Главная
База знаний "Allbest"
Физика и энергетика
Розробка релейного захисту для схеми електропостачання промислового підприємства
Розробка релейного захисту для схеми електропостачання промислового підприємства
Визначення параметрів елементів схеми заміщення. Захист від багатофазних коротких замикань. Струмовий захист нульової послідовності від замикання на землю. Автоматика включення батареї при зниженні напруги. Захист від замкнень на землю в обмотці статора.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 23.08.2012 |
| Размер файла | 5,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
В цьому випадку пристрій АВР повинен спочатку дати команду на відключення вимикача робочого живлення, а потім на включення СВ. для фіксації зникнення живлення в схемі пристрою АВР використовується пусковий орган мінімальної напруги, який складається з наступних елементів:
- мінімальних реле напруги KV1, KV2 ( KV4, KV5 ), фіксуючих зниження напруги на своїй секції шин;
- максимального реле напруги, контролюючої наявність напруги на сусідній секції шин KV3 (KV6);
- реле часу КТ1 (КТ2), що створює сповільнення в подачі команди на відключення вимикача робочого живлення Q6; аналогічним чином виконується схема відключення вимикача робочого живлення Q7 іншої секції.
Після відключення робочого вимикача Q6 або Q7 замикається контакт відповідного реле положення «Відключено» РПО Q6 (Q7) або їх блок - контакти в ланцюзі включення секційного вимикача СВ, що подає резервне живлення від сусідньої секції.
Для виконання однієї з найважливіших вимог до пристроїв АВР - одноразовості дії - в схемі встановлюється спеціальне проміжне реле із сповільненим поверненням (реле РОВ).
9.4 Вибір уставок пристрою АВР
9.4.1 Захист мінімальної напруги
Для захисту мінімальної напруги вибираються наступні уставки:
- напруга спрацьовування, тобто така напруга, при якій Відпадає якір реле, що здійснює контроль зникнення напруги на ділянці, що захищається (секція шин 10кВ);
- час спрацьовування, тобто час між моментом зникнення напруги на ділянці мережі, що захищається, і подачею імпульсу на відключення вимикача основного живлення;
- напруга контролю, тобто напруга, при якій повертається реле, що здійснює контроль наявності напруги на резервному джерелі живлення.
9.4.2 Реле, що контролює зникнення напруги
Реле, що контролює зникнення напруги, повинні відпадати при повному її зникненні або зниженні до величини, при якій не забезпечується нормальна робота споживачів. З цієї точки зору можна було б прийняти уставку по напрузі біля (0,5--0,6) Uном. Проте при виконанні захисту мінімальної напруги прагнуть забезпечити, щоб вона по можливості не приходила в дію при пошкодженнях в живлячій мережі 35--220 кВ, а також щоб не спрацьовувала при перегоранні одного із запобіжників в ланцюгах напруги. Тому прийнято настроювати напругу спрацьовування реле порядку 0,4UНОМ.
Напруга спрацьовування мінімальних реле напруги:
,
где коефіцієнт трансформації ТН.
Приймається реле мінімальної напруги типу РН -54/160.
9.4.3 Реле контролю наявності напруги
Уставку реле контролю наявності напруги доцільно приймати можливо ближче до номінальної напруги, щоб при підключенні нового навантаження до резервного джерела був забезпечений самозапуск загальмованих двигунів ( живлених від секції шин, що втрачала напругу).
Приймається напруга спрацьовування реле рівним 0,7UНОМ. Напруга спрацьовування максимального реле напруги, контролюючої напругу на резервному джерелі:
Приймається реле типу РН-53/200 з діапазоном уставок 50 - 100 В.
9.4.4 Час спрацьовувань захисту мінімальної напруги
Час спрацьовувань захисту мінімальної напруги вибирається так, щоб вона не встигла допрацювати і подіяти на відключення в циклі АПВ або АВР живлячого джерела.
Захист узгоджується з циклом АПВ живлячої лінії.
Живляча лінія має два ступені захисту СВ(струмова відсічка) і МСЗ причому лінія повністю захищається СВ з часом спрацьовування захисту , приймаємо .
Час включення вимикачів 10 кВ--0,05с, час відключення вимикачів 10кВ--0,025с. Час включення вимикачів 35кВ--0,12с, час відключення вимикачів 35кВ--0,065с. Для захисту, що розглядається, мінімальної напруги передбачається застосувати реле ЭВ-134 з :
Тобто, приймається
У разі зникнення напруги на другій секції захист мінімальної напруги відключає вимикач Q7 який своїм допоміжним контактом SQ7.3 і замкнутий в робочому стані схеми контакт KLC2.2 реле KLC2 подає імпульс на котушку включенияYAC8 вимикача Q8.
Через наявність на першій секції синхронного двигуна СД дія АВР при відключенні вимикача Q6 відбуватиметься по іншому .
Після відключення вимикача Q6, що живить першу секцію, необхідно заздалегідь відключити вимикач Q9 синхронного двигуна і лише потім включити секційний вимикач Q8.
Відключення вимикача Q9 синхронного двигуна проводиться від допоміжного контакту SQ6.4 вимикача Q6 при його відключенні. У ланцюзі відключення передбачена накладка SX2 для виводу ланцюга відключення з дії, що необхідне на випадок живлення обох секцій від трансформатора Т2 при замкнутому секційному вимикачі. Після відключення вимикача синхронного електродвигуна його допоміжним контактом SQ9.2 буде замкнутий ланцюг на включення вимикача Q8.
9.4.5 Вибір уставки реле одноразовості включення
Як реле одноразовості включення використовується реле типу РП-252 для якого повинно бути заданий час його відпадання. Час на відпадання при знятті з нього напруги визначається за наступною формулою:
де час включення секційного вимикача Q8 дорівнює 0,05с;
час запасу приймається рівним 0,55с.
Рис.16. Пояснююча схема, струмові ланцюги і ланцюги напруги секційного вимикача 10 кВ.
Рис.17. Оперативні ланцюги схеми захисту і АВР секційного вимикача 10кВ.
10. Захист силових трансформаторів
Згідно з ПУЕ для трансформаторів повинні бути передбачені пристрої релейного захисту від наступних видів пошкоджень і ненормальних режимів роботи:
1. Багатофазних КЗ в обмотках і на виводах;
2. Однофазних КЗ в обмотках і на виводах, приєднаних до мережі із заземленою нейтраллю;
3. Виткових замкнень в обмотках;
4. Струмів в обмотках, викликаних зовнішніми КЗ;
5. Струмів в обмотках, викликаних перевантаженням;
6. Зниження рівня масла;
7. Підвищення температури верхніх шарів масла.
10.1. Захист від багатофазних КЗ в обмотках і на виводах.
Для захисту від багатофазних КЗ в обмотках і на виводах передбачається повздовжній диференціальний захист. Вибираються уставки диференціального захисту з реле типу РНТ-565 двообмоткового трансформатора 6300 кВА .
1. Струми короткого замикання відповідно до приведених розрахунків.
Точка К5 - шини 10кВ:
2. Визначаються середні значення первинних і вторинних номінальних струмів для всіх сторін захищається трансформатора (табл.10-1).
Таблиця.1 Визначення вторинних струмів в плечах захисту
|
35кВ |
11кВ |
||
|
Первинні струми |
|
|
|
|
Коефіцієнт трансформації |
|
|
|
|
Схема з'єднання ТС |
|
|
|
|
Вторинні струми |
|
|
Визначається первинний розрахунковий струм небаланса, без урахування складової , оскільки невідомо, наскільки точно вдасться в ході розрахунку підібрати числа витків обмоток НТТ реле. Первинний струм небаланса, приведений до регульованої сторони ВН:
,
де приймається рівним половині сумарного діапазону регулювання напруги на стороні ВН.
3. Визначається попереднє, без урахування , значення струму спрацьовування захисту за умовою відлаштування від струму небаланса:
.
За умовою відлаштування від стрибка струму намагнічення:
де і відповідає крайньому «-» положенню регулятора РПН і
Попередньо приймається що складає 278,6% середнього значення
Диференційний захист з такою уставкою вважається надзвичайно грубим і, отже, малоефективним навіть в тому випадку, якщо для нього буде отриманий передбачений ПУЕ мінімальний коефіцієнт чутливості. Тому краще застосувати реле серії ДЗТ-11, які забезпечують відлаштування (неспрацьовування) диференційного захисту від струмів небаланса при зовнішніх КЗ за допомогою гальмування циркулюючим в плечах захисту струмом КЗ. Такий захист практично завжди може мати струм спрацьовування не більш Тому подальший розрахунок проводиться для диференційного захисту з гальмуванням з реле типу ДЗТ-11.
4. Визначається місце включення гальмівної обмотки реле типу ДЗТ-11. Гальмівна обмотка включається в плече 10кВ.
5. Струм спрацьовування захисту вибирається тільки за умовою відлаштування від стрибка струму намагнічення:
де максимальне значення за паспортними даними при .
6. Проводиться попередня перевірка чутливості при пошкодженні в зоні її дії при двофазному КЗ в точці К5, тобто на ошиновці 10 кВ трансформатора:
7. Визначаються кількість витків обмоток ДЗТ для вирівнювання МРС.
Розрахунки зведені в таблицю 2.
Таблиця 2. Розрахунок числа витків НТТ реле для основної і неосновної сторін.
|
№ п/п |
Назва величини |
Метод визначення |
Числове значення |
|
|
1 |
Струм спрацювання на основній стороні |
|||
|
2 |
Розрахункова кількість витків НТТ для основної сторони |
|||
|
3 |
Попередньо прийнята кількість витків основної сторони (найближче ціле) |
|||
|
4 |
Відповідний струм спрацювання на основній стороні |
|||
|
5 |
Розрахункова кількість витків НТТ для неосновної сторони |
|||
|
6 |
Попередньо прийнята кількість витків основної сторони (найближче ціле) |
|||
|
7 |
Струм спрацювання на неосновній стороні |
|||
|
7 |
Струм спрацювання на неосновній стороні |
|||
|
№п/п |
Назва величини |
Метод визначення |
Числове значення |
|
|
8 |
Складова первинного , яка обумовлена округленням |
|||
|
9 |
Первинний розрахунковий струм небаланса з врахуванням |
|||
|
10 |
Струм спрацювання на основній стороні |
|||
|
11 |
Струм спрацювання на неосновній стороні |
|||
|
12 |
Кількість витків гальмівної обмотки |
|||
|
13 |
Кінцева прийнята кількість витків гальмівної обмотки |
|||
|
14 |
Ампервитки, при номінальному струмі обмоток трансформатора (перевірка) |
|||
|
15 |
Кінцева прийнята кількість витків обмотки НТТ для основної і неосновної сторін |
|||
|
16 |
Коефіцієнт чутливості захисту при двофазному КЗ на стороні НН |
10.2 Захист від струмів, викликаних зовнішніми КЗ
Передбачаємо установку МСЗ трансформатора з боку НН і ВН.
10.2.1 Максимальний струмовий захист (МСЗ) на стороні НН 10 кВ
Призначення захисту - захист секції 10 кВ і резервування захистів 10кВ елементів, що відходять від шин.
Вибираємо струм спрацьовування МСЗ на стороні 10 кВ виконаної за схемою неповної зірки з двома реле типу РТ- 40 (КА9,КА10, КА11):
а) струм спрацьовування захисту за умовою неспрацьовування захисту при післяаварійних перевантаженнях :
,
де - номінальний струм трансформатора;
- коефіцієнт надійності;
- коефіцієнт самозапуска навантаження;
- коефіцієнт повернення реле.
