Релейная защита систем электроснабжения (стр. 1 из 4)
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
В курсовом проекте «Релейная защита» (РЗ) рассматриваются вопросы проектирования устройств релейной защиты, предназначенных для обеспечения нормальной работы системы электроснабжения (СЭС) проектируемого объекта (промышленного предприятия, городского микрорайона, электротехнологической установки и пр.) и повышения надежности электроустановок потребителей.
Вариант задания на выполнение курсового проекта состоит из четырех частей (рис. 1):
- Табл. 1. Параметры схемы внешнего электроснабжения, начиная с воздушной или кабельной линии напряжением 35-110-220 кВ с понижающими трансформаторами напряжением 35-110-220/6-10 кВ, кабельных линий, питающих распределительный пункт РП напряжением 6-10 кВ.
- Табл. 2. Параметры оборудования электрической сети напряжением 6-10 кВ, начинающейся от РП, и электрической сети напряжением 380 В, питающейся от понижающих трансформаторов напряжением 6-10/0,4 кВ, до низковольтных распределительных пунктов РПН.
- Табл. 3. Вариант из этой таблицы определяет фрагмент электрической сети, для которого необходимо рассмотреть организацию релейной защиты и провести соответствующие расчеты.
- Табл. 4. Согласно задаваемому варианту рассматривается и рассчитывается релейная защита одного из объектов электрической сети.
Вариант задания состоит из двух цифр:
- вариант из табл. 1;
- вариант из табл. 2,3;
Таблица 1
| UС, кВ | SК.МАКС,МВА | SК.МИН,МВА | Воздушная линия | Трансформаторы Т1 и Т2 | Кабельные линииКЛ1 и КЛ2 | ||||
| L,км | Маркапровода | Тип трансформатора | UК,% | L,м | Маркакабеля | К-во кабелей в линии | |||
| 110 | 5750 | 4250 | 7,0 | АС-185 | ТРДН-40000/110/10/10 | 10,5 | 600 | А-3х150 | 2 |
Таблица 2
| Кабельная линия | Трансформатор10/0,4 кВ | ||||||
| №КЛ | Длина,м | Тип *кабеля | Коммутац.ап-т** перед Т | № Т | Тип | UК,% | Схема соед-нияобмоток |
| 9,10 | 450 | А-3х120 | ВВ | Т9, Т10 | ТМ-1000 | 5,5 | Y/YO |
Окончание таблицы
| Линия между ТП и РПН (ВРУ), ШМ, ШР | |||||
| Видаппарата*** | Тип *кабеля | Длина,м | Ток нагрузки макс, А | Ток нагрузки пик, А | |
| отходящего | вводного | ||||
| АВ | АВ | А-3х95+1х70 | 150 | 160 | 320 |
Примечания:
* - Буква А обозначает материал проводника кабеля.
** - Обозначение аппарата перед трансформатором: ВВ- вакуумный выключатель.
*** - Обозначение аппарата: АВ – автоматический выключатель. Вводные и секционный аппараты на стороне низшего напряжения всех ТП выполнены автоматическими выключателями.
Таблица 3
| Расчет релейной защиты элемента СЭС | Выбор трансформатора тока, установленного(дополнительные данные получить у преподавателя) | Объем расчета релейной защиты по СЭС(снизу вверх) |
| АД 6-10 кВ | ||
| В начале КЛ – АД | От секционного и вводного автоматических выключателей 0,4 кВ ТП до выключателя отходящей от РП линии 10 кВ, включая выключатель отходящей линии (до шин 10 кВ РП) |
Таблица 4 – Параметры асинхронного двигателя напряжением 6-10 кВ
| Тип двигателя | Рн,кВт | Кпуск | cosφн | ηн | КЛ, м |
| АТД4 | 4000 | 5,7 | 0,89 | 0,973 | 55 |
Рис. 1. Схема электроснабжения
АННОТАЦИЯ
Чупина М. В. Релейная защита СЭС. – Челябинск: ЮУрГУ, Э, 2009, 43 с. 6 ил. 4 табл., библиогр. список – 4 наим.
Задачей данного курсового проекта является рассмотрение вопросов проекти-рования устройств релейной защиты, предназначенных для обеспечения нормаль-ной работы системы электроснабжения (СЭС) проектируемого объекта и повы-шения надежности электроустановок потребителей.
Проект включает в себя:
- Расчет токов короткого замыкания для характерных точек СЭС.
Расчет проведен для максимального и минимального режимов работы СЭС. Рассчитаны токи I(3)к.макс, I(3)к.мин, I(2)к.мин и I(1)к. мин, составлены схемы замещения.
- Организация релейной защиты для рассматриваемого фрагмента СЭС.
Проводено обоснование необходимого набора видов релейной защиты рас-сматриваемых элементов СЭС со ссылкой на нормативные документы.
