Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики

Содержание

Содержание. 2

Введение. 3

1. Исходные данные. 4

2. Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики. 6

3. Расчёт токов короткого замыкания. 9

3.1. Расчёт сопротивлений схемы замещения сети. 9

3.2. Расчёт токов КЗ на шинах ГПП.. 10

4. Расчёт релейной защиты.. 13

4.1. Расчёт релейной защиты трансформатора. 13

4.1.1. Расчёт максимальной токовой защиты трансформатора. 13

4.1.2. Расчёт токовой отсечки. 15

4.1.3. Расчёт дифференциальной защиты.. 15

4.1.6. Газовая защита трансформатора. 18

4.1.7. Защита от перегрузки. 19

4.1.8. Расчётная проверка трансформаторов тока по условию 10% погрешности. 19

4.2. Расчёт релейной защиты трансформатора собственных нужд ТСЗ 400/6. 28

4.2.1. Расчёт максимальной токовой защиты.. 28

4.2.2. Расчёт токовой отсечки. 29

4.3. Расчёт релейной защиты кабельных линий АСБ-(3х150) 34

4.3.1. Расчёт максимальной токовой защиты.. 34

4.3.2. Расчёт токовой отсечки. 34

4.3.3. Расчёт максимальной токовой защиты нулевой последовательности. 35

4.4. Расчёт релейной защиты секционного выключателя. 40

4.5. Расчёт релейной защиты конденсаторной установки КУ-6,3-3150. 44

4.5.1. Расчёт максимальной токовой защиты.. 44

4.5.2. Защита от перегрузок высшими гармониками. 44

4.5.3. Защита от повышения напряжения. 44

4.5. Расчёт релейной защиты синхронного двигателя. 49

4.5.1. Защита электродвигателя от многофазных замыканий в обмотке статора. 49

4.5.2. Защита электродвигателя от замыканий на землю в обмотке статора. 49

4.5.3. Защита электродвигателя от перегрузки (МТЗ) 50

4.5.4. Защита электродвигателя от минимального напряжения. 51

4.5.5. Защита электродвигателя от асинхронного режима. 51

5. Автоматика понизительной подстанции. 56

5.1. Автоматическое повторное включение (АПВ) 56

5.2. Автоматическое включение резерва (АВР) 56

5.3. Автоматическая частотная разгрузка (АЧР) 57

5.4. Автоматическое регулирование напряжения трансформатора (АРНТ) 57

5.5. Автоматика включения конденсаторной установки (АУБК) 59

Заключение. 60

Список используемой литературы.. 61

Введение

Система электроснабжения промышленного предприятия образована множеством электроустановок, в процессе эксплуатации которых по различным причинам могут возникнуть повреждения, грозящие аварией, порчей дорогостоящего оборудования и материалов или расстройством сложного технологического процесса. Развитие повреждений может быть приостановлено быстрым отключением поврежденного участка при помощи специальных устройств релейной защиты. Наиболее опасный вид повреждений – короткие замыкания, при которых защита действует на отключение. Таким образом, основное назначение релейной защиты состоит в быстром отключении поврежденного участка от неповрежденной части электрической сети.

Кроме повреждений могут иметь место ненормальные режимы работы: перегрузка падения напряжения, понижение частоты, выделение газа или понижения уровня масла в расширителе, замыкания на землю одной фазы сети с изолированной нейтралью и др. При этом нет необходимости в немедленном отключении оборудования , так как эти явления не представляют непосредственной опасности для оборудования и могут самоустраняться. В этом случае преждевременное отключение может принести вред, а не пользу. Второе назначение релейной защиты – воспринимать нарушения нормальных режимов работы оборудования, давать предупредительный сигнал обслуживающему персоналу или производить отключение оборудования с выдержкой времени. Поэтому существует ряд основных требований предъявляемых к релейной защиты: быстродействие, селективность или избирательность, чувствительность, надежность.

Быстродействие – быстрое отключение поврежденного участка, предотвращающее или уменьшающее размеры повреждения и расстройство работы потребителей неповрежденной части.

Селективность или избирательность – способность защиты определить место повреждения и отключить только поврежденный элемент сети. Нарушение селективности может привести к углублению аварии.

Чувствительность – способность релейной защиты реагировать на возможные повреждения при минимальных режимах работы системы электроснабжения (минимальное изменение воздействующей величины) характеризуется коэффициентом чувствительности, Кч.

Надежность – свойство правильно и безотказно действовать на отключение поврежденного оборудования.

Исходные данные

Исходными данными для выполнения курсовой работы служат результаты курсового проекта по дисциплине «Электрические станции и подстанции систем электроснабжения».

  1. Принципиальная однолинейная схема электрической сети представлена на рис 1.1.
  2. Оперативный ток – постоянный.

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru

Рис.1.1. Принципиальная однолинейная схема электрической сети

на стороне высшего напряжения:

- выключатели ВМТ-110Б-20/1000УХЛ1;

- разъединители РНДЗ-110-1000У1;

- трансформаторы тока ТФЗМ 110Б-1У3;

- трансформаторы напряжения НКФ-110-83У1.

на стороне низшего напряжения:

- выключатели ВМПЭ-10

- трансформаторы тока:

на вводе от трансформатора - ТШЛП-10-3000У3,

в ячейке секционного выключателя - ТШЛК-10-2000У3,

на присоединениях 6 кВ - ТЛК-10-1У3;

- трансформаторы тока нулевой последовательности ТЗУ3;

- трансформаторы напряжения НТМИ-6

- трансформаторы собственных нужд ТСЗ-400/10;

- конденсаторные установки КУ-6,3-3150;

- синхронные двигатели СДН- СДН14-468У3

Задание:

  1. Для основного оборудования, а также для питающих и отходящих линий выбрать объём и вид устройств релейной защиты и автоматики (РЗиА), и разместить их на схеме в соответствии с [1].
  2. Выполнить расчёт параметров срабатывания релейной защиты и автоматики для следующего оборудования:

- силовой двухобмоточный трансформатор – ТДН 16000/110;

- секционный выключатель ВМПЭ-10-1600-20У3;

- отходящие кабельные линии АСБ-(3х150);

- трансформаторы собственных нужд ТСЗ 400/6;

- конденсаторные установки КУ-6,3-3150;

- синхронный двигатель СДН14-46-8У3.

  1. Расчёт токов короткого замыкания выполняются с использованием результирующего сопротивления системы, определенного в максимальном и минимальном режимах работы системы до точки короткого замыкания на стороне высшего напряжения проектируемой подстанции.
  2. Измерительные аппараты, выбранные в курсовом проекте «Электрические станции и подстанции», дополнительно проверяются по значениям коэффициентов трансформации их размещению в сети, по 10% погрешности (трансформаторы тока).

Расчёт токов КЗ в точке К1.

Ток КЗ в максимальном режиме определяется при номинальном напряжении сети Uном вн.:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 3,24 кА. (3.6)

Ток КЗ в минимальном режиме определяется при максимальном напряжении сети:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 3,23 кА. (3.7)

Расчёт токов КЗ в точке К2.

Токи КЗ в максимальном и минимальном режимах, приведенные к стороне ВН:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 0,79 кА; (3.8)

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 0,57 кА. (3.9)

Токи КЗ, приведенные к стороне НН:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 13,79 кА; (3.10)

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 11,4 кА. (3.11)

Результирующее сопротивления системы до шин НН подстанции:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 0,26 Ом; (3.12)

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 0,32 Ом. (3.13)

Расчёт токов КЗ в точке К3.

Сопротивление кабельной линии АСБ-(3х150):

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 0,111 Ом; (3.14)

где l - длина кабеля, l=1,5 км;

х0- индуктивное сопротивление 1 км кабеля; х0 = 0.074 Ом/км;

n – число параллельно включенных кабелей; n = 1.

Токи КЗ в максимальном и минимальном режимах работы:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 9,804 кА; (3.15)

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 8,439 кА. (3.16)

Расчёт токов КЗ в точке К4.

Сопротивление кабельной линии АСБ-(3х150) определяем по формуле (3.14):

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 0,0022 Ом.

Сопротивление трансформатора собственных нужд, приведенное к стороне ВН подстанции.

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 5,46 Ом. (3.17)

Ток КЗ в максимальном и минимальном режимах работы, приведенный к стороне ВН подстанции:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 0,636 кА; (3.18)

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 0,629 кА. (3.19)

Токи КЗ, приведенные к стороне НН:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 10,017 кА; (3.20)

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 9,91 кА. (3.21)

Расчёт токов КЗ в точке К5.

Мощность синхронного двигателя СДН14-468У3 Sном=0,89 МВА.

Сверхпереходные ЭДС E”q и сопротивление Х”d определяются по паспортным данным электродвигателей.

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 1,1·6=6,6 кВ; (5.22)

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 8,92 Ом. (5.23)

Ток короткого замыкания:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 0,74 кА. (5.24)

Расчёт релейной защиты

Расчёт токовой отсечки

Отсечка устанавливается на стороне ВН.

Ток срабатывания отсечки:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru =1,3·790=1027 А; (4.13)

где Кн – коэффициент чувствительности, Кн =1,3 для реле типа РТ-40.

Ток срабатывания реле при включении трансформатора тока в треугольник по формуле (4.7):

Iср= Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 44,47 А.

Выбираем реле тока типа РТ-40/50 с уставкой 44,5 А.

Минимальный ток в реле при двухфазном КЗ в точке К1:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 139,9 А. (4.14)

Коэффициент чувствительности отсечки по формуле (4.9):

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 3,14≥2;

Отсечка обладает достаточной чувствительностью к току КЗ на выводах ВН.

Защита от перегрузки

Устанавливается на всех трансформаторах, имеющих релейную защиту, если по режиму работы возможны длительные, опасные перегрузки. Для защиты трансформаторов от перегрузки применяется однофазная однорелейная токовая защита, которая отстраивается от номинального тока трансформатора.

Ток срабатывания защиты:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 112,9 А. (4.25)

Ток срабатывания реле для схемы треугольник:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 4,9 А. (4.26)

Принимаем к установке реле РТ-40/6 с уставкой 4,9 А.

Защита действует на сигнал.

Расчёт токовой отсечки

Ток срабатывания отсечки:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 890,4 А.

Ток срабатывания реле:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 44,52 А.

Принимаем реле РТ 40/50 с уставкой 45 А.

Ток в реле при двухфазном к.з.:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 493,6 А.

Коэффициент чувствительности:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru

Отсечка имеет достаточную чувствительность.

Схемы защиты трансформатора приведены на рис. 4.6.-4.8.

Спецификация основного оборудования приведена в таблице 4.4.

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru

Рис. 4.6. Защита трансформатора собственных нужд ТСЗ-400/6.

Поясняющая схема.

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru

Рис. 4.7. Защита трансформатора собственных нужд ТСЗ-400/6.

Оперативные цепи. Сторона ВН.

:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru

Рис. 4.8. Защита трансформатора собственных нужд ТСЗ-400/6.

Цепи сигнализации.

Таблица 4.4

Спецификация основного оборудования

Поз.обозн. Наименование Тип Кол-во Примечание
КА1,КА2 Реле максимального тока РТ-40/10 Iуст=8А
КА3,КА4,КА5 Реле максимального тока РТ-40/50 Iуст=45А
КА6 Реле максимального тока РТЗ-50  
КА7 Реле максимального тока РТ-40/20 Iуст=14А
KV1,КV2 Реле напряжения РН-54/160 Uуст=68.8В
SA Ключ вторичных цепей МКВ  
KL1 Промежуточное реле РП-23  
КТ1 Реле времени ЭВ-124 tуст=0,5 с
KQQ Реле фиксации команды включения РП8  
KQС Реле положения выключателя «включено» РП-23  
KQТ Реле положения выключателя «отключено» РП-23  
КН1..КН5 Указательное реле РУ-21  
КМ Контактор    
YAT1 Электромагнит отключения    
YAС Электромагнит включения    
SF1 Выключатель автоматический АП-50  
ТА1 Трансформатор тока ТЛК-10  
ТА2 Трансформатор тока ТЛК-10  
ТА3 Трансформатор тока нулевой последовательности ТЗУЗ  
Т1 Силовой трансформатор ТСЗ400/6  
Q1 Выключатель ВМПЭ-10  
РА Амперметр Э-351  
PI Счетчик активной энергии САЗУ-И672М  
PK Счетчик реактивной энергии СРЗУ-И673М  

Расчёт токовой отсечки

Ток срабатывания отсечки:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 12745 А.

Ток срабатывания реле:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 159 А.

Уставка срабатывания реле РТ-40/200 - 159 А.

Чувствительность отсечки.

Минимальный ток в реле:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru 123,4 А

Коэффициент чувствительности:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru

Отсечка нечувствительна к току к.з.

Автоматическое повторное включение (АПВ)

Устройство АПВ предусматривают на выключателях всех воздушных и кабельно-воздушных линий электропередач, сборных шинах подстанций, если эти шины не являются элементами КРУ.

Устройства АПВ устанавливаются на выключателях вводных фидеров.

На отходящих кабельных линиях напряжением 6 кВ должно устанавливаться частотное АПВ (ЧАПВ). Пуск устройства ЧАПВ производится при восстановлении частоты до заданной уставки срабатывания.

На электродвигателях АПВ должно устанавливаться в том случае, если двигатели отключились от защит минимального напряжения, а их запуск невозможен по условиям остаточного напряжения.

Выдержка времени АПВ выбирается из следующих условий:

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru с; (5.1)

где tг.п – время готовности привода в зависимости от типа привода tг.п =0,1-0,2 с.

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru с; (5.2)

где tг.в – время готовности выключателя. Для маломасляных выключателей tг.в =0,2-0,5 с,

для баковых tг.в =1-2 с;

tв.в – время включения выключателя.

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru с; (5.3)

где tд – время деионизации среды, для сетей 6 кВ tд =0,1 с.

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru с; (5.4)

где tс.з. min U – время срабатывания минимального напряжения на электродвигателях не

предназначенных для самозапуска, tс.з. min U =6-9 с.

Время запаса для всех случаев следует принять равным 0,5 с.

Принимаем время действия АПВ равным 1 с.

Заключение

В данном курсовом проекте был произведен выбор релейных защит для следующего оборудования: силового трансформатора ТДН 16000/110; трансформатора собственных нужд ТСЗ 400/6, кабельной линии АСБ (3х150); секционного выключателя ВМПЭ-10-1600-20У3; конденсаторной установки КУ-6,3-3150; синхронного двигателя СДН 14-46-8У.

Были проверены по десятипроцентной погрешности трансформаторы тока, произведен выбор и расчет противоаварийной автоматики подстанции.

В результате приняты следующие виды:

1) релейной защиты

- на силовом трансформаторе: МТЗ, ТО и защита от перегрузки на высокой стороне, дифференциальная защита, газовая защита;

- на трансформаторе собственных нужд: МТЗ, ТО;

- на кабельной линии: МТЗ, МТЗо;

- секционном выключателе: МТЗ;

- на конденсаторной установке: МТЗ, защита от перегрузки высшими гармониками, защита от повышения напряжения;

- на синхронном двигателе: защита от многофазных замыканий в обмотке статора-ТО; защита от замыканий на землю с использованием реле РТЗ-51, защита от перегрузки и асинхронного режима – МТЗ.

Защиты обладают достаточной чувствительностью.

2) противоаварийной автоматики

- автоматическое повторное включение (АПВ);

- автоматическое включение резерва (АВР);

- автоматическая частотная разгрузка (АЧР);

- автоматическое регулирование напряжения трансформатора (АРНТ);

- автоматика включения конденсаторной установки (АУБК).

На основании расчетов были разработаны схемы релейной защиты и автоматики

Список используемой литературы

1. Правила устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 1998. 640 с.

2. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. М.: Высшая школа, 1991. 467 с.

3. Шабад М.А. Расчёт релейной защиты и автоматики распределительных сетей. М.: Энергоатомиздат, 1985. 296 с.

4. Королёв Е.П., Либерзон Э.М. Расчёты допустимых нагрузок в токовых цепях релейной защиты. – М.: Энергия, 1980. 208 с.

5. Шабад М.А. Защита трансформаторов 10 кВ. М.: Энергоатомиздат, 1989. 141 с.

6. Релейная защита и автоматика понизительных подстанций промышленного предприятия. Методические указания к курсовой работе по курсу «Релейная защита и автоматика систем электроснабжения» для студентов специальности 1004. Магнитогорск: МГТУ, 1998. 60с.

7. Справочник по проектированию электроснабжения./ Под ред. Ю.Н. Тищенко, Ю.Г. Барыбина М.: Энергоатомиздат, 1990. 571 с.

8. Схемы релейной защиты и автоматики понизительной подстанции промышленного предприятия. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Релейная защита и автоматика систем электроснабжения» для студентов специальности 100400. Магнитогорск: МГТУ, 2001. 49 с.

Содержание

Содержание. 2

Введение. 3

1. Исходные данные. 4

2. Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики. 6

3. Расчёт токов короткого замыкания. 9

3.1. Расчёт сопротивлений схемы замещения сети. 9

3.2. Расчёт токов КЗ на шинах ГПП.. 10

4. Расчёт релейной защиты.. 13

4.1. Расчёт релейной защиты трансформатора. 13

4.1.1. Расчёт максимальной токовой защиты трансформатора. 13

4.1.2. Расчёт токовой отсечки. 15

4.1.3. Расчёт дифференциальной защиты.. 15

4.1.6. Газовая защита трансформатора. 18

4.1.7. Защита от перегрузки. 19

4.1.8. Расчётная проверка трансформаторов тока по условию 10% погрешности. 19

4.2. Расчёт релейной защиты трансформатора собственных нужд ТСЗ 400/6. 28

4.2.1. Расчёт максимальной токовой защиты.. 28

4.2.2. Расчёт токовой отсечки. 29

4.3. Расчёт релейной защиты кабельных линий АСБ-(3х150) 34

4.3.1. Расчёт максимальной токовой защиты.. 34

4.3.2. Расчёт токовой отсечки. 34

4.3.3. Расчёт максимальной токовой защиты нулевой последовательности. 35

4.4. Расчёт релейной защиты секционного выключателя. 40

4.5. Расчёт релейной защиты конденсаторной установки КУ-6,3-3150. 44

4.5.1. Расчёт максимальной токовой защиты.. 44

4.5.2. Защита от перегрузок высшими гармониками. 44

4.5.3. Защита от повышения напряжения. 44

4.5. Расчёт релейной защиты синхронного двигателя. 49

4.5.1. Защита электродвигателя от многофазных замыканий в обмотке статора. 49

4.5.2. Защита электродвигателя от замыканий на землю в обмотке статора. 49

4.5.3. Защита электродвигателя от перегрузки (МТЗ) 50

4.5.4. Защита электродвигателя от минимального напряжения. 51

4.5.5. Защита электродвигателя от асинхронного режима. 51

5. Автоматика понизительной подстанции. 56

5.1. Автоматическое повторное включение (АПВ) 56

5.2. Автоматическое включение резерва (АВР) 56

5.3. Автоматическая частотная разгрузка (АЧР) 57

5.4. Автоматическое регулирование напряжения трансформатора (АРНТ) 57

5.5. Автоматика включения конденсаторной установки (АУБК) 59

Заключение. 60

Список используемой литературы.. 61

Введение

Система электроснабжения промышленного предприятия образована множеством электроустановок, в процессе эксплуатации которых по различным причинам могут возникнуть повреждения, грозящие аварией, порчей дорогостоящего оборудования и материалов или расстройством сложного технологического процесса. Развитие повреждений может быть приостановлено быстрым отключением поврежденного участка при помощи специальных устройств релейной защиты. Наиболее опасный вид повреждений – короткие замыкания, при которых защита действует на отключение. Таким образом, основное назначение релейной защиты состоит в быстром отключении поврежденного участка от неповрежденной части электрической сети.

Кроме повреждений могут иметь место ненормальные режимы работы: перегрузка падения напряжения, понижение частоты, выделение газа или понижения уровня масла в расширителе, замыкания на землю одной фазы сети с изолированной нейтралью и др. При этом нет необходимости в немедленном отключении оборудования , так как эти явления не представляют непосредственной опасности для оборудования и могут самоустраняться. В этом случае преждевременное отключение может принести вред, а не пользу. Второе назначение релейной защиты – воспринимать нарушения нормальных режимов работы оборудования, давать предупредительный сигнал обслуживающему персоналу или производить отключение оборудования с выдержкой времени. Поэтому существует ряд основных требований предъявляемых к релейной защиты: быстродействие, селективность или избирательность, чувствительность, надежность.

Быстродействие – быстрое отключение поврежденного участка, предотвращающее или уменьшающее размеры повреждения и расстройство работы потребителей неповрежденной части.

Селективность или избирательность – способность защиты определить место повреждения и отключить только поврежденный элемент сети. Нарушение селективности может привести к углублению аварии.

Чувствительность – способность релейной защиты реагировать на возможные повреждения при минимальных режимах работы системы электроснабжения (минимальное изменение воздействующей величины) характеризуется коэффициентом чувствительности, Кч.

Надежность – свойство правильно и безотказно действовать на отключение поврежденного оборудования.

Исходные данные

Исходными данными для выполнения курсовой работы служат результаты курсового проекта по дисциплине «Электрические станции и подстанции систем электроснабжения».

  1. Принципиальная однолинейная схема электрической сети представлена на рис 1.1.
  2. Оперативный ток – постоянный.

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики - student2.ru

Рис.1.1. Принципиальная однолинейная схема электрической сети

на стороне высшего напряжения:

- выключатели ВМТ-110Б-20/1000УХЛ1;

- разъединители РНДЗ-110-1000У1;

- трансформаторы тока ТФЗМ 110Б-1У3;

- трансформаторы напряжения НКФ-110-83У1.

на стороне низшего напряжения:

- выключатели ВМПЭ-10

- трансформаторы тока:

на вводе от трансформатора - ТШЛП-10-3000У3,

в ячейке секционного выключателя - ТШЛК-10-2000У3,

на присоединениях 6 кВ - ТЛК-10-1У3;

- трансформаторы тока нулевой последовательности ТЗУ3;

- трансформаторы напряжения НТМИ-6

- трансформаторы собственных нужд ТСЗ-400/10;

- конденсаторные установки КУ-6,3-3150;

- синхронные двигатели СДН- СДН14-468У3

Задание:

  1. Для основного оборудования, а также для питающих и отходящих линий выбрать объём и вид устройств релейной защиты и автоматики (РЗиА), и разместить их на схеме в соответствии с [1].
  2. Выполнить расчёт параметров срабатывания релейной защиты и автоматики для следующего оборудования:

- силовой двухобмоточный трансформатор – ТДН 16000/110;

- секционный выключатель ВМПЭ-10-1600-20У3;

- отходящие кабельные линии АСБ-(3х150);

- трансформаторы собственных нужд ТСЗ 400/6;

- конденсаторные установки КУ-6,3-3150;

- синхронный двигатель СДН14-46-8У3.

  1. Расчёт токов короткого замыкания выполняются с использованием результирующего сопротивления системы, определенного в максимальном и минимальном режимах работы системы до точки короткого замыкания на стороне высшего напряжения проектируемой подстанции.
  2. Измерительные аппараты, выбранные в курсовом проекте «Электрические станции и подстанции», дополнительно проверяются по значениям коэффициентов трансформации их размещению в сети, по 10% погрешности (трансформаторы тока).

Выбор необходимого объёма релейной защиты и автоматики

Объём релейной защиты и автоматики на всех присоединениях проектируемой подстанции предусматривается согласно требованиям [1] и [3]. Возможные повреждения и ненормальные режимы элементов схемы, а также средства защиты от них приведены в таблицах 2.1-2.7.

Таблица 2.1

Выбор устройств РЗиА питающих линий 110 кВ

Наименование повреждения или ненормального режима Наименование релейной защиты или автоматического устройства Условное обозначение
  Основная защита
  1. Все виды коротких замыканий
Дифференциально-фазная высокочастотная защита ДФЗ
  Резервные защиты
  1. Замыкание на землю
Максимальная токовая защита нулевой последовательности МТЗо
  1. Междуфазные замыкания
Дистанционная защита линии ДЗЛ
  Устройство автоматики
  1. Неустойчивое повреждение (неустойчивое короткое замыкание)
Двукратное автоматическое повторное включение АПВ2


Таблица 2.2

Выбор устройств РЗиА силового трансформатора типа ТДН-16000/110

Наименование повреждения или ненормального режима Наименование релейной защиты или автоматического устройства Условное обозначение
  1. Внутренние короткие замыкания и замыкания на выводах трансформатора
Продольная дифференциальная защита ДЗТ
  1. Внутренние повреждения,
Газовая защита трансформатора ГЗТ
  1. Понижения уровня масла
  1. Внешние к.з.
Максимальная токовая защита с пуском по напряжению и токовая отсечка на стороне ВН МТЗ ТО
  1. Перегрузки
Максимальная токовая защита с действием на сигнал. МТЗ
  Устройство автоматики
  1. Управление напряжением на стороне НН при резкопеременных нагрузках
Автоматическое регулирование напряжения трансформатора АРНТ

Таблица 2.3

Выбор устройств РЗиА отходящих кабельных линиях 6 кВ

Наименование повреждения или ненормального режима Наименование релейной защиты или автоматического устройства Условное обозначение
  1. Межфазные короткие замыкания
Токовая отсечка ТО
Максимальная токовая защита МТЗ
  1. Замыкание на землю
Максимальная токовая защита нулевой последовательности с ТНП действующая на сигнал МТЗо
  1. Неустойчивое повреждение (неустойчивое короткое замыкание)
Однократное автоматическое повторное включение АПВ1

Таблица 2.4

Выбор устройств РЗиА синхронных двигателей 6 кВ (800 кВт)

Наименование повреждения или ненормального режима Наименование релейной защиты или автоматического устройства Условное обозначение
  1. Многофазные короткие замыкания на линейных выводах и в обмотках статора
Токовая отсечка ТО
  1. От перегрузки
Максимальная токовая защита МТЗ
  1. Асинхронный режим
  1. Однофазные короткие замыкания на линейных выводах и в обмотках статора
Максимальная токовая защита нулевой последовательности МТЗо
  1. Потеря питания и понижения напряжения
Защита минимального напряжения Umin

Таблица 2.5

Выбор устройств РЗиА трансформаторов собственных нужд ТСЗ-400/6

Наименование повреждения или ненормального режима Наименование релейной защиты или автоматического устройства Условное обозначение
  1. Внутренние короткие замыкания и замыкания на выводах трансформатора
Токовая отсечка ТО
  1. Внешние короткие замыкания и перегрузки
Максимальная токовая защита МТЗ

Таблица 2.6

Выбор устройств РЗиА конденсаторных установок

Наименование повреждения или ненормального режима Наименование релейной защиты или автоматического устройства Условное обозначение
  1. Многофазные короткие замыкания
Максимальная токовая защита без выдержки времени МТЗ
  1. Перегрузка токами высших гармоник
Максимальная токовая защита без выдержки времени МТЗ
  1. Защита от повышения напряжения
Реле максимального напряжения Umax
  1. Управление конденсаторными установками
Автоматическое включение конденсаторных батарей АУБК

Таблица 2.7

Выбор устройств РЗиА секционного выключателя

Наименование повреждения или ненормального режима Наименование релейной защиты или автоматического устройства Условное обозначение
  1. Многофазные короткие замыкания
Максимальная токовая защита МТЗ
  1. Потеря питания по одному из вводов
Автоматическое включение резерва АВР

Кроме выше перечисленных устройств РЗиА, рекомендуется применение следующих устройств системной противоаварийной автоматики:

- автоматическая частотная разгрузка на отходящих линиях 6 кВ для отключения части электроприемников в случае дефицита активной мощности, сопровождающегося снижением частоты до аварийно низкого уровня;

- для включения отключившихся от АЧР потребителей следует предусматривать устройства ЧАПВ.

Наши рекомендации