Расчет токов короткого замыкания. Выбор релейных защит для всех элементов тяговой подстанции. Расчет уставок максимальной токовой защиты для питающих вводов в РУ-35 кВ

Содержание.

Ведение.

1.Выбор исходных данных.

2.Расчет токов короткого замыкания.

3.Выбор релейных защит для всех элементов тяговой подстанции.

4.Расчет уставок максимальной токовой защиты для питающих вводов в РУ-35 кВ.        

5.Проверка трансформаторов тока, питающих защиты на 10%         погрешность.

6.Разработка методики наладки электромагнитных реле.                   Приложение.

Список   литературы.

Введение.

В системах электроснабжения нередко неожиданно возникают короткие замыкания и другие ненормальные режимы работы. Различают к.з. между фазами электрической установки , а также между фазой и землей. В трансформаторах и электрических машинах, возможны межвитковые замыкания в обмотке одной фазы. К.З. возникают вследствие обрыва проводов, старения изоляции, ошибочных переключений и т.п. Чтобы к.з. не вызвало большого ущерба, поврежденное оборудование необходимо как можно быстрее отключить. К другим ненормальным режимам относят перегрузки. Этот режим характеризуется  протеканием по неповрежденному оборудованию  токов превышающих, длительно допустимое значение. 

Автоматические устройства, служащие  для выявления КЗ и ненормальных режимов работы и воздействия в  необходимых  случаях  на механизм  отключения выключателя или на сигнал, называют релейной защитой.

Релейная защита  устройств  электрификации и электроснабжения ж.д.  выполняется,  в основном так же, как и защита  общественных электроустановок. Ее  специфические  особенности  обуславливаются характером тяговых нагрузок, типами применяемого  оборудования и условиями эксплуатации.

Основные требования, предъявляемые к релейной защите: селективность (изберательность), чувствительность, быстродействие, надежность, простота выполнения,  экономичность.

1. Выбор исходных данных.

Тип тяговой подстанции: транзитная.

Род тока: переменный.

Понизительный трансформатор типа ТДТНЖ-25000/110:          

S_н.т.=25 MBA, U_вн=115кB,U_сн=38,5кB,  U_нн=27,5  кB.

Трансформатор районной нагрузки типа ТМН-6300/35:             

S_н.т.=6,3 MBA; U_вн=38,5кB,    U_нн=11  кB.

Для ввода РУ-35 кB :

- Рассчитать уставки защиты;

- Разработать релейно-контактную схему защиты;

- Проверить трансформаторы тока;

- Разработать методику наладки.

2. Расчет токов короткого замыкания

2.1.Расчет максимальных токов К.З.

Максимальные токи  К.З.  берутся из курсового проекта по дисциплине "Тяговые подстанции". Они сведены в таблицу № 1.

Таблица № 1. Значение максимальных токов К.З.

 2.2.Расчет минимальных токов К.З.

Расчет проводим,  аналогично расчету  максимальных  токов  К.З, но с учётом РПН. Расчетным является режим: 1-й источник - отключен, питание от 2-го источника; в работе находится 1 тяговый трансформатор. Схема расчетного режима показана на рис.1.

Рис.1 Схема расчетного режима.

Точка К1.

Для упрощения расчета принимаем 2-ой источник, как источник неограниченной мощности. S_б=100 MBA.

Расчетные сопротивления cистемы и результирующее приведенное к точке К1 выбираем из курсового проекта по дисциплине "Тяговые подстанции"  X_рез.= X_с=0,218.

Расчетная схема c  учетом вычислений приведена на рис.2.

Рис.2 Определение минимальных токов к.з. на шинах 38,5 кВ.

 МВА

I”=S/ U _ст =458,715/115=2303 A

 А

 А

 А

Точка К2.

Напряжение КЗ между обмотками трансформатора в режиме max:

U_к(в-с) =11,86 кВ; U_к(в-н) =19,5 кВ; U_к(с-н) =6,5 кВ.

Найдем сопротивление обмоток трансформатора:

Относительное сопротивление обмоток трансформатора приведённое к базисной мощности:

,                                           (1)

Преобразуем расчётную схему:

x_{рез б 2}=x_c+x_вн*б+ x_нн*б=0,218,497+0=0,715

I”_к = 139,86 /  27,5 = 2,936 кА

x_c1 = U²_ст / S_кз=27,5² / 178,788=1,997

x_т =( u_к% /100)( U²_ст / S_н)=11,86/100(27,5² /25)=3,588

I⁽²⁾_к = U_ст / (x_c1+ x_т)=27,5/1,997+3,588=4,924кА

Точка К3.

X_{рез б 3}= x_c+x_вн*б+ x_нн*б+ x_сн*б =0,218+0,497+0 +0,283=0,998

S

Точка К4.

x_т =( u_к% /100)( S_б / S_н)=8,6/100(100 /6,3)=1,365

X_{рез б4}= X_{рез б 3}+ x_т =1,502+1,365=2,363

S

I”_к = 42,319 /  11 = 2,221 кА

I⁽²⁾_к = 0,872,122=1,932 кА

Результаты расчетов заносим в таблицу №2.

Таблица №2 Значение минимальных токов К.З.

 3. Выбор релейных защит для всех элементов тяговой

       подстанции.

Исходя из типа подстанции с учетом типовых  решений, а также в соответствии с приведенными в рекомендациями выбираем все виды защит от аварийных и ненормальных режимов, для всех элементов тяговой подстанции. Результаты выбора защит сводим в таблицу №3. Все выбранные защиты показаны на упрощенной  однолинейной схеме подстанции (Приложение). Также необходимо составить  карту  селективности  защит  вех элементов тяговой подстанции. Карта селективности отображена на рис.3.

Рис.3 График селективности МТЗ.

Таблица №3. Защиты элементов тяговой подстанции.

Продолжение таблицы №3

Продолжение таблицы №3

4. Расчет уставок максимальной токовой защиты для             питающих  вводов