Определение рабочих токов линий и номинальных токов трансформаторов. Составление трехлинейной схемы защиты линии

Министерство образования Российской Федерации

Северо-Западный государственный заочный

технический университет

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Релейная защита и автоматизация»

Студента 5-го курса

Специальность 100400

Факультет энергетический

Шифр 81 - 0384

Смирнова Владимира Петровича

Преподаватель:

кандидат технических наук, доцент

Джаншиев Сергей Иванович

Петрозаводск

2003 г.

Содержание

№ п/п	Наименование	Страница
1	Задание.	2
2	Исходные данные.	2
3	Определение рабочих токов линий и номинальных токов трансформаторов.	3
4	Приведение сопротивлений линий, трансформаторов и системы к базисным условиям.	4
5	Расчет защит трансформаторов Т1,Т2, Т3	5
6	Расчет защит линии W3, параллельных линий W1 и W2.	11
7	Вычисление уставок ДНЗ параллельных линий W1 и W2.	15
8	Коды элементов релейной защиты и автоматики.	16
9	Схема участка сети.	17
10	Список используемой литературы.	18

1. ЗАДАНИЕ

1. Для заданного участка сети (вариант 4) выбрать принципы (типы) релейной защиты линий и трансформаторов с напряжением 6-35 кВ согласно требованиям ПУЭ.
2. Выбрать уставки этих защит.
3. Составить трехлинейную схему защиты линии.
4. На схеме участка сети указать типы принятых защит и их уставки, а также трансформаторы тока и напряжения.
5. Произвести расчет токов при трехфазных коротких замыканиях.
6. Выбрать необходимые трансформаторы тока и напряжения.
7. Выбрать типы устройств защиты и обосновать их чувствительность, а в трех линейной схеме защиты линии выбрать реле и указать на схеме спецификацию требующейся аппаратуры.

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Таблица 1

№ п/п	Наименование параметров	Значения параметров
1	Схема по рисунку	4
2	Тип выключателей на напряжение 37 кВ	ВМК-35
3	Напряжение оперативного тока на ПС-1	110 пост
4	Напряжение оперативного тока на ПС-2	110 перем.
5	Номера линий, для которых требуется составить трехлинейную схему релейной защиты.	W1-W2
6	Длины линий W1 W2, км	6
	Длина линии W3, км	4
7	Мощность Т1, МВ*А	6,3
8	Мощность Т2, Т3 МВ*А	10
9	Мощность трехфазного короткого замыкания на шинах питающей подстанции, МВ*А	600
10	Напряжение на шинах питающей подстанции, кВ	37

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАБОЧИХ ТОКОВ ЛИНИЙ

И НОМИНАЛЬНЫХ ТОКОВ

ТРАНСФОРМАТОРОВ.

3.1.Пронумерую все выключатели сверху слева направо.

3.2.Номинальные токи трансформаторов:

Для Т1:

 А

 А

Для Т2: Т3

 А

 А

3.3.Максимальные рабочие токи линий:

Линии W1, W2, выбираю одного сечения, чтобы в отдельности могли нести нагрузку в аварийном режиме. Тогда

 А

Для линии W3:

 А

Допустим, что использование максимальной нагрузки в год более 3000 часов, но менее 5000 часов, тогда экономическая плотность тока неизолированного алюминиевого провода будет равна 1,1 А/мм²  ((1), табл.1.3.36, с.36). Сечение провода проверим по экономической плотности тока:

Для линий W1 и W2

 мм²

по табл. 7.38., с.432 определяю удельное сопротивление линии  Ом/км.

Для линии W3:

 мм²

по табл. 7.38., с.432 определяю удельное сопротивление линии  Ом/км.

4. ПРИВЕДЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ ЛИНИЙ, ТРАНСФОРМАТОРОВ И СИСТЕМЫ К БАЗИСНЫМ УСЛОВИЯМ.

4.1.Выбираю типы трансформаторов:

Для Т1- по (2) табл.3.5,с.140- ТМ-6300/35, а для Т2, Т3 - по (2) табл.5.5, с. 142 - ТМ-10500/35 и выписываю значения напряжения короткого замыкания для каждого трансформатора, оно одинаково и равно .

4.2.Выбираю базисную мощность:  МВ*А.

4.3.Принимаю = 37 кВ, так как в основном все защиты установлены на этом напряжении.

4.4.Определяю ток базисный:  А

4.5.Рисую схему замещения:

                                                                                                                                    

 

          

 

 

 

4.6.Намечаю точки к.з. в конце зоны действия защит на шинах: К1-К4,

а также назначаю особую точку к.з.: К5 (когда Q1 отключен) .Эти точка необходима для определения чувствительности низших защит в условиях каскадного отключения к.з.

4.7.Привожу сопротивления линий, трансформаторов и системы к выбранным базисным условиям. Величины сопротивлений определяю в относительных единицах.