- Расчет релейной защиты.
Осуществлен выбор первичного оборудования, оперативного тока, устройств релейной защиты. Последовательно снизу вверх произведен расчет защит.
Построены диаграммы селективности (время-токовых характеристик) защит.
Приведены принципиальные схемы устройств РЗ с соответствующими спе-цификациями
ОГЛАВЛЕНИЕ
1 Расчет токов короткого замыкания
1.1 Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях более 1 кВ
1.2 Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях до 1 кВ
2 Расчет релейной защиты для рассматриваемого фрагмента электрической сети
2.1 Организация релейной защиты
2.2 Выбор оборудования для выполнения релейной защиты
2.3 Расчет уставок
2.4 Построение карты селективности выбранных защит
2.5 Составление принципиальной схемы релейной защиты и спецификации на выбранное оборудование
3 Расчет релейной защиты объекта СЭС
3.1 Организация релейной защиты
3.2 Выбор оборудования для выполнения релейной защиты
3.3 Расчет уставок
3.4 Построение карты селективности выбранных защит
3.5 Составление принципиальной схемы релейной защиты и спецификации на выбранное оборудование
4 Выбор трансформатора тока и расчет его нагрузки
Список используемой литературы
1 Расчет токов короткого замыкания
1.1 Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях напряжением более 1 кВ
Особенности расчетов токов короткого замыкания для релейной защиты в электрических сетях напряжением выше 1 кВ
Расчеты токов КЗ производятся для выбора типов и параметров срабатывания (уставок) релейной защиты трансформатора напряжением 110/10 кВ, а также защит других элементов электрических сетей. В общем случае для выполнения защиты нужно знать фазные соотношения токов также, а при несимметричных КЗ за трансформатором - не только максимальные, но и возможные минимальные значения токов КЗ.
Для упрощения практических расчетов токов КЗ в распределительных электрических сетях напряжением выше 1 кВ принято не учитывать ряд факторов, которые в действительности могут существовать, но не могут оказать определяющего влияния на значения токов КЗ и их фазные соотношения. Как правило, не учитывается переходное сопротивление в месте КЗ и все повреждения рассматриваются как металлические КЗ двух или трех фаз или КЗ одной фазы на землю. Сопротивления всех трех фаз трансформаторов, линий, реакторов и других элементов сети считаются одинаковыми. Не учитываются токи намагничивания силовых трансформаторов и токи нагрузки. Как правило, не учитывается подпитка места КЗ токами асинхронных двигателей.
Принимая во внимание, что распределительные сети электрически удалены от источников питания и аварийные процессы в этих сетях мало сказываются на работе генераторов энергосистемы, считается, что при любых КЗ в распределительной сети напряжение питающей системы на стороне высшего напряжения (35-110-220 кВ) трансформатора остается неизменным.
Вместе с тем в этих расчетах имеется ряд особенностей:
- изменение мощности короткого замыкания энергосистемы, т.е. расчет максимального и минимального токов КЗ;
- необходимость учета существенного изменения сопротивления некоторых типов трансформаторов с РПН при изменении положения регулятора РПН.
При практических расчетах токов КЗ для релейной защиты вычисляется только периодическая составляющая тока, а влияние апериодической составляющей тока КЗ учитывается при необходимости путем введения повышающих коэффициентов при расчетах релейной защиты.
Как правило, рассчитывается только трехфазное КЗ, а значения токов при других видах КЗ определяются с помощью известных соотношений.
В основе всех расчетов лежит ГОСТ 27517-87. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ.
Исходные данные для расчета
В начале расчета токов КЗ составляется схема замещения (рис. 1), на которой все элементы расчетной схемы представляются в виде электрических сопротивлений. Питающая система до шин ВН подстанции представляется на схеме замещения своим индуктивным сопротивлением, задаются два его значения: для максимального и минимального режимов работы системы. В максимальном режиме в системе включены все генераторы, все питающие линии, автотрансформаторы и другие питающие элементы, и при этом их эквивалентное сопротивление имеет наименьшее значение, а ток и мощность КЗ на шинах ВН рассматриваемой подстанции имеет соответственно наибольшее значение. В минимальном режиме отключена часть питающих элементов системы и эквивалентное сопротивление оставшихся элементов имеет большее значение, чем в максимальном режиме, а ток и мощность КЗ - меньшее значение. Таким образом, в максимальном режиме система представляется в схеме замещения наименьшим сопротивлением Хс.макс, а в минимальном - наибольшим Хс.мин. Индексы «макс» и «мин» относятся таким образом не к значению сопротивления, а к режиму работы системы.
Параметры электрической сети:
Напряжение внешнего электроснабжения 110 кВ.
Мощность КЗ системы в максимальном режиме Sк.макс = 5750 МВА, в минимальном – Sк.мин = 4250 МВА.