Ссылка на архив

Релейная защита промышленного предприятия

Задание на курсовую работу

Схема распределительной сети электрической энергии промышленного предприятия и виды его нагрузки представлена на рисунке 1.

Необходимо выбрать типы защит всех элементов приведенной схемы в соответствии с ПУЭ. Выбранные защиты в условном изображении нанести на схему. Произвести расчет величин токов короткого замыкания. Произвести расчет защит следующих объектов: силового трансформатора Т1 (выключатель Q16), воздушных линий Л1 и Л2 (выключатели Q1 и Q5), кабельной линии Л5 (выключатель Q21), сборных шин (секционный выключатель Q27), трансформатора Т5 (выключатель Q34), двигателя Д (выключатель Q29).

Также необходимо изобразить схему релейной защиты трансформатора Т1 и двигателя Д; выбрать тип трансформатора тока 29 и определить сечение провода в его вторичных цепях (медный кабель длиной 10 м).

Исходные данные приведены в таблицах 1– 6.

Таблица 1 – Система и сеть А-Б-В

Мощность КЗ систем,

МВА

,

кВ

Длина,

км

Переда-

ваемая

мощ-

ность,

МВА

Мощ-

ность,

забира-

емая

ГПП,

МВА

Кол-во

отходя-

щих

тран-

зитных

линий

Мощ-

ность

Т1, Т2,

МВА

Кол-во

и мощ-

ность

Т3,

МВА

Система 1Система 2
режимырежимы
максминмаксминЛ1,2Л3,4А-ВБ-В
1500120019001600220708595853442×256×1,6

Таблица 2 – Характеристики трансформаторов

Т1, Т2Т3
Тип

Мощность

S, МВА

, %

Пределы

регули-

рования, %

Тип

Мощность

S, МВА

, %

ТРДН-25000/220251212ТМ-1600/101,65,5

Таблица 3 – Выдержки времени защит отходящих линий от шин подстанции Г, их параметры

Выдержки времени защит на Q, сЛ5Л6
910111213142224Длина, кмКол-во КЛМатериал

Сечение, мм2

Длина, кмКол-во КЛМатериал

Сечение, мм2

2,52,01,52,21,21,31,00,92,52А1853,71,32М2401,6

Таблица 4 – Нагрузки на шинах РП1 и РП2

Двигатели 10 кВ (асинхронные типа АТД)БКДСП
Кол-во

Мощность Рном, кВт

Коэффициент пуска kп

Q, кварКол-во

Sном, МВА

312505,23500125,0

Таблица 5 – Электродвигатель с номинальным напряжением Uн = 380 В

Тип

, кВт

h, %

Длина

кабеля

Л7, м

4 А112 МА 8У32,20,7176,5510

Таблица 6 – Параметры преобразовательного агрегата

ТипНазначение

Выпр. напр.

, В

Выпр. ток

, А

Напряжение

питания, кВ

Схема

выпрямления

ТВДПитание электролиза получения водорода200125010

Трехфазная

мостовая

Защиты выполняются на постоянном оперативном токе.

Рисунок 1 – Схема распределительной сети


На рисунке обозначено:

ПГТВ – защита от перегруза токами высших гармоник; АР – защита от асинхронного режима;  – температурные указатели, указатели циркуляции масла и воды в системе охлаждения с действием на сигнал.


1 Расчет токов короткого замыкания

Величина токов короткого замыкания для ряда защит (дифференциальных, токовых отсечек и т.д.) влияет на значение тока срабатывания. Кроме того, они необходимы для вычисления коэффициентов чувствительности выбранных защит.

Значения токов короткого замыкания определяются в разных точках сети (А, Б, В, Г, Д, Е) в максимальном и минимальном режимах работы системы. Для максимального режима достаточно иметь токи трехфазного короткого замыкания, для минимального — токи двухфазного короткого замыкания.

Расчет проводим в относительных единицах. Базисная мощность  МВА. Принимаем среднее значение напряжения сети:  кВ и  кВ.

1.1 Расчет сопротивлений элементов схемы

Удельное реактивное сопротивление воздушных линий Л1, Л2, Л3 и Л4 принимаем средне-типовым  Ом/км, активным сопротивлением пренебрегаем.

Сопротивление воздушных линий Л1 и Л2 определим по формуле (1.1):

, (1.1)

здесь  – длина линии Л1, км.

.

Сопротивление воздушных линий Л3 и Л4 определим по формуле (1.2):


, (1.2)

здесь  – длина линии Л3, км.

.

Кабели марки А-185 и М-240 имеют следующие удельные параметры: удельное индуктивное сопротивление  Ом/км;  Ом/км, удельное активное сопротивление  Ом/км;  Ом/км.

Индуктивное сопротивление кабельной линии Л5:

, (1.3)

здесь  – длина линии Л5, км;

.

Активное сопротивление кабельной линии Л5:

, (1.4)

.


Индуктивное сопротивление кабельной линии Л6:

, (1.5)

здесь  – длина линии Л6, км;

.

Активное сопротивление кабельной линии Л6:

, (1.6)

.

Сопротивления трансформаторов Т1 и Т2:

, (1.7)

здесь  – номинальная мощность трансформатора Т1, ВА.

.

Сопротивление трансформатора Т3:


, (1.8)

здесь  – номинальная мощность трансформатора Т3, ВА.

.

1.2 Расчет величин токов КЗ

Расчёт токов короткого замыкания приведён в таблицах 7 – 9.

Таблица 7 – Максимальный режим, секционный выключатель Q15 включен, Q20 и Q27 отключены

Точка КЗ

на шинах

п/ст

Искомые

величины

Питание со стороны
Система G1Система G2
А

, о.е.

, МВА

1500

, кА

Б

, о.е.

, МВА

1900

, кА

В

Ic,

IIс

, о.е.

, МВА

, кА

Питание одновременно от систем G1 и G2

В

Ic,

IIс

, МВА

, о.е.

, кА

Г

Ic,

IIс

, о.е.

, МВА

, кА

Д

Ic

, о.е.

, МВА

, кА

Д

IIc

, о.е.

, МВА

, кА

Е

, о.е.

, МВА

, кА

Таблица 8 – Минимальный режим, секционные выключатели Q15, Q20 и Q27 отключены, линии Л2 и Л4 отключены

Точка КЗ

на шинах

п/ст

Искомые

величины

Питание со стороны
Система G1Система G2
А

, о.е.

 —

, МВА

1200

, кА

Б

, о.е.

, МВА

1600

, кА

В

, о.е.

 IIс

 Iс

, МВА

, кА

Г

, о.е.

 IIс

 Iс

, МВА

, кА

Д

, о.е.

 IIс

 Iс

, МВА

, кА

Е

, о.е.

, МВА

, кА

Таблица 9 – Минимальный ре