Релейная защита в СЭС - Физика и энергетика курсовая работа

Главная

Физика и энергетика
Релейная защита в СЭС

Расчет токов короткого замыкания. Защита с помощью плавких предохранителей и автоматических выключателей. Расчет рабочих максимальных и пиковых токов. Расчет релейной защиты электролизной установки. Расчет трансформатора тока и выбор оперативного тока.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Мартынов М.А. Релейная защита в СЭС.-
Челябинск: ЮУрГУ, Э, 2013, 107 с., 30 илл., 17 таблиц. Библиография литера туры -13 наименования.
Задачей данного курсового проекта расчет релейной защита заданной СЭС. В соответствие с ПУЭ определяется необходимый набор защит для каждого участка СЭС. Для выполнения необходимого набора защит для каждого участка СЭС выбираются соответствующие устройства релейной защиты. Рассчитываются токи короткого замыкания в максимальном и минимальном режимах работы СЭС на всех ступенях данной СЭС. Производится расчет защиты сети напряжением 0,38 кВ. Рассматривается организация релейной защиты рассматриваемого участка СЭС, а также производится расчет уставок защит, установленных на выключателях рассматриваемого участка СЭС. В соответствие с рассчитанными уставками защит выбираются измерительные датчики тока и строятся время-токовые характеристики. Для заданного трансформатора тока производится расчет нагрузочных характеристик и по кривым предельной кратности ТТ производится расчет сечения контрольного кабеля, соединяющего данный трансформатор тока с устройствами РЗ. Производится обоснование выбора соответствующего вида оперативного тока.
1. СОСТАВЛЕНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙСХЕМЫ
2. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
2.1 Расчет токов КЗ в электрической сети напряжением выше 1 кВ
2.2 Расчет токов КЗ в электрической сети напряжением до 1 кВ
2.3 Расчет токов КЗ в конце линии, питающей объект СЭС
3. ВЫБОР И РАСЧЕТ КОММУТАЦИОННОЙ И ЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ НА СТОРОНЕ 0,38 кВ
3.1 Защита с помощью плавких предохранителей
3.2 Защита с помощью автоматических выключателей
4. ОРГАНИЗАЦИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ РАССМАТРИВАЕМОГО ФРАГМЕНТА СЭС
4.1 Расчет рабочих максимальных и пиковых токов
5 РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ РАССМАРИВАЕМОГО ФРАГМЕНТА СЭС
5.1 Расчет релейной защиты, установленной в начале КЛ7 и КЛ8
5.2 Расчет релейной защиты, установленной на секционном выключателе РП
5.2.1 Расчет релейной защиты, установленной в начале КЛ1 и КЛ2
5.3 Расчет релейной защиты, установленной на секционном выключателе ПС
5.3.1 Расчет релейной защиты электролизной установки
5.3.2 Время токовые характеристики рассчитанных токовых защит
В соответствие с выданным вариантом задания (6,28) исходные данные для выполнения курсового проекта представлены в таблицах 1-4 [8, 2.5.1].
Таблица 1- Параметры схемы внешнего электроснабжения
Таблица 2- Параметры оборудования электрической сети напряжением 6-10 кВ, начинающейся от РП, и электрической сети 380 В
Таблица 3- Фрагмент электрической сети, для которого необходимо рассмотреть организацию релейной защиты
Расчет релейной защиты элемента СЭС
трансформатора тока, установленного
От выключателя отходящей от РП линии 10 кВ до выключателя питающей РП линии, включая этот выключатель (до шин 10 кВ ГПП)
Таблица 4- Объект электрической сети, для которого необходимо рассчитать релейную защиту
В соответствие с данными таблиц 1-4 и рисунком [8, рис.2.1] составлена принципиальная электрическая схема электроснабжения.
1. СОСТАВЛЕНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
Принципиальная электрическая схема электроснабжения, для которой необходимо рассчитать релейную защиту, представлена на рисунке 1.1
Рисунок 1.1- Принципиальная электрическая схема рассматриваемого участка СЭС
На принципиальной схеме представлены следующие элементы:
1) Кабельные линии КЛ7 и КЛ8, питающие трансформаторы Т7-Т10 трансформаторных подстанций 6/0.4 кВ.
Уставка по времени срабатывания селективной токовой отсечки (СТО) устанавливаемых на выключатели Q14 и Q15 защит необходимо отстроить от уставки по времени срабатывания СТО вводных автоматических выключателей трансформаторов Т7-Т10 со стороны 0,4 кВ на ступень селективности. [10, 17.3.1]. Для микропроцессорных защит иностранного производства ступень селективности Дt=0,3 с. [10, 17.2]. Уставка по времени срабатывания автоматических вводных выключателей трансформаторов Т7-Т10 со стороны НН равна 0,5 с. Поэтому примем уставку по времени срабатывания селективной токовой отсечки защит Sepam S20 равной 0,8 с.
2) Распределительный пункт напряжением 6 кВ (РП)
Уставку по времени срабатывания СТО защиты, установленной на секционном выключателе Q13, примем большей на ступень селективности, чем уставка по времени срабатывания СТО защит кабельных линий, питающих трансформаторы Т7-Т10, т.е. уставка по времени срабатывания равна 1,1 с.
3) Кабельные линии КЛ1 и КЛ2, питающие РП 6 кВ
На кабельных линиях электропередачи в сетях напряжением 6 кВ, работающих с изолированной нейтралью или с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от многофазных замыканий и от однофазных замыканий на землю [9, п.3.2.91].
На одиночных линиях с односторонним питанием от многофазных замыканий должна устанавливаться, как правило, двухступенчатая токовая защита (селективная токовая отсечка и мгновенная токовая отсечка). Первая ступень может быть выполнена в виде максимальной токовой защиты с независимой или зависимой характеристикой выдержки времени, вторая ступень - в виде токовой отсечки без выдержки времени [9, п.3.2.93].
Защита от однофазных замыканий на землю должна быть выполнена в виде [9, п.3.2.96]:
- селективной защиты (устанавливающей поврежденное направление), действующей на сигнал;
- селективной защиты (устанавливающей поврежденное направление), действующей на отключение, когда это необходимо по требованиям безопасности; защита должна быть установлена на питающих элементах во всей электрически связанной сети;
- устройство контроля изоляции; при этом отыскание поврежденного элемента должно осуществляться специальными устройствами; допускается отыскание поврежденного элемента поочередным отключением присоединений.
а) Защита в начале линии выполняется двухступенчатой в виде селективной защиты с зависимой от тока выдержкой времени и мгновенной токовой отсечки.
Устройство защиты Sepam S20 реализует защиту в начале кабельных линий КЛ1 и КЛ2 от межфазных КЗ и однофазных замыканий на землю [10, 17.6.2] (коды ANSI 50, 51 и 51N). [10, c.145].
б) Выполнение релейной защиты на приемном конце линий КЛ1 и КЛ2 в данной курсовой работе не рассматривается.
в) Уставка по времени срабатывания защиты в конце кабельных линии отстраивается от уставки по времени срабатывания защиты РП 6 кВ на ступень селективности и равна 1,4 с.
Уставка по времени срабатывания защиты в начале кабельных линии отстраивается от уставки по времени срабатывания защиты в конце кабельных линий и равна 1,7 с.
На шиносоединительном (секционном) выключателе напряжением 6 кВ должна быть предусмотрена двухступенчатая токовая защита от многофазных КЗ (селективная токовая отсечка и мгновенная токовая отсечка) [9, п. 3.2.119].
Данная токовая защита также обеспечивается устройством Sepam S20 (ANSI 50 и 51). Уставка по времени срабатывания селективной токовой отсечки защиты сборных шин подстанции 35/6 кВ отстраивается от уставки по времени срабатывания защиты в начале кабельных линий и равна 2,0 с.
5) Защита питающих линий сборных шин
Так как на шиносоединительном (секционном) выключателе напряжением 6 кВ, предусмотрена двухступенчатая защита, то установка защиты не требуется.
В выпрямительных установках наибольшее применение нашли силовые полупроводниковые преобразователи, состоящие из неуправляемых (диодов) или управляемых (тиристоров) вентилей. Полупроводниковые преобразователи оборудуются системой воздушного или водяного охлаждения, а также приборами и аппаратами, необходимыми для пуска и работы преобразователей. К питающей сети переменного тока они подключаются через трансформатор, образуя преобразовательный агрегат. К повреждениям преобразовательного агрегата относятся повреждения трансформатора, а также КЗ в системе переменного тока и пробой полупроводниковых вентилей, т. е. потеря ими запирающих свойств. При пробое возможны образование электрической дуги в поврежденном вентиле и его взрыв, сопровождающийся перебросом дуги на токоведущие части преобразователя. Ненормальными режимами преобразовательного агрегата являются прохождение сверхтоков при перегрузках и внешних КЗ в системе выпрямленного тока и нарушение работы устройств собственных нужд установки.
Устройства защиты трансформатора. Основными защитами трансформатора преобразовательного агрегата являются:
- токовая защита от перегрузок, если нет защиты от перегрузки полупроводникового преобразователя;
- максимальная токовая защита без выдержки времени (мгновенная токовая отсечка) от многофазных коротких замыканий в обмотках и на выводах трансформатора;
- защита от однофазных замыканий на землю.
В зависимости от типовой мощности и первичного напряжения трансформатора предусматриваются и другие защиты [10].
Защиту осуществляет устройство Sepam T20, реализующее газовую защиту (ANSI 63), максимальную токовую защиту от перегрузки и максимальную резервную токовую защиту от токов, обусловленных внешними многофазными КЗ (ANSI 51), и тепловую защиту трансформатора (ANSI 49RMS), и защиту от однофазных замыканий на землю (ANSI 51N).
2. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Для расчета токов короткого замыкания необходимо составить схему электроснабжения, на которой будут обозначены характерные точки СЭС, а также исходные параметры элементов СЭС (см. таблицы 1,2,3 и 4).
а) Точки в начале и в конце питающей ВЛ напряжением 35 кВ (соответственно точки А и Б);
б) На сборных шинах 6 кВ подстанции (точка В);
в) На сборных шинах РП 6 кВ (точка Г);
г) На стороне высшего напряжения трансформатора 6-10/0,4 кВ, который рассматривается в работе (Т9 и Т10) (точка Д);
д) На стороне низшего напряжения трансформатора 6/0,4 кВ: на выводах трансформатора (точка Е); на сборных шинах 0,4 кВ ТП (точка Ж); на сборных шинах РПН (точка З);
е) В конце линии, питающей объект СЭС (точка И).
Полная схема электроснабжения представлена на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1- Схема электроснабжения
2.1 Расчет токов КЗ в электрической сети напряжением выше 1 кВ
Расчет проводится в относительных единицах. Базисную мощность примем Sб=1000 МВА. Для выбранного оборудования принимаем средние значения напряжений ступеней электрической сети: UСР1 = 37 кВ, UCР2 =6,3 кВ, UСР3 = 0,4 кВ.
2.1.1 Расчет сопротивлений элементов схемы замещения
2) Сопротивление воздушных линий ВЛ1 и ВЛ2:
Для провода АС-95/16 согласно [1, табл.7.38] удельное индуктивное сопротивление при номинальном напряжении линии 35 кВ X0.BЛ1= 0,234 Ом/км.
3) Сопротивление трансформаторов Т1 и Т2:
а) При минимальном положении регулятора РПН:
Согласно [2, табл.4.1] для трансформатора с номинальным высшим напряжением 35 кВ Uк.мин= 6,9 %; Uк.макс= 7,6 %; ДUРПН=9%.
б) При максимальном положении регулятора РПН:
в) отношение сопротивлений трансформатора при максимальном и минимальном положениях РПН составляет:
4) Сопротивление кабельных линий КЛ1 и КЛ2.
Согласно [1, табл.7.28] для кабеля марки М-3x240 при номинальном напряжении сети 6 кВ удельное сопротивление XО.КЛ1=0,071 Ом/км.
а) При нормальной работе линий (в линии параллельно включены два кабеля n = 2) имеем их минимальное сопротивление:
б) При аварийном отключении одного из кабелей в линии (n - 1) имеем максимальное сопротивление:
5) Сопротивление кабельных линий КЛ7, КЛ8, КЛ9 и КЛ10, каждая из которых состоит из одного кабеля
Согласно [1, табл.7.28] для кабеля марки А-3x150 удельное сопротивление прямой последовательности X1УД.КЛ= XО.КЛ1=0,074 Ом/км.
Схема замещения представлена на рисунке 2.2
Рисунок 2.2- Схема замещения для расчета токов КЗ в электрической сети напряжением более 1 кВ
2.1.2 Расчет токов КЗ в максимальном режиме
2.1.3 Расчет токов КЗ в минимальном режиме
2.1.4 Расчеты токов КЗ в максимальном и минимальном режимах сведем в таблицу 2.1
Таблица 2.1- Сводные данные расчетов токов КЗ в электрической сети напряжением выше 1 кВ
Место точек расчета короткого замыкания
Максимальный ток трехфазного КЗ I(3)К.МАКС, кА
Максимальная мощность КЗ, SК.МАКС = v3 • UСТ • I(3)К,МАКС, МВА
Минимальный ток двухфазного КЗ I(2)К.МИН, кА
Минимальная мощность КЗ, SК.МИН = v3 • UСТ • I(3)К,МИН или
2.2 Расчет токов КЗ в электрической сети напряжением до 1 кВ
Согласно [2, р.4.3.3.] токи КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ рекомендуется проводить в именованных единицах, а активные и индуктивные сопротивления - выражать в миллиомах (мОм).
При расчетах токов КЗ допускается максимально упрощать всю внешнюю сеть напряжением 6 кВ и более по отношению к месту КЗ, представив ее системой с сопротивлением ХС, определяемым мощностью КЗ на стороне высшего напряжения трансформатора 6/0,4 кВ.
2.2.1 Расчет сопротивлений элементов схемы замещения
Согласно [2, р.4.3.3], сопротивление системы находится по формуле:
где - среднее номинальное напряжение сети (400В), подключенной к обмотке низшего напряжения трансформатора;
SK.ВН - мощность короткого замыкания у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора.
- при максимальном режиме работы SK.ВН=100,6 МВА;
- при минимальном режиме работы SK.ВН=72,5 МВА;
Трансформаторы Т9 и Т10: тип ТМ-1600/6 схема соединения обмоток Y/YН, напряжение короткого замыкания Uк=6,5 %. Согласно [3, табл. 4.2] ДPк=18,0 кВт; ПБВ ±2х2,5 %.
Согласно [2, табл.П1.1] сопротивления трансформатора 1600 кВА для схемы соединения обмоток Y/YН возьмем из табл. П1.1: R1Т9 = 1 мОм, Х1Т9 = 5,4 мОм; R1Т10= R1Т9; Х1Т10= Х1Т9; R0Т9 = 16,3 мОм, Х0Т9 = 50,0 мОм;
3) Сопротивление шинопровода между трансформатором и вводным автоматическим выключателем
Между трансформатором и вводным выключателем QF9 расположен шинопровод длиной 3 м. Номинальный ток трансформатора Т9 согласно [4, р.2.1] находится по формуле:
С учетом перегрузки (1,4-1,6•IТ.Н) ток трансформатора может достигать величины 1,4• IТ.Н= 3233,16 А. Поэтому в качестве исходных данных возьмем шинопровод Ш3 на ток 3200 А [2, табл. П.1.3.1]:
- удельные сопротивления фазы R1УД.Ш = 0,013 мОм/м, Х1УД.Ш = 0,005 мОм/м;
- удельные сопротивления нулевой шины RО.УД.Ш = 0,064 мОм/м, ХО.УД.Ш = 0,035 мОм/м.
R1Ш = R1УД.Ш • L = 0,013 • 3 = 0,039 мОм ;
Х1Ш = Х1УД.Ш • L = 0,005 • 3 = 0,015 мОм.
R0Ш = R0УД.Ш • L = 0,064 • 3 = 0,192 мОм ;
Х0Ш = Х0УД.Ш • L = 0,035 • 3 = 0,105 мОм.
4) Сопротивление кабельной линии КЛ13
Кабель КЛ13 A-3x120+1x70 длиной 450 м По [2, табл. П.1.4.4]:
- удельные сопротивления прямой последовательности
R1УД.КЛ = 0,18 мОм/м и Х1УД.КЛ = 0,07 мОм/м;
- удельные сопротивления нулевой последовательности
RО.УД.КЛ = 0,7 мОм/м и ХО.УД.КЛ = 0,47 мОм/м.
R1КЛ13 = R1УД.КЛ • L = 0,18 • 450 = 81 мОм;
Х1КЛ13 = Х1УД.КЛ • L = 0,07 • 450 = 31.5 мОм
R0КЛ13 = R0УД.КЛ • L = 0,7 • 450 = 315 мОм;
Х0КЛ13 = Х0УД.КЛ • L = 0,47 • 450 = 211.5 мОм
5) Сопротивления переходных контактных сопротивлений:
- шинопровода Ш4 с двух сторон по RК.Ш = 0,0024 мОм [2,табл. П1.6.2];
- суммарное сопротивление переходных контактных сопротивлений до точки Ж (учтем только шинопровод Ш4)
- кабеля КЛ13 сечением 120 мм2 с двух сторон по RК.К = 0,024 мОм [2,табл. П1.6.2];
- суммарное сопротивление переходных контактных сопротивлений до точки З (учтем только шинопровод Ш3 и кабеля КЛ13)
RК.З = 2 • 0,0024 + 2 • 0,024 = 0,053 мОм;
- сопротивления включения токовых катушек расцепителей и переходные сопротивления подвижных контактов автоматических выключателей и разъемного контактного рубильника [2, табл.П1.6.1] приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2- Сопротивления коммутационных аппаратов
- активное и индуктивное сопротивления трансформатора тока 3200/5 А примем равными нулю в следствии их малости [2,табл. П1.6.5].
6) Активное сопротивление заземляющей дуги [2,табл. П1.7]:
- на вводах 6 кВ трансформатора Т9, точка Е - RД.Е = 4 мОм;
- на шинах РУ-0,4 кВ, точка Ж - RД.Ж = 4 мОм;
- на шинах РУ-0,38 кВ РПН (ВРУ), точка З - RД.З = 7 мОм.
Принципиальная схема электрической сети напряжением до 1 кВ приведена на рисунке 2.3. Схема замещения прямой последовательности приведена на рисунке 2.4.
Рисунок 2.3-Принципиальная схема электрической сети напряжением до 1 кВ
Рисунок 2.4- Схема замещения прямой последовательности
Рисунок 2.5- Схема замещения нулевой последовательности
2.2.2 Определение токов КЗ при максимальном режиме работы энергосистемы
Сопротивление контура КЗ (прямой последовательности):
R1У.Е = R1Т9 + RД.Е = 1 + 4 = 5 мОм;
Х1У.Е = ХС.МАКС + Х1Т9 = 1,59 + 5,4 = 6,99 мОм;
Значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ в точке Е
R1У.Ж = R1Т9 + R1Ш + RТА3 +RQF3 + RК.Ж + RД.Ж = 1 + 0,013 + 0 + 0,1 + 0,0048 + 4 = 5,144 мОм;
Х1У.Ж = ХС.МАКС + Х1Т9 + Х1Ш + ХТА3 + ХQF3 = 1,59 + 5,4 + 0,013 + 0 + 0,05 = 7,055 мОм;
Значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ в точке Ж
Сопротивление контура КЗ (прямой последовательности):
R1У.З = R1Т9 + R1Ш + RТА3 + RQF3 + RF3 + R1КЛ13 + RQS3 + RК.З + RД.З = 1 + 0,013 + 0 + 0,1 + 1,1 + 81 +1,1 + 0,053 + 7 = 91,392 мОм;
Х1У.З = ХС.МАКС + Х1Т9 + Х1Ш + ХТА3 + ХQF3 + ХF3 + Х1КЛ13 + ХQS3 =1,59 + 1 + 0,005 + 0 + 0,05 + 0,5 + 31,5 + 0,5 = 39,55 мОм;
Значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ в точке К
2.2.3 Определение токов КЗ в минимальном режиме работы энергосистемы
В расчете нужно заменить сопротивление ХС.МАКС на ХС.МИН и определить ток двухфазного КЗ [2,п.4.3.4]
Х1У.Е = ХС.МИН + Х1Т9 = 1,207 + 5,4 = 7,607 мОм;
Х1У.Ж = ХС.МИН + Х1Т9 + Х1Ш + ХТА3 + ХQF3 = 1,207 + 5,4 + 0,005 + 0 + 0,05 = 7,672 мОм;
Х1У.З = ХС.МИН + Х1Т9 + Х1Ш + ХТА3 + ХQF3 + ХF3 + Х1КЛ13 + ХQS3 = 1,207 + 5,4 + 0,005 + 0 + 0,05 + 0,5 + 31,5 + 0,5 = 40,172 мОм;
2.2.4 Определение ударного тока КЗ при максимальном режиме работы энергосистемы
Для выбора оборудования кроме установившего тока КЗ необходимо знать ещё и ударный ток КЗ. [2, п.4.3.4]
По кривой на [2, рис. П1.4]: КУД = 1,1
X1УЖ / R1УЖ = 7,055 / 5,144 = 1,372.
По кривой на [2, рис. П1.4]: КУД = 1,1
X1УЗ / R1УЗ = 39,555 / 91,392 = 0,433.
По кривой на [2, рис. П1.4]: КУД = 1
Расчет токов однофазных коротких замыканий в сетях до 1 кВ выполняется для проверки обеспечения надежной работы защиты при минимальных значениях тока КЗ в конце защищаемой линии. [2, п.4.3.5]
Если электроснабжение электроустановки напряжением до 1 кВ осуществляется от энергосистемы через понижающий трансформатор, то значение периодической составляющей тока однофазного КЗ рассчитывают по формуле [2,п.4.3.5]
где R1У, R2У и Х1У, Х2У - суммарные активные и индуктивные сопротивления соответственно прямой и обратной последовательности фазной цепи КЗ, определенные для минимального режима работы сети.
RОУ и ХОУ - суммарное активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности цепи КЗ;
Активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности трансформатора Т9, шинопровода Ш3 и кабельной линии КЛ13 определены в пункте 2.2.1. Сопротивления нулевой последовательности остальных элементов схемы (трансформаторов тока, автоматических выключателей, контактов и дуги) равны аналогичным сопротивлениям прямой последовательности. [2, п.4.3.6]
R1У.Е = R1Т9 + RД.Е =1 + 4 = 5 мОм;
Х1У.Е = ХС.МИН + Х1Т9 =1,207 + 5,4 = 7,607 мОм;
R0У.Е = R0Т9 + RД.Е =16,3+4= 20,3 мОм;
Значение периодической составляющей тока однофазного КЗ в точке Е. По формуле (2.36):
Х1У.Ж = ХС.МИН + Х1Т9 + Х1Ш + ХТА3 + ХQF3 = 1,207 + 5,4 + 0,005 + 0 + 0,05 = 7,672 мОм;
RОУ.Ж = RОТ9 + RО.Ш + RТА3 + RQF3 + RК.Ж + RД.Ж = 16,3 + 0,192 + 0 + 0,1 + 0,0048 + 4 = 20,597 мОм;
ХОУ.Ж = ХОТ9 + ХО.Ш + ХТА3 + ХQF3 = 50 + 0,105 + 0 + 0,05 = 50,155 мОм;
Х1У.З = ХС.МИН + Х1Т9 + Х1Ш + ХТА3 + ХQF3 + ХF3 + Х1КЛ13 + ХQS3 = 1,207 + 5,4 + 0,005 + 0 + 0,05 + 0,5 + 31,5 + 0,5 = 40,172 мОм;
RОУ.З = R0Т9 + R0Ш + RТА3 + RQF3 + RF3 + R0КЛ13 + RQS3 + RК.З + RД.З = 16,3 + 0,192 + 0 + 0,1 + 1,1 + 315 +1,1 + 0,053 + 7 = 340,845 мОм;
ХОУ.З = Х0Т9 + Х0Ш + ХТА3 + ХQF3 + ХF3 + Х0КЛ13 + ХQS3 =50 + 0,105 + 0 + 0,05 + 0,5 + 31,5+ 0,5= 262,655 мОм;
2.2.6 Расчеты токов КЗ сведем в таблицу 2.3
Таблица 2.3- Сводные данные расчетов токов КЗ в электрической сети напряжением до 1 кВ
Максимальный ток трехфазного КЗ I(3)К.МАКС, кА
Минимальный ток двухфазного КЗ I(2)К.МИН, кА
2.3 Расчет токов КЗ в конце линии, питающей объект СЭС
Для расчета тока КЗ в конце линии, питающей электролизную установку (ЭУ), определим параметры КЛ, с помощью которой ЭУ подключается ко второй секции шип (КЛ11) ПС 6 кВ. Длина КЛ11, равна 150 м.
1) Определим максимальный ток, протекающий по КЛ11 с учетом допустимой перегрузки по току электролизной установки, равной 2,5 [11, 24]:
где - коэффициент, зависящий от схемы питания выпрямителей;
- номинальный выпрямленный ток преобразователя;
U1 и U2 - соответственно высшее и низшее напряжения трансформатора.
2) По [1, табл 7.10] в качестве кабеля КЛ11 выбираем М-3x500 с длительно допустимым током, равным 1020 А.
3) Представим вторую секцию шин ПС (2СШ) в качестве источника питания с напряжением равным UCР2 =6,3 кВ и мощностью короткого замыкания, равной мощности КЗ в точке В. Из таблицы 2.1 мощность короткого замыкания в точке В соответственно в максимальном и минимальном режимах равна:
Тогда схема подключения УЭ представлена на рисунке 2.6
Рисунок 2.6- Схема подключения УЭ к 2СШ ПС
4) Сопротивление сети по отношению к УЭ:
Удельное сопротивление кабеля М-3х500 согласно [1, табл. 7.28] равняется 0,036 Ом/км;
6) Сопротивление трансформатора Т11
а) Расчет мощности трансформатора Т11
Примем к установке трансформатор мощностью ,
б) Расчет сопротивления трансформатора T11
Схема замещения представлена на рисунке 2.7
Рисунок 2.7- Схема замещения для расчета токов КЗ в конце линии, питающей объекст СЭС
3. ВЫБОР И РАСЧЕТ КОММУТАЦИОННОЙ И ЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ НА СТОРОНЕ 0,38 кВ
Расположение коммутационный аппаратов, защищающих трансформаторы Т7-Т10 на примере трансформаторов Т9 и Т10, показано на рисунке 3.1. Трансформаторы Т7 и Т8 защищаются аналогично.
Рисунок 3.1- Расположение коммутационный аппаратов
3.1 Защита с помощью плавких предохранителей
Выберем плавкие вставки для предохранителей F1 и F3. Номинальные токи предохранителей (плавких вставок) со стороны ВН и НН трансформатора выбираются из условий несрабатывания при допустимых нагрузках трансформатора в нормальном и послеаварийном режимах, а также условий включения трансформатора в режиме холостого хода (отстройка от бросков тока намагничивания) [5, р 8.5].
3.1.1 Выбор предохранителей F1 и F2
На стороне высшего напряжения номинальный ток плавкой вставки рекомендуется выбирать с учетом броска тока намагничивания
где IТ.Н.ВН - номинальный ток трансформатора на стороне ВН, может быть найден по известной формуле:
где SНТ- номинальная мощность трансформатора. Согласно исходным данным: SНТ=1600 кВА;
UВН- напряжение трансформатора на стороне высокого напряжения; UВН=6 кВ.
По (3.2) определим номинальный ток трансформатора на стороне ВН :
По (3.1) определим номинальный ток плавкой вставки на стороне ВН:
По [5, 8.8.2] выбираем плавкую вставку ПКТ на номинальный ток 315 А.
Приведем ВТХ плавкой вставки ПКТ на 315 А напряжению низшей стороны трансформатора ТМ-1600. Для этого используется соотношение [5 ,ф.8.20]:
где - ток плавкой вставки, приведенный к напряжение Uнн.
По (3.3) для времени tпл.вс=400 с ток плавления плавкой вставки:
Аналогично можно провести расчет для других времен срабатывания плавкой вставки. Результаты расчета приведены в таблице 3.1:
Таблица 3.1.- Время- токовые характеристики плавкой вставки типа ПКТ на номинальный ток 315 А
Последним этапом выбора плавких предохранителей является их проверка по отключающей способности [5, р 8.5].
где IП.О - предельно отключаемый ток предохранителя; IК.МАКС - максимальный ток КЗ в месте установки предохранителя.
Из подраздела 1.2 известно, что в месте установки предохранителя F1 (F2) (точка Д на рисунке 1.2) максимальный ток трехфазного КЗ I(3)К.МАКС=9,223 кА. Согласно [5, 8.8.2] для плавких вставок типа ПКТ предельный отключающий ток IП.О может быть до 31,5 и 40 кА. Примем IП.О=31,5 кА. Тогда по (3.4) проверим отключающую способность предохранителей F1 и F2:
Номинальный ток плавкой вставки должен быть по крайней мере в три раза меньше минимального тока КЗ в конце защищаемого участка, т.е. коэффициент чувствительности должен быть [5, р.8.6]:
Минимальным током КЗ в точке Ж, согласно пункту 2.2.6, является ток однофазного КЗ. Минимальным током КЗ в точке З является ток однофазного КЗ. Из пункта 2.2.5 известно, что
По (3.5) определим коэффициенты чувствительности предохранителей F1 и F2 к минимальным токам КЗ в точка Ж и З:
Вывод: Предохранители F1 и F2 не подходят для отключения тока КЗ и в случае отказа нижестоящих защитных аппаратов.
Для определения параметров плавкой вставки предохранителя F3 рассматривают две составляющие - расчётную нагрузку I'РАСЧ «спокойных» электроприёмников и нагрузку запускаемых двигателей IПУСК.МАКС [5,р.8.5]:
IВС.Н ? Iраб.макс =I'РАСЧ + IПУСК.МАКС / К, (3.6)
Коэффициент К определяется типами электродвигателей и условиями их пуска. [5,р.8.5] Примем K=2,5.
Согласно исходным данным: I'РАСЧ= Iмакс=210 А; IПУСК.МАКС= Iпик=350 А.
По (3.6) рабочий максимальный ток равен:
По [5, 8.8.1] выбираем предохранитель с плавкой вставкой типа ПН-2 на номинальный ток 400 А, ВТХ которой представлена в таблице 3.2:
Таблица 3.2.- Время- токовые характеристики плавкой вставки типа ПН-2 на номинальный ток 400 А
Аналогично пункту 3.1.1 проверим выбранную плавкую вставку по отключающей способности по формуле (3.3).
Из подраздела 2.1 известно, что в месте установки предохранителя F3 (точка Ж на рисунке 2.1) максимальный ток трехфазного КЗ I(Ж)К.МАКС=26,449 кА. Согласно [5, 8.8.1] для плавких вставок типа ПН-2 предельный отключающий ток IП.О может достигать 100 кА. Примем IП.О=100 кА.
Тогда по (3.3) проверим предохранители F3 и F4 по отключающей способности:
Аналогично пункту 3.1.1 проверим плавкую вставку на чувствительность к минимальному току КЗ в конце защищаемого участка.
Для предохранителя F3 конец защищаемого участка сети- точка З на рисунке 3.1. Минимальным током КЗ в точке З, согласно пункту 2.2.6 является ток однофазного КЗ. Из пункта 2.2.5 известно, что
Поскольку номинальный ток плавкой вставки не может быть уменьшен (отстраивается от рабочего максимального тока) для увеличения чувствительности к однофазному КЗ в конце защищаемого участка при минимальном режиме работы сети, то для надежного отключения однофазного КЗ в точке З при минимальном режиме работы сети вместо рубильников QS2 и QS5 (рисунок 3.1) можно применить дифференциальные выключатели нагрузки.
3.1.3 Селективности между предохранителями F1 и F3
Для проверки селективности между предохранителями F1 и F3 построим ВТХ выбранных плавких предохранителей. Для этого результаты, полученные в таблицах 3.1 и 3.2, нанесем на карту селективности, представленную на рисунке 3.2
3.2 Защита с помощью автоматических выключателей
Определим нагрузочные характеристики автоматических выключателей QF1, QF3 и QF4.
Из пункта 2.2.1 номинальный ток трансформатора на стороне НН IТ.Н.НН=2309,4 А.
Номинальный ток выключателей QF1 и QF2 должен соответствовать максимальной пропускной способности трансформатора, т.е. должен быть не менее 140-160 % номинального тока трансформатора на стороне низшего напряжения. Номинальный ток секционного выключателя QF3 выбирается в пределах 50-70 % номинального тока вводных выключателей. Меньшая цифра соответствует симметричной загрузке секций сборных шин напряжением 0,4 кВ ТП, а большая - несимметричной загрузке.[5,11.4.1]
Номинальный ток вводного автоматического выключателя QF1 по условию пропуска максимального тока силового трансформатора (нагрузки) в послеаварийном режиме должен быть:
где Кз.п- коэффициент послеаварийной перегрузки трансформатора; Кз.п=1,6;
По (3.7) номинальный ток вводного автоматического выключателя :
Номинальный ток секционного выключателя выберем из условия несимметричной загрузки секций сборных шин, т.е:
По (3.8) номинальный ток секционного выключателя:
Предельная отключающая способность выключателей должна превосходить максимальный ток трехфазного короткого замыкания на сборных шинах 0,4 кВ трансформаторной подстанции. Ток трехфазного КЗ определяется из условия, что трансформатор подключен к системе с бесконечной мощностью, т.е. Хс = 0 Ом:
По (3.9) максимальный ток трехфазного КЗ в точке Е при условии Хс = 0 Ом :
Для определения параметров автоматического выключателя QF4 рассматривают две составляющие нагрузки на РПН - расчётную нагрузку I'РАСЧ «спокойных» электроприёмников и нагрузку запускаемых двигателей IПУСК.МАКС:
Iраб.макс = I'РАСЧ + IПУСК.МАКС / К,(3.10)
Коэффициент К определяется типами электродвигателей и условиями их пуска. [5,р.8.5] Примем K=5. Согласно исходным данным: I'РАСЧ= Iмакс=210 А; IПУСК.МАКС= Iпик=350 А.
По (3.10) рабочий максимальный ток:
В качестве выключателя QF4, защищающего отходящую линии выберем автоматический выключатель Compact NS400NA [6,c.20,21] с номинальным током In = 400 А, номинальной предельной отключающей способностью при напряжении сети 380/415 В Icu = 50 кА и номинальной рабочей отключающей способностью Ics = 100 % Icu. Электронный расцепитель STR23SE[6,c.25].
Стилизованная и типовые ВТХ расцепителя STR22SE [5,с.98; 6,c.25,с.233]. приведены на рисунке 3.3. Передняя панель расцепителя показана на рисунке 3.4. [5,с.98]
Рисунок 3.3- Стилизованная и типовые ВТХ расцепителя STR22SE
Рисунок 3.4- Передняя панель расцепителя STR23 SE
Расчет уставок защит и время-токовых характеристик
Уставка по току меняется в пределах Ir = (0,4-1,0)•In.
Согласно [5, 9.4] уставка по току срабатывания защиты от перегрузки отстраивается (должна быть больше) от максимального рабочего тока, длительно проходящего по защищаемой линии:
где КН.С = 1,05-1,25 - коэффициент надежности срабатывания, зависящий от типа выключателя;
КВ - коэффициент возврата, для устройств релейной защиты компании Schneider Electric принимается КВ = 0,935.
По (3.11) определим уставку по току срабатывания защиты от перегрузки:
Примем(Ручки 1 на передней панели расцепителя установим в положение Io=1, Ir=0,8). Окончательно уставка по току ЗП Ir =0,8•In = 320 А.
- условные токи несрабатывания защиты от перегрузок Ind =1,05•Ir = 1,05•320 = 336 А и срабатывания - Id =1,30•Ir = 1,30•320 = 416 А.
- время срабатыван
Релейная защита в СЭС курсовая работа. Физика и энергетика.
Эссе На Тему Технологии На Английском
Реферат: Образ отцовства у студентов
Реферат На Тему Понятие Интеллектуальной Собственности, Ее Объекты
Дипломная работа: Уголовный закон
Короткое Сочинение На Тему Весна
Реферат: Оперативне управління виробництвом
Написать Сочинение На Тему Жизненные Ценности
Дипломная работа по теме Процесс пополнения словарного запаса младших школьников
Спотлайт 7 Контрольные Работы Скачать Бесплатно
Отчет По Практике Мотивация
Курсовая работа по теме Стрелковая и физическая подготовка биатлонистов
Какие Слова Используются В Сочинении Рассуждении
Реферат: Гриневицкий, Игнатий Иоахимович
Курсовая работа по теме Формування самооцінки школяра
Реферат по теме Энергетика воды
Советский Союз В 1945 По 1953 Реферат
Реферат На Тему Соціологічне Інтерв’Ю
Курсовая Работа По Экономике 7 Класс
Реферат по теме Енергозбереження засобами електроприводу
В Чем Смысл Жизни Сочинение 11
Исследование должностного поведения персонала - Менеджмент и трудовые отношения дипломная работа
Роль доллара в трансформации мировой валютной системы - Международные отношения и мировая экономика курсовая работа
"Серебряный век" русской литературы - Литература реферат