Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

1. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

1.1 Расчет сопротивлений элементов схемы

1.2 Расчет величин токов КЗ

2. РАСЧЁТ ЗАЩИТЫ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ДВИГАТЕЛЯ Д

2.2 Защита от перегруза -- МТЗ с выдержкой времени

3. РАСЧЕТ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА Т3

3.1 Т.О. без выдержки времени

3.2 Газовая защита от внутренних повреждений и понижения уровня масла

3.3 Максимальная токовая защита от внешних многофазных к.з.

3.4 Максимальная токовая защита с выдержкой времени - защита от перегруза

4. ЗАЩИТА СБОРНЫХ ШИН (СЕКЦИОННЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Q15)

5. РАСЧЁТ ЗАЩИТЫ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ Л5

5.2 Максимальная токовая защита с выдержкой времени

4) ПРОВЕРКУ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ЗАЩИТЫ НЕ ПРОИЗВОДИМ, ТАК КАК НЕИЗВЕСТЕН ТОК УТЕЧКИ ДЛЯ ВСЕЙ СЕТИ ПРЕДПРИЯТИЯ, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО.

6. РАСЧЁТ ЗАЩИТЫ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА Т1

6.2 МТЗ с выдержкой времени

6.3 Защита от перегруза

6.4 Газовая защита

Заключение

ЛИТЕРАТУРА

Задание

Принципиальная схема электроснабжения подстанции изображена на рисунке 1.1. Подстанция подключена к энергосистеме С двумя параллельными линиями электропередач (ВЛ) W1, W2. На подстанции установлены два трансформатора Т1, Т2. Нагрузка распределена по двум трансформаторам равномерно. Работа трансформаторов раздельная. Секционный выключатель Q6 снабжен устройством автоматического ввода резерва (АВР). Обобщенная нагрузка Sн каждой секции шин подстанции равна 70 % номинальной мощности трансформатора. От шин подстанции отходят кабельные линии, питающие асинхронные электродвигатели (ЭД).

Выполнить расчет:

- защит питающих линий электропередач;

- защит силовых трансформаторов;

- защит высоковольтных асинхронных электродвигателей;

- уставок автоматического включения резерва;

а также проверить возможность самозапуска электродвигателей и при необходимости предусмотреть защиту минимального напряжения.

По результатам расчетов построить карту селективности релейной защиты.

В графической части проекта привести схему разработанной релейной защиты на листе формата А3.

Исходные данные приведены в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1 - Параметры электродвигателя и нагрузки

Предпоследняя цифра шифра	Номинальная мощность ЭД Рдв, кВт	Кратность пускового тока ЭД, kп	Количество ЭД на секции, n	Уставка РЗ прис. на шинах п/ст, tсз.пр, с	Время перерыва питания, tпп, с	Коэффициент самозапуска ЭД, Ксзп	Длина кабельной линии Lкл, км
1	2	3	4	5	6	7	8
1	630	5,0	3	0,5	1,0	2,0	0,70
2	630	5,2	5	0,6	1,5	2,1	0,60
3	800	5,5	4	0,7	2,0	2,2	0,50
4	800	5,7	5	0,8	2,5	2,3	0,40
5	1000	4,5	2	0,9	3,0	2,4	0,50
6	1000	4,8	3	1,0	3,5	2,5	0,60
7	1250	5,0	3	1,1	3,0	2,6	0,70
8	1250	5,2	2	1,2	2,5	2,7	0,80
9	800	4,5	5	1,3	2,0	2,8	0,90
0	800	5,1	4	1,4	1,5	2,9	1,00

Таблица 1.2 - Параметры трансформатора и энергосистемы

Послед. цифра шифра	Тип трансформатора	Uвн, кВ	Uнн, кВ	Sкз.макс, МВА	Sкз.мин, МВА	Длина ВЛ, км
1	2	3	4	5	6	7
1	ТДН-10000/110	115	6,6	1500	1200	30
2	ТДН-10000/110	115	11	1800	1500	35
3	ТДН-16000/110	115	6,6	2000	1700	40
4	ТДН-16000/110	115	11	2200	1900	45
5	ТРДН-25000/110	115	6,3-6,3	2400	2100	50
6	ТРДН-25000/110	115	10,5-10,5	2500	2200	55
7	ТРДН-32000/110	115	6,3-6,3	2700	2500	60
8	ТРДН-40000/110	115	10,5-10,5	3000	2700	65
9	ТРДН-32000/220	230	6,6-6,6	3200	2900	70
0	ТРДН-32000/220	230	11-11	3500	3200	75



Рисунок 1.1 - Принципиальная схема электроснабжения подстанции

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 Л2 и Л4 принимаем средне-типовым Ом/км, активным сопротивлением пренебрегаем.

Сопротивление воздушной линии Л2 определим по формуле (1.1):

, (1.1)

здесь - длина линии Л2, км.

.

Сопротивление воздушной линии Л4 определим по формуле (1.2):

, (1.2)

здесь - длина линии Л4, км.

.

Кабели марки М-185 и М-185 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)

, (1.8)

, (1.9)

здесь - номинальная мощность трансформатора Т1, ВА.

Сопротивление трансформатора Т3:

, (1.10)

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 отключен, Q20 и Q27 включены.

Точка КЗ на шинах п/ст	Искомые величины	Питание со стороны
		Система G1	Система G2
А	, о.е.		-
	, МВА	8700
	, кА
Б	, о.е.	-
	, МВА		9500
	, кА
В Ic	, о.е.		-
	, МВА
	, кА
В IIс	, о.е.	-
	, МВА
	, кА
Г Ic, IIс	, о.е.
	, МВА
	, кА
Питание одновременно от систем G1 и G2
Г Ic, IIс	, МВА
	, о.е.
	, кА
Д Ic, IIc	, о.е.
	, МВА
	, кА
Е	, о.е.
	, МВА
	, кА

Таблица 8 - Минимальный режим, секционные выключатели Q15, Q20 и Q27 отключены.

Точка КЗ на шинах п/ст	Искомые величины	Питание со стороны
		Система G1	Система G2
А	, о.е.		--
	, МВА	7500
	, кА
Б	, о.е.	--
	, МВА		8000
	, кА
В	, о.е.	Iс	IIс
	, МВА
	, кА
Г	, о.е.	Iс	IIс
	, МВА
	, кА
Д	, о.е.	Iс	IIс
	, МВА
	, кА
Е	, о.е.
	, МВА
	, кА

2. Расчёт защиты высоковольтного двигателя Д

Для защиты асинхронных электродвигателей напряжением выше 1000 В предусматриваются следующие защиты:

1) продольная дифференциальная токовая защита;

2) защита от перегруза -- МТЗ с выдержкой времени;

3) защита минимального напряжения.

2.1 Продольная дифференциальная токовая защита

1) Защита выполняется с помощью дифференциального реле РСТ 15.

2) Для выбора трансформатора тока определим номинальный ток двигателя:

, (2.1)

где - номинальная мощность двигателя, Вт (см. таблицу 4);

- номинальное напряжение двигателя, В (см. таблицу 4);

- номинальный коэффициент мощности двигателя.

А.

К установке принимаем трансформатор тока ТЛМ10-400-0,5/10Р:

А, А.

Коэффициент трансформации трансформатора тока:

.

ТТ со стороны питания соединены в «неполную звезду», со стороны нулевых выводов ТТ соединены в «неполную звезду».

3) Определим ток срабатывания защиты:

где -- ток небаланса.

А, (2.2)

где - коэффициент пуска двигателя;

- коэффициент однотипности трансформаторов тока;

- коэффициент апериодической составляющей для дифференциального реле;

- допустимая погрешность трансформаторов тока;

- номинальный ток двигателя.

Ток срабатывания защиты равен:

А,

Определим расчетный вторичный ток срабатывания защиты:

А, (2.3)

Определение числа рабочих витков РНТ:

витка (2.4)

Принимаем к установке 27 витков, которым соответствует ток срабатывания защиты:

А, (2.5)

4) Коэффициент чувствительности определяется при двухфазном коротком замыкании в минимальном режиме на шинах, к которым подключен двигатель:

. (2.6)

Так как коэффициент чувствительности превышает нормируемое значение, то защита удовлетворяет требованию чувствительности.

