Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Южно-Российский Государственный

технический университет

(Новочеркасский политехнический институт)

ФГБОУ ВПО «ЮРГТУ(НПИ)»

Ю.И.Иванков, С.Л.Кужеков, В.В.Михайлов, А.Ю.Иванков

Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения

Методические указания к дипломному и курсовому проектированию

Новочеркасск 2011

Составители: Ю.И.Иванков, С.Л.Кужеков, В.В.Михайлов, А.Ю.Иванков

Методические указания по проектированию релейной защиты и автоматики систем электроснабжения рассмотрены и одобрены на заседании кафедры ЭППиГ протокол №

Рассмотрены вопросы проектирования РЗА трансформаторов ГПП, линий 6-10 кВ, АВР секций сборных шин.

Методические указания предназначены для использования при курсовом и дипломном проектировании для всех форм обучения специальности 14021165 «Электроснабжение».

© Южно-Российский государственный технический университет, 2011

Задание на курсовой проект для студентов ЭнФ и фодо

Разработать защиту силового трансформатора Т₁(Т₂) главной понизительной подстанции ГПП промышленного предприятия, защиту отходящих ЛЭП 6-10 кВ, АВР секционного выключателя.

Задание выполнить в следующем объёме:

1. Пояснительная записка.

1.1. Рассчитать токи короткого замыкания (КЗ) в объёме, необходимом для выбора уставок и проверки чувствительности разрабатываемых защит.

1.2. Выбрать места установки и типы релейной защиты.

1.3. Выбрать типы трансформаторов тока, определить уставки защиты, проверить чувствительность, выбрать типы реле защиты.

1.4. Разработать схему АВР секционного выключателя (Q₅ рис. 1, рис 3; Q₇ или Q₈ рис. 2,4), составить принципиальную схему АВР, выбрать типы реле защиты.

1.5. Описать порядок работы релейной защиты и автоматики разработанного варианта.

2. Графическая часть.

На листах формата А1 выполнить принципиальную электрическую схему релейной защиты силового трансформатора ГПП:

2.1 с реле ДЗТ-11;

2.2 с терминалом «Сириус-Т»

Схемы РЗ отходящих ЛЭП 6-10 кВ от шин ГПП и АВР секционного выключателя приводятся в пояснительной записке.

Варианты заданий приведены в таблице 1. Принципиальные электрические схемы ГПП представлены на рисунках 1-4.

1. Расчёт токов короткого замыкания.

Расчёты производятся для начального момента времени (t = 0) периодической слагающей токов КЗ. Затухание токов в процессе КЗ не учитывается.

В курсовом проекте определяют только токи трёхфазных К⁽³⁾ и двухфазных К⁽²⁾ коротких замыканий в максимальном и минимальном режимах работы питающей электроэнергетической системы.

Расчёты токов КЗ рекомендуется выполнять в именованных единицах, выражая сопротивления схемы замещения в Омах. Кроме того, расчёты токов КЗ производят с учётом общепринятых допущений [1].

Варианты заданий для курсового проектирования приведены в таблице 1.

1. Расчёт токов кз с учётом регулирования напряжения под нагрузкой рпн трансформатора.

Исходные данные:

Напряжение сети среднее номинальное, кВ

Для сетей напряжением до 220 кВ справедливо соотношение

Мощность трёхфазного КЗ на шинах п/ст А питающей системы, МВ·А:

а) в минимальном режиме

б) в максимальном режиме

Длина питающей линии W₁, W₂, км

Удельное индуктивное сопротивление питающей линии, Ом/км

Номинальная мощность трансформатора, кВ·А

Номинальное напряжение стороны ВН трансформатора,

соответствующее среднему положению регулятора РПН, кВ

Напряжение КЗ трансформатора, соответствующее среднему положению РПН (%)

Пределы регулирования РПН (%):

Номинальное напряжение стороны ВН трансформатора, соответствующее крайним эксплуатационным положениям регулятора РПН, кВ:

