Релейная защита и автоматика

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

Выбор вводного автомата серии ВА (Dmax)

Расчет защиты высоковольтного асинхронного электродвигателя М

Расчет дифференциальной защиты и газовой защиты Т1

Расчет дифференциальной защиты генератора

Дублирование дифференциальной защиты генератора

АВР и логическая защита шин РУ-6 кВ

Список использованных источников

Выбор вводного автомата серии ВА (Dmax)

Исходя из определения номинального тока расцепителя, необходимо выполнить следующее условие:

где - максимальный рабочий ток защищаемого элемента в длительном режиме.

где - номинальная мощность трансформатора СН, кВА;

.

Для выключателей серии ВА(Dmax):

Выбираем выключатель серии ВА57-43 с .

Необходимо установить регулятор расцепителя в одном из доступных положений. Пределы регулирования номинального тока: 0,63-0,8-1. Устанавливаем регулятор в положении 1. Таким образом:



Третья ступень защиты - максимальная токовая защита.

Ток срабатывания третьей ступени защиты:

Время срабатывания третьей ступени защиты:

Вторая ступень защиты - токовая отсечка с выдержкой времени.

Ток срабатывания второй ступени защиты:

Выставляем ток срабатывания второй ступени:

, где k= 3, 5, 7, 10

Выбираем большее:

Время срабатывания второй ступени защиты:

Первая ступень - токовая отсечка без выдержки времени.

Ток срабатывания первой ступени защиты:

Выбор плавких вставок предохранителей F

Для предотвращения срабатывания предохранителей в нормальном режиме и при бросках тока трансформатора, а так же и в аварийном режиме работы одного из трансформаторов плавкую вставку предохранителей для двухтрансформаторных подстанций выбирают по условию:

где - номинальный ток трансформатора, А.

Выбираем предохранитель серии ПКТ 103-6-100-31,5УЗ -10 с - для обеспечения селективности.

Карта селективности приведена в графической части. Характеристика предохранителя приведена к напряжению 0,4 кВ.

Расчет защиты высоковольтного асинхронного электродвигателя

Выбор типа и мощности электродвигателя

Асинхронный электродвигатель дымососа Pном = 800 кВт, Uном = 6 кВ.

Для выполнения защит от междуфазных к.з. и перегрузок применим

статические полупроводниковые двухступенчатые реле РСТ80-АВ [13].

Защита от междуфазных КЗ

Ток срабатывания защиты:

Где

-коэффициент пуска

-коэффициент мощности (берется из задания)

-коэффициент запаса ([1], стр. 562)

Второе условие выбора уставки отсечки - отстойка от тока подпитки к.з со стороны защищаемого АД.

Сопротивление АД определяется из соотношения:

Начальное значение периодической составляющей с учетом внешнего сопротивления КЛ, через которую АД подключается к шинам подстанции (ААБ - 3Ч95 мм2,0,05км)

Первичный ток срабатывания отсечки, отстраиваемый от тока подпитки внешнего к.з.:

Из двух полученных значений в качестве уставки отсечки выбирается наибольшее :Ic.з=599 А

Коэффициент чувствительности

([1]стр. 562)

Требование чувствительности выполняется.

Проверка трансформатора тока

Выбираем ТТ ТОЛ-10 кт=400/5 и m10=10

Ток срабатывания реле:

Защита от перегрузок

Ток срабатывания защиты:

кзап - коэффициент запаса равен 1.2 ([1]стр. 565)

кв - коэффициент возврата равен 0.9 ([1]стр. 565)

Определяем время срабатывания защиты

Ток срабатывания реле:

Выбираем реле тока РСТ - 80 АВ - 0.2(паралельное соед.)

Диапазон Iср-1-2.24

Диапазон То-2-17.5

Защита от понижения напряжения

Применяется трансформатор напряжения НАМИТ-6

Применены реле минимального напряжения РН-01Е [12], реле времени ВЛ-6U

с выдержкой 9 с - на отключение выключателей линий неответственных потребителей.

Так как синхронные электродвигатели отсутствуют, а самозапуск АД

допускается, вторая ступень защиты не устанавливается.

Для выполнения защит асинхронного электродвигателя применены

промежуточное реле РП-23, указательные реле РЭУ11-20 [12].

Защита от замыканий на землю

Для кабельной линии электродвигателя сечением 95 мм2ААБ на напряжение 6 кВ удельный емкостной ток составляет 0.82А/км. Длина линии 0.06 км

Емкостной ток асинхронного двигателя

где емкость электродвигателя:

Суммарный емкостной ток КЛ и АД:

Ток замыкания на землю

К секции шин 6,3 кВ подключены еще три кабельные линии.

Суммарный емкосной ток присоединений секции шин 6 кВ:

Ток ЗНЗ присоединений РУ-3

Т.к. ток ЗНЗ меньше 10 А то действие защиты выполняет действие на сигнал без выдержки времени.

Ток срабатывания защиты

Принимается трансформатор нулевой последовательности ТЗЛМ-10 с коэфицентом трансформации 25/1

Ток срабатывания реле:

Т.к диапазон уставок реле РСТ-51: 0,2-0,12 то минимальный ток срабатывания защиты

Коэфицент чувствительности защиты:

Где ток трансформатора нулевой последовательности:

Требование чувствительности выполняется.

Для выполнения защиты так же применимо реле времени ВЛ-6U

Расчет дифференциальной защиты и газовой защиты резервного трансформатора собственных нужд

Расчет дифференциальной защиты

Мощность трансформатора Т1

Рассчитываем ток броска намагничивания



Рассчитываем ток небаланса

Где:

-коэффициент однотипности

=0.5 если трансформаторы тока однотипные

=1 если трансформаторы тока разнотипные

- апериодический коэффициент

=2 если применяются обычные реле

=1 если применяются механические реле

-ток короткого замыкания, приведенный к стороне питания

- ток небаланса расчетный обусловлен наличием РПН на трансформаторе(переключает отпайки на стороне ВН, меняет коэффициент трансформации, следовательно изменяется U и изменяется I)

Рассчитываем полный ток небаланса

Рассчитываем ток срабатывания защиты

Где

-коэффициент запаса, принимается равным 1.3 ([1]стр. 500)

Поскольку ток небаланса больше тока броска намагничивания, то расчет ведем по току небаланса.

Определяем коэффициент чувствительности

Где

-ток двухфазного кз,

-ток трехфазного кз

2-нормативное значение ([1]стр. 319)

Предварительная оценка:

Защита должна работать поскольку коэффициент чувствительности более двух.

Выбор трансформаторов тока

наименование	формула	расчеты
		ВН	НН
Ном ток тр-ра
Схема соед-я обмотки тр-ра	-
Схема соед-я ТТ	-
Коэффициент Схемы			1
Коэф-т трансф-и ТТ		200/5	1000/5
Вторичный ном-ный ток

Настройки реле

Трансреактор - это устройство, предназначенное для преобразования тока в напряжение, пропорционально току. Имеет 2 обмотки - основную и уравнительную. На них можно выставить:

	12	16	20	25	30
	0	1	3
	0	1	2

Настройка заключается в подборке числа витков.

Относительный ток срабатывания

	0.4	0.5	0.65	0.9	1.2
	0.8	1	1.3	1.8	2.4

- кратность

За основную сторону трансформатора берем ту, на которой больше. То есть за основную берем сторону НН.

Принимаем:

Ток срабатывания реле:

Магнитодвижущая сила МДС:

Вторичный ток срабатывания реле по основной стороне:

Определяем число витков на основной стороне соответствующей току срабатывания реле

Принимаем ближайшее большее стандартное значение витков

Число витков для неосновных сторон:

ВН

Принимаем

Проверка равенства МДС трансреактора

Данная погрешность допустима.

Третья составляющая тока небаланса возникает и за неточного выравнивания по основной и неосновным сторонам.

Рассчитываем третью составляющую тока небаланса

ВН

Считаем полный ток небаланса

Теперь мы обязаны пересчитать ток срабатывания защиты, так как ток небаланса изменился.

([1]стр. 500)

Пересчитываем ток срабатывания реле

Определяем уставку относительного срока срабатывания реле

Принимаем ближайшее большее значение

Уточняем ток срабатывания защиты

Окончательная проверка чувствительности

Но допустимо т.к больше1.5

Проверка:

ВН: выбираем ТТ ТГФ-200/5 m10=10 ([2]стр. 300)

НН: выбираем ТТ ТЛМ 10 m10=10 ([2]стр. 304)

Газовая защита резервного трансформатора собственных нужд

Газовая защита должна устанавливаться на маслонаполненных трансформаторах мощностью ? 6.3 МВА. Газовая защита позволяет обнаружить повреждение в трансформаторе на ранней стадии. У защиты имеется возможность подключения внешних защит. Используем подключение отключающего контакта газового двухпоплавкового герконового реле BF-50, устанавливаемого на трубопроводе между баком трансформатора и расширителем.

Контакт верхнего поплавка включается в цепь сигнализации. Контакт нижнего поплавка включается в цепь отключения трансформатора.

При срабатывании газовой защиты на отключение производится забор газа/масла из корпуса газового реле для проведения анализа на предмет выявления продуктов горения.

Расчет дифференциальной защиты генератора

Генератор ТВФ-110-2УЗ:

S = 137,5 МВА, cos ц = 0.8, Uном. = 10.5 кВ

Защита выполняется на статических полупроводниковых дифференциальных реле РСТ-15 [18].

Расчетный максимальный ток небаланса (первая составляющая):

где - максимальный ток внешнего к.з. (ток к.з. в точке К3 от одного генератора)

Ток срабатывания защиты:

Номинальный ток защищаемого генератора:

В качестве ТТ выбираем ТШ-20 У3 ([2]стр.302) с коэффициентом трансформации 10000/5 и m10=9

Вторичный ток в плечах защиты, соответствующий номинальной мощности защищаемого генератора:

Предварительная настройка реле РСТ-15

k=1

Ток срабатывания реле, соответствующий

МДС срабатывания реле

Вторичный ток срабатывания реле:

Рассчитываем число витков основной обмотки трансформатора соответствующее выбранному току срабатывания

Принимаем ближайшее стандартное меньшее число витков

Вторая составляющая первичного тока небаланса:

Уточняем значение тока небаланса

Ток срабатывания защиты (уточненное значение):

Принимаем ближайшее большее значение

Уточняем первичный ток защит

Оцениваем чувствительность

Проверка трансформаторов тока:

Выбранный трансформатор тока подходит по допустимой кратности перегрузки.

Расчет и выбор параметров срабатывания (уставок) защит генераторов для терминала «Сириус-ГС» (продольная дифференциальная защита)

Продольная дифференциальная защита (ДЗ) является основной защитой генератора и относится к защитам с абсолютной селективностью. В зону действия этой защиты входит вся статорная обмотка и выводы защищаемого синхронного генератора. Продольная ДЗ работает без выдержки времени. Это уменьшает разрушения в генераторе при междуфазных КЗ, обеспечивает устойчивость параллельно работающих синхронных машин и минимизирует длительность переходного процесса в сети.

Синхронные генераторы обладают высоким значением индуктивного сопротивления прямой последовательности. Установившееся значение тока трехфазного КЗ на выводах синхронного генератора в отношение короткого замыкания (ОКЗ) раз превышает номинальный ток генератора. Как правило, ОКЗ синхронных генераторов лежит в диапазоне 0,55 - 1,25. Поэтому ПУЭ требует обеспечить ток срабатывания продольной ДЗ генераторов не более:

Это позволяет обеспечить высокую чувствительность защиты.

1 Участок

Кторм=0, =

Конечной точкой 1 участка является точка B, в которой ток торможения равен

3 Участок

При условии <0.3

Выбираем

Конечной точкой 3 участка является точкой C, в которой ток торможения равен

2 Участок

При условии <0.1

Выбираем

При выборе уставок дифференциальной защиты с торможением согласно рекомендациям изготовителя, условие чувствительности заведомо выполняется, поэтому расчет коэффициента чувствительности не производится.

