Расчет релейной защиты участка электрической сети

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчет релейной защиты участка электрической сети

Введение

Устройства релейной защиты и автоматики являются основными элементами защиты систем электроснабжения. В системах электроснабжения неизбежно случаются различные повреждения и аварии, в результате которых электроснабжение может быть прервано, а также возможны повреждения дорогостоящего электрооборудования. Наличие релейной защиты является ключевым фактором обеспечения бесперебойности снабжения различных потребителей электроэнергией. Релейная защита элементов распределительных сетей должна отвечать общеизвестным требованиям, предъявляемым ко всем устройствам релейной защиты: селективности, быстродействия, чувствительности, надёжности.

В настоящее время наблюдается тенденция автоматизации систем релейной защиты с применением устройств на базе микропроцессоров и создание автоматизированных систем управления на основе специализированных вычислительных систем. Вместе с тем широко применяются и простейшие средства защиты и автоматики: плавкие предохранители, автоматические выключатели, магнитные пускатели, реле прямого действия, магнитные ТТ, устройства переменного оперативного тока и др. Наиболее распространены токовые защиты, простые устройства автоматического повторного включения (АПВ), автоматического включения резервного источника питания (АВР) и автоматической частотной разгрузки (АЧР), используемые в установках с выключателями, оборудованными грузовыми и пружинными приводами.

Во всех устройствах релейной защиты предусмотрена возможность плавного или ступенчатого изменения параметров срабатывания (уставок) в определённых пределах. Расчёт релейной защиты заключается в выборе рабочих уставок, отвечающих основным требованиям. 1. Задание

Разработать защиту участка электрической сети, состоящего из нескольких линий электропередач и трансформаторных подстанций с номинальным напряжением от 0,4 до 35 кВ. Исходными данными служат однолинейные электрические схемы; основные параметры линий электропередач, трансформаторов, электрических нагрузок и их собственных защит.

Таблица 1. Параметры трансформаторов и ЛЭП

Таблица 2. Параметры нагрузки

м

Рис. 1. Расчётная схема участка сети

2. Анализ нормальных режимов контролируемой сети

Анализ возможных нормальных режимов работы контролируемой сети необходимо провести с целью определения максимальных значений рабочих токов в местах установки устройств защиты.

Сеть имеет один источник питания, и в ней нет участков типа замкнутого кольца, поэтому защиты должны устанавливаться в начале контролируемых объектов со стороны источника питания.

Максимальное значение рабочего тока в линии W1 равно максимальному рабочему току трансформатора Т1 и номинальному току трансформатора Т3.

Тогда:

, А (2.1)

где ,-значение номинальных токов трансформаторов Т1 и Т3 соответственно;

-коэффициент перегрузки, равный 1,4.

, А (2.2)

где - номинальная мощность обмотки высшего напряжения трансформатора;

- номинальное напряжение обмотки высшего напряжения трансформатора.

Максимальное значение тока в линии W2 равно максимальному рабочему току Т2.

, А (2.3)

Максимальные рабочий ток в линии W3 равен номинальному току Т3.

, А (2.4)

Максимальные рабочий ток в линии W4 соответствует режиму передачи по ней наибольшей мощности.

, А (2.5)

Максимальный рабочий ток в линии W5 возникает при номинальных нагрузках трансформаторов Т4, Т5, Т6 с высшим номинальным напряжением 10 кВ:

, А (2.6)

Максимальный рабочий ток в линии W6 это максимальный рабочий ток трансформаторов Т4 и Т5:

, А (2.7)

где -коэффициент перегрузки, равный 1,4.

Максимальный рабочий ток в линии W7 это максимальный рабочий ток трансформатора Т5:

, А (2.8)

Например, ток в линии W1:

А

Значение токов остальных линий приведены в табл. 3.

Площадь поперечного сечения проводов для линий электропередачи определяется с и по наименьшему допустимому сечению. В соответствии с требованиями ПУЭ [1], можно выбрать для линии 35 кВ W1, W2 и W3 провод АС-50 (по наименьшему допустимому сечению), для линий 10 кВ W4 - кабели сечением 120 мм² (по допустимому длительному току), W5-W7 провода АС-35 (по наименьшему допустимому сечению).

3. Определение токов короткого замыкания

Схема замещения, соответствующая исходной конфигурации рассматриваемой электрической сети, показана на рис. 2

Рис. 2. Схема замещения участка сети

Параметры схемы замещения

Параметры всех элементов схемы замещения приводятся к стороне 10 кВ.

Активное сопротивление линии приведенное к стороне 10 кВ:

, Ом (3.1)

где - удельное активное сопротивление линии, Ом;

-  - протяженность линии, км;

-  - номинальное напряжение базисной ступени, кВ;

-  - номинальное напряжение линии, кВ.

Индуктивное сопротивление линии:

, Ом (3.2)

где - удельное индуктивное сопротивление линии, Ом.

Например для линии W1:

Ом

Ом

Значения сопротивлений всех других линий определяются аналогично и приведены в табл. 3

Таблица 3. Значения параметров линий

Активное сопротивление трансформаторов, приведенное к базисной стороне 10 кВ:

, Ом (3.3)

где - мощность короткого замыкания трансформатора.

Индуктивное сопротивление трансформаторов:

, Ом (3.4)

где - напряжение короткого замыкания трансформатора в процентах от номинального.

Так, для трансформатора Т1:

Ом

Ом

Значения сопротивлений всех трансформаторов, определенные аналогично, приведены в табл. 4.

Таблица 4

Внутреннее сопротивление эквивалентного источника питания:

, Ом (3.5)

где: - - полная мощность трехфазного короткого замыкания на шинах подстанции №1.

Ом

Расчет токов короткого замыкания

Значения токов КЗ определяется по методике расчета токов при симметричных замыканиях без учета подпитки со стороны нагрузок. Для конкретных условий составляется отдельная схема замещения. Для конкретных расчетных условий составляется отдельная схема замещения на основе схемы электрической сети (рис. 1) и исходной схемы замещения (рис.

Расчетная схема замещения для определения токов КЗ в начале линии W1 в максимальном режиме энергосистемы показана на рис. 3.

Рис. 3 Расчетная схема замещения для определения токов КЗ в начале линии W1

Значения максимальных токов в начале линии W1 определяются так:

ток замыкание релейный защита

Далее расчет ведется аналогично.

Минимальные аварийные токи в месте установки защиты в начале линии W1 возникают при двухфазном КЗ в контролируемой сети в минимальном режиме работы энергосистемы. Расчетная схема замещения для определения этих токов показана на рис. 3.

кА

Далее расчет ведется аналогично.

Токи, возникающие в местах установки других защит, определяются по аналогичной методике. Для их определения необходимо использовать еще и другие схемы замещения рассматриваемой системы. Значения токов КЗ приведены в табл. 5.

Таблица 5. Значения токов короткого замыкания

Размещено на Allbest.ru