Автоматика и устройства защиты систем электроснабжения от замыкания

Автоматическая защита воздушных кабельных линий и систем электроснабжения от многофазных и однофазных замыканий, устройства сигнализации. Расчет токов КЗ, схема электроснабжения. Дифференциальная и газовая защита трансформатора, АД от замыканий на землю.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Курсовая работа

по дисциплине:

Релейная защита и автоматика систем электроснабжения



Оглавление

Задание на курсовую работу

Исходные данные к курсовой работе

1. Выбор элементов схемы электроснабжения

2. Расчет токов коротких замыканий

3. Защита линии Л8

3.1 Токовая отсечка

3.2 Максимальная токовая защита (МТЗ)

3.3 Защита от однофазных замыканий на землю

4. Защита трансформатора ГПП

4.1 МТЗ с пуском напряжения

4.2 Дифференциальная защита трансформатора

4.3 Газовая защита трансформатора

5. Защита АД

5.1 Токовая отсечка

5.2 Защита от перегрузки

5.3 Защита АД от замыканий на землю

Литература



Исходные данные

а) для расчета к рис. 1

Таблица 1

Мощность Т1, Т2, МВА	Мощность нагрузки, МВА, МВт	Тип и мощность двигателей, кВт
25	12,0	6,5	7,5	7,0	1,1 0,7	0,8 0,8	1,2 0,8	0,9 0,75	CD 1000	СD 1250	AD 800	AD 630

б) для расчета по линиям; х_л/х_т=0.3

Таблица 2

Длина линий, км
Л1, Л5	Л2,Л3	Л4,Л8	Л6,Л7	Л9	Л10
1,2	0,7	0,9	0,5	0,6	0,5

Рисунок 1

1. Выбор элементов схемы электроснабжения

1) выбор трансформаторов ГПП (Т1, Т2)

по заданной номинальной мощности трансформаторов Т1, Т2 (табл.1) по /2/, табл.3.6 выбираем трансформатор типа ТРДН - 25000/110 со следующими номинальными данными:

S_ном=25 МВА,

U_{ном вн}=115 кВ,

U_{ном нн}=10.5 - 10.5 кВ,

Р_х=25 кВт, Р_к=120 кВт, u_к=10.5%;

2) выбор электродвигателей

а) выбор асинхронных двигателей

по заданной мощности двигателей (табл.1) по /2/, табл.4.1 выбираем двигатели типа

АЗ13 - 46 - 4У4 с параметрами: Р_ном=800 кВт,

U_ном=10 кВ,

cos _ном=0.9, 95%;

АЗ12 - 52 - 4У4 с параметрами: Р_ном=630 кВт,

U_ном=10 кВ,

cos _ном=0.9, 94.5%;

б) выбор синхронных двигателей

по заданной мощности двигателей (табл.1) по [2, табл.4.27] выбираем двигатели типа

СДН14 - 59 - 6У3 с параметрами: Р_ном=800 кВт,

U_ном=10 кВ,

cos _ном=0.9, 94%;

СДН15 - 39 -6У3 с параметрами: Р_ном=1250 кВт,

U_ном=10 кВ,

cos _ном=0.9, 94.4%;

3) выбор трансформаторов на ТП:

ТП-1:

МВА

по таблице 3.6 /2/ выбираем трансформатор типа ТМ - 1000/10 со следующими номинальными параметрами:

S_ном=1.0 МВА;

U_ном.вн=10 кВ; U_ном.нн=0.4 кВ;

Р_х=2,45 кВт; Р_к=11 кВт; u_к=5.5%;

ТП-2:

МВА

по таблице 3.6 /2/ выбираем: ТМ - 1000/10

S_ном=1.0 МВА;

U_ном.вн=10 кВ; U_ном.нн=0.4 кВ;

Р_х=2,45 кВт; Р_к=11 кВт; u_к=5.5%;

ТП-3:

МВА

по /2/ выбираем: ТМ - 1600/10

S_ном=1,6 МВА;

U_ном.вн=10 кВ; U_ном.нн=0.4 кВ

Р_х=3,3 кВт; Р_к=16,5 кВт; u_к=5.5%;

ТП-4:



МВА

по /2/ выбираем: ТМ - 1000/10

S_ном=1 МВА;

U_ном.вн=10 кВ; U_ном.нн=0.4 кВ

Р_х=2.45 кВт; Р_к=11 кВт; u_к=5.5%;

4) выбор кабельных линий по нагреву утяжеленным током:

Л7:

кА=92 А

по таблице 7.10 /2/ выбираем кабель сечением (3*35)мм² с

х_о=0.095 Ом/км, r_o=0.89 Ом/км;

Л8:

=115 А

по таблице 7.10 /2/ выбираем кабель сечением (3*35)мм² с

х_о=0.0,95 Ом/км, r_o=0,89 Ом/км;

Л10:

=40,4 А

по таблице 7.10 /2/ выбираем кабель сечением (3*16)мм² с

х_о=0.113 Ом/км, r_o=1.94 Ом/км.



2. Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания выполняем только в непосредственной близости защищаемых элементов. Они рассчитываются для выбора уставок защиты и для проверки чувствительности защиты.

Рассчитываем ток трехфазного короткого замыкания.

При расчете токов короткого замыкания для защит с выдержкой времени учитывается только ЭДС системы и не учитываются ЭДС высоковольтных двигателей и нагрузок. Для быстродействующих защит (токовая отсечка) учитываем все высоковольтные ЭДС.

Для кабельных линий (особенно, если они не большого сечения) индуктивное сопротивление х меньше активного r, поэтому в расчетах будем учитывать и активное сопротивление r.

Расчет токов короткого замыкания будем выполнять следующим образом:

при определении тока от каждого отдельного ЭДС все остальные ветви отбрасываем. Таким образом, определяем ток короткого замыкания от каждого ЭДС и результирующее значение тока равно сумме полученных значений.

Будем определять следующие токи короткого замыкания (рисунок 2):

а) защита трансформатора ГПП (Т1 на рисунке 1):

- на выводах низшего напряжения трансформатора ГПП (точка К₁) - учитываем только ЭДС системы (для проверки чувствительности МТЗ и дифференциальной защиты);

б) защита АД (М4 на рисунке 1):

- на выводах АД (точка К₂) - учитываем только ЭДС системы (для проверки чувствительности токовой отсечки);

в) защита линии (Л8 на рисунке 1):

- на выводах низшего напряжения трансформатора ГПП (точка К₃ на рисунке 1)

Размещено на

Рисунок 2. Схема замещения.

Расчет ведем в относительных единицах.

S_б=S_ном.т=25 МВА;

U_б,1=115 кВ, I_б,1=0.126 кА;

U_б,2=10.5 кВ, I_б,2=1,375 кА;

Рассчитываем параметры схемы замещения в относительных единицах

1) система.

2) трансформатор Т1.

==0.013125

3) линия

Х_л =

4) нагрузка S_н3.

Е_нг3=

Х_нг3=

5) кабельная линия Л7.

кабельная линия Л8

кабельная линия Л9

6) асинхронный двигатель М4.

Рассчитываем токи короткого замыкания: К1

К2

К3

К4

автоматический зашита электроснабжение замыкание



3. Защита линии Л8

Для воздушных кабельных линий 6-35 кВ предусматриваются устройства РЗ от замыканий, а также устройства защиты или сигнализации, действующие при однофазных замыканиях на землю. Защита от многофазных замыканий должна по возможности осуществлять резервирование по отношению к защитам, установленных на...