- •11 Наим.
- •Оглавление
- •2.1.1 Расчет сопротивлений элементов схемы замещения
- •2.1.3 Расчет токов трехфазного и двухфазного кз в минимальном режиме
- •2.1.4 Расчет мощностей трехфазных и двухфазных кз в максимальном
- •2.2 Расчет токов кз в сети напряжением до 1 кВ
- •2.2.1 Расчет сопротивлений элементов схемы замещения
- •1 Защита линий электропередач напряжением 10 кВ.
- •1) Селективная токовая защита с зависимой время-токовой характеристикой.
- •2) Защита от озз.
- •3.2.3 Расчет уставок защиты вводных выключателей q6, q8 гпп
- •4) Мгновенная токовая отсечка.
- •5) Газовая защита.
- •4.3 Мгновенная токовая отсечка
- •4.4 Защита двигателя от замыканий на землю в обмотке статора
- •Библиографический список
Ф едеральное агентство по образованию Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Южно-Уральский государственный университет»
Факультет «Энергетический»
Кафедра «Системы Электроснабжения»
Релейная защита СЭС
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
по дисциплине «Релейная защита
систем электроснабжения»
ЮУрГУ – 140211.2010.034 ПЗ КП
Нормоконтролер Руководитель
Титов И.П. Титов И.П.
______________2010 г. ______________2010 г.
Автор проекта
студент группы Э – 425
Фахритдинов В.В.
______________2010 г.
Проект защищен
с оценкой
____________________
______________2010 г.
Челябинск 2010
АННОТАЦИЯ
Фахритдинов В.В. Релейная защита СЭС. Челябинск:
ЮУрГУ, Э; 2010, 50 с., 11 ил., 13 таблиц, библиогр. список –
11 Наим.
В данном курсовом проекте рассмотрены вопросы проектирования релейной защиты, необходимой для обеспечения нормальной работы системы электроснабжения (СЭС) и повышения надежности электроустановок потребителей.
В процессе проектирования было выполнено следующее:
- расчет токов короткого замыкания (КЗ), в ходе которого были рассчитаны токи трехфазного КЗ в максимальном и минимальном режиме, а также токи двухфазного и однофазного КЗ в минимальном режиме;
- организация и расчет релейной защиты рассматриваемой СЭС, где были осуществлены выбор необходимого оборудования, расчет уставок, построение карт селективности выбранных защит, а также составление принципиальной схемы релейной защиты и спецификации на выбранное оборудование;
- организация и расчет релейной защиты рассматриваемого объекта СЭС, где также были осуществлены выбор необходимого оборудования, расчет уставок, построение карт селективности выбранных защит, составление принципиальной схемы релейной защиты и спецификации на выбранное оборудование;
- выбор трансформатора тока и расчет его нагрузки.
Оглавление
1 ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ……………………………………….5
2 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ……………………………7
2.1 Расчет токов КЗ в сети напряжением выше 1 кВ…………………….7
2.1.1 Расчет сопротивлений элементов схемы замещения…………8
2.1.2 Расчет токов трехфазного КЗ в максимальном режиме……..10
2.1.3 Расчет токов трехфазного и двухфазного КЗ в минимальном
режиме………………………………………………………….12
2.1.4 Расчет мощностей трехфазных и двухфазных КЗ
в максимальном и минимальном режимах…………………..13
2.2 Расчет токов КЗ в сети напряжением до 1 кВ………………………14
2.2.1 Расчет сопротивлений элементов схемы замещения………..14
2.2.2 Расчет токов трехфазного КЗ в максимальном режиме…….17
2.2.3 Расчет токов трехфазного КЗ в минимальном режиме……..19
2.2.4 Расчет токов однофазного КЗ методом симметричных
составляющих………………………………………………….20
3 РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ДЛЯ ЗАДАННОГО ФРАГМЕНТА
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ…………………………………………………..22
3.1 Организация релейной защиты………………………………………22
3.2 Расчет релейной защиты……………………………………………..30
3.2.1 Расчет уставок защит кабельных линий КЛ1, КЛ2………….25
3.2.2 Расчет уставок защиты секционного выключателя Q ГПП...29
3.2.3Расчет уставок защиты вводных выключателей
Q6, Q7 ГПП……………………………………………………31
3.2.4 Расчет уставок защит силовых трансформаторов Т1, Т2…...32
4 РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ……...35
4.1 Организация релейной защиты синхронного двигателя…………...35
4.2 Защита электродвигателя от перегрузок…………………………….37
4.3 Мгновенная токовая отсечка…………………………………………39
4.4 Защита двигателя от замыканий на землю в обмотке статора……..40
4.5 Защита минимального напряжения………………………………….42
4.6 Защита синхронного двигателя от асинхронного режима…………42
5 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА……………………………………...44
5.1 Определение номинального тока СРФ………………………………44
5.2 Определение вторичной нагрузки трансформатора тока…………..45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………...49
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………...50
1 ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
В данном курсовом проекте рассматриваются вопросы проектирования релейной защиты системы электроснабжения (см. рисунок 1).
Рисунок 1 – Система электроснабжения
Задание на выполнение курсового проекта состоит из четырех частей:
- параметры схемы внешнего электроснабжения (см. таблицу 1),
- параметры оборудования электрической сети напряжением 10 кВ и электрической сети напряжением 380 В (см. таблицу 2),
- фрагмент электрической сети, для которого необходимо рассмотреть организацию релейной защиты и провести соответствующие расчеты (см. таблицу 3),
- объект электрической сети, для которого необходимо рассмотреть организацию релейной защиты и провести соответствующие расчеты (см. таблицу 4).
Таблица 1 – Параметры схемы внешнего электроснабжения
UС, кВ |
SК.МАКС, МВА |
SК.МИН, МВА |
Воздушная линия ВЛ |
Трансформаторы Т1 и Т2 |
Кабельные линии КЛ1 и КЛ2 |
||||
L, км |
Марка провода |
Тип трансформатора |
UК, % |
L, м |
Марка кабеля |
Кол-во кабелей в линии |
|||
110 |
5750 |
4250 |
7,0 |
АС-185 |
ТРДН-40000/110/10/10 |
10,5 |
600 |
А-3х150 |
2 |
Максимальные рабочие токи нагрузки IРАБ.МАКС кабельных линий КЛ1 и КЛ2 принять равными 50% от их длительно допустимого тока IДЛ.ДОП (двух кабелей):
IРАБ.МАКС.КЛ = 0,5∙IДЛ.ДОП.КЛ. (1)
Таблица 2 – Параметры оборудования сетей напряжением 10 кВ и 380 В
Воздушная линия |
Трансформаторы 10/0,4 кВ |
||||||
№ |
L, м |
Тип провода |
Коммутационный аппарат перед трансформатором |
№ |
Тип |
UК, % |
Схема соединения обмоток |
1,2 |
500 |
АС-3х35 |
ВВ |
Т5, Т6 |
ТМ-630 |
5,5 |
Δ/YO |
Продолжение таблицы 2
Воздушная линия между ТП и РПН |
|||||
Вид аппарата |
Тип провода |
L, м |
IНАГР.МАКС, А |
IНАГР.ПИК, А |
|
Отходящего |
Вводного |
||||
Предохранитель |
Предохранитель |
АС-3х95+1х70 |
600 |
130 |
210 |
Расчетную нагрузку воздушных линий, отходящих от ТП, рассчитать, исходя из их 70% загрузки.
Таблица 3 – Фрагмент электрической сети
Выбор трансформатора тока |
Объем расчета релейной защиты по СЭС |
В начале КЛ – СРФ |
Выключатель отходящей от ГПП линии 10 кВ, секционный и вводной выключатели 10 кВ ГПП до выключателя на стороне ВН, включая его (без расчета ДЗ трансформатора) |
Таблица 4 – Параметры синхронного двигателя напряжением 10 кВ
Тип двигателя |
РН, кВт |
КПУСК |
КЛ, м |
СДН2-18-64-12 |
2500 |
6,5 |
110 |
2 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
2.1 Расчет токов КЗ в сети напряжением выше 1 кВ
Расчет токов КЗ производится для выбора типов и параметров срабатывания (уставок) релейной защиты элементов электрических сетей. В общем случае для выполнения защиты нужно знать фазные соотношения токов, максимальные и минимальные значения токов КЗ.
Для упрощения практических расчетов токов КЗ в распределительных электрических сетях напряжением выше 1 кВ принято не учитывать ряд факторов, которые в действительности могут существовать, но не могут оказать определяющего влияния на значения токов КЗ и их фазные соотношения. Как правило, не учитывается переходное сопротивление в месте КЗ, и все повреждения рассматриваются как металлические КЗ двух или трех фаз или КЗ одной фазы на землю. Сопротивления всех трех фаз трансформаторов, линий и других элементов сети считаются одинаковыми. Не учитываются токи намагничивания силовых трансформаторов и токи нагрузки. Как правило, не учитывается подпитка места КЗ токами асинхронных двигателей.
Принимая во внимание, что распределительные сети электрически удалены от источников питания и аварийные процессы в этих сетях мало сказываются на работе генераторов энергосистемы, считается, что при любых КЗ в распределительной сети напряжение питающей системы на стороне высшего напряжения трансформатора остается неизменным.
Вместе с тем в этих расчетах имеется ряд особенностей:
– изменение мощности короткого замыкания энергосистемы, то есть расчет максимального и минимального токов КЗ;
– необходимость учета существенного изменения сопротивления некоторых типов трансформаторов с РПН при изменении положения регулятора РПН.
При практических расчетах токов КЗ для релейной защиты вычисляется только периодическая составляющая тока, а влияние апериодической составляющей тока КЗ учитывается при необходимости путем введения повышающих коэффициентов при расчетах релейной защиты.
Как правило, рассчитывается только трехфазное КЗ, а значения токов при других видах КЗ определяются с помощью известных соотношений.
В основе всех расчетов лежит ГОСТ 27517-87 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ».