- •Содержание
- •1. Исходные данные для выполнения расчётного задания
- •2. Расчёт токов короткого замыкания
- •3. Защита электродвигателей
- •4. Защита кабельных линий напряжением 6 – 10 кВ
- •5. Защита силовых трансформаторов
- •5.1 Дифференциальная защита
- •5.2 Газовая защита
- •6. Расчетная проверка трансформаторов тока
- •7. Оперативный ток в цепях защиты и автоматики
- •8. Выбор схемы авр для секционированного выключателя св на шинах 6 кВ
Министерство образования Российской Федерации
ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»
Факультет (институт) Энергетический
Кафедра Электрификация производства и быта
наименование кафедры
Расчетное задание защищено с оценкой
Руководитель задания А.Х. Мусин
(подпись) (и.о.фамилия)
“ ” 2010 г.
дата
Расчет релейной защиты электроустановок
тема задания
Расчетное задание
по дисциплине Релейная защита и автоматика
наименование дисциплины
КП 140211.42.000 ПЗ
обозначение документа
Студент группы Э-64 С.А. Фуголь
и.о., фамилия
Руководитель задания д.т.н., профессор А.Х. Мусин
ученая степень, должность и.о., фамилия
БАРНАУЛ 2010
Содержание
1. Исходные данные для выполнения расчётного задания 3
2. Расчёт токов короткого замыкания 4
3. Защита электродвигателей 6
5.1 Дифференциальная защита 12
5.2 Газовая защита 14
6. Расчетная проверка трансформаторов тока 16
7. Оперативный ток в цепях защиты и автоматики 17
8. Выбор схемы АВР для секционированного выключателя СВ на шинах 6 кВ 19
1. Исходные данные для выполнения расчётного задания
Для заданного варианта необходимо выбрать и рассчитать следующие устройства релейной защиты и автоматики:
а) защиту двигателя, питающегося от шин ГПП по кабельной линии L;
б) защиту кабельной линии L;
в) защиту силовых трансформаторов Т1 и Т2 на ГПП;
г) выбрать схему АВР для секционного выключателя СВ на шинах 6 кВ;
д) для всех устройств релейной защиты выбрать и проверить нагрузочную способность трансформаторов тока;
е) выбрать источники оперативного тока.
При расчётах принять:
- cosφ = 0,8;
- удельное сопротивление кабельной линии Худ = 0,08 Ом/км,
rуд = 0,26 Ом/км;
- суммарную длину кабельных линий, питающихся с шин ГПП равной 18 км;
- емкостной ток замыкания на землю в сети 6 кВ приближенно опре-делить по формуле:
где U – линейное напряжение, кВ;
L – суммарная длина кабельных линий в сети 6 кВ, км;
- сопротивление системы принять для максимального режима
Хс = 15 Ом, для минимального режима Хс = 36 Ом;
- мощности трансформаторов Т1 и Т2 одинаковы Sт1 = Sт2.
Выполнение задания начинается с расчетов токов короткого замыкания в различных точках подстанции. Затем проектируются устройства релейной защиты.
Исходные данные для выполнения задания занесены в таблицу 1, где обозначено U1 – высшее напряжение на ГПП, принципиальная схема которой приведена на рисунке 1, Sт – мощность трансформатора на ГПП, Рн – мощность нагрузки (электродвигателя), L – длина кабельной линии, питающей электро-двигатель.
Таблица 1 – Исходные данные
-
Вариант
U1 , кВ
L , км
Рн , кВт
Sт , МВА
42
220
1,2
1600
63
2. Расчёт токов короткого замыкания
Для проектирования релейной защиты необходимо располагать сведениями о токах короткого замыкания. Для участка сети, изображенного на рисунке 1, необходимо рассчитать токи короткого замыкания в точках К1 и К2.
Рисунок 1 – Схема участка сети
Исходные данные: силовой трансформатор Sт = 63000 кВА, напряжение (23016%)/6,6 кВ; Uк.ср=10,5%, Uк.min=9,5%, Uк.max=11%.
Определяем сопротивление трансформатора на крайних отпайках РПН:
UminВН = Uср(1 – ∆UРПН) = 230(1 – 0,16) = 193,2 кВ;
UmaxВН = Uср(1 + ∆UРПН) = 230(1 + 0,16) = 266,8 кВ.
Так как UmaxВН оказалось больше максимально допустимого для данной сети (больше чем 252 кВ для 220 кВ), то значение UmaxВН принимается равным 252 кВ (таблица 2).
Таблица 2 – Максимально допустимое напряжение по ГОСТ
Uном, кВ |
UmaxВН , кВ |
10 |
11,5 |
35 |
40,5 |
110 |
126 |
220 |
252 |
Расчёт токов в точке К1:
Ток в точке К1 в максимальном режиме, приведенный к высшему напряжению:
Ток в точке К1 в максимальном режиме на низшем напряжении:
где nт – коэффициент трансформации силового трансформатора на минимальной отпайке РПН.
Ток в точке К1 в минимальном режиме, приведенный к высшему напряжению:
Ток в точке К1 в минимальном режиме на низшем напряжении:
Расчёт токов в точке К2:
Максимальный режим.
По рассчитанному выше току на шинах низшего напряжения I(3)к.maxНН = 52216,98А определяется эквивалентное сопротивление системы и силового трансформатора:
Далее определяется сопротивление кабеля, питающего силовую нагрузку. Выбор сечения кабеля определяется по экономической плотности тока. Рабочий ток кабеля определяется по формуле:
Принимая плотность тока 1,3 А/мм2, получим требуемое сечение кабеля не менее 192,68/1,3 = 148,22 мм2. Выбираем кабель ближайшего стандартного большего сечения 150 мм2 марки АСБ.
Индуктивное и активное сопротивление выбранного кабеля при длине
L = 1,2 км:
Хкаб = Худ·L = 0,076·1,2 = 0,091 Ом;
Rкаб = Rуд·L = 0,258·1,2 = 0,31 Ом,
где Ху, Rуд – индуктивное и активное сопротивления 1 км кабеля.
Сопротивление до точки :
Хк = 0,073 + 0,091 = 0,164 Ом;
Rк = 0,31 Ом;
Ток в точке в максимальном режиме:
Минимальный режим
Хк = 0,101 + 0,091 = 0,192 Ом;
Rк = 0,31 Ом;
Ток в точке в минимальном режиме:
Расчет токов двухфазного замыкания ведется по формуле:
Ток однофазного к. з. определяется по формуле: