Релейная защита трансформаторов и линий 110 кВ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(технический университет)

филиал в г Смоленске

РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ

“Релейная защита трансформаторов и линий 110 кВ”

Преподаватель: Шумилов В. А.

Студент: Семенов А.А.

Группа:ЭС-01

Вариант: 653512

г. Смоленск

     1.  Задание на расчет

1.1.    Определить типы защит, устанавливаемых на трансформаторе заданной мощности и питающей линии 110 кВ.

1.2.    Рассчитать токи КЗ, необходимые для выбора защит и проверки их чувствительности.

1.3.    Выполнить расчет защит трансформатора и составить разнесенные схемы защиты.

1.4.    Выполнить расчет защит питающей линии 110 кВ и составить разнесенные схемы защиты.

2. Исходные данные.

Мощность трансформатора:                                               S_тр=63 МВА;

Мощность системы:                                                            S_c=600 МВА;

Сопротивление прямой последовательности системы:   x_(1)c=0,5 о.е.

Напряжение низкой стороны подстанции:                       U_нн.пс=10 кВ;

Тип реле дифференциальной защиты:                              РНТ-565;

Протяженность линии 110 кВ:                                           l_w=15,0 км.

рис. 1. Схема сети

          3. Определение типов защит, устанавливаемых на трансформаторе заданной мощности и питающей линии 110 кВ

          Для защиты трансформатора 63 МВА применяют следующие виды защит:

          - дифференциальная защита на реле РНТ-565;

          - МТЗ от внешних КЗ;

          - защиту от перегрузки;

          - газовую защиту.

          Для защиты питающей линии 110 кВ применяют следующие виды защит:

          - двухступенчатая токовая защита от междуфазных КЗ (ТО и МТЗ);

          - одноступенчатая дистанционная защита от междуфазных КЗ;

          - двухступенчатую токовую защиту нулевой последовательности.

          Защита линии выполняется на типовой панели ЭПЗ-1644.

          4. Расчет токов короткого замыкания

          4.1. Выбор базисных величин

По [1] выбираю трансформатор типа ТРДН-63000/110 со следующими характеристиками:

Номинальная мощность:                                             S_ном.тр=63 МВА;

Пределы регулирования:                                             ΔU%=±9×1,78%

Номинальное напряжение:                                          U_вн.ном=115 кВ

U_нн.ном=11/11 кВ;

Напряжение короткого замыкания:                            U_к=10,5 %;

Сопротивления обмоток трансформатора:                R_тр=1,4 Ом

X_тр=34,7 Ом.

Выбираю базисную мощность:                                   S_б=S_с=600 МВА;

Выбираю базисные напряжения:                                U_б1=115 кВ

                                                                                        U_б2=11 кВ;

Базисные токи:  кА

                            кА

Базисные сопротивления:

- прямая последовательность:

 о.е.

 о.е., где

 %

 о.е., где

 %

 о.е.

- обратная последовательность: сопротивления обратной последовательности всех элементов равны сопротивлениям прямой последовательности этих же элементов;

          - нулевая последовательность:

           о.е.

           о.е.

           о.е.

4.2. Расчет токов трехфазных КЗ

- расчет токов трехфазных коротких замыканий в точках К-1 и К-2

          1) точка К-1                   

-нормальный режим

     

рис. 2. Схема замещения сети для расчета тока короткого замыкания в точке К-1

           о.е.

           кА

           кА

- режим, когда перемычка включена, работает одна линия на два трансформатора.

В этом режиме токи КЗ будут равны токам КЗ в нормальном режиме.

2) точка К-2

- нормальный режим

 о.е.

           кА

рис.4. Схема замещения сети для расчета тока трехфазного КЗ в точке К-2 при нормальном режиме работы этой сети.

          - режим, когда перемычка включена, работает одна линия на два трансформатора.

В этом режиме токи КЗ будут равны токам КЗ в нормальном режиме.

4.3. Расчет токов однофазных КЗ.

- нормальный режим

- одофазное КЗ в точке К-2

рис. 6. Схемы замещения прямой (а), обратной (б) и нулевой (в) последовательностей для расчета токов однофазного КЗ в точке К-2 при нормальном режиме работы сети.

 о.е.

 о.е.

 о.е.

 кА

 о.е.

 о.е.

 о.е.

 кА

 кА

 кА

- однофазное КЗ в точке К-3

рис. 7. Схемы замещения прямой (а), обратной (б) и нулевой (в) последовательностей для расчета токов однофазного КЗ в точке К-3 при нормальном режиме работы сети.

 о.е.

 о.е.

 о.е.

 кА

 о.е.

 о.е.

 кА

 кА

 кА

- режим, когда перемычка включена, работает одна линия и два трансформатора

- однофазное КЗ в точке К-2

рис. 8. Схемы замещения прямой (а), обратной (б) и нулевой (в) последовательностей для расчета токов однофазного КЗ в точке К-2 при работе одной линии на два трансформатора.

 о.е.

 о.е.

 о.е.

 кА

 о.е.

 о.е.

 о.е.

 кА

 кА

 кА

- однофазное КЗ в точке К-3

 о.е.

 о.е.

 о.е.

 кА

 о.е.

 о.е.

 о.е.

 кА

 кА

 кА

рис. 9. Схемы замещения прямой (а), обратной (б) и нулевой (в) последовательностей для расчета токов однофазного КЗ в точке К-3 при нормальном режиме работы сети.

- режим, когда перемычка включена, работают две линии на один трансформатор