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)

где: Kотсдз = l,4÷2,0 для защиты с реле РТМ и РТ-40. Чувствительность защиты определяется коэффициентом:

              KЧ=I(2)к.мин /(Iсз·Kсх)=4380/386,4·1,73=6,55≥2,0                                 (5.3.)                   где: I(2)к.мин - ток двухфазного к.з. на выводах электродвигателя.

Ток срабатывания реле:

                 Iср=(K·I)/nТ=1,73·386,4/60=11,14 А,                                  (5.4)

      где: K =1,73 - при однорелейной ТО;

 K =1,00 - при двухрелейной ТО.

Защита от замыканий на землю  предусматривается на электродвигателях  соответствующей мощности [3]: для Р≤2000 кВт ток срабатывания токовой защиты нулевой последовательности 1СЗ ≤ 10 А; для Р ≥ 2000 кВт - 1СЗ ≤ 5 А.

Дополнительно применяют схему контроля изоляции.

 

5.1.1. Защита от перегрузки.

В соответствии с [3] защита от перегрузки предусматривается на электродвигателях, подверженных перегрузке по технологическим причинам, а также на электродвигателях с особо тяжелыми условиями пуска и самозапуска длительностью 20 с и более. Перегрузка является симметричным режимом, поэтому защита от нее может быть выполнена одним реле, включенным в одну фазу электродвигателя. Выдержка времени защиты отстраивается от длительности пуска электродвигателя в нормальных режимах и самозапуска после действия УАВР и УАПВ, при этом наиболее удобны характеристики тепловых и индукционных реле [2].

Ток срабатывания МТЗ от перегрузки устанавливается из условий отстройки  от номинального тока электродвигателей:

Iсз=(Kотс·Iном.дв)/Kв=1,05·276/0,85=340,94 А,

где: Kотс=1,05, Kв =0,85 для реле РТ-40 и РТ-80.

 

5.1.2. Минимальная защита  напряжения.

В общем случае защита выполняется  двухступенчатой. Первая ступень предназначена для облегчения самозапуска ответственных электродвигателей, она отключает электродвигатели неответственных механизмов. Напряжение срабатывания первой ступени устанавливается примерно равным

Uc3= 0,7UHOMf=0,7·6=4,2 В,

 

а выдержка времени принимается  на ступень селективности больше времени действия быстродействующих  защит от многофазных коротких замыканий;

tсз=0,5÷1,5 с .

Вторая ступень защиты отключает  часть электродвигателей ответственных механизмов, самозапуск которых недопустим по условиям техники безопасности или из-за особенностей технологического процесса. Напряжение срабатывания 2 ступени

U"с3=0,5UHOM=0,5·6=3 В,

а выдержка временипринимается  t"с3=10÷15 с.

 

5.2. Защита низковольтных электродвигателей: 4A200S-6 и 4A315S-4.

Для защиты асинхронных  двигателей напряжением до 1 КВ. oт коротких замыканий применяются предохранители с плавкими вставками или расцепителями автоматических выключателей и тепловыми реле магнитных пускателей.

Выбор плавких вставок предохранителей  и уставок автоматов производится в следующей последовательности [2].

1. Номинальное  напряжение предохранителей и  автоматов должно быть не ниже напряжения сети.

2. Ток плавкой вставки и расцепителей автоматов выбирают с учетом следующего:

Iвсном≥Котc·Iном.дв; Iвсном1≥1,1·32=35,2  А; Iвсном2≥1,1·170=187 А;

Iвсном≥Iпуск.двпер ; Iвсном≥224/2=112 А;   Iвсном≥1190/2=595 А   ;                                                                                                                                                          

Iвсном≤IКmin/(10..15); Iвсном≤269/10=26,9 A; Iвсном≤275/10=27,5 A;

    где: 1вс ном - номинальный ток вставок предохранителей или автомата;

Iном.дв -номинальный ток двигателя;

Iпуск.дв - пусковой ток двигателя;

IК min- минимальный ток короткого замыкания;

Котc= 1,1÷1,25 - коэффициент отстройки;

             Кпер =1,6÷2,5 - коэффициент перегрузки, зависит от условий пуска двигателя.

Выбираем предохранители: ПП 57-34: Uсети1=660 В; IВСном1=160 А ; ПП 57-39: Uсети2=660 В; IВСном2=630 А .

3. Ток уставки срабатывания электромагнитного расцепителя автомата мгновенного  действия   Iуэ принимается на  25÷30%  выше  пускового тока

двигателя:

Iу.э.≥(1,25÷1,35)· 1пуск,дв;       Iу.э.≥1,25· 224=280 А;           Iу.э.≥1,25· 1190=1487,5 А;                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

где: 1пуск,дв = (6 ÷7) • 1ном.дв..

Ток уставки (срабатывания) теплового расцепителя автомата Iу.T или магнитного пускателя отстраивается от максимального рабочего тока, т. е.

Iу.T= (1,1 ÷1,3) • 1ном.дв ; Iу.T= 1,1 • 32 =35,2  А; Iу.T= 1,1  • 170=187 А ;

Выбираем  автоматы: ВА 51Г31: Iном р=63 А; ВА 51Г33: Iном р=250 А

После выбора предохранителей  и автоматов необходимо убедиться, что плавкая вставка и расцепители автомата надежно защищают участок сети, на котором они установлены. В четырехпроводных сетях 380/220 В и 660/380 В с глухозаземленной нейтралью однофазное замыкание на землю является коротким замыканием и должно отключаться защитой.

 

6. РЕЛЕЙНАЯ  ЗАЩИТА ПОНИЖАЮЩИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

 

6.1. Защита  трансформаторов от многофазных  коротких замыканий в обмотках  и на выводах

 

Для защиты от повреждений в обмотках и на выводах должны быть предусмотрены  следующие виды защит.

1. Продольная дифференциальная  защита на трансформаторах мощностью  6,3 МВА и более. Дифференциальная  защита может быть предусмотрена  на трансформаторах меньшей мощности, но не менее 1 МВА, если токовая отсечка не удовлетворяет требованиям чувствительности, а МТЗ имеет выдержку времени более 0,5 с.

2. Токовая отсечка без выдержки  времени, устанавливаемая со стороны  питания и охватывающая часть  обмотки трансформатора, если не  предусматривается дифференциальная защита.

 

6.1.1. Продольная  дифференциальная защита с реле  типа РНТ-565

 

Если чувствительность защиты с  реле типа РНТ-565 недостаточна, применяется  дифференциальная защита с торможением с реле типа ДЗТ-11.

Порядок расчета дифзащиты с реле РНТ-565 следующий.

1. Определяем первичные токи  для всех обмоток защищаемого  трансформатора, соответствующие его номинальной мощности:

Iн = Sн / (Ö3•Uн )                                                                                           (6.1)

Iн вн = 63000 / ( •230 ) = 158,33 А,

Iн нн= 63000 / ( •6,3 ) = 5780,35 А,

2. Выбираем типы трансформаторов  тока, их коэффициенты трансформации  и схемы соединений для всех  сторон защищаемого трансформатора. Коэффициенты трансформации целесообразно выбирать такими, чтобы вторичные токи в плечах защиты не превышали 5 А.

ВН: ТА  300/5,  кт = 60,

НН: ТА 6000/5, кт = 1200,

3. Определяем вторичные токи в  плечах защиты:

Iн2 = К(3)сх•Iн / КI ,                                                                                         (6.2)

 

где К(3)сх - коэффициент схемы для симметричного режима.

Iн2 вн = •158,33 / 60 = 4,57 А,

Iн2 нн = 1•5780,35 / 1200 = 4,8 А,

4. Выбираем основную сторону  защищаемого трансформатора. За  основную принимаем сторону, которой соответствует наибольший из вторичных токов в плечах защиты – НН.

5. Рассчитывают первичный ток  срабатывания защиты Iсз . Отстройка от расчетного тока небаланса Iнб.расч при переходном режиме внешнего КЗ производится по выражению:

Iсз ³ Котс•Iнб.расч ,                                                                                          (6.3)

где Iнб.расч представляет из себя сумму вида:

Iнб.расч = I`нб.расч + I``нб.расч + I```нб.расч  ,                                                          (6.4)

I`нб.расч - составляющая тока небаланса, обусловленная погрешностью трансформатора тока;

I``нб.расч - составляющая тока небаланса, обусловленная регулированием напряжения защищаемого трансформатора;

I```нб.расч - составляющая тока небаланса, обусловленная неточностью установки на реле расчетных чисел витков для неосновной стороны.

I`нб.расч = Ка•Кодн•e•Iк.макс ;                                                                         (6.5)

I`нб.расч = 1•1•0,1•41,71·103 = 4171 А,

I``нб.расч = DU*•Iк.макс ;                                                                                   (6.6)

I``нб.расч = 0,16•41,71·103 = 6674 А,

I```нб.расч = ( wрасч - wф )•Iк.макс /wрасч ,                                                           (6.7)

  где     Iк.макс = I(3)max(×)2ВН - периодическая составляющая тока, проходящего через трансформатор при расчетном внешнем КЗ, приведенного к основной стороне;

Ка =1 - коэффициент, учитывающий влияние на быстродействующие защиты переходных процессов при КЗ, которые сопровождаются прохождением апериодических составляющих в токе КЗ;

Кодн = 1 - коэффициент однотипности ТА;

e = 0.1 - погрешность ТА;

DU* - половина регулировочного диапазона устройства РПН в о.е.;

wрасч - расчетное число витков обмотки насыщающегося трансформатора тока (НТТ) реле неосновной стороны;

wф - фактическое (целое) число витков обмотки НТТ неосновной стороны.

Так как число витков wрасч заранее не определено, вначале Iнб.расч рассчитываем как сумма двух составляющих:

Iнб.расч = I`нб.расч + I``нб.расч = 4171 + 6674 = 10845 А,                                 (6.8)

Отстройка от броска намагничивающего тока при включении трансформатора в холостом режиме или при восстановлении напряжения после отключения короткого замыкания производится по выражению:

Iсз ³ Котс•Iн ,                                                                                                 (6.9)

где Iн - номинальный ток, соответствующий номинальному  напряжению среднего ответвления устройства РПН и номинальной мощности трансформатора (ток должен быть приведен к высокой стороне); Котс = 1,3 - коэффициент отстройки от броска намагничивающего тока.

Iсз = Котс•Iнб.расч =  1,3 •10845 = 14099 А,

Iн = Sн / ( •Uн ) = 63000 / •230= 158,33 А,

Iсз = Котс•Iн = 1,3•158,33 = 205,83 А,

Из  двух значений, полученных по (6.3) и (6.9), принимается большее: Iсз = 14099 А.

6. Предварительная проверка чувствительности  выполняется по выражению:

                           Кч = I(2)к.мин /Iсз  = 26890 • /14099 = 3,3> 2,          (6.10)

где      I(m)к.мин - минимальное значение периодической составляющей тока КЗ рассматриваемого вида (m) в защищаемой зоне (·)-2, приведенного к стороне основного питания (НН);

Iсз -ток срабатывания защиты, приведенный к стороне основного питания;

К(m)сх - коэффициент схемы, определяемый видом повреждения (m), схемой соединений ТА на стороне основного питания и схемой соединений обмоток защищаемого трансформатора.

Коэффициент чувствительности должен быть не менее 2 (ПУЭ).

7. Определяется ток срабатывания  реле, приведённый к основной  стороне (НН):

                                Iср.осн = Icp·К(3)сх / КI = 14099 · /1200 = 20,33 А.                    (6.11)

8. Определяется число витков обмотки  НТТ реле для основной стороны:

                                 wосн.расч. = Fср / Iср.осн  = 100/20,33 = 4,92 ,                        (6.12)

где Fср - магнитодвижущая сила (МДС) срабатывания реле РНТ-565, принимается равной 100 А.

Принимается ближайшее меньшее  число витков wосн= 5 , которое может быть установлено на НТТ реле.

~$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