а) + … % б) - … %

Напряжение КЗ трансформатора, соответствующее крайним эксплуатационным положениям РПН:

а) + …… % б) - ……. %

Номинальное напряжение стороны НН трансформатора, кВ

Номинальное напряжение реактора, подключенного к стороне НН трансформатора, кВ

Сопротивление реактора, приведённое к номинальному напряжению реактора, Ом

Расчёт:

Сопротивление системы, Ом:

а) в минимальном режиме

б) в максимальном режиме

Сопротивление питающей линии, Ом

Сопротивление трансформатора, Ом:

а) при среднем положении РПН

б) при крайних эксплуатационных положениях РПН:

где, в качестве для двухобмоточных трансформаторов без расщепления обмотки НН и для двухобмоточных трансформаторов с параллельным соединением ветвей расщеплённой обмотки НН принимается номинальная мощность трансформатора.

Схема замещения сети для расчёта токов ТКЗ двухобмоточного трансформатора имеет вид:

Для двухобмоточных трансформаторов с расщепленной вторичной обмоткой схема замещения представлена на рис.5.

Рис. 5. Схема замещения трансформатора с расщеплённой вторичной обмоткой.

Для однофазных трансформаторов К_Р = 4; для трёхфазных К_Р = 3,5.

При расчёте сопротивления трансформатора принимается для среднего положения РПН:

а) для однофазных трансформаторов с раздельной работой ветвей расщеплённой обмотки НН – половина номинальной мощности трансформатора:

б) Для трёхфазных трансформаторов:

При крайних эксплуатационных положениях РПН:

+… %

-… %

Максимальный ток при трёхфазном КЗ на выводах НН трансформатора, приведённый к стороне ВН трансформатора, кА (при -% РПН):

То же, приведённый к стороне НН трансформатора, кА:

Минимальный ток при трёхфазном КЗ на выводах НН трансформатора, приведённый к стороне ВН трансформатора, кА (при +% РПН):

То же, приведённый к стороне НН трансформатора, кА:

Сопротивление реактора, Ом:

а) при среднем положении РПН

б) при крайних эксплуатационных положениях РПН:

а) +… %

б) -… %

где, U_HН – номинальное напряжение обмотки низшего напряжения, где установлен реактор.

Максимальный ток при трёхфазном КЗ на стороне НН за реактором, приведенный к стороне ВН трансформатора, кА:

То же, приведенный к стороне НН трансформатора, кА:

Минимальный ток при трёхфазном КЗ на стороне НН за реактором, приведенный к стороне ВН трансформатора, кА:

То же, приведенный к стороне НН трансформатора, кА:

Результаты расчетов ТКЗ сводим в таблицу 2.

Таблица 2

Минимальное положение РПН	Среднее положение РПН	Максимальное положение РПН
Максимальный режим работы системы,
Ток КЗ на стороне НН трансформатора, приведенный к стороне ВН(при отсутствии реактора)
Ток КЗ на стороне НН трансформатора, приведенный к стороне НН (при отсутствии реактора)
Ток КЗ за реактором, приведенный к стороне ВН
Ток КЗ за реактором, приведенный к стороне ВН
Минимальный режим работы системы, (аналогичные расчеты с учетом минимального режима работы системы)

Здесь использованы следующие обозначения:

-ток КЗ на выводах НН, приведенный к стороне ВН при минимальном положении РПН (например, -16% для трансформатора с ВН 110 кВ);

-ток КЗ на выводах НН при минимальном положении РПН;

-ток КЗ в минимальном режиме работы системы при минимальном положении РПН;

-ток КЗ в минимальном режиме работы электроэнергетической системы при максимальном положении РПН.

Первый индекс в обозначении тока характеризует режим КЗ, второй – положение РПН.

Максимальный и минимальный токи в максимальном и минимальном режиме КЗ электроэнергетической системы и при различном положении РПН необходимы для отстройки защиты при внешнем КЗ и проверки чувствительности в зоне ее срабатывания.