Токовая защита трансформатора
Расчет токов короткого замыкания в намеченных точках схемы. Расчет продольной дифференциальной токовой защиты трансформатора. Расчет максимальной токовой защиты трансформатора. Расчет мгновенной и комбинированной токовой отсечки питающей линии.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.03.2012 |
| Размер файла | 793,5 K |
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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ЗАДАНИЕ
к курсовому проекту по дисциплине «Автоматизация управления СЭС»
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис.1.
Рассчитать параметры срабатывания продольной дифференциальной защиты (реле РНТ-565 и ДЗТ-11), максимальной токовой защиты трансформатора Т1, токовой отсечки без выдержки времени и максимальной токовой защиты воздушной линии W1для схемы электроснабжения ППЭ промышленного предприятия (Рис.1).
Тип трансформатора Т1: ТРДН-25000/150/6,3-6,3. Uкмин=9,84%; Uкмакс=11,72%.
Мощность системы: SGH= 2800 МВА. Длина воздушной линии W1: LW1= 15 км.
Количество, длина кабельных линий W2: LW2= 5 x 0,9 км.
Время срабатывания защиты W2: tcзw2 = 1,8 с.
Общими для всех вариантов являются следующие исходные данные:
- относительное сопротивление питающей системы:
в максимальном режиме работы ХG max= 1,0
в минимальном режиме работы ХG min= 1,3
- удельные сопротивления проводов линии W1: r01=0,42 Ом/км; х01=0,4 Ом/км.
- удельные сопротивления проводов линии W2: r02=0,21 Ом/км; х02=0,08 Ом/км.
- параметры нагрузки: Sнагр= 0,7SТ1Н; Хнагр=0,35.
1. Расчет токов короткого замыкания
Схема замещения СЭС для расчета токов короткого замыкания представлена на Рис.2.
1.1 Расчет параметров схемы замещения
Базисное напряжение:
Uб= Uср.ВН= 115 кВ.
Сопротивление системы G:
= 4,72 (Ом);
= 6,14 (Ом).
Сопротивление ВЛ W1:
rW1 = r01 lW1 = 0,42 15 6,3 (Ом);
хW1 = х01 lW1 = 0,4 15 = 6 (Ом).
Сопротивление трансформатора Т1:
;
(Ом);
= 83,43 (Ом);
Для трансформатора 110 кВ: UРПН% = 16% (+-9x1,78%; в крайнем положении 9*1,78=16%).
Сопротивление кабельной линии W2:
rW2 = (Ом);
хW2 = (Ом).
1.2 Расчет токов короткого замыкания в намеченных точках схемы
Определяем ток при металлическом 3-х фазном КЗ в точке К1 в максимальном и минимальном режимах работы СЭС:
(кА);
= 10,81 (кА).
Определяем ток металлического 3-х фазного КЗ в точке К2, в максимальном и минимальном режимах работы СЭС:
= 7,96 (кА);
= 6,87 (кА).
Определяем ток металлического 3-х фазного КЗ в точке К3, в максимальном и минимальном режимах работы СЭС:
= 5,34 (кА);
= 4,85 (кА).
Определяем минимальный ток 2-х фазного КЗ в точке К3:
= 4,2 (кА).
Вычисления максимально возможного тока КЗ производиться при наименьшем сопротивлении питающей системы в максимальном режиме работы (ХGmax) и минимальном сопротивлении трансформатора (ХТ1min). Для практических расчетов токов КЗ за понижающим трансформатором, пользуются методом наложения аварийных токов на токи нагрузки трансформатора в пред аварийном режиме. В основу метода положено предположение о постоянстве номинального напряжения Uном на сторонах СН и НН трансформатора, которое обеспечивается автоматикой РПН.
Таким образом:
= 1,327 (кА).
= 20,347 (кА).
Приведение к нерегулируемой стороне НН следует производить не по среднему коэффициенту трансформации, а по минимальному, соответствующему тому же крайнему положению РПН, при котором вычисляетсяэтот ток.
Вычисления минимального тока КЗ следует производить при наибольшем сопротивлении питающей системы в минимальном режиме ее работы (ХGmin) и наибольшем сопротивлении трансформатора (ХТ1max).
Таким образом:
= 0,772 (кА);
= 16,347 (кА),
Umax= 110*1,16=128 кВ.
Определяем минимальный ток 2-х фазного КЗ для точки К4:
= 0,669 (кА);
= 14,157 (кА).
Такие же расчеты производим для точки К5.
= 1,143 (кА);
= 17,526 (кА);
= 15,33 (кА).
