Курсовой проект
Релейная защита силового трансформатора 16МВА
Содержание
Перечень принятых сокращений………………………………………….2
Введение…………………………………………………………………….3
Расчет токов короткого замыкания……………………………………….4
Расчет первой ступени комплекта защиты ( токовая отсечка без выдержки времени)…………………………………………………...……….......................6
Расчет второй ступени комплекта защиты ( токовая отсечка с выдержкой времени)…………………………………………………………………………...8
Расчет второй ступени комплекта защиты ( максимальная токовая защита)……………………………………………………………………….…..10
Схема токовой трехступенчатой защиты для подстанции А……..........11
Заключение……………………………………………………………..…13
Список использованных источников………………………………........14
Перечень принятых сокращений:
РЗ – релейная защита;
ВЛ – воздушная линия;
КЗ – короткое замыкание;
МТЗ – максимальная токовая защита;
ПС – подстанция;
ТО – токовая отсечка;
ТТ – трансформатор тока.
ЭЭ – электроэнергия
Введение
Энергетическая система представляет собой сложную многозвенную техническую систему, предназначенную для производства, распределения и потребления ЭЭ. Процессы, происходящие в энергосистеме, отличаются быстротой, взаимосвязанностью, единством процессов производства, распределения и потребления электроэнергии. Управление ими без применения специальных технических средств, называемых средствами автоматического управления, в большинстве случаев оказывается невозможным. Одним из видов электрической автоматики является релейная защита.
Основной задачей построения релейной защиты линий является обеспечение эффективного функционирования по возможности при любых видах повреждений, предотвращение развития повреждений и значительных разрушений защищаемого оборудования, а также предотвращение нарушений устойчивости в энергосистеме.
Для этого устройства релейной защиты должны обладать необходимыми для них свойствами, соответствующими известным основным требованиям: быстродействию, чувствительности, селективности и надёжности.
Нарелейную защиту возлагаются следующиефункции:
1.Автоматическоевыявление поврежденного элемента с последующейего локализацией. Защитаподает команду на отключение выключателейэтого элемента, восстанавливая нормальные условия работы для неповрежденной частиэнергосистемы.
2.Автоматическоевыявление ненормального режима с принятием мердля его устранения. Нарушениянормального режима в первую очередьвызываются различного рода перегрузками, которые не требуют немедленного отключения. Поэтому защита действует на разгрузку оборудования или выдает сообщениедежурному персоналу.
В ходе выполнения данного проекта производился расчет трехступенчатой токовой защиты, которая будет обеспечивать качественную и бесперебойную работу системы.
- Расчет токов короткого замыкания.
Цель расчета: определить значения токов короткого замыкания в максимальном режиме работы источника питания, а так же токов коротких замыканий, возникающих в месте установки защиты в наиболее благоприятном режиме.
Исходные данные:
Мощность КЗ системы МВА ;длина воздушных линий
; мощность
Для расчетов токов КЗ составим схему замещения.
Рисунок 1. Схема замещения
Далее произведем расчет элементов схемы замещения:
Сопротивление системы в Ом определяется следующим образом:
Определим сопротивление линии:
где – удельное сопротивление защищаемой линии – 0,4 Ом/км,
– длина участка 1.
Определим общее сопротивление в Ом как:
- Для КЗ в точке К1:
- Для КЗ в точке К2:
Определим значение тока КЗ в максимальном режиме работы источника питания, при этом точка КЗ будет находиться в конце защищаемого участка 1 (К1) .
Значение двухфазного тока КЗ :
Определим значение тока КЗ, возникающего в месте установки защиты (токовая отсечка без выдержки времени – ТО1 подстанции А) в наиболее благоприятном режиме (К2).
Для дальнейших расчетов токовой отсечки с выдержкой времени там так же понадобится ток КЗ в максимальном режиме источника питания, при этом точка КЗ будет находиться в конце защищаемого участка.
Для его расчета составим новую схему замещения, с учетом линии 2.
Рисунок 2 . Схема замещения 2
Определим сопротивление линии в Ом по следующей формуле:
Определим общее сопротивление в Ом:
Определим значение тока КЗ в максимальном режиме работы источника питания, при этом точка КЗ будет находиться в конце защищаемого участка 2 (К3) .
- Расчет первой ступени комплекта защиты ( токовая отсечка без выдержки времени)
Цель расчета: необходимо определить ток срабатывания реле.
Исходные данные: , ; мощность
Ток срабатывания защиты выбирается исходя из значения тока КЗ в максимальном режиме работы источника питания, при этом точка КЗ будет находиться в конце защищаемого участка.
где – коэффициент надежности, равный (1,2÷1,3) .
