27

Федеральное агентство по образованию

Тверской государственный технический университет

Кафедра электротехники и электроснабжения

РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИЗАЦИЯ

Методические указания по выполнению курсовой работы

для студентов специальности 100400 -”Электроснабжение”

для дневного и заочного факультетов.

ТВЕРЬ 2008

Настоящие методические указания составлены для студентов дневной и заочной форм обучения специальности 100400 и предназначены для оказания методической помощи студентам при выполнении курсовой работы по курсу “Релейная защита и автоматизация”.

Настоящие методические указания составлены в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта и рабочей программой курса “Релейная защита и автоматизация” специальности 100400.

Содержат два задания, варианты исходных данных, требования к содержанию и оформлению курсовой работы. Приведены методы расчета релейной защиты воздушных и кабельных линий электропередачи, а также силовых трансформаторов большой мощности.

Методические указания обсуждены на заседании кафедры ЭС и Э ТГТУ 01.07.2008г (протокол №13) и рекомендованы к печати.

Составитель Русин А.Ю,

Корректор Комарова Т.В.

Задачей курсовой работы является закрепление теоретических знаний и практических навыков по выбору схем релейной защиты, выполнению расчётов для выбора уставок на реле и проверки защит по чувствительности.

Методические указания состоят из двух разделов. Первый содержит первичную схему, исходные данные и методические указания к выбору защит линий электропередачи с односторонним питанием, второй - первичную схему, исходные данные и методические указания к выбору защит понижающего двухобмоточного силового трансформатора.

Результаты разработки курсовой работы должны быть оформлены в виде расчётно-пояснительной записки и графической части материала.

I. Требования к оформлению курсовой работы

Курсовая работа оформляется в виде расчётно-пояснительной записки объёмом 25 страниц и графической части – 1 лист.

На титульном листе указываются: название курсовой работы, кафедра, фамилия и инициалы студента, дата сдачи работы, фамилия и инициалы руководителя.

Пояснительная записка должна содержать следующие материалы: оглавление, введение, индивидуальное задание на курсовую работу, необходимые расчёты и пояснения, схемы релейной защиты, заключение, список используемой литературы. При проектировании схем релейной защиты необходимо использовать только новые типы реле.

Во введении необходимо кратко дать характеристику первичной схемы защищаемых элементов, возможных повреждений и ненормальных режимов работы, постановку задачи, подход к выбору принципов выполнения проектируемой релейной защиты.

Расчёты должны содержать формулы с обязательной ссылкой на литературу, численные значения входящих в них величин, результат расчёта и размерность полученной величины. При выполнении расчётов обязательно указать основные положения для расчётов. Расчет каждой схемы защиты должен заканчиваться выбором типа и уставки реле. Если уставка реле дискретная, то после ее выбора необходимо рассчитать уточненный коэффициент чувствительности защиты. На листе изобразить:

- первичную схему защищаемых элементов;

- принципиальные разнесенные схемы выбранных защит в трёхфазном исполнении;

- спецификацию выбранных реле защит.

На листе должны быть три схемы защиты – каждой защищаемой линии и трансформатора. Все защиты трансформатора необходимо объединить в одну схему. Аналогично изображаются и схемы защит линий. Обязательно обеспечить сквозную нумерацию всех элементов схемы на чертеже.

Чертежи должны соответствовать требованиям действующих стандартов. В заключении излагаются выводы по результатам работы.

2. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Введение.

1. Расчёт токов короткого замыкания для определения параметров срабатывания защит и проверки их коэффициентов чувствительности. Построение векторных диаграмм напряжений и токов.

2. Выбор трансформаторов тока и напряжения.

3. Выбор схем устройства релейной защиты для заданных элементов, расчёт параметров срабатывания измерительных органов, оценка величины коэффициента чувствительности, расчёт выдержек времени релейной защиты. Выбор типов реле для каждой защиты. Построение карты селективности.

4. Разработка схем оперативного тока релейной защиты.

5. Изображение выбранных схем релейной защиты в трёхфазном исполнении каждого защищаемого элемента.

Заключение.

Список использованной литературы.

3. ЗАДАНИЕ I. Релейная защита кабельных и воздушных линий с односторонним питанием.

Дана радиальная распределительная сеть, состоящая из участков линий электропередачи одного напряжения (рис.1.1.). Напряжение сети определяется по номеру варианта (прил., табл.1).

Линии напряжением 6, 10 кВ кабельные, а 35, 110 кВ – воздушные. Сети 6-35 кВ работают с изолированной нейтралью и характеризуются малыми токами замыкания на землю. Сеть 110 кВ работает с эффективнозаземленной нейтралью и характеризуется большими токами однофазного КЗ.

На каждой линии установлен свой комплект защиты. В работе необходимо рассчитать параметры и выбрать схемы защиты для первой и второй линий. На первой линии от междуфазных КЗ установлены максимальная токовая защита (МТЗ) и токовая отсечка без выдержки времени, а на второй – МТЗ и токовая отсечка с выдержкой времени.

А Б В Г

A1

A2

A3

Q1 Q2 Q3

W1 W2 W3

TV

Iк

l

Рис.1.1 Схема радиальной распределительной сети

На кабельных линиях для защиты от замыканий на землю устанавливаются трансформаторы тока нулевой последовательности и селективная токовая защита. На воздушных линиях от однофазных КЗ устанавливается фильтровая селективная токовая защита нулевой последовательности.

4. УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

4.1. Расчёт токов короткого замыкания и построение векторных диаграмм токов и напряжений.

Расчёты токов КЗ выполняются в соответствии с общими методами в объёме, необходимом для выбора параметров срабатывания и оценки чувствительности защиты, определения защищаемой зоны защиты.

Для расчёта токов КЗ заданы следующие параметры: длина и сечение жил трёхфазного кабеля и проводов воздушных линий (прил., табл.2 ,3); значения токов трёхфазного КЗ на п/ст А в максимальном и минимальном режимах сети (прил., табл.4).

При вычислении токов КЗ сопротивления выражать в именованных единицах. Сопротивление системы определяется по выражению

,

где Хс- сопротивление системы, Ом

Uср-среднее напряжение сети, кВ

-ток трёхфазного КЗ на шинах п/ст А, кА

При расчёте токов КЗ принимается: короткие замыкания металлические; токи нагрузки не учитываются; значения токов КЗ определяются для начального момента короткого замыкания.

Расчёты проводятся для воздушных линий с учётом только реактивного сопротивления, а для кабельных линий с учетом активного и реактивного.

Удельное индуктивное сопротивление кабельных линий принять равным 0,08 Ом/км, воздушных – 0,4 Ом/км. Удельное сопротивление нулевой последовательности для линий 110 кВ принять равным Хо=3Х1.

Ток двухфазного КЗ определяется по выражению: .

Для графического определения защищаемой зоны соответствующей защиты построить кривые Iк=f(l)-значения токов в зависимости от места КЗ в сети для трёхфазного, двухфазного в максимальном и минимальном режимах работы сети. Значения токов при этом рассчитываются не менее чем в трёх точках для каждой линии. Расчёты свести в таблицу с указанием точек КЗ на схеме замещения и построить кривые в масштабе под первичной схемой (рис.1.1).

Построить в масштабе векторные диаграммы токов и напряжений в месте установки защит при КЗ в конце линии для всех видов коротких замыканий (только для первой линии ).

4.2. Выбор трансформаторов тока и напряжения

Трансформаторы тока (ТА) выбираются по номинальному напряжению и току первичной цепи. На электродинамическую и термическую стойкость не проверяются. Номинальный первичный ток (IНОМ) ТА должен быть равным или больше рабочего максимального тока(IРАБ..МАКС). В работе за IРАБ.МАКС принимается длительно допустимый ток линии (IДЛ..ДОП), который определяется по сечению жил кабеля или проводов воздушной линии. Вторичный номинальный ток (I2НОМ) принимается равным 5А.

С учётом изложенного выше значения первичного номинального тока ТА выбирается по шкале стандартных значений:

=50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 600; 800; 1000; 2000.

Выбрать тип ТА и обозначения расшифровать. Трансформаторы напряжения (TV) выбираются только по первичному номинальному напряжению и вторичному номинальному , равному 100 В. Выбрать тип TV и обозначения расшифровать. Для напряжения 6,10 кВ используются трёхфазные TV, а для 35,110 кВ –однофазные.