- •Содержание
- •1. Исходные данные для выполнения расчётного задания
- •2. Расчёт токов короткого замыкания
- •3. Защита электродвигателей
- •4. Защита кабельных линий напряжением 6 – 10 кВ
- •5. Защита силовых трансформаторов
- •5.1 Дифференциальная защита
- •5.2 Газовая защита
- •6. Расчетная проверка трансформаторов тока
- •7. Оперативный ток в цепях защиты и автоматики
- •8. Выбор схемы авр для секционированного выключателя св на шинах 6 кВ
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФБГОУ «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»
Факультет (институт) Энергетический
Кафедра Электрификация Производства и Быта
наименование кафедры
Курсовой проект защищен с оценкой
Руководитель
проекта (работы) А.Х. Мусин
(подпись) (и.о.фамилия)
“ ” 2011 г.
дата
Расчет релейной защиты электроустановок
тема проекта (работы)
Расчетное задание
по дисциплине Релейная защита и автоматика
наименование дисциплины
КП 100400.44.000 ПЗ
обозначение документа
Студент группы Э-73 Е.А. Бендер
и.о., фамилия
Руководитель
проекта (работы) профессор А.Х. Мусин
ученая степень, должность и.о., фамилия
БАРНАУЛ 2011
Содержание
1. Исходные данные для выполнения расчётного задания 3
2. Расчёт токов короткого замыкания 4
3. Защита электродвигателей 7
4. Защита кабельных линий напряжением 6 – 10 кВ 10
5. Защита силовых трансформаторов 12
5.1 Дифференциальная защита 12
5.2 Газовая защита 14
6. Расчетная проверка трансформаторов тока 17
7. Оперативный ток в цепях защиты и автоматики 18
8. Выбор схемы АВР для секционированного выключателя СВ на шинах 6 кВ 21
1. Исходные данные для выполнения расчётного задания
Для заданного варианта необходимо выбрать и рассчитать следующие устройства релейной защиты и автоматики:
а) защиту двигателя, питающегося от шин ГПП по кабельной линии L;
б) защиту кабельной линии L;
в) защиту силовых трансформаторов Т1 и Т2 на ГПП;
- выбрать схему АВР для секционного выключателя СВ на шинах 6 кВ;
- для всех устройств релейной защиты выбрать и проверить нагрузочную способность трансформаторов тока;
- выбрать источники оперативного тока.
При расчётах принять:
- cosφ = 0,8;
- удельное сопротивление кабельной линии Худ = 0,08 Ом/км,
rуд = 0,26 Ом/км;
- суммарную длину кабельных линий, питающихся с шин ГПП равной 18 км;
- емкостной ток замыкания на землю в сети 6 кВ приближенно определить по формуле:
где U – линейное напряжение, кВ;
L – суммарная длина кабельных линий в сети 6 кВ, км;
- сопротивление системы принять для максимального режима
Хс = 15 Ом, для минимального режима Хс = 36 Ом;
- мощности трансформаторов Т1 и Т2 одинаковы Sт1 = Sт2.
Выполнение задания начинается с расчетов токов короткого замыкания в различных точках подстанции. Затем проектируются устройства релейной защиты.
Исходные данные для выполнения задания занесены в таблицу 1, где обозначено U1 – высшее напряжение на ГПП, принципиальная схема которой приведена на рисунке 1, Sт – мощность трансформатора на ГПП, Рн – мощность нагрузки (электродвигателя), L – длина кабельной линии, питающей электродвигатель.
Таблица 1 – Исходные данные
-
Вариант
U1 , кВ
L , км
Рн , кВт
Sт , МВА
44
220
1,8
1000
40
2. Расчёт токов короткого замыкания
Для проектирования релейной защиты необходимо располагать сведениями о токах короткого замыкания. Для участка сети, изображенного на рисунке 1, необходимо рассчитать токи короткого замыкания в точках К1 и К2 .
Рисунок 1 – Схема участка сети
Исходные данные: силовой трансформатор Sт = 40000 кВА, напряжение (36,7516%)/6,3 кВ; Uк.ср=10,5%, Uк.min=9,5%, Uк.max=11%,
Определяем сопротивление трансформатора на крайних положениях регулятора РПН:
UminВН = Uср(1 - ∆UРПН) = 230(1 – 0,16) = 193,2 кВ;
UmaxВН = Uср(1 + ∆UРПН) = 230(1 + 0,16) = 266,8 кВ.
Так как UmaxВН оказалось больше максимально допустимого для данной сети (больше чем 252 кВ для 220 кВ), то значение UmaxВН принимается равным 252 кВ (таблица 2).
Таблица 2 – Максимально допустимое напряжение по ГОСТ
-
Uном, кВ
UmaxВН , кВ
10
11,5
35
40,5
110
126
220
252
Расчёт токов в точке К1:
Ток в точке К1 в максимальном режиме, приведенный к высшему напряжению:
Ток в точке К1 в максимальном режиме на низшем напряжении:
где nт – коэффициент трансформации силового трансформатора на минимальной отпайке РПН.
Ток в точке К1 в минимальном режиме, приведенный к высшему напряжению:
Ток в точке К1 в минимальном режиме на низшем напряжении:
Расчёт токов в точке К2:
Максимальный режим.
По рассчитанному выше току на шинах низшего напряжения I(3)к.maxНН = 21548,8 А определяется эквивалентное сопротивление системы и силового трансформатора:
Далее определяется сопротивление кабеля, питающего силовую нагрузку. Выбор сечения кабеля определяется по экономической плотности тока. Рабочий ток кабеля определяется по формуле:
Принимая плотность тока 1,3 А/мм2, получим требуемое сечение кабеля не менее 120,42/1,3 =92,63 мм2. Выбираем кабель ближайшего стандартного боль-шего сечения 120 мм2 марки АСБ.
Индуктивное и активное сопротивление выбранного кабеля при длине
L = 1,8 км:
Хкаб = Худ·L = 0,076·1,8 = 0,137 Ом;
Rкаб = Rуд·L = 0,258·1,8 = 0,464 Ом,
где Ху, Rуд - индуктивное и активное сопротивления 1 км кабеля.
Сопротивление до точки :
Хк = 0,169 + 0,137 = 0,306 Ом;
Rк = 0,464 Ом;
Ток в точке в максимальном режиме:
Минимальный режим
Хк = 0,33 + 0,137 = 0,467 Ом;
Rк = 0,464 Ом;
Ток в точке в минимальном режиме:
Расчет токов двухфазного замыкания ведется по формуле:
Ток однофазного к. з. определяется по формуле: