2. Задание на курсовой проект

На Рис.1 приведена схема электроснабжения перекачивающей насосной станции. Количество и мощность электродвигателей, а также параметры схемы электроснабжения насосной приведены в Табл.1. Потребители П/С I категории.

Требуется:

1. Выполнить расчёт параметров трёхфазного металлического короткого замыкания в максимальном и минимальном режимах в точках необходимых для расчёта уставок РЗ в заданной схеме участка энергосистемы.

2. Выполнить расчёт параметров ОЗЗ в объёме необходимом для расчёта направленной защиты от ОЗЗ высоковольтного эл. двигателя.

3. Выполнить расчёт направленной защиты от однофазного КЗ (по ↑3I₀ - «земляной») методом симметричных составляющих для одной из параллельных ВЛ 220 кВ. [6, 7, 8, 9, 10, 11].

4. Результаты расчётов оформить эпюрами, векторными диаграммами и таблицами рассчитанных величин.

5. Выполнить расчёт режима самозапуска эл. двигателей и рассчитать остаточные напряжения при самозапуске на шинах всех П/С 220 кВ. Показать эпюры этого распределения по шинам ПС [16, 14].

6. Рассчитать остаточные напряжения на всех шинах 220 кВ в режиме трёхфазного КЗ на выводах электродвигателя 6-10 кВ. Показать эпюры этого распределения напряжений по шинам П/С сети 220 кВ [16, 20].

7. Выбрать, совместно с преподавателем, исполнение устройств РЗА – эл. механическое, микроаналоговое или процессорное. В Таблице 1 заданы защиты, для которых нужно рассчитать уставки защит - ДЗ, МТЗ, ТО, земляной направленной (по ↑3I₀) в сети 220 кВ, направленную защиту от ОЗЗ и дифференциальную на двигателях для всех вариантов.

8. Выбрать ТТ и ТН для точек, где установлены защиты, по требованиям:

- для релейной защиты;

- для технических измерении;

- для коммерческого учёта;

- для систем диспетчерского контроля и управления энергосистемой [13].

9. Согласно своему варианту КР рассчитать первичные и вторичные уставки защит для элементов: стоящих последовательно всех параллельных линий электропередач 220 кВ, двух трансформаторов, рабочих вводов 6-10 кВ на шины П/С и электродвигателей 6-10 кВ П/С.

10. Выбрать, совместно с преподавателем, необходимые виды электромеханических реле, или микроэлектронных, или индивидуальные цифровые терминалы, или комплексную панель электромеханических защит или цифровой типовой терминал.

11. Графически отобразить зоны и границы работы защит.

12. Определить коэффициент чувствительности для каждой из защит.

13. Начертить принципиальные схемы цепей переменного тока и напряжения, заданных к расчёту защит и фрагменты принципиальных схем цепей оперативного тока заданных защит.

14. Источник оперативного тока питания УРЗ и А – аккумуляторная батарея.

3. Методические указания

1. Схема электроснабжения для КР задана на Рис. 1.

2. В первую очередь для расчёта уставок РЗ и А необходимо рассчитать аварийные режимы работы схемы электроснабжения насосной продуктопровода в минимальном и максимальном режиме работы системы (составить схемы замещения расчётов тока КЗ для каждого режима). При расчётах КЗ учесть параллельный режим работы ВЛ-220 кВ [5, 6, 7].

3. Коэффициент мощности синхронных двигателей принять cosφ=0,9 в режиме перевозбуждения (выдача реактивной мощности).

Параметры схемы электроснабжения по вариантам. Таблица 1.

Элементы электрической сети	Ед. измер.	Номер варианта
		1-2	3-4	5-6	7-8	9-10	11-12	13-14	15-16	17-18	19-21
Три двухцепные ВЛ 220 кВ ВЛ11, ВЛ12, ВЛ21, ВЛ22,ВЛ31, ВЛ32	км.	20-60-30	60-20-30	20-30-60	40-60-10	10-60 40	60-10-40	35-25-50	25-35-50	50-25-35	50-60-30
Мощность СД	МВт	4х5,000	4х6,300	4х8,000	4х4,000	4х2,500	4х1,200	4х12,500	4х2,000	4х3,150	4х4,000
Мощностьтрансформаторов Т4.1.иТ4.2.	МВА	2×40	2×63	2×63	2×40	2×32	2×32	2×125	2×32	2×25	2×40
Приключенная мощность к трансформаторам на транзитных подстанциях (ПС) Т1, Т2, Т3.	МВт	25-25-25	25-25-25	25-25-25	25-25-25	25-25-25	25-25-25	25-25-25	25-25-25	25-25-25	25-25-25
Длинны эл. кабеля до СД	м	200	200	200	200	200	200	200	200	200	200
Мощности энергосистем	МВА	S1=2000 S2=4000 МВА	S1=2000 S2=4000 МВА	S1=2000 S2=4000 МВА	S1=2000 S2=4000 МВА	S1=2000 S2=4000 МВА	S1=2000 S2=4000 МВА	S1=2000 S2=4000 МВА	S1=2000 S2=4000 МВА	S1=2000 S2=4000 МВА	S1=2000 S2=4000 МВА
Релейные защиты: Для ВЛ-11, 21 и 31 – дистанционная (ДЗ) и от КЗ на землю защиты (токовая направленная по ↑3I0). Для трансформаторов Т4.1 и Т4.2 – только МТЗ. Для рабочего ввода ПС – МТЗ, ТО, ДЗ и дуговую защиту. Для эл. двигателей – согласно ПУЭ и от ОЗЗ РЗ направленная и дифзащита для всех мощностей эл. дв. Рассчитать параметры АВР для секционного выключателя 6-10 кВ		ВЛ1, ВЛ2, ВЛ3, Т4.1 и Т4.2. СД1… АВР	ВЛ1, ВЛ2, ВЛ3, Т4.1 и Т4.2. СД2… АВР	ВЛ1, ВЛ2, ВЛ3, Т4.1 и Т4.2. СД3… АВР	ВЛ1, ВЛ2, ВЛ3, Т4.1 и Т4.2. СД4… АВР	ВЛ1, ВЛ2, ВЛ3, Т4.1 и Т4.2. СД5… АВР	ВЛ1, ВЛ2, ВЛ3, Т4.1 и Т4.2. СД6… АВР	ВЛ1, ВЛ2, ВЛ3, Т4.1 и Т4.2. СД7… АВР	ВЛ1, ВЛ2, ВЛ3, Т4.1 и Т4.2.. СД8… АВР	ВЛ1, ВЛ2, ВЛ3, Т4.1 и Т4.2. СД9… АВР	ВЛ1, ВЛ2, ВЛ3, Т4.1 и Т4.2. СД10… АВР

4. Расчёт токов короткого замыкания выполнить в именованных единицах (расчеты для РЗА и на ЭВМ ведутся в именованных величинах). Результаты расчётов свести в таблицы, эпюры, векторные и потенциальными диаграммами расположить рядом с соответствующим текстом.

5. Расчёты следует сопровождать краткими и чёткими пояснениями.

6. Расчёт каждой искомой величины необходимо выполнять сначала в общем виде и с записью единицы измерения (размерность) (например U•I [кВ•А]= 220 , затем в формулу подставить численные значения, произвести расчёт и привести окончательный результат с указанием единицы измерения. Все обозначения расшифровать. Например:

- 3U₀ – первичное утроенное напряжение на шинах П/С-1 или

- i₂ – вторичный ток обратной последовательности фильтра.

7. Типы защит, для которых задано рассчитать уставки, приведены в задании (Таблица 1), как считать уставки указано в РУ и МУ по РЗА и в прилагаемых в данном задании источниках. В пояснительной записке необходимо привести расчёт уставок всех указанных защит и результаты свести их таблицу и отобразить в карте уставок.

8. В случае применении электромеханических систем РЗА или когда цифровое устройство выполняют только одну защитную функцию - защиты подразделяем на основные и резервные.

9. При применении цифровых защит в интегральном исполнении (терминалами) - выполняется дублирование (троирование) равнозначными терминалами, а для особо ответственного оборудования (в том числе и для ВЛ) применяем дублирование и электромеханическими устройствами РЗ и А.

В соответствии с ПУЭ применяются и различные системы предупредительной, локальной и противоаварийной автоматики локального и системного уровня.

10. Для трансформаторов и автотрансформаторов, всех напряжений, предусматривается набор устройств РЗ от всех аварийных режимов определяемых ПУЭ.

11. Для синхронных электродвигателей напряжением 6-10 кВ предусматриваются защиты в соответствии с ПУЭ.

12. При выборе вида и исполнения защит при проектировании учитывают многие факторы, например: землетрясение, радиацию, влажность, температуру, высота над уровнем моря, работа под водой, в открытом космосе и т.д. Или, например: геомагнитные штормы (это явление неоднократно приводило к системным авариям и разрушению силового оборудования). Поэтому для защиты силового оборудования совместно применяются современные электромеханические системы и процессорные, повышенной устойчивости к помехам, способные работать при этих возмущениях. Мощные помехи, создаваемые солнцем, приводят к разрушению мощное силовое оборудование и аппаратуру РЗА на полупроводниковых принципах.

13. При составлении принципиальных схем оперативного тока защит необходимо помнить, что основные и резервные защиты и дублирующие комплексы микропроцессорных защит (МПЗ) по оперативному току разделены. Все современные высоковольтные выключатели имеют две (три) катушки отключения и две (три) независимые системы шинок управления оперативного тока (±1ШУ, ±2ШУ, ±3ШУ).