Тормозная характеристика защиты приведена в графической части

АВР и логическая защита шин РУ-6 кВ

АВР на секционном выключателе РУ-6 кВ

Устройство АВР выполнено на основе реле РС80-АВР. Устройство получает сигналы от трансформаторов напряжения обеих секций. При исчезновении напряжения на одной из секций устройство АВР должно отключить вводной выключатель этой секции. Для этого в схеме АВР имеется пусковой орган минимального напряжения.

Минимальный пусковой орган напряжения не должен срабатывать при понижениях напряжения на шинах до Uост.К , вызванных короткими замыканиями, а также при самозапуске электродвигателей после отключения поврежденного элемента (Uост.сам.зап.).

Принимается меньшее значение напряжения срабатывания Uc.1 из приведенных выше условий. Это обеспечивается при расчете Uc1. по формуле:

что соответствует первичному значению 1500-2400 В.

Необходимо также выбрать выдержку времени tАВР1 и обеспечить возврат пускового органа минимального напряжения в исходное состояние

Для расчета выдержки времени АВР принимается наибольшую выдержку времени защит присоединений плюс ступень селективности.

В данном расчете (защиты от к.з. - токовые отсечки + МТЗ):

tАВР1 ? tс.з.МТЗ max + Дt = 0.4 + 0.3 = 0.7 с

Принимается tАВР1 = 2 с.

Действие устройства АВР имеет смысл при наличии напряжения на резервном источнике питания. Поэтому пусковой орган АВР контролирует наличие напряжения на резервной секции шин. Это обеспечивается выбором его напряжения срабатывания по условию:



что соответствует первичному значению 3900-4200 В.

Требование однократности АВР удовлетворяется, если продолжительность воздействия на включение секционного выключателя составит

tАВР2 = tв.в. + tзап. = 0.1 + 0.4 = 0.5 с

где tв.в. - время включения выключателя;

tзап. = 0,3 ч 0,5 с - время запаса.

Логическая защита шин РУ-6 кВ

Принцип действия логической защиты шин основан на сравнении поведения защит питающих элементов и отходящих фидеров при КЗ: защита одного из отходящих фидеров запустилась - КЗ на отходящем фидере, не запустилась ни одна из защит отходящих фидеров - КЗ на шинах.

При коротком замыкании на отходящем фидере пускаются зашиты (срабатывают токовые реле) на этом фидере и на питающих элементах секции (ввод трансформатора или секционный выключатель). При КЗ на отходящем фидере по факту пуска его защиты блокируется отключение питающих элементов без выдержки времени. При КЗ на шинах распредустройства защиты отходящих фидеров не пускаются, и при пуске защиты питающего элемента разрешается ее работа без выдержки времени на отключение.

Схема логической защиты приведена в графической части.

Список использованных источников

Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учебник для вузов/В.А. Андреев. - 6-е изд., стер. - М.: Высш. Шк., 2008. - 639с.:ил.

Упит А.Р., Банкин С.А. Релейная защита и автоматика в системах ЭПП: Методические указания для студентов специальности «Электроснабжение»: Алт. гос. тех. у-нт. им. И. И. Ползунова.- Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2004. - 51 с. автоматика релейный электродвигатель предохранитель

Шабад М.А. Расчет релейной защиты и автоматики распределительных сетей: Монография М.А. Шабад - СПб.: НЭИПК, 2003 4-е изд. перераб. и доп. - 350 стр.

Овчинников В.В. Защита электрических сетей 0,4 - 35 кВ (часть 1). - М.: НТФ «Энергопрогресс», 2002. - 64с.

Овчинников В.В. Защита электрических сетей 0,4 - 35 кВ (часть 2. Приложения). - М.: НТФ «Энергопрогресс», 2002. - 88с.

Правила устройства электроустановок - изд.7-е.- М.: Энергоатомиздат, 2003. - 646с.

Шабад М.А. Защита трансформаторов 10 кВ. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 144с.

Релейная защита систем электроснабжения: Методические указания к выполнению курсового проекта. - Вологда, ВоГТУ, 2005. - 40с.

НеклепаевБ.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. Пособие для вузов - 4=е изд. Перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608с.

Размещено на Allbest.ru