Учебная работа. Проектирование релейной защиты и автоматики элементов системы электроснабжения

Учебная работа. Проектирование релейной защиты и автоматики элементов системы электроснабжения

28

Федеральное агентство по образованию (Рособразование)

Архангельский муниципальный технический институт

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 частей 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()=0,85, КПД=0,96

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

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

Все начальные данные представлены на схеме электроснабжения (набросок 1).

Набросок 1 — Схема электроснабжения

СоДЕРЖАние

1. Расчет характеристик рссчитываемой полосы из схемы электроснабжения

2 Расчет токовой отсечки асинхронного мотора

3 Расчет наибольшей токовой защиты асинхронного мотора

4 Расчет токовой отсечки кабельной полосы кл-4

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

6 Расчет наибольшей токовой защиты кабельной полосы кл-4

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

8 Расчет токовой отсечки кабельной полосы кл-3

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

10 Расчет наибольшей токовой защиты кабельной полосы кл-3

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

Перечень использованных источников

1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПАРАМЕТРЫ РАСЧИТЫВАЕМОЙ ЛИНИИ ИЗ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Рассчитываем сопротивление асинхронного мотора, Ом;

; (1.1)

где — индуктивное сопротивление асинхронного мотора;

характеристики асинхронного мотора АД-2 :

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

Определяем полную мощность асинхронного мотора, кВА

; (1.2)

Ом

Определяем сопротивление кабельной полосы КЛ-4, Ом;

; (1.3)

где l — длина кабельной полосы , км,;

хо — удельное реактивное сопротивление кабельной полосы АСБ-3*50, Ом/км,

хо=0,083;

Ом

Определяем характеристики трансформатора (ТДН-10000/110) :

Характеристики 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 полосы, Ом и приведём его к U = 6,6 кВ;

; (1.6)

где l — длина воздушной полосы, км, ;

хо — удельное реактивное сопротивление воздушной полосы АС-95,Ом/км, 0,371

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

; (1.8)

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 недлинного замыкания, кА;

; (2.1)

Находим первичный ток срабатывания защиты, кА;

; (2.2)

Избираем трансформатор тока с коэффициентом трансформации:

Находим вторичный ток срабатывания защиты, А;

; (2.3)

Избираем реле РСТ-11-29 с наименьшим током уставки:

Определяем ступень

; (2.4)

Находим уточненный ток срабатывания защиты, А;

; (2.5)

Пересчитываем ток срабатывания защиты в первичный, А;

(2.6)

Находим ток малого двухфазного КЗ , кА;

; (2.7)

Проверка защиты на чувствительность

; (2.8)

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

3 МАКСИМАЛЬНО-ТОКОВАЯ защита ОТ ПЕРЕГРУЗКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ (АД 2)

Находим номинальный ток мотора, А;

; (3.1)

Находим ток срабатывания защиты, кА;

; (3.2)

где kзап. — коэффициент припаса, 1,15;

kсх — коэффициент схемы, 1;

kв — коэффициент возврата наибольших реле тока, 0,9;

Iном— номинальный ток мотора, А.

Пересчитываем вторичный ток срабатывания защиты, А;

(3.3)

Избираем трансформатор тока с коэффициентом трансформации:

Избираем реле РСТ-11-19 с наименьшим током уставки:

Определяем ступень

; (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 мотора

; (3.7)

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

4 ТОКОВАЯ ОТСЕЧКА КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ (КЛ-4)

Находим ток недлинного замыкания, кА;

; (4.1)

Избираем трансформатор тока с коэффициентом трансформации:

Находим вторичный ток срабатывания защиты, А;

; (4.2)

Избираем реле РСТ-11-32 с наименьшим током уставки:

Определяем ступень

; (4.3)

Находим уточненный ток срабатывания защиты, А;

; (4.4)

Пересчитываем ток срабатывания защиты в первичный, А;

(4.5)

Находим малое

; (4.6)

Проверка защиты на чувствительность

; (4.7)

Эта защита не владеет достаточной чувствительностью т.к.

потому 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

Избираем трансформатор тока с коэффициентом трансформации:

Находим вторичный ток срабатывания защиты, А;

; (5.2)

Избираем реле РСТ-11-19 с наименьшим током уставки:

Определяем ступень

; (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 владеет чувствительностью т.к. потому 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 припаса, 1,15;

kсх — коэффициент схемы, 1;

kв — коэффициент возврата наибольших реле тока, 0,9;

Iр.maх.— наибольший рабочий ток , А.

Пересчитываем вторичный ток срабатывания защиты, А;

(6.2)

Избираем трансформатор тока с коэффициентом трансформации:

Избираем реле РСТ-11-24 с наименьшим током уставки:

Определяем ступень

; (6.3)

Находим уточненный ток срабатывания защиты, А;

; (6.4)

Пересчитываем ток срабатывания защиты в первичный, А;

(6.5)

Проверка защиты на чувствительность

; (6.6)

Время срабатывания защиты, с;

Эта защита владеет чувствительностью т.к. потому 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.

Избираем 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 полосы, км;

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

АСБ-3*50: Iо = 0,59 А/км;

8 Расчёт релейной защиты кабельной полосы (КЛ-3)

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

; (8.1)

;

Определяем сопротивление кабельной полосы КЛ-3, Ом ;

; (8.2)

где l — длина кабельной полосы, км, ;

хо — удельное реактивное сопротивление полосы 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 недлинного замыкания, кА;

; (9.1)

Находим первичный ток срабатывания защиты, кА;

; (9.2)

Избираем трансформатор тока с коэффициентом трансформации:

Находим вторичный ток срабатывания защиты, А;

; (9.3)

Избираем реле РСТ-11-29 с наименьшим током уставки:

Определяем ступень

; (9.4)

Находим уточненный ток срабатывания защиты, А;

; (9.5)

Пересчитываем ток срабатывания защиты в первичный, А;

(9.6)

Находим ток малого двухфазного КЗ , кА;

; (9.7)

Проверка защиты на чувствительность

; (9.8)

Эта защита владеет достаточной чувствительностью означает 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;

Избираем трансформатор тока с коэффициентом трансформации:

Находим вторичный ток срабатывания защиты, А;

; (10.1)

Избираем реле РСТ-11-29 с наименьшим током уставки:

Определяем ступень

; (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 владеет достаточной чувствительностью.

время срабатывания 2-ой ступени защиты определяется от времени срабатывания первой, с;

Где — ступень селективности, 0,3 с.

Эта защита владеет чувствительностью т.к. потому 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 припаса, 1,15;

kсх — коэффициент схемы, 1;

kв — коэффициент возврата наибольших реле тока, 0,9;

Iр.maх.— наибольший рабочий ток , А.

Пересчитываем вторичный ток срабатывания защиты, А;

(10.2)

Избираем трансформатор тока с коэффициентом трансформации:

Избираем реле РСТ-11-24 с наименьшим током уставки:

Определяем ступень

; (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 владеет чувствительностью т.к. потому прини-маем максимально-токовую защиту на реле РСТ-11-24 с параметрами:

,.

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

Избираем 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 полосы, км;

Iо — удельный ток кабельных линий, А/км:

АСБ-3*185: Iо = 0,972 А/км.

перечень использованных источников

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

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

]]>