Xreferat.com » Рефераты по физике » Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Задание


Рассчитать уставки устройств релейной защиты и автоматики (РЗ и А) системы электроснабжения принципиальная схема, которой представлена на рис. 1.


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Рис. 1. Принципиальная схема системы электроснабжения


Разработать защиту от всех видов повреждения для трансформаторов Т1 и Т2 и защиту линий W1 и W2. Работу выполнить в следующем объеме:

1. Рассчитать токи короткого замыкания (ТКЗ) в объеме, необходимом для выбора установок и проверки чувствительности.

2. Выбрать места установки и типы релейной зашиты (РЗ).

3. Выбрать трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.

4. Рассчитать уставки защит, выбрать типы реле, проверить чувствительность защит.

5. Выбрать плавкие вставки для предохранителей и уставки автоматов.

6. Определить выдержки времени защит от двигателя до шин главной

понизительной подстанции (ГПП).

7. Составить принципиальные схемы выбранных защит.

8. Определить селективность действия защит.

9. Защиту линии и трансформаторов выполнить на переменном оперативном токе.

Разработать РЗ двигателей, данные которых приведены в табл. 1.

1. Рассчитать токи КЗ.

2. Выбрать трансформаторы тока.

3. Выбрать тип защиты и тип реле, определить уставки и чувствительность защиты.

4. Составить и вычертить принципиальную схему РЗ.

Разработать схему автоматического включения резерва (АВР) секционных выключателей.


Таблица 1. Параметры двигателей

Параметр Двигатель

асинхронный синхронный

М1 М2 М3 М4 М5 М6 М7 М8
Номинальное напряжение, кВ 0,38 6
Номинальная мощность, кВт 5 60 7,5 5,5 4 15 1000
Условия пуска легкий 6

Коэффициент мощности cosРасчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

0,87 0,9
Коэффициент полезного действия, % 85 93
Мощность КЗ, МВА - 70
Обороты, об/мин
1000

Таблица 2. Параметры синхронных генераторов

Номинальное напряжение, кВ 6,3
Номинальная мощность, кВт 2000
Емкость обмотки статора для трех фаз, мкФ 0,077

Коэффициент мощности, cosРасчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

0,8

Сверхпереходное сопротивление, Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения, отн. ед.Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

0,1

Таблица 3. Параметры трансформаторов

Трансформатор


Номинальное напряжение,

кВ

Номинальная мощность,

МВА


Напряжение

КЗ, %



ВН НН

Т1, Т2 110 35 10 10,5
Т9, Т10 35 0,4 2,5 6,5

Таблица 4. Параметры системы и линий

Элемент

Номинальное напряжение,

кВ

Мощность

КЗ, МВА

Длина

линий, км

Система 110 2000
W1, W2 110
30
W3, W4 35
3

Таблица 5. Параметры дуговых сталеплавильных печей и конденсаторных установок


Элемент

Номинальное напряжение, кВ

Мощность


Вид регулирования

СА1, СА2 10 1480 кВт по току и напряжению
ВС1, ВС2 6 400 квар

В функции cosРасчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения с коррекцией по времени


Введение


Целью данного курсового проекта является расчет устройств РЗ и А системы электроснабжения. При работе элементов систем электроснабжения возможно возникновение ненормальных и аварийных режимов. К ним относятся короткие замыкания, перегрузки, понижение уровня напряжения, частоты и другие.

Повреждения и ненормальные режимы должны быть устранены, и это является основным назначением устройств релейной защиты и системной автоматики.

К устройствам релейной защиты предъявляются следующие требования: селективность, необходимое быстродействие, чувствительность и надежность. Перечисленные требования удовлетворяются правильным выбором устройств релейной защиты, схем соединения устройств РЗ, расчётом установок срабатывания.

1. Расчет токов короткого замыкания


Расчет токов короткого замыкания проводим в относительных единицах. Все полученные величины приведены к базовым условиям. Базовую мощность принимаем равной: Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения = 1000 МВА.

Схема замещения приведена на рисунке 1.1:


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Рис. 1.1. Схема замещения


Определим сопротивления схемы замещения:

Сопротивление системы согласно [l.стр. 131]:


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения, (1.1)


где SK3 - мощность короткого замыкания системы.


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения.

Определим параметры линий 110 кВ (нагрузкой являются трансформаторы Т1 и Т2) с учетом допустимой перегрузки трансформатора согласно [1,стр.213):


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения, (1.2)


где Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабженияРасчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения - номинальная мощность трансформатора, кВА, Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения - номинальное напряжение трансформатора кВ.


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения А


Выбор сечения проводов проводим по экономической плотности тока [1, стр.232].


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения (1.3)


где Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения - экономическая плотность тока, при Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения ч для сталеалюминиевых проводов, Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения= 1 Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения[3, стр.266]; I, A –ток на участке сети.


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения


Принимаем провод АС-70/11 сечением 70 Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения; с удельными сопротивлениями: Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения Ом/км и реактивным сопротивлением Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения Ом/км. [3, стр.577].

Сопротивление ЛЭП согласно [1, стр.131]:

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения (1.4)


где Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения - среднее значение напряжения на шинах в месте короткого замыкания,

l – длина ЛЭП.


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения


Определяем параметры линий 35 кВ. Нагрузкой линии 35 кВ, при простое второй будут трансформаторы Т7, Т8, Т9 и Т10. Так как параметры трансформаторов Т7 и Т8 не даны, принимаем для расчета нагрузку этих трансформаторов – четыре синхронных двигателя:


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения (1.5)


где Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения, Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения, Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения - параметры синхронного двигателя ( табл. 1 )


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения А


Выбор сечения питающего кабеля проводим по экономической плотности тока.

При Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабженияРасчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения ч для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией с алюминиевыми жилами Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения= 1,4 Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения [3, стр.266].

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения


Принимаем 2 кабеля ААБ-35-(3Ч185) общим сечением 370 Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения; с удельными сопротивлениями Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения Ом/км и Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения Ом/км. [2, стр.421].


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения


Сопротивление трансформаторов согласно [1, стр.131]:


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения (1.6)


где Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения - номинальная мощность трансформатора; Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения - напряжение короткого замыкания;


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения


Для трансформатора мощностью 10МВА соотношение x/r составляет порядка 10.

Исходя из этого, принимаем:


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

для трансформатора блока 2 МВт принимаем [1, стр.613] Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения


Для трансформатора мощностью 2,5 МВА соотношение x/r составляет порядка 6.

Исходя из этого, принимаем:


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения


Для трансформатора мощностью 2,5 МВА соотношение x/r составляет порядка 6.

Исходя из этого, принимаем:


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения


Сопротивление генераторов согласно [1, стр.131]:


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения (1.7)

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения


для генератора мощностью 2 МВА соотношение x/r составляет порядка 15. Исходя из этого, принимаем:

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения


Расчет токов КЗ для точки К1

Упростив схему замещения относительно точки К1 получаем схему, представленную на рис 1.2.


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Рис. 1.2. Упрощенная схема замещения


Базовый ток согласно [1, стр.142]:


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения (1.8)


где Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения - среднее значение напряжения в месте короткого замыкания (115 кВ).

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения кА .


Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания согласно [1, стр.137]:


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения (1.9)


где Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения - ЭДС источника в относительных единицах [1, стр.130].

Значение периодической составляющей тока короткого замыкания по ветвям:

Ветвь энергосистемы ( сопротивление ветви составляет 1,76 отн. ед.):


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения кА


Ветвь генератора G2 ( сопротивление ветви составляет 41,89 отн. ед.):


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения кА


Общий ток:


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения кА


Определим величину ударного тока [1, стр.148]:


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабженияРасчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения (1.10)

где Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения - ударный коэффициент:


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения (1.11)


где: Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения - угол между векторами тока и напряжения в момент короткого замыкания;


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения (1.12)


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения- постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания;


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения (1.13)


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения - угловая частота;


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения (1.14)


Ветвь энергосистемы:


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабженияРасчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения кА

Ветвь генератора G2:


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения кА.


Суммарный ударный ток короткого замыкания в точке К1:


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения кА .


Определим величину апериодической составляющей тока короткого замыкания.

Согласно [1, стр.151]:


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения (1.15)

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения (1.16)


Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения - время действия релейной защиты ( принимаем Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения = 0,01 с );

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения - собственное время отключения выключателя.

При установке выключателя ВВБК-110Б-50, собственное время отключения выключателя составит Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения= 0,045 с [1, стр.630]:

Тогда t= 0,01+0,045

Похожие рефераты: