Загрузил beet06

Курсовой проект РЗА

реклама
1. Исходные данные для курсового проектирования
Таблица 1.1
Параметры системы электроснабжения
КЛ
Участок Li
1
3
5
7
Длина КЛ, км
0,3
0,15
КЛ
0,35
0,17
Участок L0 i
Длина КЛ, км
01
0,1
02
0,02
03
04
0,12
0,14
Параметры системы
05
0,22
X min ,Ом
X max ,Ом
8,6
Параметры синхронных двигателей
cos( )
,кВт
КС
РСД
1(СДН-2)
3(СДН-2)
5(СДН-2)
1250
0,6
0,9
1600
0,6
0,9
1600
0,6
0,9
Параметры асинхронных двигателей
cos( )
Р AД ,кВт
КС
5х315
3х2000
8х315
6х800
1
2
3
4
№(тип)
07
0,22
6,5
№ (тип)
№(тип)
06
0,26
0,75
0,82
0,75
0,85
0,75
0,9
0,75
0,8
Параметры трансформаторов
КЗ
ST ,кВ∙А
n,об/мин
600
600
750
n,об/мин
3000
3000
3000
3000
cos( )
1Т (ТМ)
1600
0,65
0,81
2Т (ТМ)
1600
0,65
0,77
3Т (ТМ)
2х1000
0,65
0,83
4Т (ТМ)
3х630
0,65
0,75
08
0,17
2. Расчет режимных и схемных параметров элементов схемы
электроснабжения промышленного предприятия
2.1 Расчет режимных параметров
2.1.1 Расчет нагрузок
Расчетная нагрузка электродвигателя определяется:
P(i )  n  K C (i )  PH (i ) , кВт
Q(i )  n  K C (i )  PH (i )  tg ( ), кВар
К С -коэффициент спроса i-того электродвигателя;
РН - номинальная мощность электродвигателя;
n – количество электродвигателей.
Расчетная нагрузка для трансформаторов определится как:
PТ (i )  n  K ЗТ (i )  S ТH (i )  cos( ), кВт
QТ (i )  n  K ЗТ (i )  S ТH (i )  sin(  ), кВар
К З -коэффициент загрузки i-того трансформатора
Расчетная нагрузка на шинах РП и ГПП определяется по формулам:
k
m
1
1
PРАС   K C ( i )  PH (i )   S НТ (i )  K З ( i )  cos( ) (i )
k
m
1
1
QРАС   K C ( i )  PH ( i )  tg ( ) ( i )   S НТ (i )  K З ( i )  sin(  ) (i )
k – число электродвигателей; m – число трансформаторов.
Результаты расчетов свожу в табл. 2.1
Таблица 2.1.
РП
(ТП)
секция
1
1
2
1
3
2
1
5
2
Вид
оборуд.
3АД
1АД
3Т
1АД
2АД
1СД
4Т
2АД
3СД
2Т
1АД
5СД
3Т
4АД
3СД
3Т
1АД
3Т
Р,
кВт
1701
968,6
1079
968,6
3825
675
921
3825
864
801
968,6
864
1079
2880
864
1079
968,6
1079
Р,
кВт
3748,6
6389,6
5490
2911,6
4643
2047,6
Q,
кВар
915,4
824,5
726
824,6
2790
-363
813
2790
-465
664
824,5
-465
726
2700
-465
726
824,5
726
Q ,
кВар
Р РАС ,
кВт
Q РАС ,
кВар
10138,2
6530,5
8401,6
4083
6690,6
4511,5
2465,9
4064,6
2989
1094
2961
1550,5
1АД
4АД
1СД
3СД
1Т
2АД
3АД
3СД
5СД
2Т
2Т
2Т
1Т
1Т
1
7
2
1
2
1
2
(1)
(2)
968,6
2880
675
864
842
3825
1701
864
864
801
801
801
842
842
6229,6
8055
801
801
842
842
824,5
2700
-363
-465
748,8
2790
915,4
-465
-465
664
664
664
748,8
748,8
3445,3
14284,6
6884,7
1602
1328
1684
1497,6
3439,4
664
664
748,8
748,8
Расчетные нагрузки ГПП
Таблица 2.2.
Секция
(узел)
А
В
С
Д
№
РП
№
секции
Р, кВт
Q, квар
1
3
2Т
5
7
2Т
1
3
1Т
5
7
1Т
1
1
3748,6
5490
801
4643
6229,6
801
6389,6
2911,6
842
2047,6
8055
842
2465,9
2989
664
2961
3445,3
664
4064,6
1094
748,8
1550,5
3439,4
748,8
1
1
2
2
2
2
 P,
кВт
 Q,
квар
10039,6
6118,9
11673,6
7070,3
10142,2
5907,4
10944,6
5738,7
ГПП
ГПП
 Р,
кВт
 Q,
квар
42800
24835,3
Полная расчетная нагрузка на шинах 10 кВ ГПП:
S ГПП 
 Р
ГПП
  РТП   РРП
   Q
2
ГПП
  QТП   QРП

2
,
где РТП,РП и QТП,РП – потери активной и реактивной мощности в цеховых
трансформаторах.
m
PТП , РП  0,01  0,03   S HT (i ) ;
m
QТП , РП  0,1  0,12   S HT (i )
1
ТП-1:
PТП 1  2  0,011600  32 кВт
QТП 1  2  0,11600  320 квар
1
ТП-2:
PТП 2  2  0,01 1600  32 кВт
QТП 2  2  0,11600  320 квар
РП-1:
PРП 1  0,01  ( S 3T  S 4T )
PРП 1  0,01  (2  1000  3  630)  38,9 кВт
QРП 1  0,1  ( S 3T  S 4T )
QРП 1  0,1  (2  1000  3  630)  389 квар
РП-3:
PРП 3  0,01  ( S 3T  S 2T )
PРП 3  0,01  (1600  2  1000)  36 кВт
QРП 3  0,1  ( S 3T  S 2T )
QРП 3  0,1  (1600  2  1000)  360 квар
РП-5:
PРП 5  0,01  ( S 3T  S 3T )
PРП 5  0,01  (2  1000  2  1000)  40 кВт
QРП 5  0,1  ( S 3T  S 3T )
QРП 5  0,1  (2  1000  2  1000)  400 квар
РП-7:
PРП 7  0,01  ( S1T  S 2T )
PРП 7  0,01  (1600  1600)  32 кВт
QРП 7  0,1  ( S1T  S 2T )
QРП 7  0,1  (1600  1600)  320 квар
Полученные результаты сводим в таблицу 2.3.
Таблица 2.3.
Искомая
величина
ТП-1
ТП-2
РП-1
РП-3
РП-5
РП-7
Σ∆
Р , кВт
32
32
38,9
36
40
32
210,9
Q , квар
320
320
389
360
400
320
2109
Следовательно, полная мощность ГПП равна:
S ГПП  (42800  210,9) 2  (24835,3  2109) 2  50750 кВА
2.1.2 Выбор трансформаторов ГПП
S Трасч 
S ГПП 50750

 36250 кВА
1,4
1,4
Предварительно выбираем трансформатор ТРДН-40000/110:
Pхх  34 кВт ;
I хх  0,55% ;
PК  170 кВт ;
U К  10,5% ;
U В Н  115 кВ ;
U Н Н  10,5 кВ .
Найдем коэффициенты загрузки трансформатора в нормальном и
аварийном режимах:
S ГПП
50750

 0,63
2  S НТ 2  40000
S
50750
 ГПП 
 1,27  1,4
S НТ
40000
К ЗН 
К ЗА
Максимальный рабочий ток на стороне ВН трансформатора ГПП:
I max . р 
S ГПП
3  U ВН

50750
3  115
 258,1 А
Трансформатор по условиям выбора подходит.
2.1.3 Выбор кабельных линий от ГПП до РП (ТП)
Находим номинальные токи и сечения кабельных линий питающих РП.
Выбор кабельных линий проводим для аварийного режима, т.е. когда одна
кабельная линия отключена.
Предварительный расчёт
Допустимый ток:
I max 
S ÐÏ
3 U H
РП – 1:
S РП 1  10138,2 2  7256,4 2  12470 кВА
I max( РП 1) 
12470
3  10,5
 685,5 А
РП – 3:
S РП 3  8401,6 2  5934,5 2  10290 кВА
I max( РП 3) 
10290
3  10,5
 565,6 А
РП – 5:
S РП 5  6690,6 2  5441,5 2  8624 кВА
I max( РП 5) 
8624
3  10,5
 474,2 А
РП – 7:
S РП 7  14284,6 2  10400,32  17670 кВА
I max( РП 7 ) 
17670
3  10,5
 971,6 А
ТП – 1:
S ТП 1  (801  2) 2  (664  2) 2  2081 кВА
2081
I max( ТП 1) 
 114,4 А
3  10,5
ТП – 2:
S ТП  2  (842  2) 2  (748,8  2) 2  2254 кВА
I max( ТП  2 ) 
2254
3  10,5
 124 А
Данные расчетов приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4.
(2)
РП, (ТП)
1
3
5
7
(1)
S РП ,кВ∙А
I max рп , А
12470
10290
8624
17670
2282,8
1513
685,5
565,6
474,2
971,6
114,4
124
3х185
400
2х(3х240)
460
3х25
120
3х25
120
Сечение, мм
2
I доп. , А
2х(3х120) 2х(3х90)
310
265
Выбираем сечение кабельных линий, питающих синхронные,
асинхронные электродвигатели и трансформаторы по току
электроприемников :
Для АД и СД: I ном АД(СД ) 
Для ТП: I ном 
Р АД (СД )
3  U н  cos 
S НТ
3 U н
Результаты сводим в таблицу 2.5
Iном , А
n  F ,мм2
Iдоп, А
1СД
59,2
1х16
95
3СД
52,8
1х16
95
5СД
52,8
1х16
95
1АД
64,95
1х16
95
2АД
247,4
1х70
215
3АД
104
1х16
95
4АД
198
1х50
180
1Т
88
1х16
95
Таблица 2.5
2Т
3Т
88
110
1х16 1х16
95
95
Сечение кабеля выбираем согласно проверке по допустимому току:
I доп.длит.  I ном
Кабели на 10 кВ с бумажной пропитанной маслоканифольной и
нестекающей массами изоляцией в свинцовой оболочке с медными жилами,
прокладываемые в земле.
4Т
104
1х16
95
2.1.4. Расчет токов короткого замыкания (ТКЗ) в
различных точках распределительной
сети.
Расчет
токов
КЗ
используется
для
выбора
и
проверки
электрооборудования по условиям КЗ, выбора установок и возможного
действия релейной защиты и автоматики, определения влияния токов
нулевой последовательности воздушных линий (ВЛ) на линии связи, для
выбора заземляющих устройств.
Расчет периодической составляющей тока КЗ проводится без учета
активного сопротивления элементов схемы, если активное сопротивление не
превышает 30% индуктивного сопротивления до точки КЗ.
Расчет ТКЗ производится в следующих точках:
К1: на выводах 110 кВ трансформаторов ГПП;
К2: на шинах 10 кВ ГПП [I секция (Д)];
К3: на шинах 1-ой секции РП-4;
К4: на стороне 0,4 кВ цехового трансформатора 4Т РП-4.
Рассчитываем ток трехфазного КЗ в максимальном и минимальном
режимах работы СЭС. Расчет производим в именованных единицах.
Составляем схему замещения на рисунке 2.1.
ЕС
ХС
ХТН
ХТВ
К1
ХТ4
ХКЛ
К2
К3
К4
Рис. 2.1. Схема замещения.
Для К1.
Рассчитываем трехфазный ТКЗ для точки К1, приведенный к
напряжению высокой стороны, т.е. UБ=115 кВ. Здесь подпитка места КЗ
будет происходить только от системы:
I К(31)max 
UБ
115

 10,22 кА;
3  Х с. min
3  6,5
I К(31)min 
UБ
115

 7,7 кА.
3  Х с. max
3  8,6
Для К2.
Рассчитываем трехфазный ТКЗ для точки К2:
Для второй группы точек необходимо найти наибольший трех фазный ток
короткого замыкания, это будет после аварийное состояние схемы СЭС,
когда один из трансформаторов Т1 или Т2 будет отключен, а секционный
выключатель Q выключен.
Полагая UБ=10,5 кВ производим пересчет сопротивлений (для К2 и К3):
ХС min= Х с. min
ХС max= Х с. max
Х ТВ  0,125 
Х ТН  1,75 
2
U БН
10,52
 2  6,5 
 0,054 Ом ;
U БВ
1152
2
U БН
10,5 2
 2  8,6 
 0,07 Ом ;
U БВ
115 2
U К  U Б2
10,5  10,52
 0,125 
 0,036 Ом ;
100  S НТ
100  40
U К  U Б2
10,5  10,52
 1,75 
 0,51 Ом ;
100  S НТ
100  40
Х рез. min  Х С min  Х ТВ  Х ТН  0,054  0,036  0,51  0,6 Ом ;
Х рез. max  Х С max  Х ТВ  Х ТН  0,07  0,036  0,51  0,616 Ом.
I К(32) max 
U БН
10,5

 10,1 кА;
3  Х рез. min
3  0,6
I К(32) min 
U БН
10,5

 9,841кА;
3  Х рез. max
3  0,616
Для К3.
Рассчитываем трехфазный ТКЗ для точки К3 (1-я секция РП-4):
Х 0  l4 0,079  0,2

 0,0316 Ом
2
2
Х рез. min  Х С min  Х ТВ  Х ТН  Х КЛ  0,054  0,036  0,51  0,0316  0,6316 Ом
Х КЛ 
Х рез. max  Х С max  Х ТВ  Х ТН  Х КЛ  0,07  0,036  0,51  0,0316  0,648 Ом
I К(33) max 
U БН
10,5

 9,598 кА;
3  Х рез. min
3  0,6316
I К(33) min 
U БН
10,5

 9,36 кА;
3  Х рез. max
3  0,648
Для К4.
Рассчитываем трехфазный ТКЗ для точки К4 (на выводах тр-ра):
Методика расчета имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать в
электроустановках напряжением до 1 кВ:
1) Питающая система (трансформатор 4Т) считается источником с
неизменной ЭДС: EC//  1 , X C//  X Т ;
2) При составлении схемы замещения необходимо учитывать индуктивные
сопротивления всех элементов КЗ цепи, включая проводники,
трансформаторы тока, токовые катушки автоматических выключателей;
активные сопротивления элементов КЗ цепи, включая активные
сопротивления различных контактов и контактных соединений (ПК);
влияние параметров электродвигателей.
При расчетах токов КЗ допускается не учитывать:
1. Ток намагничивания трансформаторов;
2. Насыщение магнитных систем электрических машин;
3. Влияние АД, если их номинальный ток не превышает 10% начального
значения периодической составляющей в точке КЗ, рассчитанного без
учета электродвигателей.
Параметры схемы:
Трансформатор 4Т: 2х630 (ТМ-630/10): UВН=10 кВ, UНН=0,4 кВ, Sном=630
кВ∙А , Uк=5,5%;  Ркз=7,6 кВт;  Рхх=1,56 кВт; Iхх=2% [1] .
Составим схему замещения сети напряжением 0,4 кВ.
Ет=Есист
Zт
rпк
Zта
К4
Рис.2.2. Схема замещения
Определим сопротивления:
Для трансформатора 4Т:
rT 
PK  U Н2
7,6  10,5 2
3

10

 10 3  2,1 Ом
2
2
SН
630
xT 
U К  U Н2  10 3 5,5  10,5 2  10 3

 9,63 Ом
100  S Н
100  630
Начальное действующее значение периодической составляющей тока
рассчитывается:
I К(34) 
UН
3  rТ2  xТ2

10,5
3  2,12  9,632
 0,62 кА .
Ток однофазного КЗ.
Ток однофазного короткого замыкания в сети 10 кВ, питающийся от
одного трансформатора ГПП рассчитываем по формуле:
I (1) 
UБ  L K
  I CД ( i) ,
10
1
где L =L – общая длина кабельных линий 6-10 кВ, питающихся от одного
трансформатора ГПП; L=ΣLГПП-РП=1,77 км;
IСД – сумма емкостных токов СД
I СД 
942  U Ф  К 2  4 S 3  10 6
3  U H  3600  3 n H
, А;
где S – мощность СД, кВ∙А;
UФ и UН – соответственно фазное и номинальное напряжения сети и СД;
nH – число оборотов в минуту;
К2 =40 – для изоляции класса Б при 20ОС.
I 3СД
942  6062,2  40  4 2962,93  106

 0,267 А.
3  10000  3600  3 600
Итого:
3
I
СД ( i )
 0,267 А.
1
Получим I (1) 
10,5  1,77
 0,267  2,13 А.
10
Пусковые токи АД для двигателей типа АТД: I П ( АД )  5,5  I ном( АД )
3. Выбор устройств релейной защиты,
автоматики и телемеханики
Объем устройств РЗАиТ в конкретной схеме электроснабжения
выбираем согласно требованиям разделов 3 («Защита и автоматика») и 5
(«Электросиловые установки») Правил устройства электроустановок (ПУЭ)
[3].
Исходя из вышеизложенного устанавливаем:
1) у электродвигателей:
 защиту от перегрузки;
 защита от многофазных КЗ;
 защита от асинхронного хода для СД.
2) на линии питающей РП:
 защиту от многофазных КЗ;
 защита от ОКЗ на землю;
3) у трансформаторов РП и ГПП:
 защиту от многофазных КЗ на выводах и в обмотках;
 однофазных КЗ на землю в обмотках и на выводах сети с
глухозаземлен-ной нейтралью;
 токов в обмотках обусловленных внешними КЗ;
 токов в обмотках обусловленных перегрузками;
 понижением уровня масла.
Устройство АПВ по [3, п. 3.3.2-3.3.7] необходимо для:
1. Шин ПС.
2. Трансформаторов.
3. Ответственных
электродвигателей
отключаемых
для
осуществления самозапуска прочих электродвигателей.
Для повышения эффективности диспетчерских работ предусматривается телеуправления выключателей ГПП со стороны питания и
секционных выключателей с операторских пунктов.
4. Расчет защиты элементов распределительной сети
Для питания защит применяю постоянный оперативный ток от
аккумуляторных батарей. Аккумуляторные батареи обладают высокой
надежностью работы даже при исчезновении напряжения сети.
В сетях на 10 кВ используется изолированная нейтраль, из-за нее
становится возможная работа потребителей при ОКЗ, так как токи ОКЗ малы.
По этой причине становится выгодным применение схемы подключения
трансформаторов тока в неполную звезду которая реагирует на все КЗ кроме
ОКЗ.
Реле устанавливаю на фазах А и С при такой установке обеспечивается
наибольшая надежность работы реле.
4.1. Расчет защиты трансформатора ЦТП.
Расчет произвожу для трансформатора ТМ-630/10 на РП-4.
Основная защита:
 токовая отсечка от междуфазных КЗ;
Резервная защита:
 МТЗ от междуфазных КЗ и перекрытия “мертвой зоны”;
 защита от перегрузки трансформатора.
I MAX Р 
1,4  S HT
3 U H

1,4  630
3  10,5
 48,5 A
Выбираю трансформатор тока ТЛМ-10-1: I H 1  50 A ; I H 2  5 A ; nT = 10.
Расчет ТО
Первичный ток срабатывания:
(3)
I C 3  k H  I min
K 4  1,2  620  744 A
Ток срабатывания реле:
I CP 
k CX  I C 3 1  744

 74,4 A
nT
10
Минимальный ТКЗ - двухфазное замыкание на ВН трансформатора.
( 2)
( 3)
I min
K 4  I min K 4 
3
3
 620 
 536,9 A
2
2
Коэффициент чувствительности:
KЧ 
( 2)
I min
536,9
K4

 0,72 <1,5  ТО не применяем, т.к КЧ слишком мал, а
I C3
744
применяем МТЗ с пуском по минимальному напряжению.
Расчет МТЗ
Первичный ток срабатывания: I C 3 
k H  k C 3  I MAXP 1,2  5  48,5

 363,8 A
kВ
0,8
где k C 3  5 -коэффициент самозапуска.
k H  1,2 - коэффициент надежности
k B  0,8 - коэффициент возврата
Ток срабатывания реле:
I CP 
k CX  I C 3 1  363,8

 36,4 A
nT
10
k СХ  1 - коэффициент схемы
Коэффициент чувствительности:
KЧ 
( 2)
I min
536,9
K4

 1,5  1,5
I C3
363,8
МТЗ строю на основе реле РТ-80.
Расчет защиты от перегрузки
Номинальный ток трансформатора:
IН 
S HT
3 U H

630
3  10,5
 34,64 A
Первичный ток срабатывания:
I C3 
k H  I Н 1,2  34,64

 51,96 A
kВ
0,8
Ток срабатывания реле:
I CP 
k CX  I C 3 1  51,96

 5,2 A
nT
10
Защиту от перегрузки строю на основе реле РТ-40.
4.2. Расчет защиты электродвигателей.
Расчет защиты АД1
Основная защита:
 токовая отсечка от междуфазных КЗ;
Резервная защита:
 от ОКЗ;
 защита от перегрузки электродвигателя.
Расчет защиты от межфазных КЗ
I ПУСК  5  I НОМ ( АД )  5  168,98  844,9 A
Выбираю ТЛ-10-1У3: I H1  1000 A ; I H 2  5 A ; nT  200 .
Первичный ток срабатывания:
I C 3  1,8  k H  I ПУСК  1,8  1,2  844,9  1824,9 A
1,8 – учитывает апериодическую составляющую ТКЗ.
Ток срабатывания реле:
k CX  I C 3 1  1824,9

 9,12 A
nT
200
I CP 
Коэффициент чувствительности:
( 2)
I min
8106
K3
KЧ 

 4,4  1,5
I C3
1824,9
ТО строю на основе реле РТ-80.
Расчет защиты от перегрузки
Номинальный ток АД:
I Н  168,98 A
Первичный ток срабатывания:
I C3 
k H  I Н 1,2  168,98

 253,5 A
kВ
0,8
Ток срабатывания реле:
I CP 
k CX  I C 3 1  253,5

 1,27 A
nT
200
Защиту от перегрузки строю на основе реле РТ-80.
Защита от ОКЗ
Защиту от ОКЗ не устанавливаю, так как I (1)  2,13 А  5 A . Устанавливаю на
каждой секции РП ТН НАМИ-10 с реле напряжения РН-50, действующим на
сигнал.
Защита от понижения напряжения
Защита от понижения напряжения не устанавливаю, так как необходимо
обеспечить самозапуск электродвигателей.
4.3. Защита кабельной линии КЛ4
Основная защита:
 токовая отсечка от многофазных замыканий;
Резервная защита:
 МТЗ - защита от многофазных замыканий;
 защита от ОКЗ.
Выбираю трансформатор тока:
I MAXP  422,4 A - максимальный ток при включении секционного выключателя
РП-6, когда весь ток проходит через одну линию.
Выбираю ТЛМ-10-1: I H 1  600 A ; I H 2  5 A ; nT  120 .
Расчет ТО
Первичный ток срабатывания:
( 3)
I C 3  k H  I min
K 3  1,2  9360  11232 A
Ток срабатывания реле:
I CP 
k CX  I C 3 1  11232

 93,6 A
nT
120
( 2)
I min
8106
K3
KЧ 

 0,72  1,5 ,  ТО не применяем, а применяем МТЗ с пуском
I C3
11232
по минимальному напряжению.
Расчет МТЗ
Первичный ток срабатывания:
I C3 
k H  k C 3  I MAXP 1,2  5  422,4