2.2 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 , коэффициент схемы ).

3) Ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от номинального тока двигателя:

, (2.7)

где - коэффициент отстройки.

А.

4) Коэффициент чувствительности не определяется.

5) Ток срабатывания реле:

А. (2.8)

Принимаем к установке реле РСТ 13-19, у которого ток срабатывания находится в пределах .

Определим сумму уставок:

. (2.9)

Принимаем уставку

.

Найдем ток уставки реле:

А.

6) Выдержка времени защиты отстраивается от времени пуска электродвигателя и равна с. Используем реле времени РВ-01.

2.3 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:

В, В.

Коэффициент трансформации трансформатора напряжения:

.

3) Напряжение срабатывания первой ступени отстраивается от минимального рабочего напряжения, которое составляет 70 % от номинального: :

В, (2.10)

здесь - коэффициент отстройки.

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

В.

Принимаем к установке реле РСН 16-28, у которого напряжение срабатывания находится в пределах .

Определим сумму уставок:

. (2.11)

Принимаем уставку .

Найдем напряжение уставки реле I ступени:

В.

6) Выдержка времени принимается на ступень селективности больше времени действия быстродействующей защиты от многофазных коротких замыканий. Примем с. Реле времени РВ-01.

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:

 В, (2.12)

здесь - коэффициент отстройки.

4) Коэффициент чувствительности не определяем.

5) Напряжение срабатывания реле первой ступени

В.

Принимаем к установке реле РСН 16-23, у которого напряжение срабатывания находится в пределах .

Определим сумму уставок:

. (2.13)

Принимаем уставку .

Найдем напряжение уставки реле I ступени:

В.

6) Время срабатывания второй ступени защиты принимаем с, так как по технологии недопустим самозапуск двигателя от напряжения . Используем реле времени РВ-01.

3. Расчет защиты трансформатора Т3

Сборные шины Е подключаются к питающей сети переменного тока через трансформатор Т3. Повреждения и ненормальные режимы возможны как в трансформаторе, так и на сборных шинах, поэтому необходима установка защит как со стороны питания, так и со стороны сборных шин.

Основными защитами трансформатора являются:

1) Токовая отсечка без выдержки времени от многофазных коротких замыканий в обмотках и на выводах трансформатора;

2) газовая защита от внутренних повреждений и понижения уровня масла;

3) МТЗ от внешних многофазных кз.

4) токовая защита от перегруза.

Номинальная мощность трансформатора:

кВА, (3.1)

- напряжение короткого замыкания трансформатора.

Поскольку номинальная мощность трансформатора больше 400 кВА, то газовая защита устанавливается.

3.1 Т.О. без выдержки времени

1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13.

2) Номинальный ток первичной обмотки трансформатора:

А. (3.2)

Выбираем трансформатор тока ТЛМ-10-150-0,5/10Р:

 А, А.

Коэффициент трансформации трансформатора тока:

.

Трансформаторы тока и реле включены по схеме неполной звезды с реле в нулевом проводе: .

3) Ток срабатывания защиты отстраивается от максимального тока кз:

А, (3.3)

где - коэффициент отсечки (принимаем реле типа РСТ - 13)

Коэффициент чувствительности определяется при двухфазном коротком замыкании в минимальном режиме на выводах высокого и низкого напряжений:

. (3.4)

5) Ток срабатывания реле:

А. (3.5)

Принимаем к установке реле РСТ 13-29, у которого ток срабатывания находится в пределах .

Определим сумму уставок:

. (3.6)

Принимаем сумму уставок .

Найдем ток уставки реле:

А.

3.2 Газовая защита от внутренних повреждений и понижения уровня масла

электродвигатель защита токовый высоковольтный

Ток, проходящий через место установки токовой защиты при повреждении внутри бака трансформатора (пример межвитковое замыкание), определяется числом замкнутых витков и поэтому может оказаться не достаточным для ее действия. Однако витковое замыкание представляет опасность для трансформатора; и защиты отключатся. Опасные внутренним повреждением является также «пожар стали» магнитопровода, который возникает при нарушении изоляции между листами магнитопровода, что ведет к увеличению потерь на перемагничивании и вихревые токи. Потери вызывают, местный нагрев стали, ведущий к дальнейшему разрушению изоляции. Токовая и дифференциальная защиты на этот вид повреждения не реагируют. Отсюда возникает необходимость использования специальной защиты от внутренних повреждений - «газовой», фиксирующей появление в баке поврежденного трансформатора газа. Образование газа является следствием разложения трансформаторного масла и других изолирующих материалов под действием электрической дуги или не допустимого нагрева. Интенсивность газообразования зависит от характера и размеров повреждения. Это дает возможность выполнить газовую защиту, способную различить степень повреждения, и в зависимости от этого действовать на сигнал или отключение.

Основным элементом газовой защиты является газовое реле KGS, устанавливаемое в маслопроводе между баком и расширителем. Принимаем к установке реле типа: РГТ - 80 (струйное) которое имеет два отключающих и один сигнальный элемент.

Время срабатывания реле составляет tср=0,05--0,5 с.

Уставка по скорости составляет 0,65 м/с.

3.3 Максимальная токовая защита от внешних многофазных к.з.

1) Ток срабатывания МТЗ понижающего трансформатора определяется, исходя из максимального рабочего тока.

Принимаем:

2) Ток срабатывания защиты с учетом коэффициента само запуска электродвигателей :

(3.7)

где - коэффициент отсечки (принимаем реле типа РСТ - 13)

- коэффициент возврата



где - коэффициент схемы (неполная звезда);

(3.8)

Ток срабатывания реле:

(3.9)

Принимаем реле РСТ 13-24

Ток уставки равен:

Время сработки защиты:

Tсз(30)=0.6c=tсз+?t=0.2+0,4=0,6с.

3.4 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 ТЛМ-10-150-0,5/10Р. Трансформаторы тока включены по схеме неполной звезды, реле устанавливается в одну фазу (так как перегруз является симметричным режимом): . Коэффициент трансформации .

3) Определим ток срабатывания защиты, который отстраивается от максимального рабочего тока на ВН трансформатора:

, (3.7)

где - коэффициент отстройки;

- максимальный рабочий ток трансформатора.

А. (3.8)

4) Коэффициент чувствительности не определяется.

5) Ток срабатывания реле:

А. (3.9)

Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах .

Определим сумму уставок:

. (3.10)

Принимаем сумму уставок .

Найдем ток уставки реле:

А.

6) Время срабатывания защиты определяется технологическим процессом и принимается с. Используем реле времени РВ-01.

4. Защита сборных шин (секционный выключатель Q15)

Для защиты сборных шин 220 кВ используется дифференциальная токовая защита

1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13.

2) Принимаем к установке трансформатор тока ТФНД-220-1000-0,5/10Р. Трансформаторы тока включены по схеме неполной звезды, реле устанавливается в одну фазу (так как перегруз является симметричным режимом): . Коэффициент трансформации .

3) Отстройка от тока не баланса:

(4.1)

где - обусловлен воздействием апериодической составляющей тока на ток срабатывания;

- коэффициент однотипности;

- класс точности релейной защиты.

А

А (4.2)

4) Отстройка от тока максимального тока нагрузки:

А (4.3)

А (4.4)

Ток срабатывания пускового комплекта ДЗ принимаем наибольшее значение:

А

(4.5)

5)Ток срабатывания реле:

А. (4.6)

Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах .

Определим сумму уставок:

. (3.10)

Принимаем сумму уставок .

Найдем ток уставки реле:

А.

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): А.

3) Максимальный рабочий ток линии примем равным длительно допустимому току кабеля.

, (5.1)

где - число кабельных линий Л5.

А.

Принимаем к установке трансформатор тока типа ТПОЛ-10-1000-0,5/10Р: А, А. Коэффициент трансформации трансформатора тока:

.

