Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Южно-Уральский Государственный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Пашке диплом / Рыбы на диплом с прошлых годов / pro - ДИПЛОМ.doc

Скачиваний:

150

Добавлен:

09.05.2015

Размер:

11.52 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1617 / 2217 18 19 20 21 22 > Следующая >>>

Расчет проводим в относительных единицах.

Базисную мощность примем S_б = 1000 МВА. Принимаем средние значения напряжений сети: U_СР1 = 115 кВ, U_C_Р2 =10 кВ.

1. Сопротивление системы:

1.1. В максимальном режиме:

, (9.1)

1.2. В минимальном режиме:

, (9.2)

2. Сопротивление воздушных линий:

, (9.3)

3. Сопротивления трансформаторов Т1 и Т2:

3.1. При среднем положении регулятора РПН:

- полное сопротивление трансформатора:

, (9.4)

3.2. При минимальном положении регулятора РПН:

, (9.5)

где значение ΔU_РПН взято в относительных единицах.

3.3. При максимальном положении регулятора РПН:

, (9.6)

4. Сопротивление кабельной линий КЛ1.

4.1. При нормальной работе линии (в линии параллельно включены два кабеля) – минимальное сопротивление линии:

, (9.7)

4.2. При аварийном отключении одного из кабелей в линии – максимальное сопротивление линий:

(9.8)

9.2.3 Расчет токов кз в максимальном режиме

В общем случае для каждой ступени напряжения определяется базисный ток короткого замыкания:

, (9.9)

Ток трехфазного короткого замыкания в какой либо точке:

, (9.10)

где Х_Σ – суммарное сопротивление от энергосистемы до точки, приведенное к базисным условиям.

При определении максимальных токов КЗ рассматриваем максимальный режим работы энергосистемы (S_К.МАКС и соответственно сопротивление системы Х_С.МАКС) при минимальных сопротивлениях рассматриваемой схемы электроснабжения Х_Т.МИН и Х_Л.МИН.

Теперь определяем конкретные значения токов КЗ для рассматриваемой схемы в максимальном режиме.

Ток КЗ в начале ВЛ-110 кВ – в точке А:

, (9.11)

Точка Б – в конце ВЛ-110 кВ или на стороне высшего напряжения 110 кВ трансформатора 110/10 кВ

, (9.12)

Точка В – на стороне низшего напряжения 10 кВ трансформатора 110/10 кВ. При этом U_СТ = U_СР2.

, (9.13)

Точка Г – в конце кабельной линии 1 напряжением 10 кВ.

, (9.14)

9.2.4 Расчет токов кз в минимальном режиме

При определении минимальных токов КЗ рассматриваем минимальный режим работы энергосистемы (S_К.МИН и Х_С.МИН) при максимальных сопротивлениях рассматриваемой схемы электроснабжения Х_Т.МАКС и Х_Л.МАКС. Кроме того, рассчитывается не ток трехфазного КЗ, а двухфазного, поскольку последний по величине меньше.

. (9.15)

Точка А:

. (9.16)

Точка Б:

. (9.17)

Точка В:

. (9.18)

В последнем выражении берется индуктивное сопротивление трансформатора Т1 при максимальном положении регулятора РПН, которое имеет наибольшее значение.

. (9.19)

Точка Г:

, (9.20)

Приведем токи короткого замыкания в точках В и Г к напряжению 110 кВ:

, (9.21)

Коэффициент трансформации силового трансформатора:

. (9.22)

Аналогично приводим остальные токи.

Расчет токов короткого замыкания в максимальном и минимальном режимах сведем в таблицу 9.1.