 3168 A
kВ
0,8
Ток срабатывания реле:
I CP 
k CX  I C 3 1  3168

 26,4 A
nT
120
k СХ  1 - коэффициент схемы.
Коэффициент чувствительности:
KЧ 
( 2)
I min
8106
K3

 2,6  1,5
I C3
3168
МТЗ строю на основе реле РТ-80.
Расчет защиты от ОКЗ
Защиту выполняю с помощью трансформатора нулевой
последовательности ТНП, который реагирует на несимметричный ток
нулевой последовательности, возникающий при ОКЗ. При симметричной
нагрузке, при двухфазном замыкании и при трехфазном КЗ ток в ТНП
отсутствует.
Защиту выполняю на основе ТНП – 4, который может охватывать 4
кабеля. КЛ4 выполнена из 3-х кабелей.
4.4 Защита секционного выключателя РП –4
Выбираю ТЛ-10У3: I H 1  600 A ; I H 2  5 A ; nT  120 .
Расчет МТЗ
Первичный ток срабатывания:
I C3 
k H  k C 3  I MAXP 1,2  5  422,4

 3168 A
kВ
0,8
Ток срабатывания реле:
I CP 
k CX  I C 3 1  3168

 26,4 A
nT
120
k СХ  1 коэффициент схемы
Коэффициент чувствительности:
( 2)
I min
8106
K3
KЧ 

 2,6  1,5
I C3
3168
МТЗ строю на основе реле РТ-80.
4.5 Защита секционного выключателя ГПП ( I-II )
Выбираю ТПОЛ-10: I H1  1000 A ; I H 2  5 A ; nT  200 .
Расчет МТЗ
Первичный ток срабатывания:
IC 3 
k H  kC 3  I MAXP 1,2  5  845,6

 5521 A
kВ
0,8
Ток срабатывания реле:
I CP 
kCX  I C 3 1  5721

 28,61 A
nT
200
k СХ  1 коэффициент схемы
Коэффициент чувствительности: KЧ 
( 2)
I min
8523
K2

 1,6  1,5
IC 3
5521
4.6 Защита вводного выключателя ГПП ( 10 кВ )
Выбираем ТПОЛ-10: I H 1  1000 A ; I H 2  5 A ; nT  200 .
Расчет МТЗ
Первичный ток срабатывания:
I C3 
k H  k C 3  I MAXP 1,2  4  998,9

 5993,4 A
kВ
0,8
Ток срабатывания реле:
I CР 
k СХ  I СЗ 1  5993,4

 30 A
пТ
200
k СХ  1 коэффициент схемы
Коэффициент чувствительности:
KЧ 
( 2)
I min
8523
K2

 1,5  1,5
IC3
5993,4
МТЗ строим на основе реле РТ-80.
4.7 Защита трансформатора ГПП ТРДН-40000/110
Для защиты трансформатора от внутренних повреждений применяю газовую
защиту. Так как мощность трансформатора выше 6,3 кВ∙А, то в качестве
основной защиты трансформатора применяю дифференциальную защиту,
которая защищает трансформатор от внутренних повреждений и от внешних
КЗ на вводах трансформатора. В качестве резервной использую МТЗ и
защиту от перегрузки.
Расчет дифференциальной защиты трансформатора
 Определяю коэффициент трансформации ТТ.
S HT
I НОМ115 
nТТ 
3 U H

3  I НОМ 115

I НОМ 2
40000
3  115
 200,817 A
3  200,817
 69,6
5
Выбираем ТФЗМ-110Б-1: I H 1  400 A ; I H 2  5 A ; nT  80 .
I НОМ10,5 
nТТ 
0,5  S HT
3 U H
I НОМ 10,5
I НОМ 2


0,5  40000
3  10,5
 1099,7 A
1099,7
 219,9
5
Выбираем ТПОЛ-10: I H1  1500 A ; I H 2  5 A ; nT  300 .
 Определяем токи в плечах защиты.
I Iв 
I IIв 
3  I НОМ115

nТТ
I НОМ10,5
nТТ

3  200,817
 4,348 А
80
1099,7
 3,7 А
300
 Выбираем ток срабатывания защиты.
Принимаю за основу ток протекающий в первом плече защиты I Iв
Для отстройки реле от броска намагничивающего тока применяю дифреле
РНТ – 565 на основе БНТ. Поэтому апериодическая составляющая тока
намагничивания будет замыкаться по магнитопроводу БНТ, тем самым ток
намагничивания появляющийся в реле будет существенно меньше.
Первичный ток срабатывания:
I C 31  k H  I НАМ .Т  k H  1,5  I НОМ115.Т  1,25  1,5  200,817  376,5 A
Отстраиваем от токов небаланса.
I C 32  k H  I НБ.МАХ ;
( 3)
I НБ  kОДН  0,1 I МАХ
( К 2 )  0,7  0,1 10100 
10,5
 64,6 A
115
- коэффициент учитывающий различие между погрешностями
трансформаторов и условий работы.
k ОДН  0,5  1
I C 32  1,25  64,6  80,75 A
Принимаем I C 3 равным большему из токов обусловленный
намагничиванием и погрешностью (небалансом).
Тогда: I C 3  376,5 A
Ток срабатывания реле:
I CP 
k CX  I C 3

nT
3  376,5
 8,2 A
80
Защита выполнена на основе реле РТ-40.
 Определяю число витков в дифференциальной и уравнительных
обмотках.
За основное плечо принимаю по которому протекает ток I Iв
 ОСН   ДИФ  У . I
Намагничивающая сила необходимая для срабатывания РНТ - 565 равна:
FН .С  100 А
То условие необходимое для действия РНТ будет:
I С .Р   ОСН  100 А ;
 ОСН 
100 100

 12,2  12
I СР 8,2
числом уравнительной обмотки задаюсь произвольно принимаю равным 2.
То число витков дифференциальной обмотки получим:
 ДИФ  ОСН  У .I  12  2  10
Определяю расчетное число витков обмотки РНТ, по которой проходит ток
неосновного плеча.
Уравнение МДС: I IВ УI  I IIВ УII  I IВ  I IIВ    ДИФ  0
Из уравнения МДС получим:  РАС 
I1в
4,348
 ОСН 
 12  14,1 ,
I 2в
3,7
где  РАС   ДИФ  У .II тогда У .II  4,1
Проверка:
I IВ УI  I IIВ УII  I IВ  I IIВ    ДИФ  4,348  2  3,7  4,1  (4,348  3,7)  10  0,006  0
Коэффициент чувствительности:
KЧ 
( 2)
К СХ  I min
3  8523 10,5
K2

 3,58  2
IC3
376,5 115
( 2)
I min
K 2 - приведен к стороне 115 кВ.
Расчет МТЗ
I MAXP 
S ГПП
3 U H

40000
3  115
 200,8 A
Выбираю ТФЗМ-110Б-1: I H 1  400 A ; I H 2  5 A ; nT  80 ; кСХ= 3 .
Первичный ток срабатывания:
I C3 
k H  k C 3  I MAXP 1,2  3  200,8

 903,6 A
kВ
0,8
Ток срабатывания реле:
I CP 
k CX  I C 3

nT
3  903,6
 19,6 A
80
kСХ  3 коэффициент схемы
Коэффициент чувствительности:
KЧ 
( 2)
К СХ  I min
K2

IC3
3  8523 10,5
 1,5  1,5
903,6 115
МТЗ строю на основе реле РТ-40.
Расчет защиты от перегрузки
Защиту от перегрузки устанавливаю на низкой стороне трансформатора
на каждой расщепленной обмотке.
Номинальный ток трансформатора:
IН 
S HT
2  3 U H

40000
2  3  10,5
 1099,7 A
Первичный ток срабатывания:
I C3 
k H  I Н 1,05  1099,7

 1443,4 A
kВ
0,8
Ток срабатывания реле:
I CP 
k CX  I C 3 1  1443,4

 3,6 A
nT
400
Защиту от перегрузки строю на основе реле РТ40/6.
Газовая защита
В качестве основной защиты от внутренних повреждений применяю
газовую защиту. При слабом течении масла или газа в газовом геле защита
действует на сигнал. При сильном на отключение выключателей со стороны
115 кВ и 10,5 кВ.
4.8. Устройства автоматики и телесигнализации
На секционных выключателях РП и ГПП устанавливаю АВР с пуском по
напряжению и частоте, и с блокировкой по току U СР  0,3  U Н  2 кВ ,
f СР  46,5 Гц , t СР  9 c . От времени срабатывания АВР со стороны питания.
Действие АВР однократное посредством использования АПВ однократного
действия.
АПВ устанавливаю на каждой КЛ питающей нагрузку и КЛ питающей
РП и на секционном выключателе. АПВ однократного действия
Телесигнализация должна обеспечивать передачу на ДП
предупредитель-ных и аварийных сигналов, а также должна отображать на
мнемосхеме положение высоковольтных выключателей.
Полученные результаты свожу в табл. 4.1
Таблица 4.1
ЦТП
I МАХ , Р , A
1АД
48,5
СВ
(РП4)
В
(КЛ4)
СВ
(ГПП)
В(Т2НН)
В(Т2ВН)
422,4
422,5
845,6
1099,7
200,8
120
120
200
300
80
IП , A
I НОМ , A
34,64
168,98
nT
10
200
I СЗ ,ТО , A
744
1824,9
11232
376,5
К Ч , ТО
0,72
4,5
0,72
3,58
I СЗ , МТЗ , A
363,8
3168
3168
5521
5993,4
903,6
К Ч , МТЗ
1,5
2,6
2,6
1,5
1,5
1,5
t СЗ ( МТЗ ) , c
0,5
1
1,5
2
2,5
3
I СЗ , ПЕРЕГ , A
51,96
844,9
253,5
1443,4
I СЗ , ДЗ , A
К Ч ( ДЗ )
U СЗ , кВ
5. Расчёт самозапуска двигателей
Расчет самозапуска производим для I секции РП-4 согласно заданию.
Произведем расчет:
Х=Хс+Хтвн+Хтнн+ХКЛ4=0,64 Ом,
U
X АД 4 
3  I ПУСК АД1

10000
 6,8 Ом
3  844,9
Так как по условию дано 5 АД1 то суммарное сопротивление получим:
X
ЭЛ . ДВ.

Х АД1 6,9

 1,38 Ом
2
5
Ток самозапуска:
IСЗ=
U
3  ( Х   Х ЭЛ . ДВ. )

10500
 6864 А ,
3  (0,64  1,38)
приведенный к UBH: I115CЗ=IСЗ / nTP=6864 / 10,95=627 A.
Остаточное напряжение U ОСТ 
U   Х ЭЛ . ДВ.
(Х  Х
ЭЛ . ДВ.
)

10500 1,38
 7173 В
2,02
Проверим, выполняется ли условие самозапуска:
UOCT>0,7UH;
7173 > 6864
Вывод: самозапуск электродвигателей обеспечивается.
6. Расчет и построение карты селективности устройств РЗиА
Строю карту селективности. Для этого необходимо определить ступень
селективности. Так как МТЗ выполнена на основе индукционного реле типа
РТ-80, то ступень селективности определится как:
t  t П1  t П 2  t В  t ЗАП  t И
t=0,12+ 0,15+ 0,12 + 0,1 = 0,5 с
где t П1 - погрешность в сторону замедления реле времени защиты.
t П 2 - снижение выдержки времени.
t В - время отключения выключателя с момента подачи импульса
отключения на катушку до момента разрыва контактов выключателя.
t ЗАП -запас времени.
t И - время инерционной ошибки.
Рис. 6.1. Карта селективности действия РЗ.
7. Спецификация на аппаратуру релейной защиты
Таблица 7.1.
поз.
1
2
наименование элемента
сети
Трансформатор ГПП
ТРДН-40000/110
Трансформатор ЦТП
ТМ-630/10
наименование защитной
аппаратуры
тип
количество
ТФЗМ-110
ТПОЛ-10
РНТ-565
РТ-40
РУ-1
РГЧЗ-66
ТЛМ-10
РТ-80
РТ-40
РУ-1
3
3
1
3
1
1
2
1
1
2
трансформатор тока
реле промежуточное
реле тока
реле напряжения
реле времени
реле указательное
трансформатор тока
тр-р 0 -послед-ти
реле тока
реле времени
реле указательное
ТЛ-10
РП-210
РТ-80
РН-50
ВЛ-34
РУ-1
ТЛМ-10
ТНП-4
РТ-80
ВЛ-34
РУ-1
2
1
2
1
1
2
2
1
1
1
1
трансформатор тока
реле дифференц. защиты
реле тока
реле указательное
реле газовое
трансформатор тока
реле тока
реле указательное
3
Асинхронный двигатель
АТД3 (1АД)
4
Кабельная линия КЛ4
АСБ
5
Вводной выключатель ГПП
трансформатор тока
реле тока
реле указательное
ТПОЛ-10
РТ-80
РУ-1
2
1
1
6
Секционный выключатель
РП
трансформатор тока
реле тока
реле указательное
ТЛ-10
РТ-80
РУ-1
2
1
1
7
Секционный выключатель
ГПП
трансформатор тока
реле тока
реле указательное
ТПОЛ-10
РТ-80
РУ-1
2
1
1
Список литературы
1. Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. //Электрическая часть электростанций и
подстанций,-М.: Энергоатомиздат, 1989
2. Пособия к курсовому и дипломному проектированию для
электроэнергетической специальности вузов,-М.: Высш. шк., 1990
3. Правила устройства электроустановок,-М.: Энергоатомиздат, 1987
4. Релейная защита, автоматика и телемеханика в СЭС,-Норильск, 1991
(методические указания №807)
5. Справочник по проектированию эл. сетей и эл. оборудования.// Под ред.
Ю. Г. Барыбина,-М.: Энергоатомиздат, 1991
6. Чернобровов Н. В. // Релейная защита,-М.: «Энергия», 1974
7. Александров К. К., Кузьмина Е. Г. // Электротехнические чертежи и
схемы,-М.: Энергоатомиздат, 1990.
Скачать