№ п/п	Наименование величин	Обозначение	Значение
1	Сопротивление линий
	W1	Xw1	1,05
	W2	Xw2	1,05
	W3	Xw3	0,7
2	Сопротивление трансформаторов
	Т1	Xт1	7,1
	Т2, Т3	Xт2 , Xт3	4,5
3	Сопротивление системы
		Xс	1,0

Полученные значения запишу в табл.2

                                                                                                    Таблица 2

5.   РАСЧЕТ ЗАЩИТ ТРАНСФОРМАТОРА Т1.

Трансформатор Т1

Расчитаем ток К. З. в точке К4 , а также произведем расчет защит трансформатора Т1

Определим  результирующие сопротивление

 А

Определим  КЗ в min режиме  при отключении  линии W2

А

А

Ток срабатывания защиты (для МТЗ):

 

Коэффициент чувствительности защиты при к.з. в точке К4:

>1,5

Ток срабатывания реле:

А, где К_сх=1- коэффициент, учитывающий схему соединения трансформатора тока и реле, при соединении ТТ в звезду.

Принимаю ближайшую большую уставку равную 11 А (тип реле РТ-40/20, соединение обмоток последовательное, выбираю по табл.4 стр.19 (4)) и уточняю ток срабатывания защиты:= 11*100/5= 220 А, тогда будет равен 3,7>1,5.

Время срабатывания защиты:

t= t+t =0,8 + 0,5 = 1,3А

Расчет дифференциальной защиты Т1.

Определяю первичные и вторичные токи на сторонах высшего и низшего напряжений трансформатора, выбираю коэффициенты трансформации тока (ГОСТ 7746-89 «Трансформаторы тока») и записываю все в табл.4.

Таблица 4

№ п/п	Наименование величин	Числовые значения для сторон
		37 кВ	6,3 кВ
1	Первичные номинальные токи трансформатора, А
2	Схема соединения вторичных обмоток трансформаторов тока (для компенсации углового сдвига ТТ)	Треугольник	Звезда
3	Коэффициенты трансформации ТТ*	200/5	600/5
4	Вторичные токи в плечах защиты, А

*-коэффициенты трансформации подбираю

Первичный расчетный ток небаланса без учета составляющей:

=( 1*1*0,1+0,1)*1004 = 200,8 А.

Предварительный расчетный ток срабатывания защиты:

а) По условию отстройки от максимального тока небаланса при внешних к.з. (в К4):

 А

б) По условию отстройки от бросков тока намагничивания:

А

Принимаю за расчетную величину большую величину, т.е. 261 А

Проверяю возможность применения защиты с реле РТН-565 по предварительно определяемой чувствительности защиты. Расчетным является к.з. между фазами в точке К7 при минимальном режиме системы.

А

Ток срабатывания реле, приведенный к вторичным цепям трансформаторов тока на стороне 37 кВ:

А.

.Ток в реле дифференциальной защиты при к.з.  в точке К7:

А.

.Коэффициент чувствительности защиты:

>2

Следовательно, реле РНТ-565 обеспечивает чувствительность, и защита трансформатора с помощью этого реле удовлетворяет требуемым условиям.

      Число витков обмотки насыщающегося трансформатора для обеих сторон трансформатора.

Таблица 5

№ п/п	Наименование величин	Числовое значение
		Предварительно	Окончательно
1	Ток срабатывания реле на  стороне 37 кВ. А.
2	Расчетное число витков обмотки насыщающегося трансформатора для стороны 37 кВ, витков
3	Предварительно принимаем число витков на стороне 37 кВ.	= 8	= 8
4	Ток срабатывания реле на стороне 37 кВ, А
5	Расчетное число витков обмотки насыщающегося трансформатора для стороны 6,3 кВ, витков
6	Предварительно принимаем число витков на стороне 6,3 кВ.	= 7	= 7
7	Составляющая  для к.з. в К4  А
8	Первичный расчетный ток небаланса с учетом , А		200,8+21,2=222
9	Уточненное значение первичного тока срабатывания защиты,А		1,3*222=288,6
10	Уточненное значение тока срабатывания реле на стороне 37 кВ,А
11	Окончательно принятое число витков насыщающегося трансформатора: на стороне 37 кВ	витков	8
			8
	На стороне 6,3 кВ		8

где  А – м.д.с. срабатывания реле серии РНТ-565, (7) с.340

                        6.  РАСЧЕТ ЗАЩИТ ТРАНСФОРМАТОРОВ Т2, Т3.

Определим  КЗ в min режиме  при отключении  линии W1

 А

А

А

Ток срабатывания защиты (для МТЗ):

 А

Коэффициент чувствительности защиты при к.з. в точке К 3:

>1,5

Ток срабатывания реле:

А, где К_сх=1- коэффициент, учитывающий схему соединения трансформатора тока и реле, при соединении ТТ в звезду.

Принимаю ближайшую большую уставку равную 9 А (тип реле РТ-40/10, соединение обмоток последовательное, выбираю по табл.4 стр.19 (4)) и уточняю ток срабатывания защиты:= 9*200/5= 360 А, тогда будет равен 5,23>1,5.

Время срабатывания защиты:

t= t+t =1 + 0,5 = 1,5с

Расчет дифференциальной защиты Т2, Т3

Определяю первичные и вторичные токи на сторонах высшего и низшего напряжений трансформатора, выбираю коэффициенты трансформации тока