Релейная защита распределительной сети
Составление схемы замещения системы и элементов в относительных единицах. Расчет токов короткого замыкания. Защита силовых трансформаторов от повреждений и ненормальных режимов работы. Предохранение от сверхтоков внешних междуфазных КЗ. Газовая защита.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.03.2013 |
| Размер файла | 119,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Составление схемы замещения системы
ток замыкание трансформатор
Рис. 1. Исходная схема
Параметры схемы:
Таблица 1
|
Элемент |
Параметры |
|
|
Система G1 |
Сопротивление в режиме максимальных нагрузок: X*G1MAX=0.4 минимальных нагрузок: X*G1MIN=0.43 |
|
|
Система G2 |
Сопротивление в режиме максимальных нагрузок: X*G2MAX=0.3 минимальных нагрузок: X*G2MIN=0.33 |
|
|
Линия Л1, Л2 |
Алюминиевый провод сечением 150 мм2 с параметрами: R0=0.198 Ом/км; X0=0.406 Ом/км Л1=43 км; Л2=39 км |
|
|
Линия Л4 |
Алюминиевый провод сечением 95 мм2 с параметрами: R0=0.306 Ом/км; X0=0.421 Ом/км. Л4=8 км |
|
|
Линия Л5 |
Алюминиевый провод сечением 70 мм2 с параметрами: R0=0.428 Ом/км; X0=0.432 Ом/км. Л5=8 км |
|
|
Т1, Т2 |
ТД16000 с параметрами: UВН, кВ UНН, кВ UК% 38.5 - 10.5 - 10 |
|
|
Н1, Н2 |
Н1=Н2=8.32 МВА |
|
|
Н3 |
Н3=1.45 МВА |
|
|
Н4 |
Н4=1.25 МВА |
|
|
UН1 |
UН1=35 кВ |
|
|
UН2 |
UН2=10.5 кВ |
2. Сопротивление элементов в относительных единицах
Таблица 2
|
Элемент |
Расчетная формула |
Результат |
|
|
Система G1 G2 |
|||
|
Трансформатор Т1, Т2 |
|||
|
Сопротивление Л1, Л2, Л4, Л5 |
Рис. 2. Схема замещения
3. Расчет токов КЗ
К1 - точка КЗ на выводах трансформатора на стороне НН. Включены оба трансформатора.
кА
кА
Для остальных точек нахождение тока КЗ аналогично:
Таблица 3
|
Точка КЗ |
Значение тока, кА |
||
|
IКЗ(3) |
|||
|
К1 - КЗ на выводах трансформаторов со стороны НН |
0.722 (0.693) При одном включенном трансформаторе |
0.625 (0.6) |
|
|
К2 - КЗ на расстоянии 25 % от начала Л4 |
0.646 (0.628) |
0.559 (0.544) |
|
|
К3 - КЗ на расстоянии 50 % от начала Л4 |
0.589 (0.574) |
0.51 (0.497) |
|
|
К4 - КЗ на расстоянии 75 % от начала Л4 |
0.541 (0.529) |
0.469 (0.458) |
|
|
К5 - КЗ в конце Л4 |
0.501 (0.49) |
0.434 (0.424) |
|
|
К6 - КЗ на расстоянии 25 % от начала Л5 |
0.461 (0.452) |
0.399 (0.391) |
|
|
К7 - КЗ на расстоянии 50 % от начала Л5 |
0.427 (0.419) |
0.37 (0.363) |
|
|
К8 - КЗ на расстоянии 75 % от начала Л5 |
0.397 (0.391) |
0.344 (0.339) |
|
|
К9 - КЗ в конце Л5 |
0.372 (0.366) |
0.322 (0.317) |
Рис. 3
В режиме максимальных нагрузок:
Таблица 4
|
Точка КЗ |
Значение тока IКЗ(3), кА С учетом того, что напряжение в максимальном режиме на шинах потребителей понижается до 10 кВ |
|
|
К1 - КЗ на выводах трансформаторов со стороны НН |
0.752 (0.728) |
|
|
К2 - КЗ на расстоянии 25 % от начала Л4 |
0.679 (0.66) |
|
|
К3 - КЗ на расстоянии 50 % от начала Л4 |
0.618 (0.603) |
|
|
К4 - КЗ на расстоянии 75 % от начала Л4 |
0.568 (0.555) |
|
|
К5 - КЗ в конце Л4 |
0.526 (0.514) |
|
|
К6 - КЗ на расстоянии 25 % от начала Л5 |
0.484 (0.474) |
|
|
К7 - КЗ на расстоянии 50 % от начала Л5 |
0.448 (0.440) |
|
|
К8 - КЗ на расстоянии 75 % от начала Л5 |
0.417 (0.410) |
|
|
К9 - КЗ в конце Л5 |
0.391 (0.384) |
Рис. 4.
4. Расчет токовой защиты линий Л4, Л5
Первая ступень токовой защиты
Ток срабатывания первой ступени отстраивается от максимального значения тока трехфазного КЗ в конце защищаемой линии:
,
Где KIОТС - коэффициент отстройки, учитывающий неточности расчета тока КЗ, погрешности трансформаторов тока, органов тока и т.д. Принимаем КОТС=1.2.
Для Л4 IКЗмах равен току КЗ в конце защищаемой линии, т.е. в точке К5. Этот ток равен 0.526 кА. Для Л5 IКЗмах равен 0.391 кА (точка К9). Получаем:
кА
Рис. 5
Из рисунка видно, что при КЗ в точке 3 защита Л4 может не сработать. Точка КЗ3 соответствует середине Л4. Защита линии Л5 может уже не сработать при расположении точки КЗ между точками КЗ6 и КЗ7. Точка КЗ6 соответствует 25 % от длины линии Л5, а КЗ7 - 50 %.
Следовательно, зона действия первой ступени токовой защиты для Л4 составляет чуть меньше 50%, а для Л5 - 37 % для режима максимальных нагрузок.
Выбор трансформаторов тока:
Определим рабочие токи для Л5 и Л4:
Л4: ТПЛК-10-У3 с коэффициентом трансформации 150/5=30
Л5: ТПЛК-10-У3 с коэффициентом трансформации 100/5=20
Ток срабатывания реле:
Л4: А
Л5: А
Третья ступень токовой защиты
Ток срабатывания МТЗ выбирается по условию отстройки от максимального тока нагрузки присоединения:
,
Где kIIIОТС=1.2 - коэффициент отстройки реле;
kВ=0.8 - коэффициент возврата реле;
kЗ=1.3 - для сельских районов. Коэффициент, учитывающий увеличения токов при самозапуске двигателей.
IРАБмах - максимальный рабочий ток.
Для Л4 и Л5 максимальный рабочий ток соответственно равны:
Получаем:
Проверка чувствительности:
Л4: - для основной зоны
- для зоны резервирования
Л5: - для основной зоны
Ток срабатывания реле:
Л4: А
Л5: А
Выдержка времени для МТЗ Л4: tвыдЛ4=0.5 с.
5. Защиты трансформатора
Для защиты силовых трансформаторов от повреждений и ненормальных режимов работы применяются: продольная дифференциальная защита, газовая защита, токовая отсечка, защита от сверхтоков внешних КЗ, от перегрузки и др. Продольная дифференциальная токовая защита Номинальные токи через трансформатор для режима максимальных нагрузок при одном включенном трансформаторе:
кА - для стороны ВН
кА- для стороны НН
Определяем коэффициенты трансформации трансформаторов тока для режима максимальных нагрузок:
,
Где nТВН, nТНН - коэффициент трансформации для ТТ, установленного на стороне ВН,
НН трансформатора соответственно;
5 - номинальный ток во вторичных цепях защиты;
3 - учитывает соединение ТТ на стороне ВН в треугольник.
Для стороны ВН выбираем: ТФЗМ-35Б-У1 с номинальным первичным током 500 А и вторичным 5 А. Номинальная нагрузка в классе 0.5 равна 1.2 Ом. Коэффициент трансформации nТВН=500/5=100.
Для стороны НН выбираем: ТПЛК-10-У3 с номинальным первичным током 1500 А и вторичным 5 А. Номинальная нагрузка в классе 0.5 равна 1.2 Ом. Коэффициент трансформации nТНН=1500/5=300.
Токи в плечах защиты равны:
,
Где I2ВН, I2НН - вторичные токи в плечах защиты на стороне ВН, НН соответственно.
KСХ1=3, КСХ2=1
А
А
Сторона ВН является основной, т.к. ток I2ВН>I2НН.
Определим первичный ток срабатывания:
а) по условию отстройки от токов небаланса, протекающих во вторичных цепях:
IСЗ=1.3IНБМАХ=1.30.15IКЗМАХ,
Где IНБМАХ - максимальный ток небаланса;
0.15 - коэффициент, учитывающий погрешности для ТТ;
IКЗМАХ - периодическая слагающая тока при внешнем трехфазном металлическом КЗ на шинах низкого напряжения трансформатора.
IСЗ=1.30.15750=146.25 А
б) по условию отстройки от броска тока намагничивания при включении ненагруженного трансформатора под напряжение:
IСЗ=1.05IН,
Где IН - номинальный ток, соответствующий номинальной мощности трансформатора.
А
Принимаем IСЗ=277 А.
Определяем вторичный ток срабатывания, отнесенный к основной стороне:
А
Число витков реле РНТ для основной стороны:
,
Где FСР - намагничивающая сила срабатывания реле, равная 100 ампервиткам.
витков
Принимаем ближайшее значение: WОСН=21 виток. Следовательно, ток срабатывания:
IСР=100/21=4.76 А
Определяем расчетное число витков со стороны с меньшим вторичным током (которая называется неосновной) из условия равенства нулю результирующей намагничивающей силы РНТ реле при нагрузочном режиме и внешних КЗ:
IОСНWОСН=IНЕОСНWIIРАСЧ=IНЕОСН(WОСН+WУР)
виток
WУР=WII-WОСН=31-21=10 витков
Определим составляющую тока небаланса I```НБ, обусловленную неравенством расчетного тока WIIРАСЧ и фактического WII числа витков обмотки на неосновной стороне:
I```НБ=(WРАСЧII-WII)/WРАСЧIIIКЗВНМАХ
I```НБ=(31.16-31)/31.16750=3.85 А
Суммарный расчетный ток небаланса с учетом составляющей I```НБ:
IНБ=IНЕБ+I```НБ= =0.15750+3.85=116.35 А
IСЗ=1.3116.35=151.26 А
Коэффициент чувствительности защиты при КЗ(2) на стороне низшего напряжения:
защита удовлетворяет условиям чувствительности.
6. Защита от сверхтоков внешних междуфазных КЗ
Для двухобмоточных трансформаторов предусматривается один комплект защиты, устанавливаемый со стороны источника питания. Максимальный ток нагрузки, от которого необходимо отстроить защиту обычно определяется из рассмотрения двух режимов: отключение параллельно работающего трансформатора или автоматическое подключение нагрузки при действии АВР.
Выдержка времени выбирается из условия селективности на ступень выше наибольшей выдержки времени tП защит присоединений, питающихся от трансформатора: tСЗ=tП+0.5=1 с.
Защита от перегрузки
Защита от перегрузки выполняется с помощью МТЗ, включенной на ток одной фазы, защита действует с выдержкой времени на сигнал, а на необслуживаемых подстанциях - на разгрузку или отключение трансформаторов.
Ток срабатывания защиты и реле определяются по формулам:
,
Где КОТС=1.05 - коэффициент отстройки, учитывающий погрешность в значении тока срабатывания;
Получаем:
Время срабатывания с учетом ступени селективности 0.5 с принимаем 1.5 с.
Газовая защита
Газовая защита устанавливается на трансформаторах, имеющих расширители.
Газовая защита осуществляется с помощью специальных газовых реле.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет параметров схемы замещения системы электроснабжения. Сопротивление и релейная защита кабельных линий. Расчёт токов короткого замыкания. Максимальная токовая и дифференциальная защита трансформатора. Защита замыканий на землю. Ток срабатывания реле.
курсовая работа [894,8 K], добавлен 23.08.2012Выбор видов защит от аварийных и ненормальных режимов для всех элементов подстанции. Расчет токов короткого замыкания в максимальном и минимальном режиме работы. Разработка функциональных, принципиальных схем заданных защит. Проверка трансформаторов тока.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 23.08.2012Расчетная схема сети. Параметры элементов системы. Расчет токов короткого замыкания. Режим максимальных нагрузок. Эквивалентирование схемы замещения. Проектирование защиты линии. Номинальные токи обмоток трансформатора. Защита от сверхтоков внешних КЗ.
лабораторная работа [977,9 K], добавлен 25.03.2013Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики. Расчет токов короткого замыкания. Расчет параметров схемы замещения сети. Проверка трансформатора тока. Газовая защита трансформатора. Расчет релейной защиты трансформатора собственных нужд.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 13.02.2014Расчет токов короткого замыкания и сопротивлений элементов схемы. Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения. Расчет дифференциальной, газовой и резервной защиты. Основные причины возникновения короткого замыкания. Расчет защиты от перегрузки.
реферат [537,9 K], добавлен 23.08.2012Расчет сопротивлений элементов схемы и величин токов. Расчет защиты высоковольтного двигателя, кабельной линии, сборных шин, силового трансформатора, воздушной линии. Проверка трансформатора тока, выбор контрольного кабеля, дифференциально-фазная защита.
курсовая работа [1014,9 K], добавлен 11.05.2010Расчет параметров схемы замещения (удельных и полных сопротивлений линий, трансформаторов, токов короткого замыкания), определение типов защит (дифференциальная токовая, с минимальной выдержкой времени, газовая) магистральной линии и преобразователей.
курсовая работа [225,0 K], добавлен 05.06.2010Расчет токов короткого замыкания и относительных базисных сопротивлений. Схема замещения сети. Максимальная токовая защита сети. Определение номинального тока трансформатора. Расчет защиты кабельной линии и защиты трансформатора. Элементы газовой защиты.
курсовая работа [236,4 K], добавлен 26.06.2013Определение токов короткого замыкания. Защита питающей линии электропередачи. Дифференциальная токовая защита двухобмоточного трансформатора, выполненная на реле РНТ. Расчет релейной защиты электродвигателей, выбор установок предохранения от перегрузки.
курсовая работа [904,9 K], добавлен 22.09.2012Проектирование релейной защиты и автоматики энергосистем. Расчёт токов короткого замыкания. Максимальная токовая защита и токовая отсечка. Дифференциальная токовая защита без торможения. Расчёт трансформаторов тока, определение их полной погрешности.
курсовая работа [254,5 K], добавлен 30.06.2015Тип подстанции и ее нагрузка. Разработка понизительной подстанции. Выбор силовых трансформаторов, расчёт токов короткого замыкания. Составление схем замещения. Выбор электрической схемы распределительного устройства подстанции. Типы релейной защиты.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 27.08.2012Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. Расчёт токов короткого замыкания для целей релейной защиты. Функции защиты от асинхронного режима. Защита электродвигателей от многофазных коротких замыканий. Схема защиты синхронного электродвигателя.
курсовая работа [101,6 K], добавлен 08.11.2012Устройства релейной защиты и автоматики. Расчет токов короткого замыкания. Защита питающей линии электропередач. Защиты трансформаторов и электродвигателей. Самозапуск электродвигателей и защита минимального напряжения. Автоматическое включение резерва.
курсовая работа [259,2 K], добавлен 23.08.2012Расчет токов короткого замыкания. Расчет уставок токовых защит линии электропередач, защит трансформаторов и высоковольтных асинхронных электродвигателей. Самозапуск электродвигателей и защита минимального напряжения. Автоматическое включение резерва.
курсовая работа [324,1 K], добавлен 19.11.2013Оценка типов защит, устанавливаемых на трансформаторе заданной мощности и питающей линии 110 кВ. Расчет токов короткого замыкания и дифференциальной защиты на реле РНТ-565. Максимальная токовая защита от перегрузок. Наименьшее сопротивление нагрузки.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 01.10.2014Расчет аналитическим способом сверхпереходного и ударного токов трехфазного короткого замыкания, используя точное и приближенное приведение элементов схемы замещения в именованных единицах. Определение периодической составляющей короткого замыкания.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 21.08.2012Произведение расчетов токов короткого замыкания. Принципы осуществления релейной защиты кабельной линии, асинхронного двигателя, конденсаторных установок и понижающих трансформаторов. Приведение схемы автоматического ввода резерва секционного выключателя.
курсовая работа [291,4 K], добавлен 23.06.2011Расчет токов короткого замыкания. Защита с помощью плавких предохранителей и автоматических выключателей. Расчет рабочих максимальных и пиковых токов. Расчет релейной защиты электролизной установки. Расчет трансформатора тока и выбор оперативного тока.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 13.03.2014Расчет электрических нагрузок, токов короткого замыкания, защитного зануления, выбор оптимальной мощности трансформаторов. Релейная защита элементов распределительных сетей. Составление локальной сметы на строительство трансформаторной подстанции.
дипломная работа [312,6 K], добавлен 04.09.2010Основные виды повреждений в трансформаторах и автотрансформаторах. Защита трансформаторов плавкими предохранителями. Токовая отсечка и максимальная токовая защита. Основные методы выбора уставок токовых защит. Принципы исполнения реагирующих элементов.
лекция [321,9 K], добавлен 27.07.2013
