Министерство сельского хозяйства и продовольствия РФ

Орловский государственный аграрный университет

Факультет агротехники и энергообеспечения

Кафедра Электроснабжение апк Курсовой проект

По дисциплине: «Релейная защита и автоматика в системах электроснабжения»

На тему: «Релейная защита понижающей

Подстанции»

Выполнил:

студент группы ЭЛ 601П

заочной формы обучения

Мишин С.А.

шифр 101124

Проверил:

Преподаватель

Волчков Ю.Д.

Орел 2016г.

Содержание

Введение 3

1. Исходные дан6ные к курсовой работе. 5

2. Расчет токов КЗ. 7

2.1. Расчет токов 3-х фазного КЗ прилегающей сети. 7

2.2. Расчет токов 3-х фазного КЗ в сети 6кВ. 10

2.3. Сводные таблицы результатов расчетов токов КЗ. 11

3. Повреждения и ненормальные режимы работы силовых

трансформаторов. 12

4. Место установки и виды устройств релейной защиты трансформатора

25МВА с ВН 110кВ.12 5. Выбор трансформаторов тока. 14

6. Защита отходящей линии 6кВ. 14

7. Расчет МТЗ секционного выключателя. 17

8. Расчет уставок защит трансформатора. 19

8.1. Максимальная токовая защита. 19

8.4. Токовая защита от перегрузки. 23

8.5. Газовая защита. 24

8.6. Дифференциальная защита. 24

9. Релейная защита КРУ-10кВ. 29

8. Виды устройств автоматики, применяемых на подстанции. 29

Литература 32

6. Введение

При эксплуатации энергетического оборудования и электрических сетей неизбежны их повреждения и ненормальные режимы. Наиболее опасными являются короткие замыкания, повреждения изоляции и перегрузки. В большинстве случаев развитие аварий может быть предотвращено быстрым отключением поврежденного участка электрической установки или сети при помощи специальных автоматических устройств, действующих на отключение выключателей, и. получивших название релейная защита.

При отключении выключателей поврежденного элемента гаснет электрическая дуга в месте КЗ, прекращается прохождение тока КЗ и восстанавливается нормальное напряжение на неповрежденной части электрической установки или сети. Благодаря этому минимизируются, повреждения оборудования, на котором возникло КЗ, а также восстанавливается нормальная работа неповрежденного оборудования. Таким образом, основным назначением релейной защиты является выявление места возникновения КЗ и быстрое автоматическое отключение выключателей поврежденного оборудования или участка сети от остальной неповрежденной части электрической установки или сети.

Кроме повреждений электрического оборудования могут возникать такие нарушения нормальных режимов работы как перегрузка, замыкание на землю одной фазы в сети с изолированной нейтралью, выделение газа, в результате разложения масла в трансформаторе, понижение уровня масла в его расширителе и др.. В указанных случаях нет необходимости немедленного отключения оборудования, так как эти явления не представляют для него непосредственной опасности. Поэтому при нарушении нормального режима работы на подстанциях с постоянным обслуживающим персоналом, как правило, достаточно дать предупредительный сигнал персоналу подстанции. На подстанциях без постоянного обслуживающего персонала и, в отдельных случаях, на подстанциях с постоянным обслуживающим персоналом производится отключение оборудования, но обязательно с выдержкой времени.

Таким образом, вторым назначением релейной защиты является выявление нарушений нормальных режимов работы оборудования, которые могут привести к аварии, и подача предупредительных сигналов обслуживающему персоналу, или отключение оборудования с выдержкой времени.

Название релейная защита появилось в связи с тем, что основным составляющим ее элементом является электромеханический аппарат, названный реле. В дальнейшем этот термин был всеобще признан и узаконен. В настоящее время термином реле обозначается широкая группа автоматических приборов и устройств, используемых в релейной защите, автоматике, телемеханике, телефонии и других отраслях техники. В релейной защите термином реле обычно обозначают автоматически действующее устройство, производящее скачкообразное изменение (так называемое релейное действие) в управляющей системе при заданном изменении контролируемых параметров. Под устройством релейной защиты подразумевается совокупность реле, приборов и вспомогательных элементов, которые при возникновении повреждений и ненормальных режимов работы оборудования должны действовать на его отключение или на сигнал.

Согласно требованиям ПУЭ, ПТЭ силовое оборудование электростанций, подстанций и электрических сетей должно быть защищено от коротких замыканий и нарушений нормальных режимов работы устройствами релейной защиты и электроавтоматики. Устройства РЗА должны быть постоянно включены, кроме устройств, которые должны выводиться из работы в соответствии с назначением и принципом действия, режимом работы энергосистемы и условиями селективности. Устройства аварийной и предупредительной сигнализации должны быть всегда готовы к действию.

1. Исходные данные курсового проекта. Вариант №19.

1. Данные для расчетов.

Трансформаторы ТМТН- 10000:

Вариант	Напряжение, кВ			Напряжение КЗ, %			Мощность КЗ, МВА
19	ВН	СН	НН	ВН-СН	ВН-НН	СН-НН	А	Б
	36,75	10,5	6,6	8	16,5	7	2500	2000

• Удельное индуктивное сопротивление линии: ;

• Удельное активное сопротивление линии: ;

• Базовая мощность принимается S_б =1000 МВА, U_б1=37кВ, U_б2=11кВ, U_б3=6,3кВ;

• Наибольшая нагрузка: СН – 0,4S_ном , НН – 0,4S_ном ;

• Длина ЛЭП

Вариант	Номер участка (L)/ длина участка (км)
Л-Я	ℓw1 = 11,5км		ℓw2 = 9,3км		ℓw3 = 8,7км
	L3=15	L4=20	L5=15	L10=17	L11=10	L12=12
	L1=10	L2=20

2. Схема электрической сети.

3. Расчетная схема замещения варианта 4 до точки к.з. К₁.

4. Схема расчетных точек к.з..

5. На основании схем сети и подстанции составляем схему замещения.

2. Расчет токов КЗ.

   1. Расчет токов 3-х фазного КЗ прилегающей сети.

      1. Расчет тока 3-х фазного КЗ для точки К₁

Расчетная схема замещения до точки К₁

Принимаем S_б =1000 МВА

Находим сопротивление системы:

Принимаем S_б1 = S_б2 = 1000 МВА

Находим сопротивление системы:

.

Находим сопротивление линии Хл1:

.

Находим сопротивление линии Хл2:

Определяем сопротивление до точки К₁ при питании от системы А:

.

Определяем сопротивление до точки К₁ при питании от системы Б:

.

Находим базисный ток I:

Определяем периодическую составляющую 3-х фазного тока КЗ в точке К₁ при питании от системы А:

,

Где Е"=1 – сверхпереходная э.д.с., возникающая в начальный момент короткого замыкания.

Определяем периодическую составляющую 3-х фазного тока КЗ в точке К₁ при питании от системы Б:

,

Ток КЗ при питании от системы А больше, тока КЗ, когда подстанция питается от системы Б, поэтому к дальнейшему расчету принимаем

Для минимального режима работы сети принимаем ток двухфазного к.з.:

2. Расчет тока 3-х фазного КЗ для точки К₂

Расчетная схема замещения до точки К₂

Сопротивление обмотки ВН-СН трансформатора ТМТН-10000:

Результирующее сопротивление до точки при 3-х фазном к.з.:

.

Определяем базисный ток II:

Определяем периодическую составляющую 3-х фазного тока КЗ в точке К₂:

Для минимального режима работы сети принимаем ток двухфазного к.з.:

3. Расчет тока 3-х фазного КЗ для точки К₃

Расчетная схема замещения до точки К₃

Сопротивление обмотки ВН-НН трансформатора ТМТН-10000:

Результирующее сопротивление до точки К₃ при 3-х фазном к.з.:

.

Определяем базисный ток III:

Определяем периодическую составляющую 3-х фазного тока КЗ в точке К₃:

Для минимального режима работы сети принимаем ток двухфазного к.з.:

2. Расчет токов 3-х фазного КЗ в сети 6кВ.

   1. Расчет тока 3-х фазного КЗ для точки К₄

Находим сопротивление линии Х_W1:

Определяем сопротивление до точки К₄ при трехфазном КЗ:

Определяем периодическую составляющую 3-х фазного тока КЗ в точке К₄:

Для минимального режима работы сети принимаем ток двухфазного к.з.:

Результирующее сопротивление до точки К₄ при 2-х фазном к.з.:

.

Определяем ток поврежденной фазы в точке К₄ при 2-х фазном к.з.:

2. Расчет тока 3-х фазного КЗ для точки К₅

Находим сопротивление линии Х_W2:

,

Результирующее сопротивление до точки К₅ при трехфазном КЗ:

Определяем периодическую составляющую 3-х фазного тока КЗ в точке К₅:

Для минимального режима работы сети принимаем ток двухфазного к.з.:

3. Расчет тока 3-х фазного КЗ для точки К₆

Находим сопротивление линии Х_W3:

,

Результирующее сопротивление до точки К₆ при трехфазном КЗ

Определяем периодическую составляющую 3-х фазного тока КЗ в точке К₆:

Для минимального режима работы сети принимаем ток двухфазного к.з.:

3. Сводные таблицы результатов расчетов токов КЗ.

Результаты расчетов токов к.з. на шинах п/с. Таблица 1.

Метод	Параметры	Точка короткого замыкания
		К1	К2	К3
Относительные единицы	,кА	1,7 кА	3,05 кА	3,57 кА
	,кА	1,47 кА	2,64 кА	3,09 кА

Результаты расчетов токов к.з. в сетях 6кВ. Таблица 2.

Метод	Параметры	Точка короткого замыкания
		К4	К5	К6
Относительные единицы	,кА	0,494 кА	0,291 кА	0,299 кА
	,кА	0,433 кА	0,251 кА	0,258 кА