б) узгодження з захистом попередніх елементів (МСЗ секційного вимикача 10кВ):
де коефіцієнт надійності узгодження, рівний 1.2.
Виходячи з двох умов приймається
Струм спрацьовування реле визначається з виразу:
де - коефіцієнт трансформації трансформатора струму ТС рівний 600/5;
Приймається реле типу РТ-40/20 з'єднання котушок паралельне, межі уставок струму спрацьовування реле 10--20 А.
Перевіряється чутливість при двофазному КЗ на шинах 10кВ в мінімальному режимі системи:
Приймаємо до встановлення реле типу РТ40/10, з'єднання котушок паралельне, межі уставок струму спрацювання реле 5-10 А.
Вибирається час спрацьовування захисту за узгодженням з найбільшою витримкою часу попередніх елементів, а саме з МСЗ кабельної лінії, яка має витримку часу 1,6 с:
де час спрацьовування попереднього захисту (МСЗ секційного вимикача);
ступінь селективності рівна 0,4 с.
МСЗ сторони НН 10 кВ з першою витримкою часи 2,5 з діє на відключення вимикача сторони НН 10 кВ, а з другою рівною 3,0 з діє на вихідні реле трансформатора.
10.2.2 Струмова відсічка сторони НН 10 кВ
Схема струмової відсічки виконується двофазною з двома реле типу РТ-40 (КА7,КА8) із сповільненням на спрацьовування 0,15-0,2с. Струмова відсічка дозволяє блокувати себе зовнішнім сигналом, що подається струмовим блокуючим органом ЛЗШ.
Уставка струмової відсічки вибирається з умови забезпечення коефіцієнта чутливості до двофазних КЗ на шинах 10 кВ секції порядку двох . При КЗ на елементах, що відходять, струмова відсічка вводу 10 кВ блокується логічним захистом шин (ЛЗШ). При КЗ на шинах секції 10 кВ ЛЗШ не блокує струмову відсічку вводу 10 кВ трансформатора і захист відключає вимикач вводу 10 кВ трансформатора.
Струм спрацьовування струмової відсічки вибирається з виразу:
.
Струм спрацьовування реле визначається з виразу:
Трансформатор струму з коефіцієнтом трансформації
Приймається реле типу РТ- 40/20. З'єднання котушок паралельне, межі уставок струму спрацьовування реле 10 - 20 А.
Вихідне реле передбачається з уповільненням на спрацьовування 0,15-0,2с для чого встановлюється проміжне реле типу РП-251/220В або йому аналогічне.
10.2.3 Логічний захист шин 10 кВ (ЛЗШ)
Короткі замикання на шинах комплектних розподільчих пристроїв, приводять до швидкого руйнування пошкодженої і суміжних осередків, якщо вони відключаються максимальним захистом введення 10 кВ. Тому проектом передбачається застосування логічного захисту шин 10 кВ.
Принцип дії струмового логічного захисту шин показаний на рис.18. Струмові блокуючі органи ЛЗШ виводяться від кожного фідера на шинки блокування ЛЗШ і потрапляють на вихідне проміжне реле KL, контакти якого введені в ланцюзі відключення струмової відсічки введень 10 кВ секційного вимикача. При короткому замиканні в точці К2 спрацьовує захист фідера і її блокуючий струмовий орган і в струмова відсічка вводу 10 кВ і СВ (при живленні секції від СВ) подається блокуючий сигнал, що виводить з дії відсічки. При КЗ в точці К1, тобто на шинах, струм КЗ не протікає ні в одному захисті лінії, що відходить, тому відсічка не блокується, і працює на відключення живлячого вводу 10 кВ (або секційного вимикача, якщо від нього живиться секція).
Рис. 18. Принцип дії струмового логічного захисту шин.
Рис. 19. Схема блокування ЛЗШ--10 кВ 1 і 2 секцій 10 кВ.
10.2.4 Максимальний струмовий захист (МСЗ) на стороні ВН 35 кВ
Призначення захисту - захист від зовнішніх КЗ і для резервування основних захистів трансформатора.
Вибираємо струм спрацьовування МСЗ на стороні ВН 35 кВ, виконаній по схемі неповної зірки з трьома реле типу РТ-40 (КА1,КА2,КА3).
а) струм спрацьовування захисту за умовою неспрацьовування захисту при післяаварійних перевантаженнях :
,
де - номінальний струм трансформатора;
- коефіцієнт надійності;
- коефіцієнт самозапуска навантаження;
- коефіцієнт повернення реле.
б) узгодження з захистом попередніх елементів (МСЗ трансформатора на стороні 10 кВ, зведений до сторони 35 кВ):
де коефіцієнт надійності узгодження рівний 1.2.
Виходячи з двох умов приймається
Струм спрацьовування реле визначається з виразу:
де - коефіцієнт трансформації трансформатора струму ТС рівний 300/5;
Приймається реле типу РТ-40 / 20 з'єднання котушок паралельне, межі уставок струму спрацьовування реле 10--20 А.
Перевіряється чутливість при двофазному КЗ на шинах 10кВ в мінімальному режимі системи:
Приймаємо до встановлення реле типу РТ40/10, з'єднання котушок паралельне, межі уставок струму спрацювання реле 5-10 А.
Вибирається час спрацьовування захисту за узгодженням з найбільшою витримкою часу попередніх елементів:
де час спрацьовування попереднього захисту (МСЗ сторони НН 10кВ);
ступінь селективності - 0,5 с.
Приймається до встановлення реле часу серії ЭВ-122 з межею уставок за часом 0,25 - 3,5с.
МСЗ сторони 35 кВ з першою витримкою, рівною -2,6 с, діє на відключення вимикача сторони нижчої напруги 10 кВ, а з другою, рівною 3,0 с, на відключення вимикачів трансформатора з усіх боків через вихідні реле.
10.3 Захист від струмів в обмотках, викликаних перевантаженням
Перевантаження трансформатора звичайно буває симетричним, тому захист від перевантаження виконується за допомогою максимального струмового захисту, включеного на струм однієї фази (КА4). Захист діє з витримкою часу на сигнал.
Струм спрацьовування захисту:
де - коефіцієнт надійності;
- коефіцієнт повернення реле.
Струм спрацьовування реле визначається з виразу:
де - коефіцієнт трансформації трансформатора струму ТС рівний 300/5;
Приймається реле типу РТ-40 / 6 з'єднання котушок послідовне, межі уставок струму спрацьовування реле 1,5--3 А.
Час спрацьовування захисту приймається рівним 9,0 с із з дією на сигнал.
Орган затримки приймається як реле часу серії ЭВ-134 з межею уставок за часом 0,5--9,0 с.
10.4 Захист трансформатора від перегріву масла
Для контролю за температурою верхніх шарів масла встановлюється термометр електроконтакта типу ТСМ-100 (KST1). Згідно з Правилами технічної експлуатації електростанцій і мереж температура масла в трансформаторах не повинна перевищувати +95оС. Тому, враховуючи теплову інерцію масла, контакти термосигналізатора встановлюють так, щоб вони подавали сигнал при досягненні маслом температури +75--80оС. При підвищенні температури масла до +750С--80оС подається попереджувальний сигнал про перегрів масла для проведення заходів по ліквідації ненормального режиму.
10.5 Захист РПН від перевантаження
Для попередження пошкодження контакторів пристрою РПН передбачається блокування роботи РПН при перевантаженні трансформатора, для чого передбачається струмове реле (КА6) з уставкою спрацьовування:
Струм спрацьовування реле:
де - коефіцієнт трансформації трансформатора струму ТС рівний 300/5;
При спрацьовуванні цього реле блокується схема управління і автоматики РПН.
10.6 Захист трансформатора від зниження рівня масла в розширювачі основного бака трансформатора
Захист трансформатора від зниження рівня масла в розширювачі основного бака трансформатора здійснюється за допомогою реле РУМ (KSL), яке у разі зниження рівня масла в розширювачі подає звуковий сигнал оперативному персоналу.
10.7 Газовий захист основного бака трансформатора
Газовий захист призначений для захисту силового трансформатора з масляним заповненням з розширювачем, від всіх видів пошкоджень всередині трансформатора, коли під дією дуги розкладається масло (виткові замкнення, міжфазні КЗ всередині трансформатора), а також зниження рівня масла нижче за газове реле. Газове реле встановлюється в розсічку труби, яка сполучає бак трансформатора з розширювачем. Захист виконується за допомогою газового реле типу РЗТ-50, оскільки трансформатор має потужність 6300 кВА, тобто менше 16000 кВА.
При незначному виділенні газу газове реле замикає контакти, діючі на сигнал (сигнальний елемент газового реле - перший ступінь).
При серйозному пошкодженні всередині бака відбувається кидок масла або поява великого об'єму газу, що відключає елемент газового реле (друга ступінь) і діє відразу на відключення трансформатора. Відключаючий елемент спрацьовує також за відсутності масла в газовому реле. Нормально це відбувається при витіканні масла з бака, коли масло цілком вийшло з розширювача і газового реле.
Для забезпечення надійного відключення вимикачів трансформатора при короткочасних замиканнях контактів газового реле, виконано самоутримання вихідних проміжних реле.
Захист виконується з можливістю перекладу дії відключаючого контакту на сигнал.
10.8 Газовий захист бака РПН
Оскільки трансформатор з регулюванням під навантаженням (РПН), для захисту баку пристрою РПН від пошкоджень усередині нього приймається струменеве реле типу РЗТ-25/10. У реле тільки один відключаючий елемент--заслінка замість поплавця. Спрацьовування реле викликає кидок масла, що відбувається при перекритті усередині відсіку РПН; необхідності використовування в цьому випадку газового реле немає, оскільки виділення з масла деякої кількості газу в процесі роботи контактора - нормальне явище.
Перемикаючий пристрій не має захисту від відходу масла з бака РПН, тому контакти “min” масловказівника рівня масла контактора перемикаючого пристрою трансформатора з РПН задіяно на відключення трансформатора.
На кришці перемикаючого пристрою встановлена захисна мембрана, яка спрацьовує у разі неспрацьовування захисного реле (струменевого), тобто вона є запасним захистом.
10.9 Автоматика включення охолоджування трансформатора
На трансформаторах з примусовою циркуляцією повітря і природною циркуляцією масла ( система охолоджування Д) електродвигуни вентиляторів повинні автоматично включатися при досягненні температури масла до +55оС або номінального навантаження незалежно від температури масла і відключатися при зниженні температури масла до +50оС, якщо при цьому струм навантаження менший за номінальний. У зв'язку з цим, проектом передбачається встановлення контактного манометричного термометра типу ТСМ-100 (КST-2) з уставкою +55оС на включення і +50оС на відключення охолоджування трансформатора. Для контролю струмового навантаження передбачається установка струмового реле (КА5) на стороні ВН з уставкой за струмом рівною номінальному струму трансформатора.
10.10 Логічний захист шин 35 кВ
Як струмовий блокуючий орган використовується максимальний струмовий захист сторони ВН 35 кВ трансформатора Т1 (Т2) , який при спрацьовуванні миттєвим контактом реле часу посилає блокуючий імпульс на дискретний вхід захисту введення 35 кВ Q1 (Q2) і секційного вимикача Q3.
Рис.20. Розподіл струмів а) і векторні діаграми б) і в) струмів прямої і зворотної послідовності повних струмів на сторонах ВН і НН при двофазному КЗ за трансформатором з схемою з'єднання Y/Д-11.
Рис. 21. Пояснююча схема, струмові ланцюги і ланцюги напруги захисту силового трансформатора 6300 кВА.
Рис. 22. Ланцюги керування і сигналізації.
Рис.23 . Ланцюги керування і сигналізації
11. Секційний вимикач 35 кВ
На секційному вимикачі передбачаються наступні захисти і автоматика:
1. Струмова відсічка.
2. Максимальний струмовий захист з прискоренням при ручному і автоматичному включенні.
3. Автоматичне включення резерву (АВР).
4. Логічний захист шин 35 кВ.
11.1 Струмова відсічка
Схема струмової відсічки приймається двофазною двохрелейною з реле типу РТ-40 (КА-1, КА-2) і вихідним реле KL. Трансформатори струму типу ТФЗМ- 35 з коефіцієнтом трансформації 300/5, встановлені у фазах А і С.
Уставка струмової відсічки вибирається з умови забезпечення коефіцієнта чутливості захисту до двофазних КЗ на шинах 35 кВ порядку двох. При короткому замиканні на трансформаторах струмова відсічка СВ-35 блокується логічним захистом шин (ЛЗШ). При КЗ на шинах секції 35 кВ ЛЗШ не блокує струмову відсічку СВ-35 і захист відключає СВ-35 (при живленні від СВ-35).
Струм спрацьовування струмової відсічки вибирається згідно з виразом:
.
Струм спрацьовування реле визначається з виразу:
Приймається реле типу РТ-40/20. З'єднання котушок паралельне. Межі уставок струму спрацьовування реле 10--20 А.
Вихідного реле приймається як проміжне реле зі сповільненням на відпадання 0,15 с типу РП--252.
11.2 Максимальний струмовий захист СВ-35
Схема максимального струмового захисту приймається двофазною трьохрелейною з реле типу РТ--40 (КА3, КА4, КА5), реле часу KT типу ЭВ-122 з межами уставок за часом 0,25--3,5 с.
Захист повинен забезпечувати наступні умови:
а) не спрацьовування захисту при післяаварійних перевантаженнях, які можуть виникнути при виводі в ремонт одного з трансформаторів, коли навантаження через СВ-35 складатиме 1,4 ЙНОМ.
б) за умовою узгодження за струмом і часом з МСЗ трансформаторів:
1. Струм спрацьовування захисту при післяаварійних перевантаженнях визначається з виразу:
,
де - номінальний струм трансформатора;
- коефіцієнт надійності;
- коефіцієнт самозапуска навантаження;
- коефіцієнт повернення реле.
2. Струм спрацьовування за умовою узгодження з МСЗ трансформатора 6300 кВА :
де коефіцієнт надійності узгодження рівний 1,1.
Виходячи з двох умов приймається більше значення струму, а саме:
Коефіцієнт чутливості визначається при двофазному КЗ в основній зоні, тобто на шинах 35 кВ:
Коефіцієнт чутливості при двофазному КЗ на шинах 10 кВ трансформатора в точці К5 в зоні резервування:
Час спрацьовування захисту узгоджується з часом МСЗ сторони ВН трансформатора і визначається з виразу:
де час спрацьовування попереднього захисту;
ступінь селективності - 0,4 с.
Приймається до установки реле часу типу ЭВ-122 з межею уставок за часом 0,25--3,5 с. Передбачається прискорення МСЗ СВ на прослизаючому контакті реле часу МСЗ до 0,5 с на час 1,0 с при ручному і автоматичному включенні секційного вимикача 35 кВ.
11.3 Пристрій автоматичного включення резерву (АВР) на секційному вимикачі шин 35 кВ
Підстанція живиться по двох лініях 35 кВ Л1 і Л2. Перша лінія приходить на 1-у секцію 35кВ, друга лінія на 2-у секцію 35кВ.
Нормальний початковий стан : вимикачі Q1 і Q2 включені, а секційний вимикач СВ (Q3) відключений.
При аварійному відключенні однієї з ліній живлення споживачів повинне автоматично перемикатися на іншу лінію. Це виконується шляхом автоматичного включення секційного вимикача СВ, який з'єднує дві секції підстанції, що живляться від першої і другої лінії 35кВ. Відповідно до існуючих вимог схема двостороннього АВР на підстанції повинна приходити в дію при зникненні живлення будь-якої з секцій, яке може відбутися при аварійному, помилковому або мимовільному відключенні вимикача робочого живлення (Q1 або Q2), а також у разі зникнення напруги на секції без відключення цього вимикача. Останнє відбувається при відключенні живлячих ліній 35кВ.
В цьому випадку пристрій АВР повинен спочатку дати команду на відключення вимикача робочого живлення, а потім на включення СВ. Для фіксації зникнення живлення в застосованій схемі пристрою АВР використовується пусковий орган мінімальної напруги.
11.4 Вибір уставок пристрою АВР
11.4.1 Захист мінімальної напруги
Для захисту мінімальної напруги вибираються наступні уставки:
- напруга спрацьовування, тобто така напруга, при якій Відпадає якір реле, що здійснює контроль зникнення напруги на ділянці, що захищається (секція шин 35кВ);
- час спрацьовування, тобто час між моментом зникнення напруги на ділянці мережі, що захищається, і подачею імпульсу на відключення вимикача основного живлення;
- напруга контролю, тобто напруга, при якій повертається реле, що здійснює контроль наявності напруги на резервному джерелі живлення.
11.4.2 Реле, що контролюють зникнення напруги
Реле, що контролюють зникнення напруги, повинні відпадати при повному її зникненні або зниженні до величини, при якій не забезпечується нормальна робота споживачів. З цієї точки зору можна було б прийняти уставку по напрузі приблизно (0,5--0,6)Uном. Проте при виконанні захисту мінімальної напруги прагнуть забезпечити, щоб вона по можливості не приходила в дію при пошкодженнях в живлячій мережі 35--220 кВ, а також щоб не спрацьовувала при перегоранні одного із запобіжників в ланцюгах напруги. Тому прийнято налаштовувати напругу спрацьовування реле порядку 0,4UНОМ.
Напруга спрацьовування мінімальних реле напруги:
,
де - коефіцієнт трансформації ТН.
Приймається реле мінімальної напруги типу РН -54/160.
11.4.3 Реле контролю наявності напруги
Уставку реле контролю наявності напруги доцільно приймати по можливості ближче до номінальної напруги, щоб при підключенні нового навантаження до резервного джерела був забезпечений самозапуск загальмованих двигунів (живлених від секції шин, що втрачала напругу).
Приймається напруга спрацьовування реле рівною 0,7UНОМ.
Напруга спрацьовування максимального реле напруги, що контролює напругу на резервному джерелі:
Приймається реле типу РН-53/200 з діапозоном уставок 50 - 100 В.
11.4.4 Час спрацювання
Час спрацьовувань захисту мінімальної напруги вибирається так, щоб він не встиг допрацювати і подіяти на відключення в циклі АПВ або АВР живлячого джерела.
Захист узгоджується з циклом АПВ живлячої лінії.
Живляча лінія має два ступені захисту СВ (струмова відсічка) і МСЗ причому лінія повністю захищається СВ з часом спрацьовування захисту , приймаємо .
Час включення вимикачів 10 кВ--0,05с, час відключення вимикачів 10кВ--0,025с. Час включення вимикачів 35кВ--0,1с, час відключення вимикачів 35кВ--0,065с. Для захисту мінімальної напруги передбачається застосувати реле типу ЭВ-134 з :
Тобто, приймається
У разі зникнення напруги на другій секції захист мінімальної напруги відключає вимикач Q2, який своїм допоміжним контактом SQ2.3 і замкнутий в робочому стані схеми контакт KLC2.2 реле KLC2 подає імпульс на котушку включення YAC3 вимикача Q3.
11.4.5 Вибір уставки реле одноразовості включення
Як реле одноразовості включення використовується реле типу РП-252 для якого повинен бути заданий час його відпадання. Час на відпадання при знятті з нього напруги визначається за наступною формулою:
де час включення секційного вимикача Q3, що дорівнює 0,1 с;
час запасу приймається рівним 0,55 с.
Рис.24. Пояснююча схема. Ланцюги струму і напруги
Рис. 25. Схема оперативних ланцюгів захисту і АВР секційного вимикача 35 кВ.
12 Живляче введення лінії 35 кВ Л 1(Л2) вимикач Q1(Q2)
На введеннях 35кВ Q1(Q2) живлячих ліній Л1 (Л2) передбачається виконання струмових відсічок, що дозволяють блокувати себе зовнішнім сигналом, який подається на дискретний вхід.
Схема струмової відсічки приймається двофазною дворелейною з реле типу РТ-40 (КА-1, КА-2) і вихідним реле KL. Трансформатори струму типу ТФЗМ- 35 з коефіцієнтом трансформації 300/5, встановлені у фазах А і С.
Уставка струмового відсічення вибирається з умови забезпечення коефіцієнта чутливості захисту до двофазних КЗ на шинах 35 кВ порядку двох. При короткому замиканні на трансформаторах струмова відсічка введення 35 кВ Q1(Q2) блокується логічним захистом шин (ЛЗШ). При КЗ на шинах секції 35 кВ ЛЗШ не блокує струмову відсічку введення 35кВ і захист відключає вимикач Q1(Q2).
Струм спрацьовування струмової відсічки введення 35 кВ Q1(Q2) визначається з виразу:
.
Струм спрацьовування реле визначається з виразу:
Приймається до установки реле типу РТ-40/20. З'єднання котушок паралельне. Межі уставок струму спрацьовування реле 10--20 А.
Вихідного реле приймається як проміжне реле KL типу РП--252 зі сповільненням на відпадання 0,15 с.
Рис. 25. Логічний захист шин 35кВ живлячого вводу лінії 35кВ Л1(Л2) вимик.Q1(Q2).
13. Релейний захист і автоматика живлячих ліній 35 КВ
Згідно з ПУЕ передбачаються наступні захисти:
1. Струмова відсічка без витримки часу (селективна).
2. Струмова відсічка з витримкою часу.
3. Максимальний струмовий захист.
4. АПВ.
Розрахунок уставок захисту:
13.1 Струмова відсічка без витримки часу ( селективна)
Схема струмової відсічки прийнята двофазною двохрелейною з реле типу РТ40 (КА1, КА2).
За умовою селективності струм спрацьовування відсічки вибирається більшим за максимальне значення струму при К.З. в кінці ділянки, що захищається, тобто в кінці лінії Л1 (Л2) :
а) Струм спрацьовування струмової відсічки лінії 35кВ Л1:
Струм визначається при максимальному режимі живлячої системи в нашому проекті це струм К.З. від системи С1 рівний 3590А.
Чутливість відсічки перевіряється при двофазному К.З. на початку лінії, тобто в місці установки захисту: для лінії Л1 це точка К1, для лінії Л2 це точка К2.
Лінія 35 кВ Л1:
б) Струм спрацьовування струмової відсічки лінії 35кВ Л2:
Лінія 35 кВ Л2 :
Чутливість струмових відсічок менше вимагається ПУЕ, проте як допоміжний захист може бути прийнята до встановлення для захисту лінії при КЗ на початку лінії.
в) Струм спрацьовування реле для лінії 35кВ Л1:
Приймається реле типу РТ40/100. З'єднання котушок паралельне, межі уставок струму спрацьовування 50-100 А.
Трансформатори струму типу ТФЗМ-35 з коефіцієнтом трансформації
Струм спрацьовування реле для лінії 35 кВ Л2:
Приймається реле типу РТ40/100. З'єднання котушок паралельне, межі уставок струму спрацьовування реле 50-100А.
Трансформатори струму типу ТФЗМ- 35, коефіцієнт трансформації
13.2 Струмова відсічка з витримкою часу
Схема струмової відсічки з витримкою часу прийнята двофазною дворелейною з реле типу РТ40 ( КА3, КА4) і реле часу типу ЭВ-112 з межею уставок за часом 0,1--1,3 с.(КТ1).
а) струм спрацьовування відсічки вибирається так, щоб вона не діяла при пошкодженнях на лініях нижчої напруги.
Для цього струм спрацьовування на лінії приймається більше максимального значення струму К.З. на шинах нижчої напруги в точці К5 за трансформатором 6300 кВА:
де - коефіцієнт надійності відбудови приймається рівним 1,4.
б) чутливість відсічки без витримки часу на блоках лінія - трансформатор і перевіряється при двофазному КЗ в кінці лінії, тобто в точці К4:
.
в) час спрацьовування захисту:
г) трансформатори струму застосовуються типу ТФЗМ-35, з коефіцієнтом трансформації: Схема з'єднання ТС в неповну зірку з двома реле.
д) струм спрацьовування реле:
Приймаємо до встановлення реле типу РТ 40/50. З'єднання котушок паралельне. Межі уставок струму спрацьовування реле 25 - 50 А.
13.3 Максимальний струмовий захист
Схема максимального струмового захисту прийнята двофазною трьохрелейною з реле типу РТ40 (КА5, КА6, КА7) і реле часу типу ЭВ-122 ( КТ2).
а) струм спрацьовування захисту вибирається таким, щоб забезпечувати виконання наступних умов:
- захист не повинен приходити у дії при проходженні по лінії, по лінії максимального струму післяаварійного перевантаження.
Для виконання цієї умови струм спрацьовування захисту повинен бути вищим за максимальний струм навантаження з урахуванням коефіцієнта самозапуску навантаження після відключення К.З. на суміжній ділянці, при АПВ лінії і АВР секції .
Для виконання цієї умови струм спрацьовування захисту вибирається згідно з наступним виразом:
,
де - номінальний струм трансформатора;
- коефіцієнт надійності;
- коефіцієнт самозапуска навантаження;
- коефіцієнт повернення реле.
За умовою узгодження з чутливістю МСЗ трансформатора 6300 кВА:
Приймаємо більшу величину з двох умов, а саме = 633,6А.
Вторинний струм спрацьовування, тобто уставка струмових реле МСЗ визначається з формули:
де - коефіцієнт схеми, яка враховує з'єднання трансформаторів струму і реле;
- коефіцієнт трансформації ТС.
Приймаємо до встановлення реле типу РТ40/10, З'єднання котушок паралельне. Межі уставок струму спрацьовування реле 5 - 10 А.
Реле встановлюється у фазах А, С, і в зворотному проводі, що забезпечує підвищення коефіцієнта чутливості при двофазному КЗ за трансформатором.
б) коефіцієнт чутливості МСЗ перевіряється в точках К3, К4 і в точці К5 при двофазному КЗ в мінімальному режимі:
.< 1,2
в) час спрацьовування МСЗ лінії узгоджується з часом спрацьовування МСЗ трансформатора:
Приймається до встановлення реле часу серії ЭВ--122. З межами уставок за часом 0,25--3,5 с.
Передбачається прискорення МСЗ лінії 35 кВ при ручному і автоматичному включенні вимикача до 0,5 с на час 0,8-1,0 с.
13.4 Автоматичне повторне включення (АПВ) лінії 35 кВ
Для того, щоб повторне включення було успішним, необхідно, щоб за час від моменту відключення лінії до моменту повторного включення і подачі напруги не тільки згасла електрична дуга в місці КЗ, але і відновилися ізоляційні властивості повітря. Процес відновлення ізоляційних властивостей називається деіонізацією і вимагає деякого часу. Отже, витримка часу АПВ на повторне включення повинна бути більша за час деіонізації, тобто:
Досвід експлуатації пристроїв АПВ показує, що для одиночних повітряних ліній 6 - 35 кВ з одностороннім живленням найбільш відповідним є
Тому в даному проекті час спрацьовування АПВ приймається рівним 3 с.
При такій витримці в часі до моменту спрацьовування АПВ лінії встигають в більшості випадків самоусунути причини, що викликали нестійке КЗ (падіння дерев, накиди віток, наближення до проводів пересувних механізмів), а також встигне відбутися деіонізація середовища в місці КЗ.
Для виконання АПВ приймається реле типу РПВ--58.
ВИСНОВКИ
У даному курсовому проекті були розроблені схеми з'єднань ГПП і РП, вибрані схеми релейних захистів і автоматики, розраховані струми к.з., а також вибрані уставки релейного захисту і автоматики елементів, які захищаються.
Таким чином, в даному курсовому проекті були розроблені схеми релейного захисту і автоматики наступних елементів системи електропостачання :
- конденсаторної установки 10 кВ;
- високовольтного двигуна 10 кВ;
- трансформаторів ТП1 і ТП2;
- кабельних ліній КЛ1 і КЛ2;
- силових трансформаторів Т1 і Т2;
- секційного вимикача 10кВ;
- автоматичного включення резерву (АВР) шин 10кВ;
- секційного вимикача 35кВ;
- автоматичного включення резерву (АВР) шин 35кВ;
- логічного захисту шин (ЛЗШ);
- контролю напруги ізоляції на шинах 10 кВ;
- ліній 35 кВ Л1 і Л2;
- автоматичного повторного ввімкнення (АПВ) ліній 35кВ Л1 иЛ2.
Розрахунок захистів проводився починаючи з найвіддаленішого від джерела живлення ділянки. Пристрої релейного захисту забезпечують найменший можливий час відключення к.з. з метою збереження безперебійної роботи непошкодженої частини системи. Виконані розрахунки уставок релейного захисту узгоджуються з Вказівками з релейного захисту і Правилами будови електроустановок ( ПУЕ).
ЛІТЕРАТУРА
1. Методичні вказівки до курсової роботи з курсу «Релейний захист і автоматика в системах електропостачання» для студентів спеціальності «Електропостачання промислових підприємств». Укладачі: с.т. Мануйлов В. Ф., ас. Чижик А. П.; - Кіровоград: КДТУ, 2004р. - 124с.
2. Шабад М.А. Расчеты релейной защиты автоматики распределительных сетей. - 3-ое изд., перераб, и доп.- Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 376.,ил.
3. Беркович М.А, Молчанов В.В., Семёнов В.А. . Основы техники релейной защиты/ М.А. - 6-ое изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984, - 376 с., ил.
4. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учебник для вузов по специальности «Электроснабжение». - 3-ое изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1991. - 496., ил.
5. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) 2002год, издание седьмое.
6. Руководящие указания по релейной защите выпуск 13Аи 13Б « Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110 - 500 кВ.
7. М.А Шабад. Защита трансформаторов 10 кВ. Москва. Энергоатомиздат 1989г.
8. В.Г Гловацкий, И.В. Пономарёв Современные средства релейной защиты и автоматики электросетей. 2008г.
9. В.Ф. Мануйлов « Автоматика систем электроснабжения». Кировоград , 2008г.
10. И.В. Коваленский « Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1000 В. Москва « ЭНЕРГИЯ», 1977г.
11. П.Г. Плешков, В.Ф. Мануйлов, I. В. Коновалов « Релейний захист та автоматика систем електропостачання».Навчальный посібник. Кіровоград, 2008р.
12. В.И. Корогодский, С.Л. Куженов, « Релейная защита электродвигателей напряженим выше 1000 В. М. Энергоатомиздат, 1987г.
13. А.М. Авербух « Релейная защита в задачах с решениями и примерами.Ленинград 1975г.
14. В.Л. Фабрикант, В.А. Андреев, Е.В. Бондаренко « Задачник по релейной защите. Издательство « высшая школа». М: 1971г.
15. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. Львов 2002 г.
16. И. Какуевицкий, Т.В. Смирнова « Справочник реле защиты и автоматики». «Энергия» М: 1972.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Схема з’єднання трансформаторів струму з реле. Захист від перевантаження; однофазних замикань на землю. Захист конденсаторних установок. Визначення максимальних робочих струмів та коефіцієнта чутливості. Перевірка трансформаторів на 10 відсоткову похибку.
курсовая работа [6,2 M], добавлен 02.04.2013Розрахунок захисту від замикань на землю та ступеневого струмового захисту лінії. З’єднання трансформаторів струму та реле. Вибір трирелейної схеми диференційного захисту. Ампер-секундні характеристики для запобіжника. Опір узагальненого трансформатора.
курсовая работа [648,9 K], добавлен 17.04.2015Газовий, диференціальний, максимальний струмовий захист трансформатора від зовнішніх коротких замикань. Максимальний спрямований та струмовий захист від ненормальних режимів. Захист блокування віддільника. Перевірка трансформаторів струму.
курсовая работа [309,2 K], добавлен 28.11.2010Вибір основного електротехнічного обладнання схеми системи електропостачання. Розрахунок симетричних та несиметричних режимів коротких замикань. Побудова векторних діаграм струмів. Визначення струму замикання на землю в мережі з ізольованою нейтраллю.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 21.08.2012Вибір пристроїв релейного захисту й лінійної автоматики. Характеристика релейного захисту типу МП Діамант. Розрахунок техніко-економічної ефективності пристроїв релейного захисту. Умови експлуатації й функціональні можливості. Контроль ланцюгів напруги.
магистерская работа [5,1 M], добавлен 08.07.2011Вимоги, пред'явлені до всіх пристроїв релейного захисту: селективність, швидкодія, чутливість та надійність. Захист силових трансформаторів. Релейний захист кабельної лінії напругою 10 кВ та електричної мережі напругою до 1000 В. Струмова відсічка.
контрольная работа [232,1 K], добавлен 15.05.2011Розрахунок струмів нормальних режимів і параметрів ліній. Визначення струмів міжфазних коротких замикань та при однофазних замиканнях на землю. Розрахунок релейних захистів. Загальна схемотехніка релейних захистів. Релейна автоматика кабельних ліній.
доклад [137,5 K], добавлен 22.03.2015Вибір схеми приєднання силового трансформатора до мережі. Аналіз пошкоджень і ненормальних режимів роботи підстанції. Вибір реле захисту лінії високої напруги. Розрахунок струмів короткого замикання при роботі системи з максимальним навантаженням.
курсовая работа [737,3 K], добавлен 21.01.2013Визначення порів елементів схеми заміщення та струму трифазного короткого замикання. Перетворення схеми заміщення. Побудова векторних діаграм струмів та напруг для початкового моменту часу несиметричного короткого замикання на шинах заданої підстанції.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 24.10.2012Опис функціональної схеми релейного захисту підстанції 330/110 кВ "Зоря" Запорізької області. Розробка і технічне обґрунтування вимог для установки пристроїв релейного захисту фірми ABB і General Multilin. Можливості захисної автоматики підстанції.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 08.07.2011
