Расчет релейной защиты и автоматики понижающей подстанции 110/10 кВ. Описание релейной защиты и автоматики

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Уральский государственный технический университет

кафедра Автоматизированных Электрических Систем

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

«Расчет релейной защиты и автоматики понижающей подстанции 110/10 кВ»

Расчетно-пояснительная записка

Студент:
Руководитель проекта:
Группа:	УЗЭ – 28

Екатеринбург 2004

Вариант 7

			40 МВт

 

Рис. 1.  Схема электрической сети 110 кВ.

Исходные данные:

·  Номер узла электрической сети: 3

·  На схеме показаны нагрузки в виде: P_нагр

·  Район сооружения: Урал

·  U_ВН = 110 кВ    U_HH = 10 кВ    

·  Процент нагрузки по надежности: I-30%;  II-30%;  III-30%

·  Трансформаторы: 2хТДН – 10000/110

1.  Описание релейной защиты и автоматики.

Основная задача релейной защиты - обнаружить повреждённый участок электрической схемы и как можно быстрее выдать сигнал на его отключение.

К устройствам релейной защиты, действующим на отключение, предъявляются следующие требования:

- селективность - действие релейной защиты при котором обеспечивается отключение только повреждённого элемента;

- быстродействие;

- чувствительность;

- надёжность работы;

На проектируемой подстанции защищаемыми элементами являются трансформаторы, шины, линии на высоком напряжении и ячейки КРУ.

Для защиты трансформаторов применяются:

1.  Продольная диф. защита от внешних и внутренних коротких замыканий (как симметричных так и несимметричных). Принцип действия данной защиты основан на сравнении величины и направления токов между трансформаторами тока дифференциальной защиты. При внутренних коротких замыканий направление меняется на противоположное, т.е. встречное и защита действует на отключение выключателя.

2.  МТЗ с пуском по напряжению. Данная защита является резервной по отношению к диф. защите и осуществляет ближнее резервирование.

3.  МТЗ от перегрузки в режиме симметричной нагрузки трансформатора. Результатом действия этой защиты является сигнал дежурному персоналу о перегрузке.

4.  Сигнализация о неисправностях в цепях напряжения защиты.

5.  Газовая защита от внутренних коротких замыканий в обмотках трансформатора. Так же подаёт сигнал дежурному персоналу и действует на отключение трансформатора.

Защита линий электропередач:

В качестве основной защиты применяется диф. защита, обеспечивающая мгновенное отключение повреждённого участка. Она резервируется трехступенчатой МТЗ.

Защита ячейки КРУ:

Применяется чаще всего дуговая защита, которая подаёт сигнал на отключение выключателя. Защитой от внешних межфазных КЗ на низкой стороне подстанции является МТЗ с комбинированным пуском (по min U) . На подстанции рассматриваются следующие виды автоматических устройств:

-  работой в- АПВ;

-  РЗ элементов подстанции и линии;

-  Включение и отключение устройств охлаждения трансформаторов;

-  Управление вспомогательных устройств (обогрев разъединителей, шкафов КРУН).

Управление элементами подстанции осуществляется со щита управления. На панелях щита управления должны быть размещены: аппаратура измерения, сигнализации,  управления автоматики,  телемеханики,  связи и релейной защиты.

2          Расчет токов короткого замыкания

Рис. 2.1. Исходная схема замещения сети.

Эквивалентирование схемы проводим относительно точки КЗ.

Находим эквивалентное сопротивление  линий:

 

Рис. 2.2. Расчетная схема сети

Все параметры приведены к высокой стороне 110 кВ.

Ток внешнего КЗ:

 - раздельная работа трансформатора

 - паралельная работа трансформатора.

 - ток через трансформатор

Дифференциальная токовая защита  трансформатора

Продольная дифференциальная токовая защита - защита  от  всех  видов  коротких  замыканий  в  обмотках  и  на  выводах  трансформатора,  включая витковые  замыкания  в  обмотках.

Применяется  на трансформаторах  мощностью  6.3 МВА и более. В продольной дифференциальной токовой защиты  применяется  реле типа  ДЗТ –11  или  РНТ-565. 

Вторичные токи в плечах защиты определяются по значениям номинальных токов на сторонах ВН и НН защищаемого трансформатора. Схемы соединения трансформаторов тока выбираются таким образом, чтобы скомпенсировать разность фаз между токами на сторонах ВН и НН (на высокой стороне - трансформаторы тока в треугольник, реле в звезду; на низкой стороне - полная звезда)

    1.Расчет первичных и вторичных токов в плечах  защиты

Расчет токов в плечах  защиты

Получается,   что   ,   поэтому   за  основную   сторону  принимается сторона ВН. Дополнительная обмотка включается на ток  трансформатора тока, установленного в  цепи   низшего напряжения.

2.Предварительное  определение  тока  срабатывания

Ток  срабатывания  отстраивается  от  тока  небаланса  и  от  броска  тока  намагничивания.

а) от тока небаланса

Первичный расчетный ток небаланса определяется по формуле: