Релейная защита и автоматика систем электроснабжения промышленных предприятий

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Ноября 2012 в 22:01, курсовая работа

Краткое описание

Расчет релейной защиты и автоматики является одной из важных частей расчета электроснабжения промышленного предприятия . Основной задачей релейной защиты является выявление места возникновения коротких замыканий и быстрое автоматическое отключение выключателей поврежденного оборудования или участка сети от остальной неповрежденной части сети . Данное свойство релейной защиты позволяет предотвратить разрушение токопроводящих частей электрических аппаратов а также позволяет избежать поражение электрическим током эксплуатационного персонала.

Содержание

Введение……………………………………………………………….……...6
1. Задание на курсовую работу..…………………………………..…....7
2.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ…….9
3. РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ………………………..……..9
3.1. Расчет токов короткого замыкания для выбора параметров защит элементов электрических сети ………………….......9
3.1.1.Расчет токов короткого замыкания для точки К1……………………..11
Расчет токов короткого замыкания для точки К2……..12
3.1.3. Расчет токов короткого замыкания для точки К3..12
3.1.4. Расчет токов короткого замыкания для точки К4….13
4. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ……………….13
4.1. Расчет максимальной токовой защиты и токовой отсечки..13
5. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ………………………..13
5.1. Защита синхронных и асинхронных электродвигателей выше 1000 В
5.1.1. Защита от перегрузки
5.1.2. Минимальная защита напряжения.…………………………....18
5.2. Защита низковольтных электродвигателей: 4A200S-6 и 4A315S-4.……..19
6. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ПОНИЖАЮЩИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ…….….24
6.1. Защита трансформаторов от многофазных коротких замыканий в обмотках и на выводах25
6.1.1. Продольная дифференциальная защита с реле типа РНТ-565……25
6.2. Защита от токов, обусловленных внешними короткими замыканиями………...………...56

Вложенные файлы: 8 файлов

12.docx

— 419.33 Кб (Скачать файл)


Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

КР 10.110302.1840.ПЗ


Введение.

  Расчет релейной защиты и автоматики является  одной из важных частей расчета  электроснабжения промышленного предприятия . Основной задачей релейной защиты является выявление места возникновения  коротких замыканий и быстрое автоматическое отключение выключателей поврежденного оборудования или участка сети от остальной неповрежденной части сети . Данное свойство релейной защиты позволяет предотвратить разрушение  токопроводящих частей электрических аппаратов а также  позволяет избежать поражение электрическим током эксплуатационного  персонала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание

на курсовую работу по дисциплине «Релейная защита и автоматика элементов  систем электроснабжения»

 

система

напряжение

мощность короткого замыкания Sк

длина питающей ЛЭП ВЛ1 (ВЛ2)

220 кВ

1500 МВА

32 км

 

главная понизительная  подстанция (ГПП)

напряжение

тип и мощность трансформатора ГПП

длина кабельной линии КЛ1 (КЛ2)

мощность конденсаторной батареи  ККУ-6 кВ

6,3  кВ

ТРДН-63000 кВА

2 км

130 квар

 

распределительный пункт (РП)

длина КЛ от электроустановки до РП

тип привода выключателя

максимальное время срабатывания защиты на РП

тип и мощность трансформатора электродуговой печи

 

тип и мощность цехового трансформатора

напряжение вторичное цеховых  трансформаторов

тип и мощность высоковольтного  синхронного двигателя

тип мощность низковольтных асинхронных  двигателей

 

мощность трансформатора КППТМРУ-б(10 кв)

200-500  м

электромагнитный

0,5 с

ЭТМПК-6300/10-72УЗ(4000 кВА)

ТМЗ-1600/10

0,69

СТД-2500-2

 

4А200-S6 (30 кВт)

4A315S-4 (160 кВт)

1250 кВА


Преподаватель ________________      Д.А. Семенов

 

 

 

 

 

 

1. Задание  на курсовую работу 

 

 

Рис.1.1 Схема соединений системы  электроснабжения



Исходными данными для проектирования являются:



1) электрическая схема первичных соединений системы электроснабжения с указанием типов и мощностей электрооборудования, длин линий электропередач, номинальных напряжений и мощностей нагрузок (рис.1.1);

2) здание на курсовую работу  по дисциплине «Релейная защита  и автоматика элементов систем  электроснабжения».

  Курсовая работа должна содержать  следующие разделы.

1. Введение.

2. Расчет токов короткого замыкания.

3. Защита кабельной линии от  ГПП к РП.

4. Защита электродвигателя.

5. Защита силового транс

форматора.

6. Выбор трансформаторов тока для  релейной защиты.

В курсовой работе должны быть приведены  следующие схемы:

а) схема защиты кабельной линии;

б) схема защиты электродви-

гателя или конденсаторной установки;

в) полная схема защиты силового

трансформатора;

г) схема АВР секционного выключа-

теля с  кратким описанием работы.

 

2. ОБЩИЕ  ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ  РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

 

Расчет релейной защиты заключается  в выборе рабочих параметров срабатывания (уставок) как отдельных реле, так и комплексных устройств релейной защиты при соблюдении требований селективности, чувствительности.

На каждом участке в общем  случае должна устанавливаться основная и резервная защиты. При использовании защит со ступенчатыми характеристиками, их первые ступени выполняют функции основной. Резервной является только последняя ступень.

Расчет защит проводится начиная с наиболее удаленного от источника питания участка.

Устройства релейной защиты должны обеспечивать минимально-возможное  время отключения короткого замыкания (КЗ) в целях сохранения бесперебойной работы неповрежденной части системы и ограничения степени повреждения элемента системы.

 

3. РАСЧЕТ  ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

 

3.1. Расчет  токов короткого замыкания для  выбора параметров защит элементов  электрических сети

 

3.1.1.Расчет  токов короткого замыкания для  точки К1

 

Сопротивление системы бесконечной  мощности принимаем равным нулю. Определяем ток короткого замыкания Iк :

Iк =  Uc / (√3•ХΣ),                                                                         (3.1)


где Uc - междуфазное напряжение на шинах системы; ХΣ - результирующее сопротивление до точки КЗ.

Ток КЗ определяется по (3.1) при этом ХΣ  рассчитывается с учетом сопротивления системы Хсист.,  т.е.

ХΣ = Хсист. + Хвн ,                                                                          (3.2)

где Хвн - сопротивление цепи от системы до точки КЗ,

 

 Хвн=Lлэп • Xлэп                                                                                                                  (3.3)

Система задана мощностью короткого  замыкания ( Sк ). В этом случае сопротивление системы определяется по выражению:

 

Хсист. = Uc2 / Sк ,                                                                                             (3.4)

Осуществляем  расчет, согласно приведенным формулам:

Хсист. = Uc2 / Sк= 2202/1500=32,27 Ом

Хвн=Lлэп • Xлэп= 32•0,4=12,8 Ом

ХΣ = Хсист. + Хвн=32,27 + 12,8 = 45,07 Ом

Iк =  Uc / ( •ХΣ) = 220 / ( •45,07) = 2,82 кА

 

      1. Расчет токов короткого замыкания для точки К2

Паспортные данные на силовой трансформатор ТМН 63000/230

 

Sном, МВА

Пределы

регулиро-вания

Uном,кВ

Uкmin, %

Uкср, %

Uкmax, %

∆Рк, кВт

∆Рх, кВт

Ix, %

ВН

НН

63

±16 %

230

6,3

8,82

10,5

12,18

245

35

0,5


 

Определяем сопротивления трансформатора с РПН, приведенные к регулируемой стороне ВН:

                Хтр.ср = Uк.ср% •U2ср.вн / (100• Sн.тр ) = 10,5•2302 / 100•63=88,17 Ом                (3.5)

               Хтр.мин = Uк.мин% •U2мин.вн / (100 •Sн.тр ) = 8,82•193,22 / 100•63=52,26 Ом         (3.6)

              Хтр.макс = Uк.макс% •U2макс.вн / (100• Sн.тр ) = 12,18•266,82 / 100•63=137,62 Ом   (3.7)

где Uмин.вн и Uмакс.вн определяем по выражениям:

Uмин.вн = Uср.вн • (1 - DU*РПН ) = 230• (1-0,16) = 193,2 кВ                        (3.8)

Uмакс.вн = Uср.вн • (1 + DU*РПН ) = 230• (1+0,16) = 266,8 кВ                    (3.9)

 

где    Uср.вн -среднее напряжение на стороне ВН, кВ (см. табл.3.1);

         Sн.тр - номинальная мощность трансформатора, МВА;

         DU*РПН половина полного диапазона регулирования на стороне ВН трансформатора, о.е.

Т.к. напряжение Uмакс.вн , рассчитанное по формуле (3.9), оказывается меньше наибольшего значения, указанного в табл.3.1, то следует принять это значение.

 

 

 

 

Т а б л и ц а 3.1. Номинальные, наибольшие и средние междуфазные

напряжения  электрических распределительных  сетей

 

Uном., кВ

 

Uмакс., кВ

 

Uср., кВ

0,66

0,69

0,69

6

7,2

6,3

220

252

230


 

Для выбора уставок релейной защиты понижающих трансформаторов с РПН I(3)к.макс определяем по выражению:

I(3)к.макс.вн = Uном.вн / ( •(Хсист.мин + Хвл + Хтр.мин )) ,                             (3.10)

I(3)к.макс.вн = 230 / ( •(32,27 + 12,8 +52,26 )) = 1,36 кА

где I(3)к.макс.вн - максимальный ток трехфазного КЗ при коротком замыкании на шинах НН трансформатора, приведенный к ВН. Uном.вн - номинальное междуфазное напряжение сети ВН (табл.3.1).

Приведение I(3)к.макс к нерегулируемой стороне НН осуществляем по минимальному коэффициенту трансформации, соответствующему тому же крайнему положению РПН, при котором вычисляется этот ток:

I(3)к.макс.нн = I(3)к.макс.вн •Uмин.вн / Uном.нн ,                                                     (3.11)

I(3)к.макс.нн = 1,36•193,2 / 6,3 =41,71 кА,

где I(3)к.макс.нн - максимальный ток трехфазного КЗ при коротком замыкании на шинах НН трансформатора, приведенный к НН.

Минимальный ток короткого замыкания I(3)к.мин вычисляем при наибольшем сопротивлении системы Хсист.макс в минимальном ее режиме и наибольшем сопротивлении трансформатора, вычисленном по (3.7).

                      I(3)к.мин.вн = Uном.вн / (

•(Хсист.макс + Хвл + Хтр.макс )) ,                            (3.12)

I(3)к.мин.вн = 230/ ( •(32,27 + 12,8 + 137,62)) = 0,73 кА,

 

где I(3)к.мин.вн - минимальный ток трехфазного КЗ при коротком замыкании на шинах НН трансформатора , приведенный к ВН.

Приведение I(3)к.мин.вн к нерегулируемой стороне НН осуществляем с помощью коэффициента трансформации, при котором вычисляется этот ток:

 

I(3)к.мин.нн = I(3)к.мин.вн •Uмакс.вн / Uном.нн ,                                                      (3.13)

I(3)к.мин.нн = 0,73•266,8 / 6,3 = 30,91 кА,

где I(3)к.мин.нн - минимальный ток трехфазного КЗ при коротком замыкании на шинах НН трансформатора, приведенный к НН. Uмакс.вн - максимальное напряжение на ВН, рассчитанное по формуле (3.9), но не более, чем в табл.3.1.

Минимальный ток двухфзного КЗ I(2)к.мин. упрощенно вычисляется по формуле:

I(2)к.мин. = •I(3)к.мин. /2.                                                                            (3.14)

Аналогичные расчёты делаются для второй линии.         

                                                      

      1. Расчет токов короткого замыкания для точки К3

 

Расчет производим аналогично, согласно формулам 3.10 – 3.14, при этом сопротивления схемы складываются последовательно.

Определяем сопротивление КЛ.

Рассчитываем ток рабочий максимальный для синхронного двигателя СТД-2500-2:

 

Iсд. раб. max = Pсд1 max / •Uнн•cosφ = 2,5•106 / •6•103•0,9 = 267,61 А,      (3.15)

где Pсд1 max - нагрузка синхронного двигателя СТД-2500-2 (см. Таблица П2 с.28)

Рассчитываем ток рабочий максимальный для цехового трансформатора:

 

Iцт. раб. max = Sцт1 max /

•Uнн = 1,6•106 /
•0,69•103= 1340,37 А,          (3.16)

где Sцт1 max - нагрузка синхронного двигателя СТД-2500-2 (см. Таблица П3 с.29)

Рассчитываем ток рабочий максимальный для кабельной линии:

 

Iраб. max = Iсд. раб. max + Iцт. раб. max =267,61+1340,37= 1607,98 А,       (3.17)

Рассчитываем сечение кабельной  линии по экономической плотности  тока для      Тmax= 3500 ч, следовательно экономическая плотность тока равна jэк = 2,5 А/мм2

S = Iраб. max / jэк = 1607,98 / 1,4 = 643,19 мм2,                                      (3.18)

~$тул на КР.docx

— 162 байт (Просмотреть документ, Скачать файл)

РУСИН МОЙ.cdw

— 210.10 Кб (Скачать файл)

Содержание.doc

— 41.50 Кб (Просмотреть документ, Скачать файл)

Титул на КР.docx

— 18.96 Кб (Просмотреть документ, Скачать файл)

Чертеж 5,11(CDW).cdw

— 322.21 Кб (Скачать файл)

Информация о работе Релейная защита и автоматика систем электроснабжения промышленных предприятий