Технические данные элементов схем электроснабжения

ВВЕДЕНИЕ

Системы электроснабжения являются сложными производственными объектами кибернетического типа, все элементы которых участвуют в едином производственном процессе, основными специфическими особенностями которого являются быстротечность явлений и неизбежность повреждений аварийного характера. Поэтому надежное и экономичное функционирование систем электроснабжения возможно только при автоматическом управлении ими. Для этой цели используется комплекс автоматических устройств, среди которых первостепенное значение имеют устройства релейной защиты и автоматики.

Задачей изучения дисциплины является овладение принципами построения устройств релейной защиты и автоматики, их схемами, а также особенностями применения этих устройств в различных системах электроснабжения; приобретения навыков самостоятельного решения инженерных задач по расчету и выбору параметров устройств релейной защиты и автоматики конкретного элемента системы электроснабжения и в регулировке этих устройств.

Изучение данной дисциплины базируется на знаниях, полученных студентами в предшествующих дисциплинах: Теоретические основы электротехники, Электрические машины, Электрические системы и сети, Промышленная электроника и информационно-измерительная техника, Электрические станции и подстанции систем электроснабжения, Переходные процессы в системах электроснабжения. В свою очередь, знания, полученные по Релейной защите и автоматике, являются основой для изучения дисциплины по электроснабжению.

В курсовой работе на основе параметров нормального и аварийного режимов заданной системы электроснабжения студенты выбирают с учетом требований ПУЭ устройства защиты и автоматики, определяются их параметры срабатывания, чувствительность и селективность. Все схемы релейной защиты и автоматики должны быть вычерчены согласно действующих ГОСТов. Положение контактов реле, а также контактов других коммутационных аппаратов на принципиальных схемах релейной защиты соответствуют обеспеченному состоянию аппарата.

В конце настоящего пособия указана литература, изданная до 1991 года. Студентам необходимо самостоятельно обращаться к новейшим источникам технической информации, обязательно делая в тексте пояснительной записки ссылки на используемую литературу.

1. Методические указания и задания на курсовую работу

Выбор варианта задания на курсовую работу производится из табл. 1-4 по трем признакам: первой букве фамилии, последней и предпоследней цифрам номера зачетной книжки. Варианты выполняемой расчетной работы указанные в табл.5, выбираются по первой букве фамилии студента.

1.1. Порядок выполнения курсовой работы

1.1.1. Пользуясь ПУЭ и табл. П6 настоящего пособия необходимо выбрать объем и перечень релейной защиты и автоматики следующих элементов системы электроснабжения предприятия (рис. 1-4) с учетом, что потребители относятся к I и II категориям:

1) ЛЭП 35-220 кВ;

2) кабельных линий 6-10 кВ;

3) трансформаторов главной понизительной подстанции (ГПП);

4) цеховых трансформаторов (ТП);

5) синхронных и асинхронных двигателей (СД и АД);

6) трансформаторов электродуговых печей (ДСП);

7) трансформаторов полупроводниковых преобразовательных подстанций (КПП);

8) конденсаторных батарей (ККУ).

Например согласно ПУЭ на трансформаторах ГПП мощностью 6,3 МВА устанавливаются следующие виды защит и автоматики:

1) Продольная дифференциальная токовая защита ;

2) Газовая защита ;

3) Максимальная токовая защита на стороне высшего напряжения с одной или двумя выдержками времени ;

4) Токовая защита от перегрузок с действием на сигнал ;

5)

РПНН

Автоматическое регулирование трансформаторов под нагрузкой

На секционном выключателе сборных шин 6-10 кВ:

1)

Т

Максимальная токовая защита без выдержки времени (токовая отсечка), вводимая только на период действия АВР

АВР

2) АВР секционного выключателя

Выбранный объем релейной защиты и автоматики элементов системы указать на однолинейной схеме электроснабжения (рис. 1-4) условным обозначением.

1.1.2.Для элементов системы электроснабжения, указанных в табл. 3 отмеченных знаком «+» и их техническим данным табл. 1-2, П1-П6, выбрать и начертить полные принципиальные схемы защит, произвести расчет уставок токовых, дифференциальных реле, чувствительность защит, выдержки времени максимальных токов защит (МТЗ). После завершения всех расчетов необходимо построить карту селективности токовых защит /1/.

1.1.3.Начертить полную принципиальную схему одной из применяемых схем автоматики (АВР, АПВ, РПН, АРВ, АРКОН), выбрать уставки их срабатывания и кратко описать их значение и принцип работы.

При выполнении курсовой работы рекомендуется использовать типовые схемы защит, автоматики и методику расчета, указанные в современной учебной и справочной литературе /2, 3, 4/. Для расчета токовых отсечек, дифференциальной защиты трансформатора ГПП и проверки выбранных токов защит по чувствительности необходимо предварительно произвести расчет токов трехфазного и двухфазного коротких замыканий в точках К2-К4. Методику расчета токов короткого замыкания позаимствовать из учебников по дисциплине «Электромагнитные переходные процессы в электрических системах» /5/.

При составлении схем замещения следует учитывать, что секционные выключатели сборных шин ГПП, ГРП и РП в нормальном режиме питания выключены и питающие линии и трансформаторы ГПП работают раздельно, а сопротивление системы или ТЭЦ до точки К1 определяется по выражению:

(1.1)

или в относительных единицах:

(1.2)

(1.3)

где x_C –индуктивное сопротивление системы;

x_O – относительное индуктивное сопротивление системы;

S_с , S_ТЭЦ , S_б , S_кз1 - мощности, соответственно, - системы, ТЭЦ, базисная мощность, мощность короткого замыкания в точке К1;

U_ср – среднее напряжение линии.

В расчетах токов короткого замыкания можно пренебречь активным сопротивлением ЛЭП, кабельных линий, цеховых трансформаторов, синхронных и асинхронных двигателей, если:

Двухфазный ток короткого замыкания для проверки чувствительности токовых защит определяется из выражения:

Однофазный ток замыкания на землю в сетях 6-10 кВ принять условно в пределах 8-15 А.

Для расчета токовых защит ток нагрузки можно выбрать по номинальной мощности защищаемого элемента (трансформатора, двигателя), допустимому току кабельной линии, а максимальный ток с учетом эксплуатационных перегрузок (или тока самозапуска) увеличить в 2-3 раза. Трансформаторы тока выбрать в 1,5-2,0 раза больше номинального тока защищаемого элемента. Карта селективности строится для токовых защит (МТЗ и ТО), при этом производится графическое согласование /3/ время-токовых характеристик защит последовательных элементов системы электроснабжения напряжением 0,4(0,69)+6(10)+35(220) кВ.

При выборе выдержки времени МТЗ цеховых трансформаторов учесть, что время действия селективного автомата А при к.з. на стороне 0,4-0,69 кВ равно tА=0,25-0,4 с, а ступень выдержки времени Δt=0,5-0,7 с.

Для питания трансформаторов КПП, электродвигателей принять длину кабелей в пределах 200-500 м, а сечение по допустимому току нагрузки кабеля марки ААБ-6(10)-(3х95+3х150).

Оформление курсовой работы должно удовлетворять общепринятым требованиям /6, 7/. В объем выполняемой курсовой работы входит пояснительная записка со схемами защиты и автоматики в пределах 15-20 страниц.

Пояснительная записка выполняется от руки чернилами и представляет собой текстовую часть курсовой работы, оформленную в виде переплетенной брошюры. Записка начинается титульным листом (форма 1), на котором указывается тема курсовой работы, фамилии и подписи руководителя и исполнителя. За титульным листом следует задание с исходными данными, оглавление, введение, основное содержание работы, выводы. список используемой литературы.

Схемы релейных защит и автоматики выполняются в карандаше на чертежной или миллиметровой бумаге с соблюдением действующих ГОСТов на листах формата А4 и вкладываются в записку.

Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию.

Орский филиал Оренбургского Государственного Технического Университета

Кафедра электропривода и электротехнических дисциплин

Курсовая работа

по дисциплине «Релейная защита и автоматика»

Проектирование релейной защиты и автоматики элементов системы электроснабжения предприятий

Студент:

Группа:

Номер зачетной книжки:

Руководитель работы:

Орск 199_г.

Технические данные элементов схем электроснабжения

Таблица 1

	Первая буква фамилии студента А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И, К, Л, М, Н, О
Последняя цифра но-мера зачетной книжки
Схема электроснабже-ния рис.
	Мощность системы МВА	∞			∞						∞
	Мощность к.з. системы в т. К1, МВА
	Напряжение системы, кВ
	Мощность трансфор-матора ГПП, МВА									6,3
	Высоковольтные асинхронные, син-хронные двигатели, кВт
	Трансформатор элек-тродуговой печи, кВА
	Кабельная линия ГПП –РП1 ААБ 10(6)-(3-240), км	1,0	0,8	2,0	1,4	1,7	1,1	1,5	1,6	1,2	2,0

Таблица 2

	Первая буква фамилии студента А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И, К, Л, М, Н, О
Последняя цифра но-мера зачетной книжки
Схема электроснабже-ния рис.
	Напряжение на сбор-ных шинах ГПП, кВ	10,5	6,3	10,5	6,3	10,5	6,3	10,5	6,3	10,5	6,3
	Мощность цеховых трансформаторов, кВА
	Напряжение вторич-ное цеховых транс-форматоров, кВ	0,69	0,4	0,4	0,69	0,4	0,4	0,69	0,69	0,4	0,4
	Асинхронные двига-тели низковольтные, кВт (М1/М2)		18,5	7,5							7,5
	Трансформатор КПП ТМРУ-6(10) кВ, кВА
	Конденсаторная ба-тарея ККУ 6(10) кВ, квар
	Расстояние от под-станции системы до ГПП предприятия, км

Таблица 3

	Первая буква фамилии студента П, Р, С, Т, У, Ф, Х, Ц, Ч, Ш, Щ, Э, Ю, Я
Последняя цифра но-мера зачетной книжки
Схема электроснабже-ния предприятия, рис.
	Мощность ТЭЦ, МВА
	Мощность к.з. сис-темы в т. К1, МВА
	Напряжение ТЭЦ, кВ	6,3	6,3	10,5	10,5	10,5	6,3	6,3	10,5	6,3	10,5
	Мощность цеховых трансформаторов, кВА
	Вторичные напря-жения цеховых подстанций, кВ	0,69	0,4	0,69	0,69	0,4	0,69	0,69	0,69	0,4	0,4
	Высоковольтные асинхронные, синхронные двигатели, кВт
	Ток (А) и реак-тивное сопро-тивление (Ом) реактора РБА-6(10) кВ	0,22	-	0,22	-	0,25	-	0,35	-	0,22	-

Таблица 4

	Первая буква фамилии студента П, Р, С, Т, У, Ф, Х, Ц, Ч, Ш, Щ, Э, Ю, Я
Последняя цифра но-мера зачетной книжки
Схема электроснабже-ния предприятия, рис.
	Асинхронные двигатели 0,4(0,69) кВ, кВт (М3/М4)	7,5			18,5
	Трансформатор ДСП электродуго-вой печи, кВА
	Конденсаторная батарея ККУ-6(10) кВ, квар
	Кабельная линия КЛ1 (ТЭЦ-ГРП1) 3ААБ-6(10)-(3x240), км	3,0	4,0	4,5	5,0	4,0	5,0	6,0	4,0	4,5	3,0
	Кабельная линия КЛ2 (ГРП1-ГРП2) 2ААБ-6(10)-(3x185), км	1,5	2,0	0,8	1.0	1,1	1,3	0,6	0,7	1,6	2,5

Таблица 5

Перечень элементов схемы электроснабжения, требующих расчета РЗиА.

Первая буква фамилии студента	А,Б	В,Г, Л	Д,Е, О	Ж, З, М	И, К, Н	П, Р	Т, У, Ч	Ф, С, Э	Х, Ц, Ю	Ш, Щ, Я
	Трансформатор ГПП	+	+	+	+	+
	Цеховой трансформатор						+	+	+	+	+
	Трансформатор электродуговой печи	+			+			+			+
	Трансформатор КПП		+			+
	Высоковольтные асинхронные и синхронные двигатели	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
	Низковольтные асинхронные двигатели	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
	Конденсаторная батарея			+			+		+	+
	Кабельная линия КЛ1, КЛ2 (ТЭЦ-ГРП1, ГРП1-ГРП2, ГПП-РП1, ГРП1-ГРП2)	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+