Релейная защита и автоматика подстанции

22

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Кафедра микропроцессорных средств автоматизации

Курсовой проект

по дисциплине: Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем

Тема: Релейная защита и автоматика подстанции

Пермь 20__ г

Аннотация

В курсовом проекте произведен анализ существующей системы электроснабжения подстанции 110/6 кВ и разработано инженерное решение по осуществлению релейной защиты отходящих фидеров, вводных и межсекционных выключателей подстанции, а также силовых трансформаторов 110/6 кВ.

В процессе выполнения курсового проекта необходимо спроектировать и рассчитать устройства РЗиА на базе терминалов производства Чебоксарского Электроаппаратного завода.

электроснабжение трансформатор ток напряжение

Введение

Аварийные режимы, в системах электроснабжения промышленных предприятий, могут вызывать повреждения оборудования и нарушения синхронизма работы генераторов электростанций. Для предотвращения последствий и развития аварийных ситуаций используют совокупность автоматических устройств, которые объединяют под общим названием релейная защита (РЗ) [1].

1. Описание системы электроснабжения

1.1 Описание главной схемы подстанции

В работе представлены: исходная схема электрической сети, схема замещения ПС и ЛЭП, результаты расчета токов КЗ. На стороне 6 кВ установлены вводные вакуумные выключатели ВВ/TEL 10-20/630. Для ограничения перенапряжений в электрической сети установлен разрядник вентильный однофазный РВО-6 кВ. На каждой секции шин 6 кВ установлены по одному трансформатору напряжения НТМИ-6, от каждой из секций шин запитаны ТСН. С целью секционирования установлены секционные выключатели СВМ-6 для секционирования шин 6 кВ. В нормальном режиме работы секции шин работают раздельно. Во всех вариантах исполнения сети электроснабжение потребителей не прекращается при повреждениях на линии 6 кВ или в трансформаторе, так как в схеме предусматривается АВР на секционном выключателе.

Подстанция тупиковая. Используется перемычка (мостик) с выключателем по стороне 110 кВ. На тупиковой подстанции перемычка с выключателем нормально разомкнута. Схема питающей сети: потребители ПС 110/6 кВ получают электроэнергию от двух трансформаторов ТМН 10000/110. На стороне 6 кВ предусмотрено секционирование, в нормальном режиме работе секции шин работают раздельно, при исчезновении напряжения на одном из вводов происходит запуск АВР на СМВ-6 кВ.

Схема с двумя секционированными системами шин с двумя шиносоединительными. Схема с двумя системами шин обеспечивает возможность поочередного ремонта выключателей без перерыва в работе соответствующих присоединений.

1.2 Описание распределительной сети подстанции

Структура распределительной сети. Сеть 110 кВ выполняется воздушными линиями электропередачи, цель - передача электроэнергии на большие расстояния. Сети низкого напряжения 6 кВ имеют общую цель - распределение и доставки электроэнергии отдельным потребителям: двигатели, КТП, т.д. Они выполняются кабельным и воздушным способами в зависимости от целей: например, Ф.02 выполнен ВЛ, передача электроэнергии на значительные расстояния (от 1 км) КТП, СТД -1000-2Р УХЛ4 1000кВт линия с кабельной вставкой (расстояние 155 м). Электродвигатели, подключенные к секциям шин 6 кВ, запитаны через КЛ.

Таблица 1.1 Параметры распределительной сети фидера

Общее число КТП - 26, суммарная мощность - 4062 кВА.

Таблица 1.2 Параметры распределительной двигатели

2. Релейная защита

2.1 Анализ особенностей энергосистемы. Требования ПУЭ к выполнению основных и резервных защит. Выбор вариантов выполнения основной и резервных защит

Если основная защита элемента обладает абсолютной селективностью, то на данном элементе должна быть установлена резервная защита, выполняющая функции не только дальнего, но и ближнего резервирования, т.е. действующая при отказе основной защиты данного элемента или выведении ее из работы [1, 2, 3].

Защита электродвигателей. Согласно ПУЭ, на двигателях напряжением выше 1000 В должны устанавливаться следующие устройства релейной за-щиты: защита от междуфазных коротких замыканий; защита от замыканий на землю; защита от двойных замыканий на землю; защита от перегрузки.

Защиты для СТД: ТО, от ЗЗ мгновенная, ЗПП есть групповая, ЗМН, ЗНР, от перегрузки, ЗАР, УРОВ.

Защиты для АД: ТО, от ЗЗ мгновенная, ЗМН, ЗНР, от перегрузки, УРОВ.

Защита отходящих линий. На одиночных линиях с односторонним питанием от многофазных замыканий должна устанавливаться, как правило, двухступенчатая токовая защита, первая ступень которой выполнена в виде токовой отсечки, а вторая - в виде максимальной токовой защиты с независимой или зависимой характеристикой выдержки времени. Также на отходящих линиях предусмотрено АПВ.

Защита силовых трансформаторов. Согласно пункту 3.2.54 ПУЭ для защиты от повреждений на выводах, а также от внутренних повреждений должна быть предусмотрена продольная дифференциальная токовая защита без выдержки времени на трансформаторах мощностью 6,3 МВ*А и более, а также на трансформаторах мощностью 4 МВ*А при параллельной работе последних с целью отключения селективного отключения поврежденного трансформатора.

Защита от перенапряжений реализована с помощью разрядника РВС - 35 кВ.

Секционные выключатели. Защита секционных выключателей выполняется максимальной токовой защитой с АВР.

Вводные выключатели. Защита вводных выключателей выполняется максимальной токовой защитой. [1]

2.2 Техническое предложение по устанавливаемым защитам и устройствам автоматики

Таблица 2.1 Выбор терминалов защиты

2.3 Расчёт и выбор уставок выбранных защит

2.3.1 Защита электродвигателей

Расчет СТД -1000 кВт.

Номинальный ток двигателя (данные электродвигателей марки ЭД№2 СТД-1000 яч.3):

,

Кратность пускового тока двигателя равна: I_{n max}= 4 • 106,2= 424,78 А

При участии двигателя в самозапуске: I'_{n max}= 1,4 • 424,78 = 595 А

Iсз =1,1 • 595 = 654,15 А, шаг - 0,01*IномТТ=2 А.

654,15 А - по расчету, 654,15 /2=327,08

Округляем 328, уставка 328*2=656 А.

, где в точке К9 (видно по схеме замещения)

Защита от замыканий на землю:

Мощность менее 2 МВт, ток замыкания на землю менее 10 А, выполняем на сигнал.

Защиту от перегрузки выполняем на отключение: , 124 А -уставка.

Таблица 2.2 Расчета защиты электродвигателей на базе «БЭМП 1-05»

БЭМП 1-05 осуществляет защиту и автоматику синхронного или асинхронного двигателя 6(10) кВ.

Защиты для СТД: ТО, от ЗЗ мгновенная, ЗПП есть групповая, ЗМН, ЗНР, от перегрузки, ЗАР, УРОВ на базе терминала «БЭМП 1-05».

Защиты для АД: ТО, от ЗЗ мгновенная, ЗМН, ЗНР, от перегрузки, УРОВ на базе терминала «БЭМП 1-05».

УРОВ (20%*IномТТ, например, для ЭД№1 60А, время срабатывания - 0,7с). Защита от неполнофазного режима работы электродвигателя в терминале, двухступенчатая. Защита от асинхронного хода на базе терминала БЭМП 1-05. Зашита от двойных замыканий на землю: Необходима при использовании зашиты от ОЗЗ с выдержкой времени или направленной зашиты от ОЗЗ, у нас же ОЗЗ мгновенного действия [2, 5].

ЗМН (использована для резервирования ЗПП):

1 ступень - обеспечение самозапуска остающихся электродвигателей. Уставка: В, выдержка времени 0,5 с

2 ступень используется для отключения остальных двигателей, если напряжение недостаточно для запуска двигателей, или по технологическим условиям самозапуск уже не целесообразен.

2.3.2 Выбор предохранителей