Учебная работа. Проектирование релейной защиты и автоматики элементов системы электроснабжения

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Проектирование релейной защиты и автоматики элементов системы электроснабжения

Федеральное агентство по образованию
(Рособразование)

Архангельский государственный
технический университет

Кафедра электротехники и
энергетических систем

Факультет ПЭ курс
3 h группа ОСП-ПЭ

КУРСОВАЯ
РАБОТА

По
дисциплине «Релейная защита и автоматика»

На тему «Проектирование
релейной защиты и  автоматики элементов системы электроснабжения»

Архангельск

2008

ЗАДАНИЕ

Система: U = 110 кВ, Zэкв = 4+j48 Ом

ВЛ:
провод марки АС-70, протяженность 8 км.

Т-1:
ТДН-16000/110, Uвн = 115 кВ, Uнн = 6,6 кВ

Т-2:
ТМЗ-1600/10.

Т-3:
ТМ630/10.

КЛ-1: кабель АСБ-3х185, 140 м.

КЛ-2: кабель АСБ-3х95, 81 м.

КЛ-3: кабель АСБ-3х35, 55 м.

КЛ-4: кабель АСБ-3х50, 25 м.

КЛ-5: кабель АСБ-3х70, 91 м.

АД-1: ВАО710М-8, Pном =
800 кВт; IП = 6; cos(f)=0,85, КПД=0,96

АД-2: ДА302-16-64-6У1, , Pном =
800 кВт; IП = 5,6; cos(f)=0,88, КПД=0,93

Используя реле серии РСТ-11, РТЗ-51 рассчитать релейную защиту
следующих объектов: КЛ-4, Т-3, АД-2.

Все исходные данные представлены на схеме электроснабжения
(рисунок 1).

Рисунок 1 – Расчетная
схема электроснабжения


СоДЕРЖАние

1. Расчет параметров рссчитываемой линии из схемы электроснабжения

2 Расчет токовой отсечки асинхронного двигателя

3 Расчет максимальной токовой защиты асинхронного двигателя

4 Расчет токовой отсечки кабельной линии кл-4

5 Расчет токовой отсечки с выдержкой времени кабельной
линии кл-4

6 Расчет максимальной токовой защиты кабельной линии кл-4

7 Расчет кабельной линии кл-4 от однофазных замыканий на
землю

8 Расчет токовой отсечки кабельной линии кл-3

9 Расчет токовой отсечки с выдержкой времени кабельной линии
кл-3

10 Расчет максимальной токовой защиты кабельной линии кл-3

11 Расчет кабельной линии кл-3 от однофазных замыканий на
землю

Список использованных источников

1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПАРАМЕТРЫ РАСЧИТЫВАЕМОЙ
линии ИЗ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Рассчитываем
сопротивление асинхронного двигателя, Ом;

;
(1.1)

где — индуктивное сопротивление асинхронного
двигателя;

Параметры асинхронного
двигателя АД-2 :

 

Pном = 800 кВт; IП = 6; cos(f)=0,88; U=6 кВ; .

Определяем полную
мощность асинхронного двигателя, кВА

 ;
(1.2)

 Ом

Определяем сопротивление
кабельной линии КЛ-4, Ом;

 ;
(1.3)

где l – длина кабельной линии , км,;

хо – удельное реактивное сопротивление кабельной
линии АСБ-3*50, Ом/км,

хо=0,083;

Ом

Определяем параметры
трансформатора (ТДН-10000/110) :

Параметры трансформатора ТДН-10000/110:

 

uk = 10,5 %; Uвн = 115 кВ, Uнн = 6,6 кВ, Pхх = 14 кВт, Рк = 58 кВт, МВА,

Iк = 0,9%

;                                                                                     (1.5)

;

Определяем сопротивление
воздушной линии, Ом и приведём его к U = 6,6 кВ;

;                                                                                  (1.6)

где l – длина воздушной линии, км, ;

хо – удельное реактивное сопротивление
воздушной линии АС-95,Ом/км, 0,371

Определяем сопротивление
системы, Ом и приводим его к 6,6кВ;

Zэкв = 6+j38 Ом- эквивалентное сопротивление системы;

Находим полное
сопротивление рассчитываемого участка схемы, Ом;

;
(1.9)

 

2 ТОКОВАЯ ОТСЕЧКА АСИНХРОННОГО
двигателя (АД 2)

Находим ток короткого
замыкания, кА;

;
(2.1)

Находим первичный ток
срабатывания защиты, кА;

 ;
(2.2)

Выбираем трансформатор
тока с коэффициентом трансформации:

Находим вторичный ток
срабатывания защиты, А;

 ;
(2.3)

выбираем реле РСТ-11-29 с
минимальным током уставки:

Определяем ступеньку

;
(2.4)

Находим уточненный ток
срабатывания защиты, А;

;
(2.5)

Пересчитываем ток
срабатывания защиты в первичный, А;

 (2.6)

Находим ток минимального
двухфазного КЗ , кА;

;                                                                             (2.7)

Проверка защиты на
чувствительность

;
(2.8)

Эта защита обладает
достаточной чувствительностью значит принимаем токовую отсечку на реле РСТ-11-29
с параметрами:.

3 максимально-ТОКОВАЯ ЗАЩИТА ОТ
ПЕРЕГРУЗКИ АСИНХРОННОГО двигателя (АД 2)

Находим номинальный ток
двигателя, А;

;
(3.1)

Находим ток срабатывания
защиты, кА;

;                                                                                   (3.2)

где kзап. – коэффициент запаса, 1,15;

kсх – коэффициент схемы, 1;

kв – коэффициент возврата максимальных
реле тока, 0,9;

Iном– номинальный ток двигателя, А.

Пересчитываем вторичный
ток срабатывания защиты, А;

 (3.3)

выбираем трансформатор
тока с коэффициентом трансформации:

Выбираем реле РСТ-11-19 с
минимальным током уставки:

Определяем ступеньку

;
(3.4)

Находим уточненный ток
срабатывания защиты, А;

;
(3.5)

Пересчитываем ток
срабатывания защиты в первичный, А;

 (3.6)

Проверяем ток
срабатывания защиты по пусковому току двигателя

;                                                                                  (3.7)

Эта защита удовлетворяет
соотношению , а значит принимаем максимально-токовую
защиту на реле РСТ-11-19 с параметрами:

4 ТОКОВАЯ ОТСЕЧКА
КАБЕЛЬНОЙ линии (КЛ-4)

Находим ток короткого
замыкания, кА;

;
(4.1)

Находим вторичный ток
срабатывания защиты, А;

;
(4.2)

 

Выбираем реле РСТ-11-32 с
минимальным током уставки:

Определяем ступеньку

;
(4.3)

Находим уточненный ток
срабатывания защиты, А;

;
(4.4)

Пересчитываем ток
срабатывания защиты в первичный, А;

 (4.5)

Находим минимальное
значение тока от 20% длины кабельной линии, кА;

;                                                             (4.6)

Проверка защиты на
чувствительность

;
(4.7)

Эта защита не обладает
достаточной чувствительностью т.к.

поэтому не принимаем токовую
отсечку на реле РСТ-11-29.

5 ТОКОВАЯ ОТСЕЧКА С ВЫДЕРЖКОЙ времени
КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ (КЛ-4)

Первичный ток
срабатывания защиты, А;

                                                                             (5.1)

Где -коэффициент схемы ,принимаем = 1

выбираем трансформатор
тока с коэффициентом трансформации:

Находим вторичный ток
срабатывания защиты, А;

;
(5.2)

Выбираем реле РСТ-11-19 с
минимальным током уставки:

Определяем ступеньку

;
(5.3)

Находим уточненный ток
срабатывания защиты, А;

;
(5.4)

Пересчитываем ток
срабатывания защиты в первичный, А;

 (5.5)

Проверка защиты на
чувствительность

;
(5.6)

Время срабатывания
защиты, с;

Эта защита обладает
чувствительностью т.к.  поэтому принимаем токовую отсечку
с выдержкой времени на реле РСТ-11-19 с параметрами:

,.

6 максимально-ТОКОВАЯ ЗАЩИТА
КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ (КЛ 4)

Находим ток срабатывания
защиты, кА;

;                                                                                 (6.1)

где kзап. – коэффициент запаса, 1,15;

kсх – коэффициент схемы, 1;

kв – коэффициент возврата максимальных
реле тока, 0,9;

Iр.maх.– максимальный рабочий ток , А.

Пересчитываем вторичный
ток срабатывания защиты, А;

 (6.2)

Выбираем трансформатор
тока с коэффициентом трансформации:

выбираем реле РСТ-11-24 с
минимальным током уставки:

Определяем ступеньку

;
(6.3)

Находим уточненный ток
срабатывания защиты, А;

;
(6.4)

Пересчитываем ток
срабатывания защиты в первичный, А;

Проверка защиты на
чувствительность

;
(6.6)

Время срабатывания
защиты, с;

Эта защита обладает
чувствительностью т.к.  поэтому принимаем максимально-токовую
защиту на реле РСТ-11-24 с параметрами:

,.

7 РАСЧЕТ КАБЕЛЬНОЙ линии КЛ-4 ОТ
ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА землю

Защита действует на
сигнал.

Выбираем реле РТЗ-51

Находим ток срабатывания
защиты, кА;

;                                                                                     (7.1)

где kотс. – коэффициент отстройки, 1,2;

 kб – коэффициент ,учитывающий бросок
емкостного тока, принимаем = 2,2;


суммарный емкостной ток, протекающий по защищаемому присоединению при
однофазном замыкании на землю, А.

Определяем суммарный
емкостной ток протекающий по кабельным линия, А;

 ;
(7.2)

где l – длина кабельной линии, км;

Iо – удельный емкостной ток кабельных
линий, А/км:

АСБ-3*50: Iо = 0,59 А/км;

8 Расчёт релейной
защиты кабельной линии (КЛ-3)

Найдём параметры
трансформатора ТМЗ- 1000/6: uk = 5,5%, Рк = 11кВт

;                                                                                     (8.1)

;

Определяем сопротивление
кабельной линии КЛ-3, Ом ;

;                                                                                            (8.2)

где l – длина кабельной линии, км, ;

 хо – удельное реактивное сопротивление линии
АСБ-3*120,Ом/км, 0,076

Ом

Находим полное
сопротивление рассчитываемого участка схемы, Ом;

;
(8.3)

 

9 ТОКОВАЯ ОТСЕЧКА
КАБЕЛЬНОЙ линии (КЛ-3)

Находим ток короткого
замыкания, кА;

;
(9.1)

Находим первичный ток
срабатывания защиты, кА;

 ;
(9.2)

Выбираем трансформатор
тока с коэффициентом трансформации:

Находим вторичный ток
срабатывания защиты, А;

 ;
(9.3)

выбираем реле РСТ-11-29 с
минимальным током уставки:

Определяем ступеньку

;
(9.4)

Находим уточненный ток
срабатывания защиты, А;

;
(9.5)

Пересчитываем ток
срабатывания защиты в первичный, А;

 (9.6)

Находим ток минимального
двухфазного КЗ , кА;

;                                                              (9.7)

Проверка защиты на
чувствительность

;
(9.8)

Эта защита обладает
достаточной чувствительностью значит принимаем токовую отсечку на реле
РСТ-11-29 с параметрами:.

10 ТОКОВАЯ ОТСЕЧКА С
ВЫДЕРЖКОЙ времени КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ (КЛ-3)

Первичный ток
срабатывания защиты, А;

выбираем трансформатор
тока с коэффициентом трансформации:

;
(10.1)

Выбираем реле РСТ-11-29 с
минимальным током уставки:

Определяем ступеньку

;
(10.2)

Находим уточненный ток
срабатывания защиты, А;

;
(10.3)                                                                         

Пересчитываем ток
срабатывания защиты в первичный, А;

 (10.4)

Проверка защиты на
чувствительность

;
(10.5)

Эта защита обладает
достаточной чувствительностью.

время срабатывания второй
ступени защиты определяется от времени срабатывания первой, с;

Где — ступень селективности, 0,3 с.

Эта защита обладает
чувствительностью т.к.  поэтому принимаем токовую отсечку
с выдержкой времени на реле РСТ-11-29 с параметрами:

,.

11 максимально-ТОКОВАЯ
ЗАЩИТА КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ (КЛ 3)

Находим ток срабатывания
защиты, кА;

;                                                                               (10.1)

где kзап. – коэффициент запаса, 1,15;

kсх – коэффициент схемы, 1;

kв – коэффициент возврата максимальных
реле тока, 0,9;

Iр.maх.– максимальный рабочий ток , А.

Пересчитываем вторичный
ток срабатывания защиты, А;

 (10.2)

Выбираем трансформатор
тока с коэффициентом трансформации:

выбираем реле РСТ-11-24 с
минимальным током уставки:

Определяем ступеньку

;
(10.3)

Находим уточненный ток
срабатывания защиты, А;

;
(10.4)

Пересчитываем ток
срабатывания защиты в первичный, А;

 (10.5)

Проверка защиты на
чувствительность

;
(10.6)

Время срабатывания
защиты, с;

Эта защита обладает
чувствительностью т.к.  поэтому прини-маем максимально-токовую
защиту на реле РСТ-11-24 с параметрами:

,.

11 РАСЧЕТ КАБЕЛЬНОЙ линии КЛ-1 ОТ
ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА землю

Выбираем реле РТЗ-51

Находим ток срабатывания
защиты, А;

;                                                                                   (11.1)

где kзап. – коэффициент отстройки, 1,2;

kсх – коэффициент, 1,5;


суммарный емкостной ток, А.

Определяем суммарный
емкостной ток протекающий по кабельным линия, А;

 ;
(11.2)

где l – длина кабельной линии, км;

Iо – удельный ток кабельных линий,
А/км:

АСБ-3*185: Iо = 0,972 А/км.


список использованных
источников

1. Проектирование релейной защиты и автоматики элементов
системы электроснабжения. Методические указания к выполнению курсовой работы.

2. Шабад М. А. Расчеты релейной защиты и автоматики
распределительных сетей. Л., «Энергия»,1976г. 288с.

Учебная работа. Проектирование релейной защиты и автоматики элементов системы электроснабжения