Минимальный ток 2-х фазного КЗ для точки К5:
= 0,627 (кА);
= 13,276 (кА).
Все полученные значения токов короткого замыкания сводим в таблицу.
Таблица 1
Точка КЗТок КЗ |
К1 |
К2 |
К3 |
К4 |
К5 |
|
|
, кА |
14,07 |
7,96 |
5,34 |
1,327 |
1,143 |
|
|
20,347 |
17,526 |
|||||
|
, кА |
10,81 |
6,87 |
4,85 |
0,772 |
0,724 |
|
|
16,347 |
15,33 |
|||||
|
, кА |
4,2 |
0,669 |
0,627 |
|||
|
14,157 |
13,276 |
2. Расчёт продольной дифференциальной токовой защиты трансформатора на основе реле РНТ-565
1. Определяем первичные токи на сторонах ВН и НН защищаемого трансформатора, соответствующие его номинальной мощности. Затем по этим первичным токам определяются вторичные токи в плечах защиты, исходя из коэффициентов трансформации и коэффициентов схемы соединения вторичных обмоток ТТ:
Таблица 2
|
Наименование величины |
Обозначение и метод определения |
Числовые значения для сторон |
||
|
ВН |
НН |
|||
|
Первичный ток на сторонах защищаемого трансформатора, соответствующий его номинальной мощности (А) |
Sн Iн = -------- v3 Uн.ср. |
25000 ------ = 125,51 v3 115 |
25000 ------ = 2291,07 v3 6,3 |
|
|
Схема соединения ТТ (коэффициент схемы Ксх) |
- |
? (v3) |
Y(1) |
|
|
Коэффициент трансформации ТТ |
Ксх Iн КI = ------ 5 |
|||
|
Вторичный ток в плечах защиты (А) |
Iн Ксх Iн2 = ------ КI |
v3 125,51 Iн2 = -------- = 3,62 60 |
2291,07 Iн2 = ------ = 3,82 600 |
2. В качестве основной стороны защиты принимается сторона НН, так как вторичный ток на стороне НН больше чем на стороне ВН (3,82 А>3,62 А). Максимальный первичный ток, проходящий через трансформатор при КЗ между тремя фазами на шинах НН (в точке К4):
I(3)max К4 = 20347 (A).
3. Вычисляем первичный ток не баланса без учёта составляющей I'''НБ, т. к. пока неизвестно насколько точно будет подобрано число витков уравнительных обмоток:
IНБ расч. = I'НБ расч + I''НБ расч
I'НБ расч. = Ka Kодн. ? I(3)max К4 =1*1*0,1*20347= 2034,7 (A);
Ka -коэффициент, учитывающий переходный режим, Ka =1;
Kодн. -коэффициент однотипности, принимается Kодн. =1, если трансформатор на всех сторонах имеет не более 1 выключателя;
? - относительное значение тока намагничивания, принимается ?=0,1.
ток короткий замыкание трансформатор
I''НБ расч = ?U* * I(3)max К4 = 0,16*20347= 3255,52 (A);
?U* -относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжения. Рекомендуется принимать равным полному диапазону регулирования напряжения, т.е. 0,16.
IНБ расч. = 2034,7 +3255,52 = 5290,22(A).
4. Определяется предварительное без учёта I'''НБ значение тока срабатывания защиты по условию отстройки от тока небаланса:
IСЗ= Ко IНБ расч = 1,3*5290,22 = 6877,29 (А).
Определяем ток срабатывания защиты по условию отстройки от броска тока намагничивания:
Iсз= КО IНТ1 =1,3*2291,07 = 2978,39 (А),
КО (коэффициент отстройки) принимается равным 1,3 при условии, что надёжность отстройки уточняется при первом (пятикратном) включении трансформатора под напряжение.
К дальнейшему расчёту принимаем большее значение тока срабатывания защиты Iсз= 6877,29 (А).
5. Определяем предварительное значение коэффициента чувствительности защиты при повреждениях в зоне её действия. В соответствии с ПУЭ продольная дифференциальная защита трансформаторов должна иметь коэффициент чувствительности около двух. Допускается снижение коэффициента чувствительности до значения около 1,5 в тех случаях, когда обеспечение чувствительности около двух связано со значительным усложнением защиты или технически недостижимо:
I(2) К4min 14157
Кч = -------- = -------- =2,058 > 2.
IСЗ 6877,29
Т.к. Кч получился больше требуемого ПУЭ значения (в крайних случаях - 1,5), значит, расчёт можно продолжать.
6. Определяем число витков обмотки для основной стороны защиты с учётом того, что на коммутаторе реле РНТ-565 можно подобрать практически любое целое число витков. В данном случае, основной будет сторона 6,3 кВ, т.к. на этой стороне протекает больший вторичный ток:
FСР 100
осн.расч. = ------ = ------ = 8,73
Iср.осн 11,46
IСЗ Kсхосн 6877,29* 1
Iср.осн. = -------- = -------- = 11,46 (А).
КIосн 600
Предварительно принимаем ближайшее меньшее целое число витков:
осн = 1 ур = 8 витков.
7. Определяем число витков для не основной стороны защищаемого трансформатора:
Iосн.В 3,82
Iрасч. = осн ------ = 8 ------ = 8,44 витков,
II В 3,62
где: IоснВ и II В - вторичные токи в плечах защиты для основной и не основной стороны соответствующие номинальной мощности трансформатора.
Предварительно принимаем ближайшее целое число витков:
I = 2 ур = 8 витков.
8.
9. Для уточнения числа витков осн и I найдём ток небаланса компенсации:
(А)
IНБ = IНБ расч +=5290,22 + 1060,74 = 6350,96 (А).
Находим ток срабатывания защиты на основной стороне:
Fср КIосн 100* 600
IСЗ = -------- = -------- = 7500 (А).
осн Ксхосн 8*1
10. Окончательное значение коэффициента отстройки защиты:
Iсз 7500
Ко = ------ = -------- = 1,18 < 1,3.
IНБ 6350,96
Так как Ко <1,3 значит, для основной стороны осн число витков вместо принятых 8 принимаем 7 и повторяем расчёт:
3,82
Iрасч. = 7 * ------ = 7,39 витков,
3,62
I = 2 ур = 7 витков,
IНБ = IНБ расч +=5290,22 + 1073,8 = 6364,02 (А).
Fср КIосн 100* 600
IСЗ = -------- = -------- = 8571,43(А).
осн Ксхосн 7*1
Iсз 8571,43
Ко = ------ = -------- = 1,35> 1,3. Условие выполнено.
IНБ 6364,02
Так как Ко >1,3, то окончательно принимаем: осн = 7; I =7.
11. Определяем значение коэффициента чувствительности для тока срабатывания защиты, соответствующего окончательному расчёту:
Коэффициент чувствительности удовлетворяет требованиям ПУЭ ( KЧ > 1,5 ).
3. Расчёт продольной дифференциальной токовой защиты трансформатора на основе реле ДЗТ-11
1. Определяем первичные токи на сторонах ВН и НН защищаемого трансформатора, соответствующие его номинальной мощности. Затем по этим первичным токам определяются вторичные токи в плечах защиты, исходя из коэффициентов трансформации и коэффициентов схемы соединения вторичных обмоток ТТ
(таблица 2).
2. Максимальный первичный ток, проходящий через трансформатор при КЗ между тремя фазами на шинах НН (в точке К4):
I(3)max К4 = 20347 (A).
Тормозная обмотка подключается со стороны противоположной питающей т.е. к стороне НН.
3. Вычисляем первичный ток небаланса без учёта составляющей I'''НБ:
IНБ расч. = 5290,22 (А) - см. п.3. расчета защиты на основе реле РНТ-565.
4. Определяем минимальный ток срабатывания защиты по условию отстройки от броска тока намагничивания:
IСЗ = Ко IНТ = 1,5 *2291,07 = 3436,61 (А).
5. Выбираем число витков рабочей обмотки НТТ для основной стороны:
Fср 100
осн.расч. = ------ = ------ = 17,45 ;
IСРосн 5,73
IСЗ Ксхосн 3436,61*1
IСРосн = -------- = -------- = 5,73 (А).
КIосн 600
Принимаем ближайшее меньшее целое осн. = ур2 = 17 витков.
При пересчёте ток срабатывания защит будет равен:
FСР КI
IСЗ = -------- = 3529,41 (А).
осн Ксх
6. Выбираем число витков для не основной стороны:
Iосн.В 3,82
Iрасч = осн. ------ = 17 ------ = 17,94 витков.
IIВ 3,62
Принимаем ближайшее целое I = 1ур = 18 витков.
7. Проверка равенства магнитодвижущих сил в плечах защиты:
оснIосн.В = IрасчIIВ
17*3,82 17,94*3,62
64,9464,94
8. Определяем первичный ток небаланса:
Iрасч - I
IНБ расч. = Kaпер Kодн. ? + ?U* + -------- I(3)max К4 = (1*1*0,1+0,16+)20347=
Iрасч
=6356,34 (А)
9. Находим число витков тормозной обмотки:
Ко IНБ расч. раб 1,5 *6356,34 * 17
Т = ---------------- = ------------------ = 10,62 витков,
Iторм tg? 20347 * 0,75
где: раб - число витков рабочей обмотки НТТ реле к которой присоединена тормозная обмотка (ур1).
Принимаем ближайшее большее целое число витков тормозной обмотки из стандартного ряда:
Т = 11 витков.
10. Определяем чувствительность защиты при КЗ в защищаемой зоне, когда торможение отсутствует:
I(2) К4min 14157
КЧ = ---------------- = ---------- = 4,01 > 2.
IСЗ 3529,41
Чувствительность защиты удовлетворяет требованиям ПУЭ. Полученная чувствительность соответствует крайнему положению устройства РПН, поэтому во всех других режимах КЧ будет выше.
4. Расчёт максимальной токовой защиты трансформатора
1. Выбираем ток срабатывания МТЗ, установленной на секционном выключателе QB1. Максимальный рабочий ток через выключатель QB1 может быть в худшем случае равным максимальному рабочему току любого из двух трансформаторов подстанции. В свою очередь для каждого из трансформаторов Iраб.max при введении АВР не должен быть более 0,65….0,7Iнт.
Ток срабатывания защиты на выключателе QB1определяем по формуле:
Kо KСЗП
IСЗQB1 = -------- Iраб.max,
KВ
где Кo - коэффициент отстройки, учитывающий погрешности реле и необходимый запас: для РТ-40, РТ-80 принимается равным 1,1… 1,2.
КВ - коэффициент возврата реле: для РТ-40, РТ-80 принимается равным 0,8…0,85.
КСЗП - коэффициент самозапуска электродвигателей нагрузки.
Приближенный расчет самозапуска электродвигателей.
0,7 Sн.т 0,7 * 25000
Iраб max = -------- = ------------ = 1603,75 (А).
v3 UсрН v3 * 6,3
Сопротивление нагрузки в именованных единицах:
Х*нагр UсрН 0,35 * 6,3*103
Хнагр = ------------ = ------------ = 0,79 (Ом)
v3 Iраб.max v3 * 1603,75
Ток самозапуска находим как ток трёхфазного КЗ за эквивалентным сопротивлением, приведённым к ступени низкого напряжения:
UсрН 2
ZЭ = (jХGmax + RW1 +jXW1 + jXTmin) ------ + jХнагр =
UсрВ
0,019+j0.932 (Ом)
UсрН 6,3 *103
Ток самозапуска: IСЗП = ------ = ---------------- = 3901,88 (А).
v3 ZЭ v3 * v(0,019)2 + (0,932)2
Коэффициент самозапуска: IСЗП 3901,88
КСЗП = ------ = ------ = 2,43
Iраб.max 1603,75
Минимальное остаточное напряжение на шинах подстанции в начале самозапуска:
Umin = v3 IСЗП Хнагр = v3 *3901,88*0,79 = 5339 (В)
Umin
или в относительных величинах: U*min = -- = 0,85 > (0,55…0,7) UН,
Uн
т.е. самозапуск возможен.
Ток срабатывания МТЗ, установленной на секционном выключателе QB1:
Kо KСЗП 1,1*2,43
IСЗQB1 = -------- Iраб.max = -------- * 1603,75 = 5043,32 (А).
KВ 0,85
Определяем коэффициент чувствительности:
I(2) К4 min 14157
Кч = ------ = -------- = 2,8 > 1,5 - соответствует требованиям ПУЭ.
IСЗQB1 5043,32
Время срабатывания МТЗ на QB1: tСЗQB1 = tСЗW2 + ?t = 1,8 + 0,3 = 2,1 (с).
2. Определяем ток срабатывания МТЗ трансформатора, установленной на стороне высокого напряжения. В качестве тока срабатывания примем наибольшее значение, найденное по следующим расчётным условиям.
1) По условию отстройки от самозапуска ЭД нагрузки:
Kо KСЗП 1,1*2,26
IСЗ = -------- Iраб.maxТ1 = -------- * 175,714 = 513,9 (А),
KВ 0,85
где Iраб.max = 1,4 IнТ1 = 1,4*125,51=175,714 (А).
Приближенный расчет самозапуска электродвигателей.
Сопротивление нагрузки в именованных единицах:
Х*нагр UсрВ 0,35 *115 *103
Хнагр = ------------ = ------------ = 132,25 (Ом).
v 3 Iраб.max v 3 * 175,714
Ток самозапуска находим как ток трёхфазного КЗ за эквивалентным сопротивлением
ZЭ = jХGmax + RW1 +jXW1 + jXTmin + jХнагр = (Ом).
UсрВ 115 * 103
Ток самозапуска: IСЗП = ------ = ------------------ = 369,25 (А).
v3 ZЭ v3 v(6,3 )2 + (179,7)2
Коэффициент самозапуска:
- IСЗП 369,25
- КСЗП = ------ = ------ = 2,26
- Iраб.max 175,714
Минимальное остаточное напряжение на шинах подстанции в начале самозапуска:
UсрН
Umin = v3 IСЗП Хнагр ------ == 4633,61 (В)
UсрВ
Umin
или в относительных величинах: U*min = ---- = 0,74 > (0,55…0,7) UН,
Uн
т.е. самозапуск возможен.
Kо KСЗП 1,1*2,26
IСЗ = -------- Iраб.maxТ1 = -------- * 175,714 = 513,9 (А)
KВ 0,85
2) По условию отстройки от тока перегрузки при действии устройства АВР трансформатора (установленного на QB1), в результате чего к работающему под нагрузкой трансформатору подключается заторможенная нагрузка отключившегося трансформатора:
Kо 1,1
IСЗ = ---- (KСЗП Iраб.max Т2 + Iраб.max Т1) = ---- (2,43 *0,7*125,51
KВ 0,85
+ 0,7*125,51 ) = 389,98 (А).
3) По условию согласования с защитой на секционном выключателе QB1:
UсрН 6,3
IСЗ = КНС (IсзQB1 + Iраб.max Т1) -- = 1,2 ( 5043,32+ 0,7 *2291,07 ) -- = 436,97 (А),
UсрВ 115
где КНС - коэффициент надежности согласования, который принимается равным 1,2….1,25.
К дальнейшему расчёту принимаем наибольший IСЗ = 513,9 (А).
3. Определяем ток срабатывания реле: IСР = Iсз Ксх / КI = 513,9* v3/ 60 =14,84 (А).
4. Для определения чувствительности в основной и резервной зонах защиты находим минимальные токи в реле при двухфазном КЗ:
на шинах НН трансформатора
Ксх I(2) К4 min v3 *669
IminРО = ------------ = ---------- = 19,31(А),
КI 60
в конце кабельной линии W2
Ксх I(2) К5 min v3 * 627
IminРР = ------------ = -------- = 18,1 (А).
КI 60
5. Определяем коэффициенты чувствительности в основной и резервной зонах защиты:
IminРО 19,31
КЧосн = ------ = ------ = 1,3 <1,5;
IСР 14,84
IminРР 18,1
КЧРЕЗ = ------ = ------ = 1,22 > 1,2.
IСР 14,84
Таким образом, коэффициент чувствительности в основной зоне защиты не удовлетворяет требованиям ПУЭ.
5. Расчёт максимальной токовой защиты трансформатора с пуском по напряжению
1. Выбираем ток срабатывания защиты из значений, полученных по 3 расчетным условиям:
Ко 1,1
1) IСЗ = ---- Iраб.max = ------ 175.714 = 227.4 (А);
КВ 0,85
2) IСЗ = Ко( Iраб.max Т2 + Iраб.max Т1) = 1,1( 0,7 *125.51 + 0,7 *125.51 ) = 193.3 (А).
UсрН 6.3
3) IСЗ = КНС (IсзQB1 + Iраб.max Т1) ------ = 1,2 (5043.32 + 0,7*2291.07) ------ = 436.97 (А).
UсрВ 115
К дальнейшему расчёту, принимаем большее значение IСЗ = 436.97 (А).
2. Определяем ток срабатывания реле:
IСЗ Ксх 436.97 * v3
IСР = -------- = ---------- = 12.6 (А).
КI 60
3. Определяем коэффициенты чувствительности в основной и резервной зоне защиты:
IminРО 19.31
КЧосн = ------ = ------ = 1,53 > 1,5;
IСР 12.6
IminРР 18.1
КЧРЕЗ = ------ = ------ = 1,44 > 1,2.
IСР 12.6
Таким образом, коэффициент чувствительности удовлетворяют требованиям ПУЭ.
4. Определяем напряжения срабатывания для комбинированного пускового органа напряжения.
1) Напряжение срабатывания минимального реле напряжения:
Umin 4633,61
UСЗ = _______________ = __________________ = 3217,8 (В).
Ко КВ 1,2 * 1,2
Напряжение срабатывания реле:
UСЗ 3217,8
UСР = ______ = _______________ = 53,63 (В).
КU 6000 /100
2) Напряжение срабатывания фильтра-реле напряжения обратной последовательности выбирается из условия обеспечения отстройки от напряжения небаланса фильтра в нормальном режиме:
U2СР = 0,06 Uном = 0,06 * 100 = 6 (В).
Полученное напряжение U2 СР соответствует минимальной уставке реле РНФ - 1М с пределами шкалы от 6 до 12 В.
- 5. Определяем коэффициенты чувствительности для комбинированного пускового органа напряжения в резервной зоне.
Находим междуфазное напряжение в месте установки трансформатора напряжения от которого питается реле при трёхфазном КЗ в расчётной точке К5, когда указанное напряжение имеет максимальное значение Uост max .
Расчитаем Uост max графически. Ток срабатывания МТЗ, установленной на секционном выключателе QB1приведенный к ступени высшего напряжения равен:
IСЗQB1 = 5043,32*6,3/115=276,29 (А).
tСЗQB1 = 2,1 (с).
Примем характеристику МТЗ QB1 независимой, а первую ступень МТЗ трансформатора «нормальной». Тогда . Расчетный ток равен
Кратность тока найдется как
Тогда коэффициент k:
Примем
Используем зависимость
Зададимся значениями кратности тока
Значение Uост max=0,25Uн=0,25*6300=1575 В
Коэффициент чувствительности для минимального реле напряжения в зоне резервирования
UСЗ КВ 3217,8* 1,2
КЧU = _____________ = __________________ = 2,45 >1,2.
Uост max 1575
Находим междуфазное напряжение обратной последовательности в месте установки трансформатора напряжения, при КЗ между двумя фазами в расчётной точке К5 в режиме, при котором это напряжение минимально:
U2 min =UН/2 - 3 I(2)К5 min R2 2W2+ X2 2W2 = 3861,36 (В).
Коэффициент чувствительности для фильтра реле-напряжения обратной последовательности в резервной зоне
U2 min 3861,36
КЧ2U = _________ = _______________________ = 10,7 > 1,2.
U2CР 6* 6000/100
6. Определяем время срабатывания МТЗ. Для первой ступени МТЗ трансформатора, действующей на отключение вводного выключателя НН время срабатывания выбирается на ступень селективности больше чем время срабатывания МТЗ установленной на секционном выключателе QB:
t'СЗТ1 = tСЗQB1 + t = 2,1 + 0,3 = 2,4 (с).
Для второй ступени, действующей на включение короткозамыкателя:
t''СЗТ1 = t'СЗТ1+ t = 2,4 + 0,4 = 2,8 (с).
Обе выдержки времени могут быть выполнены одним реле времени типа РВМ с импульсными и замыкающими контактами.
6. Расчёт мгновенной токовой отсечки питающей линии
1. Ток срабатывания токовой отсечки выбираем из условия отстройки от максимального тока 3-х фазного КЗ за трансформатором Т1:
IСО = Ко I(3) К4 max = 1,2 * 1327 = 1592,4 (А).
Проверяем ток срабатывания по условию отстройки от броска намагничивающего тока трансформатора:
IСО = 4IНТ1 = 4 * 125,51 = 502,04 (А).
К дальнейшему расчёту принимаем больший ток IСО = 1592,4 (А).
2. Проверяем чувствительность токовой отсечки при двухфазном КЗ в минимальном режиме в конце линии:
I(2) К3 min 4200
КЧО = ---------- = -------- = 2,64 > 1,5.
IСО 1592,4
3. Определяем зону действия отсечки в минимальном и максимальном режимах работы СЭС ( приложение, рис. 1).
4. Время срабатывания токовой отсечки принимаем равным: tСОК = 0,1(с).
7. Расчёт комбинированной токовой отсечки питающей линии
В случае недостаточной чувствительности мгновенной токовой отсечки, ее дополняют пусковым минимальным органом напряжения - так называемая комбинированная токовая отсечка по току и напряжению.
1. Ток срабатывания комбинированной отсечки (IСОК) выбирается из следующих условий.
1) обеспечения достаточной чувствительности при 2-х фазном КЗ в конце защищаемой линии:
= 2800 (А),
2) ток срабатывания отсечки должен удовлетворять условию надежной отстройки от токов самозапуска в режиме АПВ питающей линии в случае неисправности в цепях напряжения:
=1.2*2.43*1.4*125.51=512.4 (А),
где Iраб.max =(1,3…1,4 )IНТ .
К дальнейшему расчету принимаем большую величину IСОК= 2800 (А).
2. Напряжение срабатывания выбирается из следующих расчетных условий.
1) условия отстройки от остаточного напряжения в месте установки защиты при КЗ за трансформатором и при прохождении по линии тока, равного току срабатывания отсечки:
= 174558.11 (В).
2) напряжение срабатывания отсечки должно находиться в пределах UСОК= (0,15…0,65)UН. Нижний предел определяется минимальной уставкой стандартных реле напряжения (РН). Верхний предел определяется необходимостью отстройки от возможных снижений напряжения в сети:
= 68750 (В).
3. Определяем коэффициент чувствительности комбинированной отсечки по напряжению:
= 0.854 < 1,5,
где UОСТ - остаточное напряжение в месте установки отсечки:
= 80467.6 (В).
В данном случае комбинированная отсечка не эффективна, т.к. чувствительность защиты по напряжению не удовлетворяет требованию ПУЭ.
8. Расчёт максимальной токовой защиты питающей линии
1. Определяем ток срабатывания МТЗ питающей линии. В качестве тока срабатывания примем наибольшее значение, найденное по следующим расчётным условиям.
1) По условию обеспечения несрабатывания РЗ при восстановлении питания после безтоковой паузы действием АПВ питающей линии или АВР на подстанции, расположенной ближе к источнику питания:
Kо KСЗП 1,2*2,43
IСЗ = -------- Iраб.max = -------- *175,7 = 602,6 (А),
KВ 0,85
где Iраб.max = 1,3…1,4 Iнт = 175,7 (А).
2) По условию несрабатывания РЗ при включении дополнительной нагрузки действием устройства АВР на подстанции, получающей питание от защищаемой линии:
IСЗ = Kо (KСЗП Iраб.max W2 + Iраб.max W1) = 1,2 (2,43*0,7*125,51 + 0,7*125,51) = 361,6 (А).
3) По условию согласования с МТЗ трансформатора Т1:
IСЗ = КНС (IсзТ1 + Iраб.maxW1) = 1,2 (436,97 +0,7 *125,51 ) = 629,8 (А),
где КНС - коэффициент надежности согласования, который принимается равным 1,2….1,25.
К дальнейшему расчёту принимаем наибольший IСЗ = 629,8 (А).
2. Определяем коэффициент чувствительности защиты в основной и резервной зоне:
I(2) К3 min 4850
КЧОСН = ---------- = -------- = 7,7 > 1,5;
IСЗ 629,8
I(3) К4 min 772
КЧРЕЗ = ---------- = -------- = 1,225 > 1,2.
IСЗ 629,8
Таким образом, МТЗ питающей линии удовлетворяет требованиям чувствительности в основной и резервной зоне защиты.
3. Определяем время срабатывания МТЗ питающей линии, которое выбирается на ступень селективности больше чем время срабатывания второй ступени МТЗ трансформатора Т1:
tСЗW1 = t''СЗТ1 + t =2,8 + 0,4 = 3,2 (С).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В процессе проектирования получены следующие основные результаты.
Продольная дифференциальная токовая защита трансформатора на основе реле РНТ-565: осн = 7; I = 7.
IСЗ = 8571,43 (А); KЧ =1,65.
- Продольная дифференциальная токовая защита трансформатора на основе реле ДЗТ-11: осн. = 17; I = 17; Т =11.
- IСЗ = 3529,41 (А); КЧ = 4,01.
Максимальная токовая защита трансформатора:
IСЗ = 513,9 (А); t'СЗТ1 = 2,4 (С); t''СЗТ1 = 2,8 (С);
КЧосн = 1,3; КЧРЕЗ = 1,22;
- Максимальная токовая защита трансформатора с пуском по напряжению:
IСЗ = 436,97 (А); t'СЗТ1 = 2,4 (С); t''СЗТ1 = 2,8 (С);
КЧосн =1,53; КЧРЕЗ =1,44;
UСЗ = 3217,8 (В); U2СЗ =600 (В);
КЧU =2,45; КЧ2U =10,7.
Мгновенная токовая отсечка питающей линии: IСО= 1592,4 (А); КЧО= 2,64.
Комбинированная токовая отсечка питающей линии:
IСОК= 2800 (А); UСЗОК =68750 (В);
КЧUО=0,854.
Максимальная токовая защита питающей линии: IСЗ = 629,8 (А); tСЗW1 = 3,2 (С);
КЧосн = 7,7; КЧРЕЗ = 1,225.
