З дисципліни: Релейний захист і автоматика систем електропостачання

Тема: Розрахунок релейного захисту і автоматики системи електропостачання

ЗМІСТ

Вступ

Розрахунок струмів короткого замикання

Розрахунок струмів короткого замикання у відносних одиницях

Розрахунок струмів короткого замикання в іменованих одиницях

Вибір та розрахунок релейного захисту ліній електропередач напругою 35 кВ (Л1)

Розрахунок максимально струмового захисту

Розрахунок струмової відсічки

Визначення зони дії струмової відсічки

Схема пристроїв релейного захисту лінії електропередач напругою 35 кВ

Вибір та розрахунок пристроїв релейного захисту трансформатора

Розрахунок струмової відсічки

Розрахунок диференційного струмового захисту трансформатора

Розрахунок максимально струмового захисту

Розрахунок захисту від перевантажень

Вибір газового захисту трансформатора

Схема пристроїв релейного захисту силового трансформатора ГЗП

Вибір та розрахунок релейного захисту ліній електропередач напругою 6 кВ (Л3)

Розрахунок максимально струмового захисту

Розрахунок струмової відсічки

Визначення зони дії струмової відсічки

Схема пристроїв релейного захисту лінії електропередач напругою 6 кВ

Вибір пристроїв релейного захисту заводських ТП

Вибір запобіжника

Вибір автоматичного вимикача

Розробка принципової схеми пристрою АПВ Т1

Складання монтажної схеми автоматики

Складання карти селективності

Висновок

Перелік посилань на джерела

ВСТУП

Ускладнення систем електропостачання вимагає вдосконалення пристроїв релейного захисту, автоматики і телемеханіки, які є основним засобом підвищення надійності і економічності енергоспоживання споживачів. Разом з тим спостерігається широке застосування найпростіших засобів захисту і автоматики – запобіжників, автоматичних повітряних вимикачів, реле прямої дії, простих пристроїв автоматичного повторного ввімкнення (АПВ) і автоматичного ввімкнення резервних джерел живлення (АВР), змінного оперативного струму тощо.

Функціонування релейного захисту, це особливий вид управління напрямлений на відведення або недопущення аварії. Основним призначенням релейного захисту є забезпечення безаварійності об’єкту захисту шляхом його відключення. Основним елементом релейного захисту є реле. Реле – це комутаційний пристрій призначений для створення стрибкоподібних змін параметрів, які контролюються.

До засобів автоматики відносять:

автоматичне ввімкнення резерву (АВР);

автоматичне повторне вмикання (АПВ);

автоматичне частотне розвантаження (АЧР);

автоматичне регулювання збудження (АРЗ);

РПН (регулювання напруги під навантаженням).

Засоби телемеханіки здійснюють операції з інформацією, пов’язані з віддалю диспетчерського пункта і об’єктом управління.

Дані захисти дають можливість надійно передавати електричну енергію до споживача в різни аварійних випадках.

Варіант 144283714

Рисунок №1 – Схема електропостачання

1 Розрахунок струмів короткого замикання

Розрахунок струмів короткого замикання у відносних одиницях

Згідно завдання на курсову роботу складаємо схему заміщення схеми електропостачання заводу (рисунок №1)

Рисунок 1.1 – Схема заміщення

Згідно таблиці 3.5 [4] вибираємо трансформатори Т1 і Т2 типу ТДНС-10000/35 з такими номінальними даними: UВН=35 кВ; UНН=6,3 кВ; Uк=10.5 %;

ST1=16000 кBA.

Згідно таблиці 3.3 [4] вибираємо трансформатори Т3 і Т4 типу

ТМ-1600/6 з такими номінальними даними: UВН=6 кВ; UНН=0,4 кВ;

Uк=5,5 %; ST3= 1600 кBA.

Приймаємо базові одиниці:

Sб=100 MBA;

Uб1=37 кВ;

Uб2=6,3 кВ;

Uб3=0,4 кВ.

Розраховуємо базові струми:

Іб1= Sб /v3·Uб1=100/v3•37=1,56 кА

Іб2= Sб /v3·Uб2=100/v3•6,3=9,16 кА

Іб3= Sб /v3·Uб3=100/v3•0,4=144,34 кА

Визначаємо значення опорів елементів схеми заміщення (рисунок 1.1) у відносних одиницях:

максимальний і мінімальний опори системи

x*c.max= xc.max · Sб /Uб12=12·100/372=0,877 в.о.;

x*c.min = xc.min · Sб /Uб12= 10·100/372=0,73 в.о.;

опори ліній Л1і Л3

xЛ1= xп·l1· Sб /Uср12=0,4·45 ·100/372 =1,315 в.о.;

xЛ3= xп·l3· Sб /Uср22=0,4·3·100/6,32=3,023 в.о.;

опори трансформаторів Т1 і Т3

xТ1= Uk%/100 · Sб /Sт1= 10,5/100 · 100/10=1,05 в.о.;

xТ3= Uk%/100 · Sб /Sт3= 5,5/100 · 100/1,6=3,438 в.о.

Визначаємо струми короткого замикання в точках К1 – К5, враховуючи що Uс=1 у системі відносних одиниць:

максимальний та мінімальний струми к.з. в точці К1

Ік1.max= Іб1/ xc.min= 1,56/ 0,73=2,137 кА

Ік1.mіn= Іб1/ xc.max= 1,56/ 0,877=1,779 кА

максимальний та мінімальний струми к.з. в точці К2

Ік2.max= Іб1/ (xc.min+ xЛ1)= 1,56/ (0,73+ 1,315)= 0,763 кА

Ік2.mіn= Іб1/ (xc.max+ xЛ1)= 1,56/ (0,877+ 1,315)= 0,712 кА

максимальний та мінімальний струми к.з. в точці К3

Ік3.max= Іб2/ (xc.min+ xЛ1+xт1)= 9,16/ (0,73+1,315+1,05)=2,96 кА

Ік3.mіn= Іб2/ (xc.max+ xЛ1+xт1)= 9,16/ (0,877+1,315+1,05)=2,825 кА

максимальний та мінімальний струми к.з. в точці К4

Ік4.max= Іб2/ (xc.min+ xЛ1+xт1 +xЛ3)= 9,16/ (0,73+1,315+1,05+3,023)=1,497 кА

Ік4.mіn= Іб2/ (xc.max+ xЛ1+xт1+ xЛ3)= 9,16/ (0,877+1,315+1,05+3,023)=1,462 кА максимальний та мінімальний струми к.з. в точці К5

Ік5.max = Іб3/ (xc.min+ xЛ1+xт1 +xЛ3+xт3)=

=144,34/ (0,73+1,315+1,05+3,023+3,438)=15,105 кА

Ік5.mіn = Іб3/ (xc.max+ xЛ1+xт1+ xЛ3+xт3)=

=144,34/(0,877+1,315+1,05+3,023+3,438)=14,876 кА

Розрахунок струмів короткого замикання в іменованих одиницях

Визначаємо значення опорів елементів схеми заміщення (рисунок 1.1) в іменованих одиницях:

опори ліній Л1і Л3

xЛ1= xп· l1=0,4·45=18 Ом

xЛ3= xп· l3=0,4·3=1,2 Ом

опори трансформаторів Т1 і Т3

xТ1= Uk%/100 · Uб22 /Sт1=10,5/100 · 6,32/10=0,417 Ом

xТ3= Uk%/100 · Uб32 /Sт3=5,5/100 · 0,42/1,6=0,006 Ом

Визначаємо струми короткого замикання в точках К1 – К5:

максимальний та мінімальний струми к.з. в точці К1

Ік1.max= Uб1/ v3·xc.min= 37/ v3·10=2,136 кА

Ік1.mіn= Uб1/ v3·xc.max= 37/ v3·12=1,78 кА

максимальний та мінімальний струми к.з. в точці К2

Ік2.max= Uб1/ v3· (xc.min+ xЛ1)= 37/ v3· (10+18)=0,763 кА

Ік2.mіn= Uб1/ v3· (xc.max+ xЛ1)= 37/ v3· (12+18)=0,712 кА

максимальний та мінімальний струми к.з. в точці К3

Ік3.max= Uб2/ [v3·(xc.min·(Uб2/ Uб1)2+ xЛ1·(Uб2/ Uб1)2+xт1)]=

= 6,3/ [v3·(10·(6,3/ 37)2+ 18·(6,3/ 37)2+0,417)]=2,96 кА

Ік3.mіn= Uб2/ [v3·(xc.max·(Uб2/ Uб1)2+ xЛ1·(Uб2/ Uб1)2+xт1)]=

=6,3/ [v3·(12·(6,3/ 37)2+ 18·(6,3/ 37)2+0,417)]=2,827 кА

максимальний та мінімальний струми к.з. в точці К4

Ік4.max= Uб2/ [v3· (xc.min·(Uб2/ Uб1)2+ xЛ1·(Uб2/ Uб1)2+xт1 +xЛ3)]=

=6,3/ [v3·(10·(6,3/ 37)2+ 18·(6,3/ 37)2+0,417+1,2)]= 1,498 кА

Ік4.mіn= Uб2/ [v3·(xc.max·(Uб2/ Uб1)2+ xЛ1·(Uб2/ Uб1)2+xт1+xЛ3)]=

=6,3/ [v3·(12·(6,3/ 37)2+ 18·(6,3/ 37)2+0,417+1,2)]= 1,463 кА

максимальний та мінімальний струми к.з. в точці К5

Ік5.max= Uб3/ [v3· ((xc.min+ xЛ1) ·(Uб3/ Uб1)2 +(xт1 +xЛ3) ·(Uб3/ Uб2)2+xт3)]=

= 0,4/ [v3· ((10+ 18) ·(0,4/ 37)2 +(0,417+1,2) ·(0,4/ 6,3)2 +

+0,006)]=14,625 кА

Ік5.mіn= Uб3/ [v3· ((xc.max+ xЛ1) ·(Uб3/ Uб1)2 +(xт1+ xЛ3) ·(Uб3/ Uб2)2+xт3)]=

= 0,4/ [v3· ((12+ 18) ·(0,4/ 37)2 +(0,417+1,2) ·(0,4/ 6,3)2 +

+0,006)]=14,411 кА

Отримані розрахункові значення струмів к.з. зводимо в таблицю 1.1

Таблиця 1.1 - Розрахункові значення струмів к.з.

Розрахункова точка к.з. | К1 | К2 | К3 | К4 | К5

Струм к.з. при розрахунку у в.о., кА | min | 1,779 | 0,712 | 2,825 | 1,462 | 14,876

max | 2,137 | 0,763 | 2,96 | 1,497 | 15,105

Струм к.з. при розрахунку