Таблица 9.1 – Расчетные значения токов и мощностей КЗ

	Место точек расчета КЗ
	А	Б	В	Г
Максимальный ток трехфазного КЗ I⁽³⁾_{КЗ.МАКС}	20,91	9,8	7,58	7,55
Максимальный ток трехфазного КЗ I⁽³⁾_{КЗ.МАКС}	20,91	9,8	689,1	686,4
Максимальная мощность КЗ S_{КЗ.МАКС}= √3 ∙U_СТ∙I⁽³⁾_{КЗ.МАКС}, МВА	4100	1950	132	131
Минимальный ток двухфазного КЗ I⁽²⁾_КЗ.МИН	14,5	7,6	3,23	3,22
Минимальный ток двухфазного КЗ I⁽²⁾_КЗ.МИН	14,5	7,6	293,6	292,7
Минимальная мощность КЗ S_КЗ.МИН= √3 ∙U_СТ∙I⁽²⁾_КЗ.МИН, МВА	2890	1514	57	56

9.3 Расчет защиты трансформатора Т1 (выключатель Q2)

На силовом трансформаторе устанавливаются следующие виды защит:

1) дифференциальная защита от различных видов короткого замыкания;

2) максимальная токовая защита как резервная от внешних многофазных коротких замыканий;

3) защита от перегруза;

4) газовая защита.

Дифференциальную защиту трансформатора не рассматриваем, так как не определена заданием.

9.3.1 МТЗ с выдержкой времени

Данная защита выполняется только со стороны ВН трансформатора, так как ТДН-10000/110/10 является двухобмоточным трансформатором.

1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13 с коэффициентом возврата .

2) Номинальные токи обмоток трансформатора:

высшего напряжения:

. (9.23)

низшего напряжения

. (9.24)

где – номинальная мощность трансформатора Т1, ВА;

–номинальная мощность трансформатора Т1, ВА;

–напряжение высокой стороны трансформатора, В;

–напряжение низкой стороны трансформатора, В.

3) Для выбора трансформаторов тока найдем максимальные рабочие токи:

на стороне ВН:

. (9.25)

на стороне НН:

. (9.26)

На стороне ВН принимаем к установке трансформатор тока типа:

ТФЗМ-110-150-0,5/10Р/10Р/10Р: А,А.

Коэффициент трансформации трансформатора тока:

. (9.27)

На стороне НН принимаем к установке трансформатор тока типа:

ТОЛ-10-1500-0,5/10Р: А,А.

Коэффициент трансформации трансформатора тока:

. (9.28)

4) Реле включаются во вторичные обмотки уже выбранных трансформаторов тока со стороны питания, то есть схема включения трансформаторов тока и реле – полный треугольник (коэффициент схемы ), коэффициент трансформации трансформаторов тока.

5) Ток срабатывания защиты:

. (9.29)

где – коэффициент отстройки;

–максимальный рабочий ток на ВН трансформатора при перегрузке, А.

. (9.30)

6) Коэффициент чувствительности в основной зоне определяется по току двухфазного короткого замыкания за трансформатором, приведенным на первичную сторону.

. (9.31)

В зоне резервирования коэффициент чувствительности определяется по току двухфазного короткого замыкания в конце кабельной линии 10 кВ, приведенным на первичную сторону:

. (9.32)

Защита удовлетворяет требованиям чувствительности.

7) Определим ток срабатывания реле:

А. (9.33)

Принимаем к установке реле РСТ 13-19, у которого ток срабатывания находится в пределах .

Определим сумму уставок:

. (9.34)

Принимаем уставку:.

Найдем ток уставки реле:

А. (9.35)

8) Время срабатывания защиты принимается по условию отстройки от времени срабатывания МТЗ на секционном выключателе Q4. Поскольку это время равно с, то:

(9.36)

для Q₂:

(9.37)

где с – ступень селективности для статического реле. Используем реле времени РВ-01.

9.3.2 Защита от перегруза

1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13 с коэффициентом возврата .

2) Защита выполняется с помощью одного реле, включенного во вторичную обмотку того же трансформатора тока, что и реле максимальной токовой защиты, на ток фазы А, с действием на сигнал. Коэффициент трансформации трансформатора тока , коэффициент схемы.

3) Ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от номинального тока трансформатора на стороне ВН:

(9.38)

где – коэффициент отстройки.

4) Коэффициент чувствительности не рассчитывается.

5) Ток срабатывания реле:

(9.39)

Принимаем к установке реле РСТ 13-19, у которого ток срабатывания находится в пределах .

Определим сумму уставок:

(9.40)

Принимаем уставку .

Найдем ток уставки реле:

(9.41)

6) Выдержка времени защиты отстраивается от кратковременных перегрузок. Примем с. Устанавливаем реле времени РВ-01.

9.3.3 Газовая защита

Газовая защита является основной защитой трансформаторов от витковых замыканий и других внутренних повреждений, сопровождаемых разложением масла и выделением газа. В качестве реагирующего органа выбираем реле типа РГТ-80. Верхняя пара контактов действует на сигнал при слабом газовыделении и понижении уровня масла, нижняя пара контактов действует на отключение при бурном газообразовании и дальнейшем понижении уровня масла. Уставка скоростного элемента (нижнего) выбирается в зависимости от мощности и системы охлаждения силового трансформатора. Так как трансформатор имеет мощность 16 МВ·А и систему охлаждения ДЦ, то принимаем уставку 0,6 м/с.

9.4 Расчёт защиты воздушной линии (выключатель Q1)

Согласно ПУЭ на линиях 110 кВ устанавливают: /4, п.3.2.110/

1) Трехступенчатая токовая защита

2) Защита от замыканий на землю

9.4.1. Трехступенчатая токовая защита (ТТЗ)

Первая ступень – токовая отсечка без выдержки времени.

1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13

2) Максимальный рабочий ток линии равен максимально рабочему тока силового трансформатора на стороне ВН.

(9.42)

3) Выбираем трансформатор тока: ТФЗМ-110-600-0,5/10Р/10Р А; А.

Коэффициент трансформации трансформатора тока:

(9.43)

В каждой цепи линии устанавливаются три трансформатора тока, включенные по схеме полной звезды, коэффициент схемы .

4) Ток срабатывания защиты определяем по формуле:

(9.44)

где – коэффициент отстройки;

- ток короткого трехфазного замыкания в конце воздушной линии.

5) Определим коэффициент чувствительности:

(9.45)

Коэффициент чувствительности не проходит, следовательно, токовую отсечку без выдержки времени не устанавливаем.

Вторая ступень – токовая отсечка с выдержкой времени.

1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13

2) Для выполнения защиты применяются те же трансформаторы тока, что и для токовой отсечки. Коэффициент трансформации трансформаторов ток К_I=120, коэффициент схемы К_СХ = 1.

3) Ток срабатывания защиты определяем по формуле:

(9.46)

4) Определим коэффициент чувствительности:

(9.47)

Коэффициент чувствительности не проходит, следовательно, токовую отсечку с выдержкой времени не устанавливаем.

Третья ступень – максимальная токовая защита с выдержкой времени.

1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13 ()

- коэффициент возврата для статического реле

3) Ток срабатывания защиты определяем по формуле:

(9.48)

4) Определим коэффициент чувствительности в основной и резервной зоне:

(9.49)

(9.50)

Защита удовлетворяет нашим требованиям.

5)Определим ток срабатывания реле:

(9.51)

Выбираем РСТ 13-14 I_СР =(0,5-2) А.

6) Определим сумму уставок ∑Q:

∑Q=(9.52)

Принимаем сумму уставок .

(9.53)

7) Выдержка времени защиты принимается на ступень селективности больше выдержки времени предыдущей защиты. Примем это время с, то

с. (9.54)

9.4.2 Защита от однофазных коротких замыканий на землю (ОКЗЗ)

Установим защиту от ОКЗЗ. Данная защита выполняется в три ступени.

Первая ступень – токовая отсечка без выдержки времени.

1) Защита выполняется с помощью токового реле РТЗ-51()

2) Для выполнения защиты применяются те же трансформаторы тока, что и для МТЗ с выдержкой времени. Коэффициент трансформации трансформаторов тока К_I=120, коэффициент схемы К_СХ = 1.

3) Ток срабатывания защиты определяем по формуле:

(9.55)

где -ток короткого замыкания нулевой последовательности

- однофазный ток короткого замыкания.

Однофазный ток короткого замыкания мы найдем из соотношения:

(9.56)

где - суммарное реактивное сопротивление нулевой последовательности;

- суммарное реактивное сопротивление прямой последовательности.

Сопротивление воздушной линии нулевой последовательности найдем из зависимости нулевой последовательности от проводимости грунта на рис.1

Рисунок 9.3 – Зависимость сопротивления нулевой последовательности от проводимости грунта

Удельное индуктивное сопротивление нулевой последовательности при проводимости, соответствующей нормальному грунту (ɣ= 10^-4сим/см), то = 1,88 Ом/км.

(9.57)

4) Проверку чувствительности защиты не производим, так как неизвестен ток утечки для всей сети предприятия, определяемый экспериментально. Защита удовлетворяет нашим требования. И так поступаем для двух оставшихся ступеней защиты.

5)Определим ток срабатывания реле:

(9.58)

Выбираем РСТ 13-32 I_СР =(30-120) А.

6) Определим сумму уставок ∑Q:

∑Q = (9.59)

Принимаем сумму уставок

(9.60)

7) Время срабатывания 1-ой ступени t_C_З=0, защита срабатывает мгновенно.

Вторая ступень – токовая отсечка с выдержкой времени.

1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13 ()

2) Для выполнения защиты применяются те же трансформаторы тока, что и для МТЗ с выдержкой времени. Коэффициент трансформации трансформаторов ток К_I=120, коэффициент схемы К_СХ = 1

3) Ток срабатывания защиты определяем по формуле:

(9.61)

4) Определим ток срабатывания реле:

(9.62)

Выбираем РСТ 13-32 I_СР =(30-120) А.

5) Определим сумму уставок ∑Q:

∑Q=(9.63)

Принимаем сумму уставок

А. (9.64)

6) Время срабатывания защиты равно ступени селективности:

(9.65)

Третья ступень – МТЗ от ОКЗЗ.

Имеет выдержку времени и отстраивается от тока небаланса.

1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13 ()

3) Ток небаланса определяем по формуле:

(9.66)

где - коэффициент однотипности исполнения трансформаторов тока;

- коэффициент апериодической составляющей (если t_C_З > 0,3, то =1)

- допустимая погрешность трансформаторов тока;

4) Ток срабатывания защиты определяем по формуле:

(9.67)

5) Определим ток срабатывания реле:

(9.68)

Выбираем РСТ 13-24 I_СР =(5-20) А

6) Определим сумму уставок ∑Q:

∑Q=(9.69)

Принимаем сумму уставок

(9.70)

7) Выдержка времени защиты принимается на ступень селективности больше выдержки времени предыдущей защиты.

(9.71)

_{Сведем рассчитанные
защиты в таблицу 9.2.}

_{Таблица 9.2 –
Данные защит}

Зона защиты	Вид защиты		К_ОТС	I_СЗ	I_СЗ, А	I_СР, А	t, с
Защита тр-ра ТДН-10000/110	МТЗ с выдержкой времени		1,1		89,8	5,2	1,8
Защита тр-ра ТДН-10000/110	Защита от пергруза		1,05		61,25	3,6	9
Защита ВЛ-110	МТЗ с выдержкой времени		1,3		106,2	0,9	2,2
	Защита от ОКЗЗ	ТО без t	1,3		8132	67,8	0
		ТО с t	1,1		8945	74,5	0,4
		МТЗ с t	1,3		1416	11,8	0,4