Схема соединения трансформаторов тока и реле - неполная звезда, коэффициент схемы .

4) Ток срабатывания защиты:

, (5.2)

здесь - коэффициент отстройки.

А.

5) Коэффициент чувствительности в данном случае не определяем. Считаем, что основной защитой является максимальная токовая защита.

6) Ток срабатывания реле:

А. (5.3)

Принимаем к установке реле РСТ 13-32, у которого ток срабатывания находится в пределах .

Определим сумму уставок:

. (5.4)

Принимаем сумму уставок .

Найдем ток уставки реле:

А.

5.2 Максимальная токовая защита с выдержкой времени

1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13

2) Для выполнения защиты применяются те же трансформаторы тока, что и для токовой отсечки. Коэффициент трансформации трансформаторов тока , коэффициент схемы .

3) Ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от максимального рабочего тока линии:

, (5.5)

где: - коэффициент отстройки для статического реле;

- коэффициент возврата;

- коэффициент самозапуска суммарной нагрузки для линии Л5.

А.

4) Коэффициент чувствительности в основной зоне проверяем по току двухфазного короткого замыкания в конце кабельной линии Л5 (на шинах ДIc):

. (5.6)

Коэффициент чувствительности в резервной зоне определяем по току двухфазного короткого замыкания за трансформатором Т3 (на шинах Е), приведенным на высокую сторону:

. (5.7)

Поскольку защита не удовлетворяет требованиям чувствительности, устанавливаем МТЗ с пуском по напряжению.

5) Загрубляем защиту, то есть, принимаем . Тогда ток срабатывания защиты

А. (5.8)

6) Ток срабатывания реле:

А. (5.9)

Принимаем к установке реле РСТ 13-19, у которого ток срабатывания находится в пределах .

Определим сумму уставок:

. (5.10)

Принимаем сумму уставок .

Найдем ток уставки реле:

 А.

7) Вводим защиту минимального напряжения на реле напряжения минимального действия РСН 16 с коэффициентом возврата .

8) Измерительным органом защиты является трансформатор напряжения типа ЗНОЛ.06-10, который устанавливается на секцию шин ГIс. Для выбранного трансформатора напряжения

В, В.

Коэффициент трансформации

.

10) Напряжение срабатывания защиты:

, (5.11)

где - минимальное напряжение на шинах, которое не вредит технологическому процессу.

В.

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:

Ом/км, (5.12)

где - удельное активное сопротивление кабельной линии Л5, Ом/км;

- удельное индуктивное сопротивление кабельной линии Л5, Ом/км;

- длина кабельной линии Л5, км.

Минимальное остаточное напряжение:

, (5.13)

где - количество кабельных линий Л5.

В.

Коэффициент чувствительности:

. (5.14)

12) Напряжение срабатывания реле:

В. (5.15)

Принимаем к установке реле РСН 16-28, у которого напряжение срабатывания находится в пределах В.

Определим сумму уставок:

. (5.16)

Принимаем уставку .

Найдем напряжение уставки реле:

В.

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 А.

2) Измерительным органом является трансформатор тока нулевой последовательности типа ТЗРЛ.

3) Для кабеля марки А-185 удельный емкостный ток однофазного замыкания на землю А/км.

Ток нулевой последовательности линии, обусловленный током утечки,

А. (5.17)

Ток срабатывания защиты:

, (5.18)

здесь - коэффициент отстройки для защиты без выдержки времени.

А.

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

А; (6.1)

низшего напряжения

А; (6.2)

В формулах (6.1) и (6.2):

- номинальная мощность трансформатора Т1, ВА;

- напряжение высокой стороны трансформатора, В;

- напряжение низкой стороны трансформатора, В.

3) Для выбора трансформаторов тока найдем максимальные рабочие токи: на стороне ВН

 А; (6.3)

на стороне НН

А. (6.4)

На стороне ВН принимаем к установке трансформатор тока типа ТФЗМ-220Б-I-200-0,5/10Р/10Р/10Р: А, А.

Коэффициент трансформации трансформатора тока

. (6.5)

На стороне НН принимаем к установке трансформатор тока типа и ТШЛ-10-3000-0,5/10Р: А, А.

Коэффициент трансформации трансформатора тока

. (6.6)

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 (), а трансформаторы тока на низкой стороне -- по схеме неполной звезды ().

Вторичные токи трансформаторов тока в номинальном режиме работы:

 А; (6.7)

А. (6.8)

За основную сторону принимаем сторону НН, так как .

4) Определяем токи небаланса, вызванные погрешностями трансформаторов тока и регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) . При этом все токи приводим к ступени напряжения основной стороны.

Определим ток небаланса :

, (6.9)

где - коэффициент однотипности трансформаторов тока;

- коэффициент апериодической составляющей для дифференциального реле;

- допустимая погрешность трансформаторов тока;

- максимальный сквозной ток, приведенный на высокую сторону, А.

А.

Определим ток небаланса :

, (6.10)

где -- пределы регулирования напряжения на стороне ВН;

-- пределы регулирования напряжения на стороне СН.

А.

Предварительное значение тока срабатывания защиты по условию отстройки от токов небаланса

, (6.11)

где - коэффициент отстройки.

А.

Ток срабатывания защиты по условию отстройки от броска тока намагничивания

, (6.12)

где - коэффициент отстройки.

А.

Из двух токов срабатывания выбираем наибольший, то есть А.

5) Предварительное значение коэффициента чувствительности защиты определяем по току двухфазного короткого замыкания на секции ГIс, приведенному на сторону ВН.

. (6.13)

6) Ток срабатывания реле на основной стороне

 А. (6.14)

Ток срабатывания реле на неосновной стороне

А, (6.15)

где - коэффициент трансформации силового трансформатора.

7) Примем число витков основной обмотки .

Расчетная МДС основной обмотки

А·витков. (6.16)

Принимаем ближайшее стандартное значение МДС .

Расчетное число витков неосновной обмотки находится из условия

. (6.17)

Принимаем .

Составляющая тока небаланса из-за неравенства расчетного и действительного числа витков

 А. (6.18)

8) Ток срабатывания защиты с учетом всех составляющих тока небаланса

А, (6.19)

здесь - коэффициент отстройки.

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

А.

Ток срабатывания реле на неосновной стороне

А.

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 ), коэффициент трансформации трансформаторов тока .

3) Ток срабатывания защиты:

, (6.20)

здесь - коэффициент отстройки;

- максимальный рабочий ток на стороне ВН трансформатора при перегрузке, А.

А.

4) Коэффициент чувствительности в основной зоне определяется по току двухфазного короткого замыкания за трансформатором, приведенным на первичную сторону:

. (6.21)

В зоне резервирования коэффициент чувствительности определяется по току двухфазного короткого замыкания в конце кабельной линии Л5, приведенным на первичную сторону:

. (6.22)

Защита удовлетворяет требованиям чувствительности.

5) Определим ток срабатывания реле:

А. (6.23)

Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах .

Определим сумму уставок:

. (6.24)

Принимаем сумму уставок .

Найдем ток уставки реле:

А.

6) Время срабатывания защиты принимается по условию отстройки от времени срабатывания МТЗ на секционном выключателе Q20. Поскольку это время равно с, то с, где с - ступень селективности для статического реле. Используем реле времени РВ-01.

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 , коэффициент схемы .

3) Ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от номинального тока трансформатора на стороне ВН:

, (6.25)

здесь - коэффициент отстройки.

4) Коэффициент чувствительности не рассчитывается.

5) Ток срабатывания реле:

А. (6.26)

Принимаем к установке реле РСТ 13-19, у которого ток срабатывания находится в пределах .

Определим сумму уставок:

. (6.24)

Принимаем сумму уставок .

Найдем ток уставки реле:

А.

6) Выдержка времени защиты отстраивается от кратковременных перегрузок. Примем с. Устанавливаем реле времени РВ-01.

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.

Заключение

В результате выполнения контрольно-курсовой работы выполнен расчет защиты системы электроснабжения

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.

Размещено на Allbest.ru

...