Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет имени И.Н.Ульянова»

Кафедра ТОЭ и РЗА

Курсовая работа по защите линий

«Расчет уставок элементов системы электроснабжения 10-35 кВ»

Выполнила: студентка

группы ЭЭ-21-08

Алексеев Е.С.

Проверил:

Булычев А.В.

Чебоксары 2012

Раздел I. Схема исследуемой сети

Разработать защиту участка электрической сети, состоящего из нескольких линий электропередач и трансформаторных подстанций с номинальными напряжениями от 0,4 до 35 кВ.

Рисунок 1 – Схема исследуемого защищаемого объекта.

Раздел II. Исходные данные

Параметры электрической сети

Мощность трехфазного КЗ на шинах подстанции ПС1: 640 МВА

Параметры трансформаторов

Исходные данные трансформаторов представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Исходные данные силовых трансформаторов

№ трансформатора	Мощность трансформатора, МВА	Номинальное напряжение шины ПС на высшей стороне, кВ	Номинальное напряжение шины ПС на низшей стороне, кВ
Т1	16	35	10
Т2	16	35	10
Т3	0,63	10	0,4
Т4	0,4	10	0,4
Т5	0,63	10	0,4

Параметры линий

Исходные данные линий представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Исходные данные линий электропередачи

№ линии	Длина линии, Км	Номинальное напряжение линии, кВ
1	10	35
2	8	35
3	4	35
4	4	10
5	5	10
6	4	10

Параметры электрических нагрузок

Исходные данные электрических нагрузок представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Исходные данные электрических нагрузок

№ нагрузки	Мощность, МВА	Коэффициент самозапуска	Выдержка времени защиты, с
1	4,5	2,7	0,7
2	4,8	2,5	0,8
3	3,9	1,9	1,0
4	4,5	2,4	0,9

Место установки устройства авр – пс3; место установки устройства апв – w1.

Раздел III. Расчет параметров схемы замещения исследуемой сети

За базисное напряжение примем 35 кВ.

Найдем сопротивление системы:

Силовые трансформаторы выбираются на основе данных номинальных мощностей и напряжений между шинами подстанций.

Параметры силовых трансформаторов:

Для трансформаторов Т1, Т2 выберем тип ТДНС – 16000/35:

S_ном = 16 МВА; U_ном,в = 36,75 кВ; U_ном,н = 10,5 кВ; U_к = 10%; P_к = 85 кВт.

Для трансформатора Т3 и Т5 выберем тип ТСЗ – 630/10:

S_ном = 0,63 МВА; U_ном,в = 10 кВ; U_ном,н = 0,4 кВ; U_к = 5,5%; P_к = 7,3 кВт.

Для трансформатора Т4 выберем тип ТСЗ – 400/10:

S_ном = 400 кВА; U_ном,в = 10,5 кВ; U_ном,н = 0,4 кВ; U_к = 5,5%; P_к = 5,4 кВт.

Параметры трансформатора рассчитаем приведенными к базисному напряжению.

Например, сопротивления трансформатора Т1:

Рассчитаем номинальные токи трансформаторов:

Значения сопротивлений и токов остальных трансформаторов рассчитаны аналогично. Результаты расчета занесем в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Значения параметров трансформатора

Обознач. параметра	Значение параметра трансформатора
	Т1	Т2	Т3		Т4		Т5
Uном,кВ	35/10	35/10	10/0,4		10/0,4		10/0,4
Iном, А	263,932	263,932	36,4		23,1		36,4
Sном, кВА	16000	16000	630		400		630
Тип	ТДНС-16000/35			ТСЗ-630/10		ТСЗ-400/10	ТСЗ-630/10
Pк, кВт	85	85	7,3		3,8		7,3
Uк, %	10	10	5,5		5,5		5,5
Rт, Ом	0,00664	0,00664	22,53		41,34		22,53
Xт, Ом	0,625	0,625	106,94		168,44		106,94

Сеть имеет один источник питания, и в ней нет участков типа замкнутого кольца, поэтому защиты должны устанавливаться в начале контролируемых объектов со стороны источника питания.

Максимальное значение рабочего тока в лини W1 определяется из двух условий:

- питание всех элементов осуществляется по линии W1 (линияW2 выведена из работы);

- все трансформаторы 35/10 кВ работают с 40% перегрузкой.

Максимальное значение линии W2 определяется аналогично, когда питание всех трансформаторов 35/10 кВ осуществляется по линииW2.

Максимальное значение рабочего тока линии W3 определяется из условий, когда питание трансформатора Т1 35/10 кВ осуществляется по линииW3.

Максимальный рабочий ток в линии 10 кВ W4 возникает при 40% перегрузке трансформаторов Т4, Т5, Т6.

Максимальный рабочий ток в линии 10 кВ W5 возникает при 40% перегрузке трансформаторов Т5, Т6.

Максимальный рабочий ток в линии 10 кВ W5 возникает при 40% перегрузке трансформатора Т6.

На основе полученных номинальных токов трансформаторов рассчитаем номинальные токи линий:

По полученным номинальным токам линий выберем марки проводов.

Линий W1 иW2 делаем двухцепными и выбираем марку провода АС–150/19.

Определим удельные сопротивления:

Для остальных линий также примем удельное реактивное сопротивление равным этому значению.

Для линии W3 выбираем марку провода АС–120/27.

Для линий W4,W5 иW6 выбираем марку провода АС–50/8.

Определим удельные сопротивления:

Сопротивления линий электропередачи определяются по значениям удельных сопротивлений проводов и протяженности линий.

Параметры всех элементов схемы замещения приводятся к стороне 35 кВ.

Например:

Таблица 3.2 – Значения параметров линий

Обознач. параметра	Значение параметра линии
	W1	W2	W3	W4	W5	W6
Uном,кВ	35	35	35	10	10	10
Iраб,max,А	739,008	739,008	92,4	115,64	115,64	115,64
Марка провода	АС 150/19	АС 150/19	АС 120/27	АС 50/8	АС 50/8	АС 50/8
R0, Ом/км	0,19919/2	0,19919/2	0,2529	0,603	0,603	0,603
X0, Ом/км	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
l, км	10	8	4	4	5	4
Rw, Ом	0,0813	0,065	0,0826	2,4119	3,0149	2,4119
Xw, Ом	0,1633	0,1306	0,1306	1,6	2,0	1,6

На основе номинальных токов и напряжений выберем трансформаторы тока, установленные на линиях:

W1: ТФНД-35М;k_тр,тт= 1500/5; схема соединения «неполная звезда – неполная звезда»

W2: ТФНД-35М;k_тр,тт= 1500/5; схема соединения «неполная звезда – неполная звезда»

W3: ТФНД-35М;k_тр,тт= 200/5; схема соединения «неполная звезда – неполная звезда»

W4: ТПЛ-10 (Р);k_тр,тт= 300/5; схема соединения «неполная звезда – неполная звезда».