Выбор принципов релейной защиты линий и трансформаторов с напряжением 6-10-35 кВ. Расчет токов при трехфазных коротких замыканиях

Содержание.

Задание на курсовую работу и исходные данные.

1.Определение рабочих номинальных токов.

2.Расчёт токов короткого замыкания.

3. Выбор и расчёт защиты трансформаторов T2 и Т3.

4. Выбор и расчёт защиты трансформатора T1.

5.Выбор и расчёт защиты линий.

6.Трёхлинейная схема защиты трансформатора подстанции 2.

Список использованной литературы.

Задание на курсовую работу.

На основании исходных данных табл.1 и рис.1 требуется:

Для заданного участка сети выбрать принципы (типы) релейной защиты линий и трансформаторов с напряжением 6-10-35 кВ, согласно требованиям правил ус- тройства электроустановок; выбрать уставки этих защит; составить трехлиней- ную схему защиты линии или трансформатора для схемы соответствующего варианта в табл. 1, 2 и на рис. 1-10; на схеме участка сети указать типы принятых защит и их уставки, а также трансформаторы тока и напряжения. Работу выпол- нить в указанном далее объеме.

Произвести расчет токов при трехфазных коротких замыканиях; выбрать необ- ходимые трансформаторы тока и напряжения; выбрать типы устройств защиты и обосновать их чувствительность, а в трехлинейной схеме защиты линии или тра- нсформатора выбрать типы реле и указать на схеме спецификацию требующейся аппаратуры.

В пояснительной записке следует привести список использованной литературы.

Таблица 1. Исходные данные курсового проекта.

Рис.1 Схема участка сети.

Примечание:

На участке сети установлены трансформаторы следующих типов:

Т1 и Т2¾ ТДНС 10000/35, U_к = 8 %

Т3 ¾ ТМН 6300/35, U_к =7,5 %

1.Определение рабочих и номинальных токов.

1.Определяем номинальные токи всех трансформаторов на схеме участка сети:

,А                                           где    S_ном.Тi – номинальная мощность трансформатора, для которого определяется ток, кВ∙А;

U_ном – номинальное напряжение сети, кВ.

.

2.Определяем максимальные рабочие токи линий в нормальном режиме.

Максимальный рабочий ток линий W1, W2 и W3 в нормальном режиме:

         где      I_{раб.мах.W5} – максимальный рабочий ток линии W5:

                             

При выходе из строя трансформатора Т1 второй трансформатор Т2 несёт нагрузку на 40 % больше, чем номинальная:

Максимальный рабочий ток линии W4 в нормальном режиме:

I_{раб.max W4}= I_{раб.max W5}+ I_Т1ном=200+98,31=298,31А

2.Расчёт токов короткого замыкания.

Будем рассчитывать ток трёхфазного симметричного короткого замыкания (к.з.), для чего на основании схемы участка сети (рис.1) строим схему замещения (рис.2), на которой намечаем точки к.з, а затем производим расчёт токов к.з. в этих точках.

Расчёт производим в относительных единицах при S_б=S_к.з.= 480 МВ*А и U_б=37 кВ:

Сопротивление системы:

где       S_б – базисная мощность;

S_кз – мощность при трёхфазном КЗ на шинах подстанции 1.

Сопротивление линий определяем по формуле

,  о.е.

где       х_уд – удельное сопротивление линии, х_уд = 0,4 Ом/км; табл.3.3. [1];

l_Wi – протяженность i-ой линии, км;

U_б – базисное напряжение.

Сопротивление линий W1 и W2:

Сопротивление линии W3:

Сопротивление линии W4:

Сопротивление трансформатора определяем по формуле с.36 [4]:

 ,                                              где       U_кi – напряжение КЗ i-го трансформатора, %, из табл.3-5 c.109 [3];

S_б – базисная мощность, МВ∙А;

S_тi – номинальная мощность i-го трансформатора, МВ∙А, рис.1 [ПЗ].

Сопротивление трансформаторов Т1 и Т2:

Сопротивление трансформатора Т3:

Точка К-1.

Начальное значение периодической составляющей тока к.з. определяется по выражению:

          где Е^”_* --значение сверхпереходной э.д.с. источника (системы) схемы замещения;

х_рез*б –результирующее относительное сопротивление ветви схемы замещения;

I_б –базисный ток, определённый при заданной величине S_б и U_б ;

Величина I_б для точек К1- К8 равна:

   

Значение сверхпереходной э.д.с. системы принимаем равным E^”_c =1

Ток к.з. в точке К-1 будет минимальным в том случае, если все три линии W1, W2 и W3 включены:

{

I₁=I₂=> I₁+I₂=2I₁

2I₁+I₃=5,83

2I₁х₁= I₃(х₃+х₄)

I₃=5,83-2I₁

5*2I₁=(5,83-2I₁)(8+3)

10I₁=64,13-22I₁

32I₁=64,13

I₁= I₂=2кА

I₃=5,83-2*2=1,83кА

Точка К-2.

Ток к.з. в точке К-2 будет минимальным в том случае, если все три линии W1, W2 и W3 включены:

{

I₁=I₂=> I₁+I₂=2I₁

2I₁+I₃=5,14

(0,7+0,42)*2I₁=1,12I₃

I₃=5,14-2I₁

2,24I₁=1,12(5,14-2I₁)

4,48I₁=5,757

I₁= I₂=1,285кА

I₃=5,14-2*1,285=2,57кА

Точки К-3 и К-4.

В случае если все три линии W1, W2 и W3 включены:

,

где

В случае если линии W1 и W2 отключены:

Точка К-5.

В случае если все три линии W1, W2 и W3 включены:

,

где

В случае если линии W1 и W2 отключены:

Точки  К-6, К-7.

В случае если все три линии W1, W2 и W3 включены:

Точки  К-8.

В случае если все три линии W1, W2 и W3 включены:

3. Выбор и расчёт защиты трансформаторов Т1 и Т2.

Согласно требованиям ПУЭ для трансформаторов мощностью S_ном.т>6,3 МВ*А должны быть предусмотрены следующие виды защит.

1.МТЗ—устанавливается непосредственно вблизи от выключателей 37 кВ Q7 и Q8.