Некоммерческое акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»

Кафедра «Электроснабжение и возобновляемые источники энергии»

Расчетно-графическая работа №3

По дисциплине : «Элементная база релейной защиты»

На тему : «Расчет защиты цехового трансфоорматора»

Специальность : 5B071800 – Электроэнергетика

Выполнила: Жубанова К. Группа : ЭЭ-17-7

Принял: .

___________ _____________«____» ____________2019 г.

Алматы 2019

Содержание

Введение………………………………………………………………….………..3

Исходные данные………………………………………………………………….4

Выполнение расчетно-графической работы………………………………….....5 Заключение………………………………………………………………………..10

Список литературы……………………………………………………………….11

Введение

Вторая расчетно-графическая работа представляет собой расчет токов короткого замыкания и уставок токовых отсечек, дифференциальных реле, чувствительности защит, выдержки времени максимальных токовых защит. В данной работе первоначально нужно составить схему замещения и рассчитать индуктивные сопротивления всех пассивных элементов. Далее производится расчет токов короткого замыкания на каждой точке КЗ. И в завершении данной расчетно-графической работы нужно произвести расчет токов срабатывания защиты и срабатывания реле для трансформатора ГПП и подобрать для него защиту.

Третья расчетно-графическая работа состоит расчета защиты высоковольтных двигателей. В этой работе нужно так же выбрать виды защит и произвести расчеты для определения их уставок. То есть нужно определить токи срабатывания защиты и реле, а также напряжение срабатывания защиты.

Исходные данные

Таблица 1- Исходные данные

Схема электроснабжения завода, рисунок	1	Кабельная линия ГПП-РРП1 ААБ 10(6) - (3х240), км	1,6
Мощность системы, МВА		Расстояние от п/ст системы до ГПП завода, км	18
Мощность КЗ, МВА	1200	Напряжение на сборных шинах ГПП, кВ	10,5
Напряжение системы, кВ	115	Мощность цеховых трансформаторов, кВА	1600
Мощность трансформаторов ГПП, МВА	16	Напряжение вторичное цеховых п/ст, кВ	0,69
Асинхронные, синхронные двигатели (6)10 кВ, кВт	1600	Асинхронные двигатели 0,4(0,69)кВ АД1/АД2, кВт	18,5 45

Согласно параметрам элементов системы электроснабжения выбираем трансформаторы и двигатели. Их можно выбрать из приложении Б-Д.

Таблица 2 – Технические данные цеховых трансформаторов 6-10 кВ

Тип	Sн, кВА	Напряжение обмоток, кВ			Uкз, %		Схема и группа соединения обмоток трансформатора
		ВН	НН
ТМЗ-1600/10	1600	6/10	0,4-0,23	5,5		Y/Y – 0 – 12 или ∆/Y – 0 – 11

Асинхронные и синхронные двигатели

	АКН-1600-4	4А160М	4А250-6
PН, кВт	1600	18,5	45
n0, об/мин	-	1500	1000
UН, кВ	6/10	0,4	380/660
IНОМ, А	180/110	34	100/58
IПУСК/IНОМ	6,5	7	7
Cos𝜑Н	0,91	0,9	0,91
𝜂	0,91	0,89	0,915

Выполнение расчетно-графической работы :

1.Токовая отсечка цехового трансформатора

Номинальный ток трансформатора :

Ток срабатывания защиты выбирается:

а) из условия отстройки от максимального тока КЗ за трансформатором в   т. К4.

где К_отс - коэффициент отстройки (К_отс=1,1-1,3);

I_сз= К_отс ·I⁽³⁾_к.макс =1,3·2,236 =2,9068 кА

б) из условия отстройки от броска тока намагничивания, возникающего при включении трансформатора под напряжение :

I_сз=К_н ·I _ном.тр =3·153,96=461,88 А

где  К_н=3-5, для реле РТ-40.

2. Максимальная токовая защита

МТЗ устанавливается с высшей стороны трансформатора, является резервной защитой и действует с выдержкой времени при к.з.

Ток срабатывания МТЗ выбирается, исходя из условия отстройки (несрабатывания) от перегрузки. Ток перегрузки обычно определяется из рассмотрения режима автоматического подключения нагрузки при действии АВР

I_{раб.макс} = 0,7·I_ном.тр= 0,7·153,96=107,772 А

где К_н – коэффициент надежности (К_н = 1,1);

К_смз – коэффициент самозапуска (К_смз = 2,5);

К_в – коэффициент возврата (к_в = 0,85).

Произведем проверку чувствительности защиты :

3. Защита от перегрузки

Ток срабатывания защиты выбирается из условия возврата реле при номинальном токе трансформатора

где К_н – коэффициент надежности (к_н = 1,05);

К_воз – коэффициент возврата (к_воз = 0,85)

Произведем проверку чувствительности защиты

4. Газовая защита

Газовая защита реагирует на образование газов внутри трансформатора. Защита действует в зависимости от интенсивности газообразования на сигнал или на включение. В соответствии с ПЭУ установка газовой защиты обязательна для трансформаторов мощностью 6,3 МВА и более, а также для трансформаторов меньшей мощностью при отсутствии быстродействующих защит

Газовая защита может выполняться реагирующая на выделение газа или на повышение давления в кожухе трансформатора. При выполнении газовой защиты на отключение необходимо обеспечение надежного срабатывания выключателей трансформатора при кратковременном замыкании контактов газового реле. Схема газовой защиты должна предусматривать перевод ее действия только на сигнал.

Защита асинхронных и синхронных электродвигателей 6 и 10 кВ

Для защиты электродвигателей мощностью до 5000 кВт от междуфазных к.з. применяется токовая отсечка.

5. Токовая отсечка

Первичный ток срабатывания защиты токовой отсечки выбирается из условия отстройки от периодической составляющей пусковых токов

I_сз = K_н · I_пуск

где для АД I_пуск/I_ном = 6,5 А; I_ном.сд = 180 А; n_т = 100/5 = 20

I_{пуск сд} = 6,5 · 180= 1170 А

к_н – коэффициент надежности (к_н= 1,8 с реле РТ-40).

I_{сз сд} = K_н · I_{пуск сд} = 1,8 · 1170=2106 А

Определяем ток срабатывания реле :

где К_сх – коэффициент схемы (К_сх = – при однорелейной т.о.);

Проверяем чувствительность защиты :

Максимальная токовая защита

Ток срабатывания МТЗ от перегрузок выбирается из условия отстройки от номинального тока электродвигателя

7. Защита от понижения напряжения

Напряжение срабатывания защиты минимального напряжения выбирается из условия обеспечения самозапуска электродвигателей

U_сз = (0,6-0,7) · U_н

U_сз = 0,7 · 6 = 5.6 кВ

8. Защита от замыканий на землю

Установка защиты электродвигателей от однофазных замыканий на землю считается обязательной при токе замыкания на землю 5 А и более. Защита от замыканий на землю действует на отключение электродвигателя от сети, а у синхронных электродвигателей - на автоматическое гашение поля, если оно предусмотрено.Типы защиты - токовая защита нулевой последовательности с реле типа РТЗ-51 или токовая направленная защита нулевой последовательности типа ЗЗП-1. Для защиты от двойных замыканий на землю – однорелейная, с реле типа РТ-40, токовая отсечка нулевой последовательности. Для подключения защиты типа ЗЗП-1, а также для защиты с реле типа РТЗ-51 при числе кабелей, соединяющих электродвигатель с распределительным устройством, не превышающим пяти, применяются трансформаторы тока нулевой последовательности (ТАN) типов ТЗ, ТЗЛ, ТЗЛМ.

Ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от броска собственного емкостного тока

I_сз  I_{сз расч} = К_отс · К_б · К_с

где К_отс – коэффициент отстройки (К_отс = 1,2);

К_б – коэффициент, учитывающий бросок собственного емкостного тока (К_б = 2,5);

I_с – собственный емкостный ток.

I_с = I_сд + I_сл,

где I_сд – собственный емкостный ток электродвигателя

(можно пренебречь, т.к. S_{ном дв} < 3 МВт;

I_сл – собственный емкостный ток кабельной линии, входящий в зону

защиты;

тогда I_с = I_сл.

I_сл = I_со · l · m,

где I_со – значение собственного емкостного тока 1 км кабеля (I_со = 1,33 А/км);

l – длина линии (l = 1,6 км);

m – число кабелей в линии (m = 2).

I_сл = 1,33 · 1,6 · 2 = 4,256 А;

I_сз = 1,2 · 2,5 · 4,256 = 12,768 А.

9. Защита низковольтных электродвигателей

Для защиты асинхронных двигателей напряжением 380 или 660 В от междуфазных коротких замыканий применяются предохранители с плавкими вставками или автомат с электромагнитными расцепителями.

Выбор плавких вставок предохранителей и уставок автоматов производится в следующей последовательности.

Номинальное напряжение предохранителей

U_{ном пр}  U_с,

U_{ном ав}  U_с.

Номинальный ток плавких вставок I_{вс ном} и расцепителей автоматов I_{ра ном} должен быть равен или больше длительного максимального тока нагрузки двигателя

I_{вс ном}  I_{ном дв},

I_{ра ном}  I_{ном дв,}

;

.

Ток плавкой вставки выбираем таким, чтобы при прохождении по ней пускового тока двигателя времени пуска и самозапуска двигателя.

Выбираем ток плавкой вставки для АД1:

где  - коэффициент перегрузки при легких условиях пуска ( = 2,5)

Выбираем предохранитель ПН2-100

Ток уставки срабатывания электромагнитного расцепителя автомата мгновенного действия I_уэ принимается на 25-35% выше пускового тока двигателя АД2