Таким образом, принимаются следующие технические решения.
Защита трансформатора Т1: продольная дифференциальная токовая защита на основе реле ДЗТ-11 и максимальная токовая защита с пуском по напряжению.
Защита питающей линии W1: мгновенная токовая отсечка и максимальная токовая защита.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Графическая часть проекта
Рис. 1. Зона действия мгновенной токовой отсечки питающей линии 15 км
Рис. 2. Характеристики срабатывания токовых защит (карта селективности)
Рис. 3. Принципиальная схема релейной защиты трансформатора.
Цепи переменного тока
Рис. 4. Принципиальная схема релейной защиты трансформатора.
Цепи постоянного оперативного тока
Рис. 5. Принципиальная схема релейной защиты питающей линии.
Цепи переменного тока
Рис. 6. Принципиальная схема релейной защиты питающей линии.
Цепи постоянного оперативного тока
ЛИТЕРАТУРА
Андреев В.А «Релейная защита и автоматика систем электроснабжения». Москва. «Высшая школа». 1991г.
Федосеев А.М. Федосеев М.А «Релейная защита электроэнергетических систем». Москва. «Энергоатомиздат». 1992г.
Беркович М.А . Гладышев В.А. Семенов В.А «Автоматика энергосистем» Москва. «Энергоатомиздат». 1991г.
Шабад М.А «Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей». Ленинград. «Энергия». 1976г.
Шабад М.А « Защита трансформаторов распределительных сетей».Ленинград. «Энергоиздат». 1981г.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Виды повреждений и ненормальных режимов работы электроустановок. Расчет дифференциальной и максимальной токовой защиты трансформатора, защиты от перегрузки с использованием реле тока и времени. Принципиальные схемы цепей переменного тока и напряжения.
контрольная работа [905,7 K], добавлен 20.02.2015Расчёт коротких замыканий. Сопротивление кабельной линии. Отстройка от минимального рабочего напряжения линии. Выбор трансформатора тока. Проверка токовой отсечки по чувствительности. Расчет дифференциальной защиты трансформатора. Защита электродвигателя.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 15.03.2014Расчет номинальных и рабочих максимальных токов. Определение токов при трехфазных коротких замыканиях. Расчет дифференциальной защиты трансформаторов. Расчет дифференциальной токовой защиты двухобмоточного трансформатора Т2 с реле типа РНТ-565.
курсовая работа [71,4 K], добавлен 03.04.2012Выбор линии питания завода, трансформаторов на пункте приема электроэнергии и коммутационной аппаратуры. Расчет напряжения распределения по заводу, дифференциальной токовой защиты на основе реле РНТ-565 и максимальной токовой защиты трансформатора.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 24.02.2013Расчеты токов короткого замыкания. Расчет дифференцированной защиты на реле серии ДЗТ-11 и максимальной токовой защиты на стороне 110 кВ и 10 кВ. Работа газовой защиты, защиты от перегрузки и перегрева силового трансформатора. Расчет контура заземления.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 08.06.2010Расчет параметров схемы замещения линии электропередач, трансформатора и максимального нагрузочного тока. Выбор уставок дифференциальной защиты линии, дифференциального органа с торможением. Проверка чувствительности максимальной токовой защиты.
курсовая работа [345,7 K], добавлен 21.03.2013Общие сведения о токовой защите в сетях 6-10 кВ. Требования, предъявляемые к релейной защите, основные органы токовых защит. Расчет уставки релейной защиты и проверка пригодности трансформаторов тока. Расчет токовой отсечки, максимальная токовая защита.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 20.03.2013Расчет токов короткого замыкания и относительных базисных сопротивлений. Схема замещения сети. Максимальная токовая защита сети. Определение номинального тока трансформатора. Расчет защиты кабельной линии и защиты трансформатора. Элементы газовой защиты.
курсовая работа [236,4 K], добавлен 26.06.2013Расчет дифференциальной токовой защиты без торможения. Проверка по амплитудному значению напряжения на выходах обмотки трансформатора тока. Определение чувствительности промежуточного реле, реле времени и электромагнитов включения короткозамыкателя.
курсовая работа [209,8 K], добавлен 10.01.2015Расчет сопротивлений элементов схемы и величин токов. Расчет защиты высоковольтного двигателя, кабельной линии, сборных шин, силового трансформатора, воздушной линии. Проверка трансформатора тока, выбор контрольного кабеля, дифференциально-фазная защита.
курсовая работа [1014,9 K], добавлен 11.05.2010
