Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем. Учебно-методическое пособие

4

ВВЕДЕНИЕ

Электроэнергетическая система — это совокупность электрических частей электростанций, электрических сетей и потребителей электроэнергии, связанных общностью режима и непрерывностью процесса производства, распределения и потребления электроэнергии.

Электроэнергетическая система относятся к предприятиям с высоким уровнем автоматизации, которая необходима для предупреждения и ликвидации аварий, а также дает возможность повысить экономичность производства и распределения электроэнергии.

Основным видом автоматики электроэнергетической системы является релейная защита, значение которой весьма велико: без неё невозможна нормальная работа энергосистем.

Наряду с лекциями, практическими и лабораторными работами рабочим учебным планом укрупненной группы направлений подготовки «Электро- и теплоэнергетика» в рамках дисциплины «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем» предусмотрено курсовое проектирование.

Курсовой проект представляет собой пять самодостаточных, полноценных задач, решение которых позволяет сформировать у студента способность рассчитывать режимы работы и принимать участие в проектировании основных объектов электроэнергетических систем, а также позволяет получить навыки расчета и проектирования токовых защит основных элементов электроэнергетических систем: линий электропередач, трансформаторов, сборных шин и т.д.

Тема курсового проекта: «Расчет уставок токовых защит элементов электроэнергетических систем».

5

1. РАСЧЕТ УСТАВОК МАКСИМАЛЬНЫХ ТОКОВЫХ ЗАЩИТ В СЕТИ

С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ

1.1. Методические рекомендации

Максимальная токовая защита (МТЗ) является последней (третьей) ступенью токовых защит линий. В ряде случаев МТЗ используется самостоятельно и выполняет функции основной и (или) резервной защиты линий, поскольку обладает так называемой относительной селективностью.

Выдержки времени МТЗ выбираются по ступенчатому принципу, согласно которому время срабатывания МТЗ

держки времени защит предыдущих (смежных) участков

Выбор выдержек времени МТЗ всегда начинается с защит, наиболее удаленных от источника питания участков сети (на рис. 1.1 — с участков 6 и 7).

Ток срабатывания МТЗ в общем случае выбирается по наибольшему значению, определяемому тремя условиями:

максимального рабочего тока I раб max в защищаемой линии:

Ток I раб max определяется как сумма максимальных рабочих токов всех присоединений на смежном участке, т.е.:

6

2. Ток срабатывания МТЗ выбирается по условию возврата защиты после отключения внешнего КЗ (на смежном участке) при самозапуске оставшихся в работе электродвигателей:

7

3. Ток срабатывания МТЗ должен быть выбран таким образом, чтобы каждая последующая защита была не более чувствительна, чем предыдущая на смежном участке, т.е.

Невыполнение 3-го условия может привести к неселективному действию защиты данного участка. Например, при КЗ на смежном участке через переходное сопротивле-

участка находится на грани срабатывания и может отказать (не сработать), в то время как защита рассматриваемого участка излишне сработает.

1.2. Задание

Расчетная часть

Для максимальных токовых защит (МТЗ) 1–7 в сети с односторонним питанием, изображенной на рис. 1.1, опре-

делить токи срабатывания I и времена срабатывания tс.з с,з

МТЗ с независимой характеристикой выдержки времени от междуфазных КЗ.

Графическая часть

Привести диаграммы токов срабатывания защит и выдержек времени на участках 1–7.

Графическая часть оформляется в соответствии с ЕСКД и выносится в приложение.

8

Максимальные рабочие токи нагрузок I-XIV приведены в табл. 1.1, а выдержки времени максимальных токовых защит потребителей I-XIV — в табл. 1.2. Варианты задания выбираются согласно порядковому номеру в списке группы.

Таблица 1.1

Максимальные рабочие токи нагрузок, А

9

Таблица 1.2

Времена срабатывания токовых защит нагрузок, с

10