МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. Г.И. НОСОВА»

ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И АВТОМАТИКИ

Кафедра электроснабжения промышленных предприятий

Курсовой проект расчетно-пояснительная записка

по дисциплине: «Релейная защита и автоматика понизительных подстанций промышленного предприятия»

на тему: «Проектирование релейной защиты и автоматике главной понизительной подстанции ремонтно-механического завода

Исполнитель: Габитов А.В. студент 4 курса, группа зЭАЭбс-13-1

Руководитель: Патшин Н.Т. доцент, к.т.н кафедры ЭПП

Работа допущена к защите « ___ » _________2017г.___________________

(подпись)

Работа защищена «___»_______2017г. с оценкой__________ ___________

(оценка) (подпись)

Магнитогорск, 2017

Содержание

Введение 3

Исходные данные 4

1 ВЫБОР УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ НА ВСЕХ ПРИСОЕДИНЕНИЯХ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПОДСТАНЦИИ 5

2 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 10

2.1 Расчет сопротивления схемы замещения сети 10

2.2 Расчет токов КЗ в точке К1 11

2.3 Расчет токов КЗ в точке К2 12

2.4 Расчет токов КЗ в точке К3 13

2.5 Расчет токов КЗ в точке К4 13

2.6 Расчет токов КЗ от электродвигателя 14

3 РАСЧЕТ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА 15

3.1 Расчет максимальной токовой защиты на стороне 35 кВ 16

3.2 Выбор выдержки времени МТЗ трансформатора 17

3.3 Расчет токовой отсечки 17

3.4 Расчет дифференциальной защиты 18

3.4.1 Расчет дифференциальной токовой отсечки 18

3.4.2 Расчет дифференциальной защиты с реле типа РНТ 19

3.4.3 Расчет дифференциальной защиты трансформатора с реле типа ДЗТ 22

3.5 Защита от перегрузки 23

3.6 Газовая защита трансформатора 24

4 РАСЧЕТ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА СОБСТВЕННЫХ НУЖД 33

4.1 Расчет максимальной токовой защиты 33

4.2 Расчет токовой отсечки 35

5 РАСЧЕТ ЗАЩИТЫ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ 40

5.1 Расчет максимальной токовой защиты 40

5.2 Расчет токовой отсечки 41

5.3 Расчет максимальной токовой защиты нулевой последовательности 41

6 ЗАЩИТА СЕКЦИОННОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ 47

7 ЗАЩИТА КОНДЕНСАТОРНОЙ УСТАНОВКИ МОЩНОСТЬЮ 2700 КВАР 54

7.1 Максимальная токовая защита 54

7.2 Защита от перегрузок токами высших гармоник 54

7.3 Защита от повышения напряжения 55

8 ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ СДН 15-26-16УЗ 60

8.1 Токовая отсечка 60

8.2 Защита двигателя от замыканий на землю в обмотке статора 61

8.3 Защита двигателя от перегрузки (МТЗ) 62

8.4 Защита от асинхронного режима 62

8.5 Защита двигателя минимального напряжения 63

9 АВТОМАТИКА ПОНИЗИТЕЛЬНОЙ ПОДСТАНЦИИ 68

9.1 Автоматическое повторное включение (АПВ) 68

9.2 Автоматическое включение резерва (АВР) 68

9.3 Автоматическая частотная разгрузка (АЧР) 69

9.4 Автоматическое регулирование напряжения трансформатора (АРНТ) 69

9.5 Устройства для автоматического включения конденсаторной установки 72

Заключение 73

Список используемой литературы 74

Введение

Для обеспечения нормальной работы энергосистемы и потребителей электроэнергии необходимо как можно быстрее выявлять и отключать место повреждения от сети, восстанавливая, таким образом нормальные условия работы и прекращая разрушения в месте повреждения. Опасные последствия ненормальных режимов работы также можно предотвратить, если своевременно обнаружить отклонения от нормального режима и принять меры к его устранению. В связи с этим возникает необходимость в применение автоматических устройств, выполняющих указанные операции и защищающих систему и ее элементов от опасных последствий и ненормальных режимов.

Релейная защита является основным видом автоматики, без которой невозможна работа современных электрических систем. Она осуществляет непрерывный контроль за состоянием всех элементов энергосистемы и реагирует на возникновение повреждений. При возникновении повреждений релейная защита выявляет и отключает от системы поврежденный участок.

На каждом элементе системы электроснабжения обычно устанавливают основную и резервную защиты. Основная защита предназначена для действия при коротком замыкании в пределах всего защищаемого элемента с временем, меньшем, чем у других защит, а резервная защита работает вместо основной в случае ее отказа или вывода из работы.

Такое резервирование называется ближним. К резервной защите обычно предъявляются требования срабатывать и при повреждениях на смежных элементах в случае отказа их собственной защиты или выключателей. При этом резервная защита выполняет дальнее резервирование. В условиях эксплуатации из-за ряда причин защита может не срабатывать с заданными функциями: не сработать при повреждении в пределах защищаемого элемента (отказ срабатывания); сработать при внешних к.з. (излишнее срабатывание) и при отсутствии повреждений в системе электроснабжения (ложное срабатывание).

Требования предъявляемые к релейной защите:

0. Селективность или избирательность - это способность защиты отключить только поврежденный элемент сети. Нарушение селективности может привести к углублению аварии.

1. Чувствительность. Защита должна быть достаточно чувствительной к повреждению в конце защищаемой зоны в минимальном режиме работы системы при замыкании через дугу: К_Ч=I_К.MIN/I_С.З.

2. Быстродействие. Определяется опасностью развала энергосистемы. Защиты, время срабатывания которых не превышает 0,1-0,2 с., считаются быстродействующими.

3. Резервирование защиты. Помимо основной защиты каждый элемент должен иметь и резервную защиту.

4. Надежность. Обеспечивается правильным проектированием, правильным выбором устройств и проводов.