЗ в конце линии:
=,
где IКЗ .МИН- минимальное значение тока КЗ при КЗ на подстанции В в минимальном режиме системы.
Для защиты от междуфазных коротких замыканий проверяется по двухфазному КЗ.
Если коэффициент чувствительности ниже нормы, то использование второй ступени защиты нецелесообразно.
Третьей ступенью называется максимальная токовая защита. Селективность её обеспечивается выбором тока срабатывания и выдержкой времени. Выдержка времени выбирается по ступенчатому принципу, начиная с наиболее отдалённой от источника питания защиты (А3). При этом каждая последующая защита в направлении к источнику питания должна иметь выдержку времени на ступень селективности больше выдержки времени предыдущей защиты [1, с.228]:
,
где =0,5 - ступень селективности,
Для выбора времени срабатывания МТЗ первой и второй линий принять время срабатывания защиты А3 равным 10 с.
Ток срабатывания защиты третьей ступени [1, с. 234]:
,
где =1,1-1,2 - коэффициент отстройки;
=2,5 -коэффициент самозапуска;
- коэффициент возврата реле;
- максимальный рабочий ток.
Ток срабатывания реле:
Длину защищаемой зоны третьей ступени оценить графически. Определить коэффициенты чувствительности как для основной, так и резервной защиты третьей ступени.
Для защиты линий с включением реле на фазные точки расчёт можно проводить по первичному току КЗ и току срабатывания защиты: ,
где - минимальное значение тока КЗ в конце защищаемого участка (двухфазное КЗ в минимальном режиме работы системы).
,
где -минимальное значение тока КЗ в конце смежного участка (для первой линии- шины подстанции В).
При недостаточной чувствительности защиты следует установить на линии МТЗ с комбинированным пуском по напряжению. Для этого в схему измерительных органов МТЗ включаются три реле минимального напряжения.
Ток срабатывания защиты третьей ступени с комбинированным пуском по напряжению [1, с. 238]:
,
Напряжение срабатывания реле минимального напряжения ,
где - остаточное напряжение после отключения КЗ в условиях самозапуска двигателей,
=1,2 - коэффициент отстройки,
= 1,2 - коэффициент возврата реле минимального напряжения.
4.6 Защита линий однофазных замыканий на землю
Защита от замыканий фазы на землю в сетях с изолированной нейтралью. В сетях с изолированной нейтралью наибольшее распространение получила фильтровая защита от однофазных замыканий на землю. При выполнении защиты используется схема соединения трансформаторов тока в фильтр тока нулевой последовательности или кабельные трансформаторы тока нулевой последовательности. Для фильтра тока нулевой последовательности используется схема соединения ТА на сумму токов трех фаз. [1, с.283].
Ток срабатывания защиты выбирается из расчёта отстройки от максимально возможных ёмкостных токов, протекающих по линиям W1, W2 и W3 при однофазных замыканиях на других присоединениях сети данного напряжения. Защита не должна срабатывать при повреждениях на других присоединениях сети. Так, для защиты линий W1, W2 и W3 ток срабатывания рассчитывается по формуле
,
где = 4-5 - коэффициент отстройки, когда защита выполняется без выдержки времени; = 2-2,5 для защит с выдержкой времени; - максимальный ёмкостный ток линий W1, W2 и W3 при однофазном замыкании на других присоединениях сети, определяемый по формуле [1, с.282]
,
где - суммарная емкость линий W1,W2, W3;
- фазное напряжение линии.
На практике этот ток рассчитывается по эмпирическим формулам.
Для кабельных линий используется формула
,
для воздушных линий
,
где - междуфазное напряжение сети, кВ.
- суммарная длина линий W1,W2, W3, км.
Чувствительность защиты характеризуется коэффициентом чувствительности:
,
где - ток нулевой последовательности, проходящий по линии при однофазном замыкании на ней. Определяется емкостью всех неповрежденных линий и рассчитывается по вышеприведенным эмпирическим формулам.
Принять общую длину всех электрически связанных линий равной 150 км.
Защита от однофазных коротких замыканий в сети
с эффективнозаземленной нейтралью
Защита выполняется только одноступенчатой - III ступень. Используется схема на сумму токов трёх фаз с действием на отключение [1, с.242]. Выдержка времени защиты выбирается по ступенчатому принципу. Ток срабатывания реле отстраивается от тока небаланса : ,
где = 1,25 - коэффициент отстройки, учитывающий погрешность и необходимый запас;
- максимальный расчётный ток небаланса.
IНБ.РАСЧ.МАКС =,
где = 1 - коэффициент однотипности ТА;
= 2,0 - учитывает апериодическую составляющую тока;
= 10 % - максимальная погрешность ТА;
- действующее значение установившегося тока внешнего трёхфазного КЗ при повреждении в конце линии в максимальном режиме системы.
ЗАДАНИЕ 2. Релейная защита понижающих силовых трансформаторов.
Задан одиночно работающий понижающий двухобмоточный трансформатор, оснащённый устройством РПН (рис.2.1). С высокой и низкой стороны трансформатора установлены выключатели. Номинальные мощности силового трансформатора определяются по табл.1 приложения, значения высокого и низкого напряжения - по табл.5 приложения. Заданы значения максимальной и минимальной мощности КЗ на стороне ВН (прил. табл.6).
Для трансформаторов предусматриваются устройства релейной защиты от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы:
- многофазных замыканий в обмотках и на выводах трансформатора;
- токов в обмотках, обусловленных внешним коротким замыканием;
- токов в обмотках, обусловленных перегрузкой;
- витковых замыканиях в обмотках;
- понижения уровня масла;
- однофазных замыканий на землю в обмотке и на выводах, присоединённых к сети с эффективнозаземлённой нейтралью;
- однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью.
Вид источника оперативного тока приведен в табл. 2.1.
Таблица 2.1. Характеристика источников оперативного тока
Мощность трансформатора,
МВА
Характеристика оперативного тока
6,3
переменный
10
переменный
16
постоянный
25
выпрямленный
Защиты трансформаторов мощностью 6,3 и 10 МВА выполнены на переменном оперативном токе, а 16 и 25 МВА на выпрямленном оперативном токе.
2.1. Выбор трансформаторов тока и напряжения
Для силовых трансформаторов принять за IРАБ..МАКС =1,4IТ.НОМ с учётом его перегрузки. Для дифференциальной токовой защиты силового трансформатора со схемой соединения обмоток Y/ на стороне ВН ТА соединяются в треугольник, со стороны НН в звезду. Выбор расчетных коэффициентов ТА осуществляется исходя из равенства абсолютных значений сравниваемых токов (например IAB ВН и IAB НН) по формуле
.
На высокой стороне для схемы соединения ТА в треугольник
.
На низкой стороне для схемы соединения ТА в звезду
.
Трансформаторы напряжения выбираются также как для линий.
2.2 Расчёт токов короткого замыкания и построение векторных диаграмм токов.
Расчёт токов КЗ производится для максимального и минимального режимов работы системы с учётом наличия устройства регулирования под нагрузкой (РПН). Сопротивления трансформатора (Ом) рассчитываются по формулам:
; (2.2.1)
, (2.2.2)
, (2.2.3)
где UВН- напряжение на стороне ВН, кВ; SН.Т- номинальная мощность трансформатора, МВА; , , - напряжение КЗ в процентах для различных положений РПН (среднего и крайнего).
- половина полного (суммарного) диапазона регулирования напряжения на стороне ВН трансформатора в относительных единицах ( - в процентах).
Значения напряжений короткого замыкания приведены в табл.7 приложения.
Максимальное и минимальное сопротивление системы определяется по выражению
,
где Uном - номинальное междуфазное напряжение сети, кВ.
SK - мощность короткого замыкания на шинах ВН, кВА. Приведена в таблице 6 приложения.
ВНSкз макс
Sкз мин
РЗ
TVQ2
НН
Рис.2 Первичная схема защищаемого силового трансформатора
Вычисления максимального тока КЗ производятся при наименьшем сопротивлении системы в максимальном её режиме (),отнесённом к UСР сети ВН ) и сопротивления .
,
где Uном - номинальное междуфазное напряжение сети.
Значение максимального тока КЗ на низкой стороне трансформатора:
.
Минимальный ток трёхфазного КЗ () определяется при наибольшем сопротивлении питающей системы в минимальном её режиме (ХС МИН) и наибольшем сопротивлении трансформатора:
,
где =UСР.ВН(1+ ), но не более 40,5 кВ для напряжения 35 кВ и не более 126 кВ для 110 кВ.
Приведение тока к стороне НН производится с помощью коэффициента трансформации:
.
Ток при двухфазном КЗ можно вычислять по формуле:
.
Результаты расчётов токов КЗ следует свести в таблицу с указанием расчётной точки на схеме замещения. Для расчёта параметров срабатывания токовых защит должны быть рассчитаны максимальные токи КЗ, а для оценки чувствительности - минимальные. Построить векторные диаграммы токов при КЗ на низкой стороне трансформатора.
2.3 Дифференциальная токовая защита
Защита выполняется с реле серии РНТ- 565 или ДЗТ-11. Расчёт дифференциальной защиты с реле РНТ проводится в следующем порядке :
1. Определяются первичные номинальные токи на сторонах высокого и низкого напряжения силового трансформатора, А
,
где UНОМ - номинальное напряжение соответствующей стороны.
2. Определяются вторичные токи в плечах защиты ( в номинальном режиме), А:
,
3. За основную сторону защищаемого трансформатора принять сторону питания, т.е. сторону высокого напряжения.
4. Определяется первичный ток срабатывания защиты IСЗ. Отстройка от расчётного тока небаланса при переходном режиме внешнего КЗ производится по выражению:
, (2.3.1)
где.
Расчётный ток небаланса определяется как сумма трёх составляющих:
,
где - составляющая, обусловленная погрешностью ТА;
- составляющая, обусловленная регулированием напряжения;
составляющая, обусловленная неточностью установки на насыщающемся трансформаторе тока (НТТ) реле расчётных чисел витков для неосновной стороны.
,
где - периодическая составляющая тока, проходящего через трансформатор при расчётном внешнем КЗ и приведённом к основной стороне;
= 1 - коэффициент, учитывающий переходной режим;
= 1- коэффициент однотипности ТА;
ε =0,1- относительное значение полной погрешности ТА;
- относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжения, принимаемая равной половине диапазона регулирования; WРАСЧ- расчётное число витков обмотки НТТ неосновной стороны;
Wф- фактическое (целое) число витков обмотки НТТ неосновной стороны.
Так как число витков WРАСЧ ещё не определено, то на первом этапе вычисляется без учёта .
Отстройка от броска намагничивающего тока при включении трансформатора на холостой ход производится по выражению
, (2.3.2)
где =1,3 - коэффициент отстройки защиты от броска намагничивающего тока;
- номинальный ток, соответствующий среднему значению РПН и приведённый к основной стороне.
Из двух значений, полученных по выражениям (2.3.1) и (2.3.2), принимается большее.
5. Производится предварительная проверка чувствительности по выражению (для схемы соединения обмоток трансформатора Y/Δ-11):
, (2.3.3)
где - первичный ток при двухфазном КЗ за трансформатором (НН) в расчётных по чувствительности режимах работы подстанции и питающей системы, приведённый к стороне питания (ВН);
- коэффициент схемы, определяемый видом повреждения, схемой соединения ТА защиты на стороне основного питания и схемой соединения обмоток защищаемого трансформатора;
IСЗ - ток срабатывания защиты, приведённый к стороне питания.
- коэффициент схемы для схемы соединения обмоток ТА на основной стороне.
Коэффициент чувствительности () должен быть не менее 2. Если окажется не ниже допустимого, то расчёт защиты следует продолжить. Когда окажется ниже допустимого, а расчётным для выбора тока срабатывания являлась отстройка от тока небаланса при внешних КЗ по (2.3.1), то следует перейти к расчёту защиты, выполненной с реле ДЗТ-11.
6. Определяется ток срабатывания реле, приведённый к основной стороне по выражению:
,
где и -соответственно коэффициент схемы и коэффициент трансформации ТА основной стороны.
7. Определяется число витков обмотки НТТ реле для основной стороны:
,
где = 100 А - магнитодвижущая сила срабатывания (МДС) реле РНТ-565. Принимается ближайшее меньшее по отношению к полученному целое число витков WОСН , которые могут быть установлены на НТТ реле.
8. Определяется число витков обмоток НТТ реле для неосновной стороны защищаемого трансформатора по выражению:
,
где и - вторичные токи в плечах защиты для основной и неосновной сторон, соответствующие номинальной мощности трансформатора.
Если число витков получается дробным, принимается ближайшее целое число витков .
9. Определяется первичный уточнённый ток небаланса IНБ РАСЧ с учётом .
10. Определяется ток срабатывания защиты по (2.3.1), соответствующий ранее принятому числу витков НТТ для основной и неосновной сторон.
11. Вычисляется коэффициент чувствительности защиты по (2.3.3), который должен удовлетворять ПУЭ.
2.4. Расчёт дифференциальной токовой защиты с реле ДЗТ-11
1. Первичный ток срабатывания защиты из условия отстройки от броска тока намагничивания, А:
IСЗ = 1,5 IНОМ ВН
2. Расчётный ток срабатывания реле, приведённый к стороне ВН, А:
.
3. Число витков рабочей обмотки реле, включаемых в плечо защиты со стороны ВН :
расчётное WВН РАСЧ = 100/IСР , принятое WВН ≤ WВН РАСЧ .
4. Число витков рабочей обмотки реле, включаемых в плечо защиты со стороны НН:
расчётное WНН РАСЧ =,
принятое WНН -ближайшее к WНН РАСЧ целое число.
5. Число витков тормозной обмотки реле, включаемых в плечо защиты со стороны НН:
расчётное - WТ РАСЧ =(ε +,
где ε =0,1 ; ΔU*- относительная погрешность, обусловленная РПН, принимается равной половине суммарного диапазона регулирования; α -угол наклона касательной к тормозной характеристике реле ДЗТ-11, tgα =0,75 ;
принятое - WТ > WТ. РАСЧ , выбирается из ряда чисел 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 18, 24.
6. Минимальное значение тока в реле при двухфазном КЗ на выводах НН:
на среднем ответвлении РПН
,
на крайнем ответвлении РПН
.
Минимальное значение тока в обмотках трансформатора при трёхфазном КЗ на выводах НН:
-на среднем ответвлении РПН,
- на крайнем ответвлении РПН.
7. Минимальное значение коэффициента чувствительности защиты при двухфазном КЗ на выводах НН:
на среднем ответвлении РПН ,
на крайнем ответвлении РПН .
2.5. Максимальная токовая защита (защита от сверхтоков)
Защита является резервной, предназначенной для отключения трансформаторов от источника питания как при повреждениях самих трансформаторов и отказе основных защит, так и при повреждениях смежного оборудования и отказах его защиты или выключателей. При отсутствии специальной защиты шин МТЗ трансформатора осуществляет также защиту этих шин. Защита от сверхтоков при междуфазных КЗ устанавливается со стороны источника питания, а от сверхтоков при однофазных КЗ устанавливается со стороны обмоток, соединённых в схему звезды с заземлённой нулевой точкой с действием на отключение всех выключателей [1, с.514].
На трансформаторах с высшим напряжением 35, 110 кВ МТЗ выполняется с независимой характеристикой. В работе принять схему соединения ТА на стороне ВН в треугольник, а реле - в звезду с двумя реле.
Ток срабатывания защиты:
,
где =1,1-1,2 - коэффициент отстройки;
=2,3 -коэффициент самозапуска;
= 1,4 IТ НОМ.
Ток срабатывания реле:
.
Выдержка времени выбирается из условной селективности на ступень выше выдержки времени защит присоединений, питающихся от трансформатора.
tМТЗ = tСЗ МАКС +Δt ,
где tСЗ МАКС = 1,0 с - наибольшее время срабатывания защиты отходящих линий с шин НН:
Δt =0,5 c - ступень селективности. Коэффициент чувствительности определяется при двухфазном КЗ на шинах НН трансформатора при минимальном режиме системы и наибольшем сопротивлении трансформатора. Токи должны быть приведены к той стороне трансформатора, где установлена защита:
=.
При недостаточной чувствительности защиту выполнить с блокировкой по напряжению.
2.5. Защита трансформатора от перегрузки
Защита от перегрузки выполняется с помощью МТЗ, включённой на ток одной фазы [1, с.517].
Защита на двухобмоточных трансформаторах устанавливается со стороны питания и действует с выдержкой времени на сигнал.
Ток срабатывания реле определяется по формуле:
,
где = 1,05;
- номинальный ток обмотки той стороны трансформатора, на котором устанавливается защита.
Выдержка времени принимается на ступень селективности больше, чем время срабатывания защиты от внешних КЗ.
2.7. Максимальная токовая защита с комбинированным пуском напряжения
Защита применяется только в случае недостаточной чувствительности обычной МТЗ.
Защита обычно выполняется с помощью реле РТ-40, фильтра-реле напряжения обратной последовательности РНФ - 1М и минимального реле напряжения РН-54.
Первичный ток срабатывания защиты определяется по условию отстройки от номинального тока трансформатора на стороне, где устанавливается защита, по выражению
,
где = 1,25 - коэффициент отстройки, учитывающий погрешность реле, необходимый запас и возможность увеличения номинального тока при регулировании напряжения.
Первичное напряжение срабатывания минимального реле напряжения, включённого на междуфазное напряжение, определяется по следующим условиям :
1) по условию обеспечения возврата реле после отключения внешнего КЗ :
,
2) по условию отстройки от напряжения самозапуска при включении от АПВ или АВР заторможенных двигателей :
,
где - междуфазное напряжение в месте установки защиты в условиях самозапуска после отключения внешнего КЗ; - определяется расчётом по известному току самозапуска, в ориентировочных расчётах может быть равным 0,85 UНОМ ;
UЗАП - междуфазное напряжение в месте установки защиты в условиях заторможенных двигателей нагрузки при включении их от АПВ или АВР ; определяется расчётом, в ориентировочных расчётах может быть принято равным 0,7 UНОМ ; = 1,2 ; = 1,2.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - Учебник для вузов / М. Высшая школа, 2006.- 639 с.
2. Басс Э.И., Дорогунцев В.Г. Релейная защита электроэнергетический систем: Учебное пособие/Под.ред. А.Ф. Дьякова - М.: Издательство МЭИ, 2002. - 296с.
2. Беркович М.А. и др. Основы техники релейной защиты. - М. Энергоатомиздат, 1984.- 370 с.
3. Авербух А.М. Релейная защита в задачах с решениями и примерами.- Л.: Энергия, 1975.- 411 с.
4. Шабад М.А. Защита трансформаторов распределительных сетей. - Л. Энергоатомиздат, 1981.- 135 с. 5. Правила устройства электроустановок / под ред. С.Г.Королёва, 6-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1980.- 640 с.
6. Руководящие указания по релейной защите. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ. Расчёты.- М.: Энергоатомиздат, 1985.- 96 с.
Приложение.
Таблица 1. Номинальные напряжения линий электропередачи и номинальные мощности силовых трансформаторов
Номер вариантаUн , кВSн , МВА1, 5, 9, 13, 17, 21, 25, 29, 33, 37, 41, 45, 49, 53, 57, 61, 65, 69, 73, 77, 81, 85, 89, 93, 97.66,32, 6, 10, 14, 18, 22, 26, 30, 34, 38, 42, 46, 50, 54, 58, 62, 66, 70, 74, 78, 82, 86, 90, 94, 98.10103, 7, 11, 15, 19, 23, 27, 31, 35, 39, 43, 47, 51, 55, 59, 63, 67, 71, 75, 79, 83, 87, 91, 95, 99;35164, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 40, 44, 48, 52, 56, 60, 64, 68, 72, 76, 80, 84, 88, 92, 96;11025 Таблица 2. Длина кабельных и воздушных линий , км
Напряжение
кВНомер
варианта Порядковый номер линии W1 W2 W3 12 3 4 5 61 2,5 1,7 2,2 5 2 1,5 1,8 9 1,7 1,2 2,5 13 1,5 2,1 2,8 17 1,4 2,3 2,7 21 0,8 1,4 2 25 2,2 1,2 2,5 29 2 0,8 2,6 33 2,1 0,7 2,1 37 1,6 1,4 2,4 41 2,3 1,2 3 45 2,4 1,5 3,5 49 0,9 2,5 2,8 102 3 2,2 1,4 6 3,5 1,8 2,8 10 3,7 1,6 2 14 2,8 2,5 3 18 2,6 2 1,6 12 3 4 5 22 4 1,8 1,8 26 3,7 2,5 3,7 30 3,2 2,6 1,5 34 2,8 3,5 2,5 38 2 3 3,5 42 2,6 1,2 3 46 2,4 2,6 1,6 50 2,7 4 4 353 26 16 8 7 24 20 10 11 28 18 12 15 30 22 9 19 22 30 15 23 15 25 18 27 26 14 11 31 35 15 8 35 12 10 20 39 10 20 10 43 30 12 14 47 38 16 12 1104 50 35 10 8 40 25 12 12 35 20 14 16 45 30 20 20 62 40 15 24 43 30 10 28 55 37 11 32 57 33 23 36 35 28 18 40 32 42 14 44 47 28 38 48 41 26 42 Таблица 3. Сечение кабельных линий (алюминиевых с бумажной изоляцией) и проводов воздушных линий (марки АС), мм²
Напряжение линии , кВНомер вариантаПорядковый номер линииW1W2W36124018515051851501209150120951312095701718515012021150120952518515012029120957033150120120371859595411507070452401501504918512012010215012095618515012010150120951412095701818515012022150120952618515012030120957034150120120381859595421507070462401501505018512012035324018512071859595111507070152401501501918512012023120957027185150120311501209535185150120391209570431501201204718515012011041851209581851501201215012095161209570201501201202418595952815070703218515012036150120954024015015044185150120481209570 Таблица 4. Значение токов трёхфазного КЗ для максимального и минимального режимов сети на п/ст А, кА
Режим сетиНапряжение сети, кВ61035110Максимальный13151014Минимальный1011810 Таблица 5. Напряжения на высокой и низкой стороне трансформатора, диапазон регулирования
Номинальное напряжение обмоток, кВ Номинальная мощность трансформатора, МВА6,3101625Высокое35110110110Низкое1010610Диапазон регулирования35+/-9%115+/-9%115+/-15%115+/-16% Таблица 6. Значения максимальной и минимальной мощности КЗ на стороне ВН
ВариантМощность КЗ,
кВАНоминальная мощность трансформатора, кВА6,31016251234561
Максимальная400700800900Минимальная2005006007002Максимальная300600700800Минимальная1004005006003Максимальная310610710810Минимальная1104105106104Максимальная320620720820Минимальная1204205206205Максимальная330630730830Минимальная1304305306306Максимальная340640740840Минимальная1404405406407Максимальная350650750850Минимальная1504505506508Максимальная360660760860Минимальная1604605606609Максимальная370670770870Минимальная17047057067010Максимальная380680780880Минимальная18048058068011Максимальная390690790890Минимальная19049059069012Максимальная410710810910Минимальная210510610710
12345613Максимальная420720820920Минимальная22052062072014Максимальная430730830930Минимальная23053063073015Максимальная440740840940Минимальная24054064074016Максимальная450750850950Минимальная25055065075017Максимальная460760860960Минимальная26056066076018Максимальная470770870970Минимальная27057067077019Максимальная480780880980Минимальная28058068078020Максимальная490790890990Минимальная29059069079021Максимальная5008009001000Минимальная30060070080022Максимальная305605705805Минимальная14544554564523Максимальная315615715815Минимальная15545555565524Максимальная325625725825Минимальная16546556566525Максимальная335635735835Минимальная17547557567526Максимальная345645745845Минимальная18548558568527Максимальная355655755855Минимальная19549559569528Максимальная365665765865Минимальная20550560570529Максимальная375675775875Минимальная21551561571530Максимальная385685785885Минимальная22552562572531Максимальная395695795895Минимальная23553563573532Максимальная405705805905Минимальная24554564574533Максимальная415715815915Минимальная25555565575534Максимальная425725825925Минимальная26556566576535Максимальная435735835935Минимальная27557567577536Максимальная445745845945Минимальная285585685785
12345637Максимальная455755855955Минимальная29559569579538Максимальная465765865965Минимальная30560570580539Максимальная475775875975Минимальная31561571581540Максимальная485785885985Минимальная32562572582541Максимальная495795895995Минимальная33563573583542Максимальная5057059051005Минимальная34564574584543Максимальная346645778824Минимальная25248555663544Максимальная382758862872Минимальная26458664667845Максимальная526684754948Минимальная32544656272646Максимальная525624837836Минимальная38846164569247Максимальная318718812962Минимальная15259264868148Максимальная352734769927Минимальная22648062368149Максимальная529652814983Минимальная38650665473350Максимальная335612783716Минимальная286438592603 Таблица 7. Значения напряжений короткого замыкания
Напряжение короткого замыкания, %Номинальная мощность трансформатора, МВА6,3101625Uк ср7,510,510,510,5Uк макс8,512,3611,611,6Uк мин78,79,89,8
Таблица 8. Уставки тока срабатывания реле РТВ
Вариант исполнения релеУставка тока срабатывания по отпайкам, АВариант исполнения релеУставка тока срабатывания по отпайкам, АВариант исполнения релеУставка тока срабатывания по отпайкам, А 5 10 20РТВ -I6РТВ -II12,5РТВ -III25РТВ -IV7,5РТВ -V15РТВ -VI30 10 17,5 35 Таблица 9. Пределы уставок реле тока и напряжения
Тип реле Пределы уставок, АТип реле Пределы уставок, АРТ-40/0,20,05-0,2РН-53/6015-60РТ-40/0,60,15-0,6РН-54/4812.-48РТ-40/20,5-2РН-53/20050-200РТ-40/61,5-6РН-54/16040-160РТ-40/102,5-10РН-53/400100-400РТ-40/205.-20РН-54/32080-320РТ-40/5012,5-50РН-53/60Д15-60РТ-40/10025-100 РТ-40/20050-200 Таблица 10. Пределы уставок индукционных элементов
Тип реле Диапазон токов срабатывания, А Выдержка времени (в независимой части), с РТ-81/14; 5; 6; 7; 8; 9; 10 0,5-4 РТ-81/22; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5 0,5-4 РТ-82/14; 5; 6; 7; 8; 9; 10 2.-16 РТ-82/22; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5 2.-16 РТ-83/14; 5; 6; 7; 8; 9; 10 1.-4 РТ-83/22; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5 1.-4 РТ-84/14; 5; 6; 7; 8; 9; 10 4.-16 РТ-84/22; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5 4.-16 РТ-85/14; 5; 6; 7; 8; 9; 10 4.-16 РТ-85/22; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5 4.-16 РТ-86/14; 5; 6; 7; 8; 9; 10 0,5-4 РТ-86/22; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5 0,5-4 Таблица 11. Основные технические данные реле РТМ
Вариант исполненияУставка тока срабатывания по отпайкам, АВариант исполненияУставка тока срабатывания по отпайкам, АРТМ-I5РТМ-III307,54010501560РТМ-II10РТМ-I75151002012525150 Таблица 12. Технические данные реле времени
Тип релеПределы уставок, сРСВ18-13 0,1-1,3РСВ18-11-Р 0,1-1,3РСВ18-12-Р 0,1-1,3РСВ18-13 0,25-3,5РСВ18-11-Р 0,25-3,5РСВ18-12-Р 0,25-3,5РСВ18-13 0,5-9РСВ18-11-Р 0,5-9РСВ18-12-Р 0,5-9РСВ18-13 1.-20РСВ18-11-Р 1.-20РСВ18-12-Р 1.-20
- 2 -
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
396
Размер файла
753 Кб
Теги
указания, методические, курсовой, работа
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа