МИНИСТЕРСВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова»
Электроэнергетический факультет
Кафедра «ТОЭ и РЗА»
КУРСОВАЯ РАБОТА
по учебной дисциплине
«Кибернетика»
Тема: «Проектирование релейной защиты участка электрической сети напряжением от 0,4 до 35 кВ»
Вариант 3
Содержание
Введение. 3
1 Задание на проектирование. 4
2 Выбор оборудования. 6
3 Расчет токов короткого замыкания. 10
4 Выбор защиты.. 12
4.1. Защита трансформаторов мощностью 6,3 МВА и ниже. 12
4.2. Защита кабельных линий напряжением 10 кВ.. 15
4.3. Защита воздушных линий напряжением 35 кВ.. 16
5 Расчет уставок защит. 19
5.1. Расчет уставок защит трансформаторов Т4, Т5, Т6. 19
5.2. Расчет уставок защиты линий W4-W6. 19
5.3. Расчет уставок защит трансформаторов Т1, Т2, Т3. 21
5.3.1 Расчет уставок защиты трансформатора Т1. 22
5.3.2 Расчет уставок защиты трансформатора Т2. 23
5.3.3 Расчет уставок защиты трансформатора Т3. 24
5.4. Расчет уставок защиты линии W3. 25
5.4.1 Расчет комплекта МТЗ линии W3, устанавливаемого на ПС2 26
5.4.2 Расчет комплекта МТЗ линии W3, устанавливаемого на ПС3 27
5.5. Расчет уставок защиты линии W1. 27
5.6. Расчет уставок защиты линии W2. 29
Литература. 31
Приложение А.. 32
Приложение Б. 33
Распределительные электрические сети напряжением 6-35 кВ (в ряде случаев до 110 кВ) осуществляют поставку электроэнергии практически всем потребителям: большим и малым промышленным предприятиям, сельскому и коммунальному хозяйству, электрифицированным железным дорогам, газопроводам и нефтепроводам. При этом 75% всех нарушений электроснабжения потребителей происходит именно в распределительных электрических сетях.
Надежность потребителей в этих сетях обеспечивается комплексом технических решений, в том числе сооружений двух или более питающих линий (ЛЭП), установкой на каждой подстанции (ПС) не менее двух понижающих трансформаторов, секционированием ЛЭП и распределительных устройств коммутационными аппаратами, а также путем использования совершенных средств управления, защиты и автоматики (РЗА). [1]
Разработать защиту участка электрической сети, состоящего из нескольких линий электропередач и трансформаторных подстанций с номинальным напряжениями от 0,4 до 35 кВ. Исходными данными служат однолинейные электрические схемы; основные параметры линий электропередач, трансформаторов, электрических нагрузок и их собственных защит.
Таблица 1. Параметры электрической сети
|
Наименование расчетного параметра |
Значение параметра |
|
|
Мощность трехфазного КЗ на шинах ПС1, МВА |
560 |
|
|
Типы выключателей на стороне 35 кВ на стороне 6-10 кВ |
выбрать самостоятельно |
|
|
Напряжение оперативного тока подстанции |
ПС1 |
выбрать самостоятельно |
|
ПС2 |
||
|
ПС3 |
||
|
Мощность трансформатора, МВА |
Т1 |
6,3 |
|
Т2 |
6,3 |
|
|
Т3 |
4 |
|
|
Т4 |
0,4 |
|
|
Т5 |
0,16 |
|
|
Т6 |
0,25 |
|
|
Длина линии электропередачи, км |
W1 |
3 |
|
W2 |
3 |
|
|
W3 |
4 |
|
|
W4 |
2 |
|
|
W5 |
3 |
|
|
W6 |
4 |
|
|
Место установки устройства АВР |
ПС3 |
|
|
Место установки устройства АПВ |
выбрать самостоятельно |
|
Таблица 2. Параметры электрических нагрузок
|
Нагрузка |
Значение параметра |
||
|
Мощность S, МВА |
Коэффициент самозапуска |
Выдержка времени защиты, с |
|
|
Н1 |
1,8 |
2,3 |
0,8 |
|
Н2 |
1,7 |
2,0 |
0,9 |
|
Н3 |
2,0 |
2,2 |
0,9 |
|
Н4 |
1,5 |
2,5 |
0,8 |
Рисунок 1 ‒ Участок электрической сети
Произведем выбор оборудования для участка электрической сети, представленного на рисунке 1.
