Ф
едеральное
агентство по образованию Российской
Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Южно-Уральский государственный университет»
Факультет «Энергетический»
Кафедра «Системы Электроснабжения»
Релейная защита СЭС
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
по дисциплине «Релейная защита
систем электроснабжения»
ЮУрГУ – 140211.2013.034 ПЗ КП
Нормоконтролер Руководитель
Титов И.П. Титов И.П.
______________2013 г. ______________2013 г.
Автор проекта
студент группы Э – 486
Дианов А. Ю.
______________2013 г.
Проект защищен
с оценкой
____________________
______________2013 г.
Челябинск 2013
АННОТАЦИЯ
Дианов А.Ю. Релейная защита СЭС. Челябинск:
ЮУрГУ, Э; 2010, 50 с., 11 ил., 13 таблиц, библиогр. список –
11 наим.
В данном курсовом проекте рассмотрены вопросы проектирования релейной защиты, необходимой для обеспечения нормальной работы системы электроснабжения (СЭС) и повышения надежности электроустановок потребителей.
В процессе проектирования было выполнено следующее:
- расчет токов короткого замыкания (КЗ), в ходе которого были рассчитаны токи трехфазного КЗ в максимальном и минимальном режиме, а также токи двухфазного и однофазного КЗ в минимальном режиме;
- организация и расчет релейной защиты рассматриваемой СЭС, где были осуществлены выбор необходимого оборудования, расчет уставок, построение карт селективности выбранных защит, а также составление принципиальной схемы релейной защиты и спецификации на выбранное оборудование;
- организация и расчет релейной защиты рассматриваемого объекта СЭС, где также были осуществлены выбор необходимого оборудования, расчет уставок, построение карт селективности выбранных защит, составление принципиальной схемы релейной защиты и спецификации на выбранное оборудование;
- выбор трансформатора тока и расчет его нагрузки.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1 ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ……………………………………….5
2 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ……………………………7
2.1 Расчет токов КЗ в сети напряжением выше 1 кВ…………………….7
2.1.1 Расчет сопротивлений элементов схемы замещения…………8
2.1.2 Расчет токов трехфазного КЗ в максимальном режиме……..10
2.1.3 Расчет токов трехфазного и двухфазного КЗ в минимальном
режиме………………………………………………………….12
2.1.4 Расчет мощностей трехфазных и двухфазных КЗ
в максимальном и минимальном режимах…………………..13
2.2 Расчет токов КЗ в сети напряжением до 1 кВ………………………14
2.2.1 Расчет сопротивлений элементов схемы замещения………..14
2.2.2 Расчет токов трехфазного КЗ в максимальном режиме…….17
2.2.3 Расчет токов трехфазного КЗ в минимальном режиме……..19
2.2.4 Расчет токов однофазного КЗ методом симметричных
составляющих………………………………………………….20
3 РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ДЛЯ ЗАДАННОГО ФРАГМЕНТА
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ…………………………………………………..22
3.1 Организация релейной защиты………………………………………22
3.2 Расчет релейной защиты……………………………………………..30
3.2.1 Расчет уставок защит кабельных линий КЛ1, КЛ2………….25
3.2.2 Расчет уставок защиты секционного выключателя Q ГПП...29
3.2.3Расчет уставок защиты вводных выключателей
Q6, Q7 ГПП……………………………………………………31
3.2.4 Расчет уставок защит силовых трансформаторов Т1, Т2…...32
4 РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ……...35
4.1 Организация релейной защиты синхронного двигателя…………...35
4.2 Защита электродвигателя от перегрузок…………………………….37
4.3 Мгновенная токовая отсечка…………………………………………39
4.4 Защита двигателя от замыканий на землю в обмотке статора……..40
4.5 Защита минимального напряжения………………………………….42
4.6 Защита синхронного двигателя от асинхронного режима…………42
5 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА……………………………………...44
5.1 Определение номинального тока СРФ………………………………44
5.2 Определение вторичной нагрузки трансформатора тока…………..45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………...49
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………...50
1 ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
В
данном курсовом проекте рассматриваются
вопросы проектирования релейной защиты
системы электроснабжения (см. рисунок
1).
Рисунок 1 – Система электроснабжения
3 Расчет релейной защиты для заданного фрагмента
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ
3.1 Организация релейной защиты
На рисунке 4 представлен фрагмент электрической сети, для которого необходимо рассчитать релейную защиту.
Прежде чем начинать расчет, необходимо рассмотреть организацию релейной защиты заданного фрагмента электрической сети. То есть понять, от каких повреждений нужно защитить элементы системы электроснабжения (СЭС) и какие защиты при этом использовать. Проделаем это.
Рисунок 4 – Организация релейной защиты
фрагмента электрической сети
1 Защита линий электропередач напряжением 6 кВ.
Защиту выполним с помощью микропроцессорного блока типа Sepam S20, выпускаемого компанией Schneider Electric. Согласно ПУЭ отходящая от РП линия должна иметь две ступени максимальной токовой защиты (се-
лективную защиту с зависимой или независимой от тока выдержкой времени и мгновенную токовую отсечку) и защиту от однофазных замыканий на землю. Первые две ступени реализуются с помощью функции
51 блока Sepam S20, а защита от ОЗЗ – с помощью функции 51N.
Селективная защита с зависимой от тока выдержкой времени.
Уставка тока срабатывания должна быть отстроена от максимально
возможного тока нагрузки – пикового тока.
Уставка тока селективной защиты на выключателе Q6 должна быть
согласована с уставкой тока селективной токовой отсечки нижестоящей защиты на выключателе Q7.
Таким образом, за расчѐтный срабатывания селективной защиты принимаем наибольший из определѐнных выше токов, т.е. Isd.Q6 = 458 А.
Уставка времени селективной защиты на выключателе Q6 должна быть согласована с уставкой времени нижестоящей селективной токовой отсечки на выключателе Q7.
Коэффициент чувствительности защиты при выполнении ею основной функции определяется при двухфазном металлическом КЗ в конце защищаемой линии.
Коэффициент чувствительности защиты при выполнении ею функции
дальнего резервирования защиты автоматического выключателя на стороне НН
трансформатора проверка определяется по минимальному току КЗ
Проведѐнные расчѐты показывают, что селективная защита имеет достаточную чувствительность как в своей зоне действия, так в зоне резервирования нижестоящей защиты.
Рассчитаем зависимую время-токовую характеристику рассматриваемой селективной защиты. При уставке тока Isd.Q6 = 458 А. Кривая должна пройти через точку с координатами – уставка времени tsd.Q6 = 0,9 c при токе I=10∙Isd.Q6 = 4580 А.
В рассматриваемом случае точке N соответствует точка Q6. Рассчитаем коэффициент Tms
Определим время срабатывания защиты tsd при кратности тока 1,1.
Дальнейшие расчѐты точек защитной характеристики сводим в табл.10.