Определим коэффициент трансформации трансформаторов тока. Для этого рассчитаем ток нагрузки :
Примем коэффициент трансформации трансформаторов тока равным :
Найдем ток срабатывания реле первой ступени:
где – коэффициент схемы, равный 1.
Значение тока срабатывания реле первой ступени не должно превышать 200 А, так как промышленность не выпускает токовые реле с большим током срабатывания.
Значит необходимо увеличить коэффициент трансформации.
Примем коэффициент трансформации трансформаторов тока равным :
Найдем ток срабатывания реле первой ступени:
Далее в расчетах будем использовать коэффициент трансформации трансформаторов тока .
Определим коэффициент чувствительности. Он определяется по току КЗ, возникающего в месте установки защиты в наиболее благоприятном режиме и должен быть больше или равен 1,2 :
– условие выполняется.
- Расчет второй ступени комплекта защиты ( токовая отсечка с выдержкой времени)
Цель расчета: определить ток срабатывания защиты и время срабатывания защиты.
Исходные данные : токи КЗ , ; коэффициент трансформации трансформаторов тока ;
максимальная выдержка времени защит линий, отходящих от конца участка 2 ; ступень селективности
Ток срабатывания второй ступени рассчитывается исходя из значения тока срабатывания токовой отсечки без выдержки времени на подстанции Б.
Определим ток срабатывания защиты первой ступени на подстанции Б:
где – коэффициент надежности, равный (1,2÷1,3).
Определим ток срабатывания защиты второй ступени на подстанции А:
- коэффициент надежности, равный (1,05÷1,1), т.к. без выдержки времени. В расчетах возьмем , равный 1,05,
где – коэффициент надежности, равный 1,2 (т.к. ТО без выдержки времени).
Найдем ток срабатывания реле первой ступени :
Время срабатывания токовой отсечки с выдержкой времени выбираем таким, чтобы обеспечить отключение КЗ, возникающих в начале линии, отходящей от подстанции Б защитами, установленными на этой подстанции.
Чтобы обеспечить выполнение этого условия, время действия второй ступени подстанции А должно быть больше на ступень селективности, чем время действия предыдущей первой ступени.
Определим время срабатывания защиты:
где – время действия первой ступени подстанции Б.
Эффективности действия токовой отсечки с выдержкой времени проверяем по коэффициенту чувствительности, который должен иметь значение не менее 1,5 . Точка КЗ – конец защищаемого участка К1 - К3 двухфазное.
Определим коэффициент чувствительности:
– условие выполняется.
- Расчет второй ступени комплекта защиты( максимальная токовая защита)
Цель расчета: определить ток срабатывания защиты и время срабатывания защиты.
Исходные данные : ток ток нагрузки
коэффициент трансформации трансформаторов тока
; максимальная выдержка времени защит линий, отходящих от конца участка 2 ; ступень селективности
Ток срабатывания этой защиты определяется по току нагрузки линии с учетом возможного самозапуска электродвигателей при отключении КЗ на соседнем участке.
Ток срабатывания максимальной токовой защиты на подстанции А равен:
где - коэффициент надежности, равный 1,2,
- коэффициент самозапуска, находящийся в пределах 1,5÷2,
- коэффициент возврата. Для электромагнитного реле .
Определим ток срабатывания реле:
Эффективность МТЗ проверяется по К.З. в точке К1.
Определим коэффициент чувствительности, который должен иметь значение не менее 1,2 .
– условие выполняется.
Время действия МТЗ должно быть на ступень селективности больше, чем время действия МТЗ на предыдущем участке.
Определим время срабатывания защиты на подстанции Б:
Определим время срабатывания защиты на подстанции А:
- Схема токовой трехступенчатой защиты для подстанции А
Составим схему защиты для подстанции А, которая состоит из токовой отсечки без выдержки времени, токовой отсечки с выдержкой времени и максимальной токовой защиты.
а)
б)
Рисунок 3.а), б). Схема трехступенчатой защиты для подстанции А
Заключение
В данной расчетно-графической работе мы спроектировали защиту от замыканий на землю для линии, состоящей из двух участков напряжением 35кВ с малым током замыкания на землю, для этого мы рассчитали токи срабатывания защиты для всех трех ступеней токовой защиты, определили время срабатывания для второй и третьей ступени, определили коэффициенты чувствительности защиты, а так же составили схему защиты подстанции А.
Список использованных источников
- Лекции по предмету «Электроэнергетика» В.И.Бирюлин;
- "Релейная защита. Принципы выполнения и применения" В.Н. Копьев, 2009г;
- «Релейная защита систем электроснабжения в примерах и задачах» В.А. Андреев,2007г.
Скачать: