Разработка защиты участка электрической сети, состоящего из нескольких линий электропередач и трансформаторных подстанций с номинальными напряжениями от 0,4 до 35 кВ.

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет имени И.Н.Ульянова»

Кафедра ТОЭ и РЗА

Курсовая работа по защите линий

«Расчет уставок элементов системы электроснабжения 10-35 кВ»

Выполнила: студентка

группы ЭЭ-21-08

Проверил:

Чебоксары 2012

Раздел I. Схема исследуемой сети

Разработать защиту участка электрической сети, состоящего из нескольких линий электропередач и трансформаторных подстанций с номинальными напряжениями от 0,4 до 35 кВ.

Рисунок 1 – Схема исследуемого защищаемого объекта.

Раздел II. Исходные данные

Параметры электрической сети

Мощность трехфазного КЗ на шинах подстанции ПС1: 640 МВА

Параметры трансформаторов

Исходные данные трансформаторов представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Исходные данные силовых трансформаторов

Параметры линий

Исходные данные линий представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Исходные данные линий электропередачи

Параметры электрических нагрузок

Исходные данные электрических нагрузок представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Исходные данные электрических нагрузок

Место установки устройства АВР – ПС2; место установки устройства АПВ – W2.
Раздел III. Расчет параметров схемы замещения исследуемой сети

За базисное напряжение примем 35 кВ.

Найдем сопротивление системы:

Силовые трансформаторы выбираются на основе данных номинальных мощностей и напряжений между шинами подстанций.

Параметры силовых трансформаторов:

Для трансформаторов Т1, Т2 выберем тип ТДНС – 10000/35:

S_ном = 10 МВА; U_ном,в = 36,75 кВ; U_ном,н = 10,5 кВ; U_к = 8%; P_к = 60 кВт.

Для трансформатора Т3 выберем тип ТМ – 4000/35:

S_ном = 4 МВА; U_ном,в = 35 кВ; U_ном,н = 6,3 кВ; U_к = 7,5%; P_к = 33,5 кВт.

Для трансформатора Т4 выберем тип ТСЗ– 630/10:

S_ном = 630 кВА; U_ном,в = 10,5 кВ; U_ном,н = 0,4 кВ; U_к = 5,5%; P_к = 7,3 кВт.

Для трансформаторов Т5 и Т6 выберем тип ТСЗ – 400/10:

S_ном = 400 кВА; U_ном,в = 10,5 кВ; U_ном,н = 0,4 кВ; U_к = 5,5%; P_к = 5,4 кВт.

Параметры трансформатора рассчитаем приведенными к базисному напряжению.

Например, сопротивления трансформатора Т1:

Рассчитаем номинальные токи трансформаторов:

Значения сопротивлений и токов остальных трансформаторов рассчитаны аналогично. Результаты расчета занесем в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Значения параметров трансформатора

Обознач. параметра	Значение параметра трансформатора
	Т1	Т2	Т3	Т4	Т5	Т6
Uном,кВ	35/10	35/10	35/6	10/0,4	10/0,4	10/0,4
Iном, А	165	165	66	36,4	23,1	23,1
Sном, кВА	10000	10000	4000	630	400	400
Тип	ТДНС-10000/35		ТМ-4000/35	ТСЗ-630/10	ТСЗ-400/10
Pк, кВт	60	60	26	7,3	3,8	5,4
Uк, %	8	8	6,5	5,5	5,5	5,5
Rт, Ом	0,735	0,735	2,56	22,53	41,34	41,34
Xт, Ом	9,8	9,8	22,97	106,94	168,44	168,44

Сеть имеет один источник питания, и в ней нет участков типа замкнутого кольца, поэтому защиты должны устанавливаться в начале контролируемых объектов со стороны источника питания.

Максимальное значение рабочего тока в лини W1 определяется из двух условий:

- питание всех элементов осуществляется по линии W1 (линия W2 выведена из работы);

- все трансформаторы 35/10 кВ работают с номинальной нагрузкой.

Максимальное значение линии W2 определяется аналогично, когда питание всех трансформаторов 35/10 кВ осуществляется по линии W2.

Линия W3 и трансформатор Т3 образуют блок линия-трансформатор, поэтому максимальный рабочий ток линии W3 – это максимальный рабочий ток трансформатора Т3.

Максимальный рабочий ток в линии 10 кВ W4 возникает при номинальных нагрузках трансформаторов Т4, Т5, Т6.

Для участков W5 и W6 магистральной линии 10 кВ за максимальный рабочий ток примем значение, полученное для линии W4.

На основе полученных номинальных токов трансформаторов рассчитаем номинальные токи линий:

                                       

                                                                

                                                         

                                 

                                                                

                                                                

По полученным номинальным токам линий выберем марки проводов.

Для линий W1 и W2 выбираем марку провода АС–240/32.

Определим удельные сопротивления:

Для остальных линий также примем удельное реактивное сопротивление равным этому значению.

Для линий W3, W4, W5 и W6 выбираем марку провода АС–70/11.

Определим удельные сопротивления:

Сопротивления линий электропередачи определяются по значениям удельных сопротивлений проводов и протяженности линий.

Параметры всех элементов схемы замещения приводятся к стороне 35 кВ.

Например:

Таблица 3.2 – Значения параметров линий

Обознач. параметра	Значение параметра линии
	W1	W2	W3	W4	W5	W6
Uном,кВ	35	35	35	10	10	10
Iраб,max,А	554,4	554,4	92,4	115,64	115,64	115,64
Марка провода	АС 240/32	АС 240/32	АС 70/11	АС 70/11	АС 70/11	АС 70/11
R0, Ом/км	0,121	0,121	0,429	0,429	0,429	0,429
X0, Ом/км	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
l, км	7,5	7,5	2,5	2,5	3	5
Rw, Ом	0,908	0,908	1,073	13,138	15,766	26,276
Xw, Ом	3	3	1	12,25	14,7	24,5

На основе номинальных токов и напряжений выберем трансформаторы тока, установленные на линиях:

W1: ТФНД-35М;      k_тр,тт = 1000/5; схема соединения «неполная звезда – неполная звезда»

W2: ТФНД-35М;      k_тр,тт = 1000/5; схема соединения «неполная звезда – неполная звезда»

W3: ТФНД-35М;      k_тр,тт = 200/5; схема соединения «неполная звезда – неполная звезда»

W4: ТПЛ-10 (Р);       k_тр,тт = 300/5; схема соединения «неполная звезда – неполная звезда».

Раздел IV. Расчет токов КЗ

Значения токов КЗ определяются по методике расчета токов при симметричных замыканиях без учета подпитки со стороны нагрузок. Для конкретных расчетных условий составляется отдельная схема замещения.

Составим схему замещения сети для расчета токов КЗ линии W4. Данная схема будет соответствовать как максимальному режиму