Релейная защита и автоматика систем электроснабжения (стр. 1 из 4)
Курсовая работа
Релейная защита и автоматика систем электроснабжения
Содержание
Задание на курсовую работу
1. Расчет параметров схемы замещения
1.1 Расчет удельных и полных сопротивлений линий
1.2 Расчет сопротивлений трансформаторов
1.3 Расчет параметров энергосистемы
2. Расчет токов короткого замыкания
3. Выбор и обоснование типа защит
3.1Защита цеховых трансформаторов
3.2Защита магистральной линии
3.2.1Селективная токовая отсечка
3.2.2 Максимальная токовая защита
3.2.3 Выбор времени срабатывания максимальной токовой защиты
3.3 Токовая зашита нулевой последовательности трансформатора 10,5/0,4 кВ
3.4 Расчёт установок защиты понижающих трансформаторов 35/10 кВ
3.4.1Дифференциальная защита от межлуфазных КЗ
3.4.2 Максимальная токовая защита от внешних КЗ
3.4.3 Газовая защита трансформатора
3.4.4 Максимальная токовая защита трансформаторов от перегрузки
3.4.5 Проверка ТТ по условию 10% погрешности
3.5 Расчёт двухступенчатой токовой направленной защиты линий W1,W2,W3
3.5.1 Расчёт защиты линии W1
3.5.2 Расчёт защиты линии W2
3.5.3 Расчёт защиты линии W3
3.5.4 Согласование времени срабатывания защит
Список использованных источников
Задание на курсовую работу
Выполнить расчет релейной защиты схемы участка сети.
Таблица №1 Исходные данные варианта расчетной схемы
| Наименование расчетного параметра | Значение исходных параметров варианта схемы | |
| Мощность МВА трехфазного КЗ на шинах подстанции | 520 | |
| Типы выключателей на37 кВ | ВМКЭ | |
| Напряжение оперативного тока подстанции | 1 | = |
| 2 | ~ | |
| 3 | ~ | |
| 4 | ~ | |
| Мощность трансформатораМВА | 1 | 16 |
| 2 | 16 | |
| 3 | – | |
| 4 | 0,63 | |
| 5 | 0,4 | |
| 6 | 0,63 | |
| Длина линий электропередачикм | 1 | 10 |
| 2 | 8 | |
| 3 | 4 | |
| 4 | 4 | |
| 5 | 5 | |
| 6 | 4 | |
| 7 | – | |
Таблица №2Исходные параметры электропотребителей.
| Наименование параметра электропотребителя | Значение параметра электропотребителя | |
| Вариант 2 | ||
| HI | Мощность S, МВ-АКоэффициент самозапускаВыдержка времени зашиты, с | 4,5 |
| 2,7 | ||
| 0,7 | ||
| Н2 | Мощность S, МВ-АКоэффициент самозапускаВыдержка времени зашиты, с | 4,8 |
| 2,5 | ||
| 0,8 | ||
| НЗ | Мощность S, МВ-АКоэффициент самозапускаВыдержка времени зашиты, с | 3,9 |
| 1,9 | ||
| 1 | ||
| Н4 | Мощность S, МВ-АКоэффициент самозапускаВыдержка времени зашиты, с | 4,5 |
| 2,4 | ||
| 0,9 | ||
Рис.1.Схема задания
1. Расчет параметров схемы замещения
1.1 Расчет удельных и полных сопротивлений линий
Удельное индуктивное сопротивление линии определяется по формуле:
Х0 = 0,144 *lg(DCР/rПР) + 0,016.
Известными здесь являются: Dcp 10кв = 1100 мм Для определения радиуса провода необходимо рассчитать длительно допустимый рабочий ток в проводе, для которого затем следует подобрать сечение. Например, для линии W3:
I раб.w6 = 1,05*SТ6/(
*UНОМ)=1,05*0,63/( *10,5)=36,4 Апринимаем, согласно ПУЭ : jЭК10КВ = 1,2 А/мм2.
Отсюда расчетное сечение W6:
Fpw6 = Ipaб.w6/ jэк10 = 36,4/ 1,2 = 28,8 мм2.
Принимаем стандартное сечение провода Fст w6 = 35 мм 2
Все расчеты сведены в таблицу №3.
Таблица №3 Исходные и расчетные параметры линий
| Обозначение параметра | Значение параметра для номера линии | |||||
| W1 | W2 | W3 | W4 | W5 | W6 | |
| Iраб, А | 280 | 280 | 152,4 | 95,84 | 59,47 | 36,4 |
| Fp, мм2 | 233 | 233 | 126,97 | 68,46 | 42,48 | 26 |
| F СТ , мм 2 (А1) | 240 | 240 | 150 | 70 | 50 | 35 |
| r0 , Ом/км | 0,12 | 0,12 | 0,195 | 0,6 | 0,592 | 0,773 |
| x0, Ом/км | 0,394 | 0,394 | 0,393 | 0,388 | 0,356 | 0,364 |
| Rw,Ом | 0,0966 | 0,0773 | 0,0628 | 2,4 | 2,96 | 3,1 |
| Xw,Ом | 0,317 | 0,2538 | 0,1266 | 1,552 | 1,78 | 1,456 |
| Zw,Ом | 0,3314 | 0,2653 | 0,1413 | 2,858 | 3,454 | 3,425 |
| Длина ЛЭП, км | 10 | 8 | 4 | 4 | 5 | 4 |
1.2 Расчёт сопротивлений трансформаторов
Рассчитаем составляющие сопротивления трансформатора Т1:
R тр =
РК • U HOM2/ S HOM2= 90*372 /(160002(37/10,5)2)=0,0386 Ом;X тр = U K % • U HOM2/(100 • S HOМ) = 8 • 372 /(100 • 16• (37/10,5)2) = 0,55 Ом.
В таблице №4 приведены результаты расчетов всех трансформаторов.
Таблица №4 Исходные и расчетные параметры трансформаторов
| Обозначениепараметра | Значение параметра | |||||
| Т1 | Т2 | ТЗ | Т4 | Т5 | Т6 | |
| Тип трансформатора | ТД -16000 | ТД -16000 | – | ТM - 630 | ТM - 400 | ТM - 630 |
| Uном, кВ | 37/10,5 | 37/10,5 | – | 10,5/0,4 | 10,5/0,4 | 10,5/0,4 |
| Iном, A | 250 | 250 | – | 34,64 | 22 | 34,64 |
| Pk, кВт | 90 | 90 | – | 76 | 5,5 | 76 |
| Uk, % | 8 | 8 | – | 5,5 | 4,5 | 5,5 |
| Rt, Ом | 0,0386 | 0,0386 | – | 2,11 | 3,79 | 2,11 |
| Хт, Ом | 0,55 | 0,55 | – | 9,625 | 12,4 | 9,625 |
| Zт, Ом | 0,5486 | 0,5486 | – | 9,854 | 12,96 | 9,854 |
1.3 Расчет параметров энергосистемы
Параметры энергосистемы также приведены к стороне 10,5 кВ:
Х с=UСР2/(
*SК(3))=10,52/( *520)=0,1224 Ом;EСР=UСР/
=10,5/ =6,06 кВ.2. Расчет токов короткого замыкания
Расчет токов КЗ производим без учета подпитки со стороны нагрузки.
Определяем эквивалентное сопротивление от энергосистемы до точки КЗ и рассчитываем ток по формуле:
Iкз=Eс/Zэкi;
Результаты расчетов сведены в таблицу №5.
Таблица №5 Расчетное значение тока трехфазного КЗ
Рис.2.Схема замещения
3. Выбор и обоснование типа защит
Согласно ПУЭ, в качестве защиты от токов, обусловленных короткими замыканиями за трансформаторами (Т4, Т5, Т6), могут использоваться предохранители, если мощность этих трансформаторов не превышает 1 МВА.
Для одиночно работающих трансформаторов Т1, Т2 мощностью 6,3 MBA и более устанавливаются следующие типы защит:
- от многофазных КЗ в обмотках и на выводах - дифференциальная продольная токовая защита; для проектируемых подстанций при расчете дифференциальной защиты рекомендуйся использовать наиболее совершенное реле с торможением серии ДЗТ,
- для защиты от токов, протекающих через трансформатор при КЗ на шинах низшего напряжения (внешнее КЗ), используют МТЗ с минимальной выдержкой времени;
- для защиты от перегрузки на
всех трансформаторах устанавливается МТЗ;- от понижения уровня масла и от повреждений внутри кожуха, сопровождающихся выделениями газа, предусматривается газовая защита
3.1 Защита цеховых трансформаторов
Выбираем для зашиты трансформаторов Т4, Т5, Т6 предохранители типа ПКТ из условий отстройки от максимального рабочего тока и от броска тока намагничивания при включении трансформатора на холостой ход.
Исходя из первого условия, например для трансформатора Т4:
IРАБ.МАХ Т4=ST4/(
*UНОМ T4)=630/( *10,5)=34,64 АПо второму условию обычно принимают номинальный ток плавкой вставки, равным
Iном.пл.вст т4 = 2,0 • Iном т4 = 2,0 • 34,64 = 69,3 А
где 2,0 - коэффициент отстройки от броска тока намагничивания трансформатора.
Выбираем для Т4 предохранитель с номинальным током 80 А. По время-токовой характеристике оцениваем время плавления при двухфазном КЗ за трансформатором.
Результаты выбора сводим в таблицу №6.
Таблица №6Расчет параметров плавких предохранителей
| Обозначение на схеме | Мощность Т,КВА | Iном т,А | Тип предохранителя | Iном.пл.вст,А | Время плав л,с |
| Т4 | 630 | 34,64 | ПКТ-103-10-80 | 80 | 0,25 |
| Т5 | 400 | 22 | ПКТ- 103- 10-50 | 50 | 0,2 |
| Т6 | 630 | 34,64 | ПКТ- 103- 10-80 | 80 | 0,25 |
Времятоковую характеристику предохранителя с наибольшим номинальным током переносим из [4] на карту селективности. Известно, что отклонения ожидаемого тока плавления плавкого элемента при заданном времени плавления от типовых значений достигают ± 20%. Поэтому типовая характеристика 1 должна быть смещена вправо на 20 %.