Релейная защита электроэнергетической системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Релейная защита -- совокупность электрических аппаратов, осуществляющих автоматический контроль над работоспособностью электроэнергетической системы.

Релейная защита осуществляет непрерывный контроль над состоянием всех элементов электроэнергетической системы и реагирует на возникновение повреждений и ненормальных режимов. При возникновении повреждений релейная защита должна выявить повреждённый участок и отключить его от электроэнергетической системы, воздействуя на специальные силовые выключатели, предназначенные для размыкания токов повреждения. При возникновении ненормальных режимов релейная защита также должна выявлять их и в зависимости от характера нарушения либо отключать оборудование, если возникла опасность его повреждения, либо производить автоматические операции, необходимые для восстановления нормального режима, либо осуществлять сигнализацию оперативному персоналу, который должен принимать меры к ликвидации ненормальности.

Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна нормальная работа энергосистем.



1. Расчет дифференциальной защиты без торможения

релейная защита электрический ток

Дифференциальная защита -- один из видов релейной защиты, отличающийся высокой селективностью и быстродействием. Применяется для защиты трансформаторов, автотрансформаторов, генераторов, генераторных блоков, двигателей, участков линии. Различают продольную и поперечную дифференциальные защиты.

Область применения продольной дифференциальной защиты:

Дифференциальная защита устанавливается в качестве основной для защиты трансформаторов и автотрансформаторов. Одним из недостатков такой защиты является сложность её исполнения: в частности, требуется наличие надёжной, помехозащищённой линии связи между двумя участками, на которых установлены трансформаторы тока. В связи с этим, дифференциальную защиту применяют для защиты одиночно работающих трансформаторов и автотрансформаторов мощностью 6300 кВА и выше, параллельно работающих трансформаторов и автотрансформаторов мощностью 4000 кВА и выше и на трансформаторах мощностью 1000 кВА и выше, если токовая отсечка не позволяет добиться необходимой чувствительности при коротком замыкании на выводах высокого напряжения, а максимальная токовая защита имеет выдержку времени более, чем 0,5 с.

Область применения поперечной дифференциальной защиты:

Данная защита устанавливается только как дополнительная, что связано с серьёзным её недостатком: в случае выведения из эксплуатации одной из линий, защита перестаёт быть селективной, поэтому её приходится отключать. Однако, этот вид защиты довольно прост в исполнении, а также позволяет производить селективное отключение в тех сетях, где нет возможности установить токовую отсечку. Поперечную защиту применяют для защиты кабельных линий, генераторов, двигателей, сборных шин.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1 Схема первичных цепей

Составим схему замещения:



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2

Сопротивление трансформатора в минимальном режиме:

;

;

;

.

в максимальном режиме:

;

;

;

так как максимальное напряжение сети 110 кВ - 126 кВ примем

кВ;

.

Минимальный ток короткого замыкания на стороне высокого напряжения:



;

.

Максимальный ток короткого замыкания на стороне высокого напряжения:

;

.

Минимальный ток короткого замыкания на стороне низкого напряжения:

;

Максимальный ток короткого замыкания на стороне низкого напряжения:

;

.

Номинальный ток на стороне высокого напряжения:

;



Номинальный ток на стороне низкого напряжения:

;

Расчетный ток реле на стороне высокого напряжения:

;

.

Расчетный ток реле на стороне низкого напряжения:

;

Расчетное значение тока небаланса:

где кодн - коэффициент однотипности трансформаторов тока, при защите силовых трансформаторов кодн=1;

ка - коэффициент, учитывающий влияние апериодической составляющей ка=1;

е - относительная погрешность трансформаторов тока, в расчетах принимается е=0,1;

ДUp - относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжения под нагрузкой (РПН), принимается равным 0,16

Ток срабатывания защиты при отстройке от тока намагничивания:

,

где kн=1,3 для реле РНТ-565;

Ток срабатывания защиты при отстройке от бросков тока небаланса:

;

Выбираем наибольший ток срабатывания защиты:

Ток реле в минимальном режиме:

Ток реле:

Число витков неосновной стороны дифференциальной токовой защиты:



принимаем витков.

Ток неосновной стороны дифференциальной токовой защиты:

Число витков основной стороны дифференциальной токовой защиты:

принимаем витков.

Уточненное значение тока небаланса:

так как составляет 2,95% от , что меньше 5% расчет можно прекратить.

Ток небаланса:

Ток срабатывания защиты:

Ток реле:

Коэффициент чувствительности:

.

Вывод:

Дифференциальная токовая защита без торможения на РНТ-565 не может дать требуемую чувствительность и, следовательно, не может применяться при защите данного трансформатора. Вместо данной защиты можно попробовать использовать дифференциальную защиту с торможением или микропроцессорную дифференциальную защиту.

2. Расчет защиты секционного выключателя

Номинальный ток двигателя:

Номинальный ток трансформатора:



Расчетный ток на шинах 6 кВ:

Ток срабатывания защиты:

где kН=1,2, kВ=0,8 для реле РНТ-565;

Ток срабатывания реле:

Выбираем реле РТ-40/10, SН=0,5 ВА.

Коэффициент чувствительности:

Время срабатывания защиты:

Расчет защиты ввода

Расчетный ток на шинах 6 кВ:

Ток срабатывания защиты:

Ток срабатывания реле:

Выбираем реле РТ-40/10, SН=0,5 ВА.

Коэффициент чувствительности:

Время срабатывания защиты:



Проверка остаточного напряжения при запуске нагрузки

1. Сопротивление нагрузки:

2. Сопротивление до секции шин:

3. Остаточное напряжение:



Остаточное напряжение составляет 78% от номинального напряжения, минимальное напряжение для самозапуска двигателя составляет 70%, следовательно, самозапуск обеспечивается.

3. Проверка трансформатора тока

1. Сопротивление нагрузки:

2. Фактический коэффициент:



3. Допустимый коэффициент предельной кратности:

4. Коэффициент максимума:

5. Обобщенный коэффициент:

По графику (рис.3) определяем:

fmax = 12 % . fmax < fдоп (fдоп = 50 %).

Трансформатор тока по условиям максимальной токовой погрешности проходит.

6. Максимальное напряжение на вторичной обмотке ТТ:

;



Заключение

В данной курсовой работе были рассчитаны дифференциальная защита без торможения на реле РНТ-565, защита ввода и секционного выключателя, произведена проверка условия самозапуска двигателей и трансформатора тока.

Для максимальной токовой защиты секционного выключателя и ввода было выбрано реле РТ-40/10, дифференциальная защита без торможения оказалась не достаточно чувствительной и, следовательно, не должна применяться в данной системе. Проверки по самозапуску двигателей и трансформатора тока прошли успешно.



Список литературы

1. Н.В. Чернобровов, В.А. Семенов. Релейная защита энергетических систем.

2. В.А. Андреев. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения.

3. М.А. Шабад. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей.

4. И.А. Небрат. Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты.

5. М.А. Шабад. Трансформаторы тока в схемах релейной защиты.

Приложение 1

Упрощенная принципиальная схема дифференциальной токовой защиты без торможения

Размещено на Allbest.ru