В таблицах 3 - 6 приведены буквенные обозначения величин:
SНОМ.ТN - номинальная мощность n-го силового трансформатора, МВА;
SНГN - расчетная мощность n-ой нагрузки, МВА;
UНОМ.С - номинальное напряжение сети, кВ;
UНОМ - номинальное напряжение оборудования, кВ;
UНОМ.ВН - номинальное напряжение на высшей стороне (ВН) трансформатора, кВ;
UНОМ.НН - номинальное напряжение на низшей стороне (НН) трансформатора, кВ;
IНОМ - номинальный ток оборудования, А;
IРАБ.MAX - максимальный рабочий ток утяжеленного режима, А;
IПО.К3 - начальное действующее значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ, кА;
IК3.MIN - минимальное значение тока КЗ на отходящем присоединении, кА;
iУД - ударный ток трехфазного КЗ, кА;
IНОМ.ОТКЛ - номинальный ток отключения выключателя, кА;
IНОМ.ВКЛ - номинальный ток включения выключателя, кА;
iПР.СКВ - мгновенное значение предельного сквозного тока трехфазного КЗ, кА;
IТ.СТ - ток термической стойкости, кА;
tОТКЛ - полное время отключения тока КЗ, с;
ТА - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, с;
tТ.СТ - время термической стойкости оборудования, с;
βНОМ - нормированное процентное содержание апериодической составляющей в отключаемом токе;
КСИС.ПЕР = 1,5 - допустимая систематическая перегрузка трансформатора по ГОСТ 14209-97;
КАВ.ПЕР = 1,5 - допустимая аварийная перегрузка трансформатора по ГОСТ 14209-97;
КN = 1 – поправочный коэффициент, учитывающий число проложенных в траншее кабелей;
КΘ = 1 – поправочный коэффициент на максимально установившуюся температуру окружающей среды;
КW.ГР = 0,87 – поправочный коэффициент на степень влажности грунта (WГР = 8% ± 12% - глиняная почва);
КПЕР = 1,17 – поправочный коэффициент на перегрузку кабелей СПЭ выше 1 кВ при прокладке в земле.
Таблица 3. Выбор выключателей 35 кВ
|
Параметры ВВН-СЭЩ-П-35-25/1000 |
Расчетные данные |
|
|
UНОМ = 35 кВ |
= |
UНОМ.РУ = 35 кВ |
|
IНОМ = 1000 А |
>> |
|
|
IНОМ.ОТКЛ = 25 кА |
> |
IПО.К3** = 9,24 кА |
|
= |
> |
|
|
IНОМ.ВКЛ = 25 кА |
> |
IПО.К3** = 9,24 кА |
|
iПР.СКВ = 63 кА |
> |
iУД = 23,5 кА |
|
IТ.СТ2·tТ.СТ = 252·3 = 1875 кА2·с |
> |
|
Примечания:
IРАБ.MAX* - значение для выключателей вводных ячеек 35 кВ ПС;
IПО.КЗ** - ток трехфазного КЗ на шинах 35 кВ ПС1.
Таблица 4. Выбор выключателей 10 кВ
|
Параметры ВВУ-СЭЩ-Э3-10-20/1000 |
Расчетные данные |
|
|
UНОМ = 10 кВ |
= |
UНОМ.РУ = 35 кВ |
|
IНОМ = 1000 А |
>> |
|
|
IНОМ.ОТКЛ = 20 кА |
> |
IПО.К3** = 3,86 кА |
|
= |
> |
|
|
IНОМ.ВКЛ = 20 кА |
> |
IПО.К3** = 3,86 кА |
|
iПР.СКВ = 50 кА |
> |
iУД = 10,1 кА |
|
IТ.СТ2·tТ.СТ = 252·3 = 1875 кА2·с |
> |
|
Примечания:
IРАБ.MAX* - значение для выключателя вводной ячейки 10 кВ трансформатора Т1;
IПО.КЗ** - ток трехфазного КЗ на шинах 10 кВ ПС2.
Таблица 5. Выбор сталеалюминиевого провода 35 кВ
|
Параметры АС-95/16 |
Расчетные данные |
|
|
IДЛ.ДОП’ = IДЛ.ДОП ∙ КΘ = 330 А |
> |
|
Таблица 6. Выбор кабелей 10 кВ
|
Параметры АПвП-10 3х70(16) |
Расчетные данные |
|
|
UНОМ = 10 кВ |
= |
UНОМ.С = 10 кВ |
|
|
> |
|
|
IТ.СТ2·tТ.СТ = 6,62·1 = 43,56 кА2·с |
> |
|
Примечания:
IРАБ.MAX* - значение для кабеля, отходящего от РУ-10 кВ ПС2;
IПО.КЗ** - ток трехфазного КЗ на шинах 10 кВ ПС2.
Выбор марки трансформатора произведем по заданной мощности и напряжениям сети. Примем
Т1 и Т2: ТМН-6300/35;
Т3: ТМН-4000/35;
Т4: ТМГ-400/10;
Т5: ТМГ-160/10;
Т6: ТМГ-250/10.
Приведем схему участка электрической сети в Приложении А.
Также для дальнейшего расчета уставок нужно знать коэффициенты трансформации ИТТ. Значение тока на вторичной стороне определяется параметрами выбранного терминала защиты и составляет 5А. Значения токов на первичной стороне, зная максимальные рабочие токи, выберем из ряда стандартных.
Таблица 7. Измерительные трансформаторы тока
|
Объект |
Uном, кВ |
Максимальный рабочий ток, А |
ИТТ |
kтр |
|
W1 |
35 |
274 |
ТОЛ-35-II |
400/5 |
|
W2 |
274 |
ТОЛ-35-II |
400/5 |
|
|
W3 |
170 |
ТОЛ-35-II |
200/5 |
|
|
T1 |
104 |
ТОЛ-35-II |
200/5 |
|
|
T2 |
104 |
ТОЛ-35-II |
200/5 |
|
|
T3 |
66 |
ТОЛ-35-II |
100/5 |
|
|
W4 |
10 |
47 |
ТЛ-10 |
100/5 |
Произведем расчет токов короткого замыкания в программе РТКЗ[1]
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
=49,5
кА
13,6 кА
17,93 кА2·с
=39,6
кА
5,9 кА
3,13 кА2·с
