Релейная защита силового трансформатора главных понижающих подстанций предприятий

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования

Орский индустриальный колледж

ГОУ СПО ОИК

Курсовая работа (проект)

Тема: Релейная защита силового трансформатора ГПП предприятия

Дисциплина: Релейная защита

Содержание

Введение

1. Описательно-технологическая часть

1.1 Назначение и общие требования к релейной защите

1.2 Эксплуатация устройств релейной защиты

2. Расчетно-техническая часть

2.1 Выбор видов релейных защит

2.2 Расчет токов короткого замыкания

2.3 Расчёт релейных защит

2.4 Описание работы схемы релейной защиты

3. Экономическая часть

3.1 Смета на монтаж оборудования релейной защиты

4. Охрана труда

4.1 Мероприятия по технике безопасности при эксплуатации устройств

релейной защиты

5. Специальная часть

5.1 Назначение и описание работы схем АВР, АПВ, АЧР с ЧАПВ

6. Заключение

Список используемой литературы

Введение

Электрические машины и аппараты, линии электропередачи и другие части электрических установок и электрических сетей постоянно находятся под напряжением и обтекаются током, вызывающим их нагрев. Поэтому в процессе эксплуатации могут возникать повреждения, приводящие к коротким замыканиям (КЗ). Короткие замыкания возникают из-за пробоя или перекрытия изоляции, обрывов проводов, ошибочных действий персонала (включения под напряжение заземленного оборудования, отключения разъединителей под нагрузкой) и других причин. В большинстве случаев развитие аварий может быть предотвращено быстрым отключением поврежденного участка электрической установки или сети при помощи специальных автоматических устройств, получивших название р е л е й н а я защита, которые действуют на отключение выключателей.

Тема курсового проекта «Релейная защита силового трансформаторов ГПП предприятий».

Основным назначением релейной защиты является автоматическое отключение поврежденного элемента от остальной, неповрежденной части системы при помощи выключателей. В проекте должны быть рассмотрены основные мероприятия по проверке, ремонту и осмотру устройств релейной защиты, требования к обслуживающему персоналу. Необходимо произвести расчет с учетом требований руководящих указаний по релейной защите, так же надо произвести расчет с учетом требований руководящих указаний по релейной защите. Так же надо произвести описание принципа действия всех защит. Рассчитать токи короткого замыкания в местах установки защит. Необходимо привести подробный расчет каждого вида релейной защиты, выбрать установки токовых реле и реле времени, заполнить спецификацию.

Экономическая часть включает в себя составление сметы на аппаратуру релейной защиты и ее монтаж в соответствии с действующими ценами. Так же, в вопросе охраны труда должны быть раскрыты методы безопасной работы при эксплуатации вторичных цепей защиты, включая трансформаторы тока и напряжения.

Графическая часть должна быть оформлена в соответствии с ГОСТ 2.109-73 ЕСКД «Общие требования к чертежам».

1. Описательно-технологическая часть

1.1 Назначение и общие требования к релейной защите

Электрические машины и аппараты, линии электропередачи и другие части электрических установок и электрических сетей постоянно находятся под напряжением и обтекаются током, вызывающим их нагрев. Поэтому в процессе эксплуатации могут возникать повреждения, приводящие к коротким замыканиям (КЗ). Короткие замыкания возникают из-за пробоя или перекрытия изоляции, обрывов проводов, ошибочных действий персонала (включения под напряжение заземленного оборудования, отключения разъединителей под нагрузкой) и других причин. В большинстве случаев в месте КЗ возникает электрическая дуга с высокой температурой, приводящая к разрушениям токоведущих частей, изоляторов и электрических аппаратов. При КЗ к месту повреждения подходят большие токи (токи КЗ), измеряемые тысячами ампер, которые перегревают неповрежденные токоведущие части и могут вызвать дополнительные повреждения, т. е. развитие аварии. Одновременно в сети, электрически связанной с местом повреждения, происходит глубокое понижение напряжения, что может привести к остановке электродвигателей и нарушению параллельной работы генераторов. В большинстве случаев развитие аварий может быть предотвращено быстрым отключением поврежденного участка электрической установки или сети при помощи специальных автоматических устройств, получивших название р е л е й н а я защита, которые действуют на отключение выключателей. При отключении выключателей поврежденного элемента гаснет электрическая дуга в месте КЗ, прекращается прохождение тока КЗ и восстанавливается нормальное напряжение на неповрежденной части электрической установки или сети. Благодаря этому сокращаются размеры или даже совсем предотвращаются повреждения оборудования, на котором возникло КЗ, а также восстанавливается нормальная работа неповрежденного оборудования. Таким образом, основным назначением релейной защиты является выявление места возник- новения КЗ и быстрое автоматическое отключение выключателей поврежденного оборудова- ния или участка сети от остальной неповрежденной части электрической установки или сети.

Основные требования к релейной защите:

Надежность - свойство релейной защиты выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течении требуемого промежутка времени.

Быстродействие - необходимо по следующим причинам:

- при КЗ мощность, отдаваемая генератором станции, в близи которых произошло КЗ., резко снижается, в результате скорость вращения генераторов резко увеличивается.

- КЗ в любом элементе системы приводит к понижению напряжения, снижению вращения СД и АД двигателей, т.к. их торможение может быть предотвращено быстрым отключением КЗ, то в этом случае двигатели немедленно возвращаются к нормальному режиму.

- быстрое отключение КЗ уменьшает размеры нарушения изоляции и токоведущих частей, вероятность несчастных случаев.

Селективность - это свойство релейной защиты, действующей на отключение избирать поврежденный участок и отключение только его.

Рисунок 1 - Селективность РЗА

Чувствительность - способность релейной защиты реагировать на возможность повреждения в линии, режимах системы электроснабжения, когда изменение воздействующей величины будет (на которую реагирует защита) минимальным.

,

где I_кз.мин - минимальный ток КЗ; I_с.з - ток при котором рассчитана работать защита

1.2 Эксплуатация устройств релейной защиты

В цепях оперативного тока должны быть обеспеченны селективность действия аппаратов защиты. Автоматические выключатели, колодки предохранителей должны иметь маркировку с указанием наименования присоединения и номинальными токами.

Устройства аварийной и предупредительные сигналы должны постоянно быть в состоянии готовности к работе и периодически опробоваться. Особое внимание следует обращать на наличие оперативного тока, неисправность предохранителей и автоматических выключателей во вторичных цепях, а так же цепей управления выключателями.

На лицевой и оборотной сторонах панелей устройств РЗАиТ, сигнализации, а также панелей управления должны быть надписи, указывающие на назначения в соответствии с диспетчерскими наименованиями на установленных на них аппаратах надписи или маркировка согласно схемам.

На панели с аппаратами, относящихся к разным присоединениям или разным устройствам РЗАиТ одни присоединения, которые могут проверяться раздельно должны быть вынесены или установлены четкие разграничители линии. Должна быть обеспечена возможность установки ограждения при проверке отдельных устройств.

Устройства РЗАиТ и вторичные цепи должны проходить техническое обслуживание, объем, и периодичность которого определяется действующими правилами. После неправильного срабатывания должны проводится дополнительные проверки устройств.

При работе на панелях и в цепях управления релейной защиты, электроавтоматики и телемеханики должны быть приняты меры против ошибочного отключения оборудования. Работы должны выполняться только изолированным инструментом. Выполнение этих работ без исполнительных схем, а для сложных устройств РЗАиТ без программ с заданными объёмами и последовательностью работ запрещается. По окончании работ должны быть проверенны исправность и правильность присоединения цепей тока, напряжения и оперативных цепей. Оперативные цепи РЗА и цепи управления должны быть проверенны, как правило, путем опробования в действии.

Все случаи правильного и неисправного срабатывания устройств РЗАиТ, а также выявления в процессе их оперативного и технического обслуживания дефекта обслуживающий персонал должен тщательно анализировать все дефекты которые персонал должен устранять.

2. Расчетно-техническая часть

2.1 Выбор видов релейных защит

Согласно ПУЭ для трансформаторов должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы:

1. многофазных замыканий в обмотках и на выводах;

2. однофазных замыканий на землю в обмотке и на выводах, присоединенных к сети с глухозаземленной нейтралью;

3. витковых замыканий в обмотках;

4. токов в обмотках, обусловленных внешними к.з. и перегрузками;

5. понижения уровня масла и т.д.

Газовая защита от повреждений внутри кожуха должно быть предусмотрено для трансформаторов мощностью не менее 6,3 МВА. Она должна действовать на сигнал при слабом газообразовании и понижении уровня масла. Защита от повреждений внутри кожуха трансформатора, сопровождающихся выделение газа, может быть выполнена также с использованием реле давления. Должна быть предусмотрена возможность перевода действия отключающего элемента газовой защиты на сигнал и выполнение раздельной сигнализации от сигнального и отключающих элементов газового реле.

Для защиты от повреждений на выводах, а также от внутренних повреждений должна быть предусмотрена продольная дифференциальная токовая защита без выдержки времени на трансформаторах мощностью не менее 6,3 МВА, которая осуществляется с применением специальных реле тока, отстроенных от бросков тока намагничивания, переходных и установившихся токов небаланса.

Воздушные и смешанные (кабельно-воздушные) линии оснащаются устройствами АПВ. В ряде случаев, если применяемый выключатель выполнен с пофазным управлением, применяется пофазное отключение и АПВ. Это позволяет отключить и включить поврежденную фазу без отключения нагрузки, так как в этих сетях при заземлении нейтрали трансформатора, питающего нагрузку, нагрузка практически не ощущает работы в кратковременном неполнофазном режиме. На чисто кабельных линиях АПВ, как правило, не применяется. Линии высокого напряжения работают с большими токами нагрузки, что требует применения защит со специальными характеристиками. На транзитных линиях, которые могут перегружаться, как правило, применяются дистанционные защиты, позволяющие эффективно отстроится от токов нагрузки. На тупиковых линиях во многих случаях можно обойтись токовыми защитами. Как правило, не допускается, чтобы защиты срабатывали при перегрузках. Защита от перегрузки, при необходимости, выполняется на специальных устройствах.

Для защиты линий кроме МТЗ, применяются следующие виды защит:

1. Токовая отсечка

2. АПВ

3. Защита от замыканий на землю

Уставка срабатывания ТО выбирается в зависимости от тока короткого замыкания.

АПВ в соответствии с ПУЭ должны обеспечиваться все без исключения элементы СЭС при наличии на них соответствующей коммутационной аппаратуры. К параметрам срабатывания АПВ относится выдержка времени.

Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ) на двигателях напряжением выше 1000 В должны устанавливаться следующие устройства релейной защиты:

? защита от междуфазных коротких замыканий;

? защита от замыканий на землю;

? защита от двойных замыканий на землю;

? защита от перегрузки.

Для синхронных двигателей дополнительно требуется защита от асинхронного режима.

Применяемые для этой цели виды защиты зависят от мощности электродвигателей:

В качестве защиты от междуфазных КЗ при мощности двигателей до 5000 кВт применяется токовая отсечка, она может применяться и для двигателей большей мощности, не имеющих фазных выводов со стороны нейтрали двигателя. При двигателях большей мощности, а также если токовая отсечка для двигателей меньшей мощности не удовлетворяет требованиям чув-ствительности, применяется дифференциальная защита при условии, что эти двигатели имеют выводы со стороны нейтрали.

В качестве защиты от замыканий на землю при токах замыкания более 5 А для двигателей более 2000 кВт и 10 А для двигателей меньшей мощности применяется токовая защита нулевой последовательности, действующая на отключение. На линиях, питающих двигатели передвижных механизмов, защита от замыканий на землю, по соображениям электробезопасности, должна действовать на отключение независимо от величины тока замыкания на землю. На блоках трансформатор-двигатель защита от замыканий на землю действует на сигнал. Указанная защита входит в состав всех перечисленных устройств.

В качестве защиты от двойных замыканий на землю применяется токовая защита нулевой последовательности, действующая на отключение. Она применяется в тех случаях, когда защита от замыканий на землю имеет выдержку времени. Ее применение обязательно, если защита от междуфазных КЗ выполняется в двух фазах.

Защита от перегрузки требуется для двигателей, подверженных перегрузке по технологическим причинам, или с особо тяжелыми условиями пуска. Защиту от перегрузки согласно нормам СНГ можно выполнять с зависимой или независимой выдержкой времени. Защита от перегрузки может действовать на разгрузку механизма по технологическим цепям или сигнал - 1-я ступень и на отключение - 2-я ступень. Выдержка времени защиты от перегрузки при токе, равном пусковому току двигателя, выполняется большей времени его пуска. Как правило, при таком выполнении защиты двигателя имеется значительный тепловой запас - обычные двигатели по температуре выдерживают не менее двух пусков подряд. Это дает возможность выполнить действие такой защиты от перегрузки на разгрузку механизма.

Таким образом, согласно ПУЭ на двигателях мощностью менее 5000 кВт можно иметь токовую отсечку, токовую защиту от замыканий на землю, защиту от перегрузки. Такие защиты можно выполнять на реле УЗА-АТ или УЗА-10, выпускаемых компанией “Энергомашвин”. Специально для электродвигателей компания «Энергомашвин» выпускает реле УЗА-10А.2Э которое включает в себя защиту от перегрузки, защиту от несимметричного режима, токовую отсечку и защиту от замыкания на землю.

2.2 Расчёт токов короткого замыкания

Составляется расчётная схема:

Рисунок 2 - Расчётная схема К.З

Составляется схема замещения:

Рисунок 3 - Схема замещения К.З.

Расчет токов короткого замыкания производится в относительных единицах. Определяются базисные условия: S_б=100МВА, U_б1=115кВ, U_б2=6,3кВ. Определяются сопротивления элементов цепи к.з. в относительных единицах приведённые к базисным условиям по формулам:

Энергосистема

(1)

Воздушная линия

(2)

Трансформатор

(3)

Кабельная линия

(4)

Сопротивление двигателя

(5)

Находим общее сопротивление на высокой стороне энергосистемы

(6)

Находим общее сопротивление на низкой стороне энергосистемы

Определяем базисный ток для точки К1

(7)

Определяем установившийся ток для точки К1

(8)

Ку=1,608кА.

(9)

Определяем базисный ток для точки К2

Определяем установившийся ток для точки К2

Так как двигатели синхронные и большой мощности, то необходимо найти токи подпитки, которые влияют на величину тока КЗ в точке К2.

Находим ток двигателя

(10)

Выбираем марку и сечения кабеля по термической стойкости

ААБу-2(3*185)

I_доп=2*270=540А>495,4А

Х_о=0,8 Ом/км

R_о=0,17 Ом/км

Находим сопротивления кабеля

Х_каб=Хо*l=0.8*0.9=0.72 Ом

R_каб=Rо*l=0,17*0,9=0,15 Ом

(11)

Находим ток подпитки, ток ударный и суммарный ток в точке К2

(12)

Таблица 1 - Токи короткого замыкания.

Точка К.З.	Iуст (кА)	iуд (кА)
К-1	3,1	7,02
К-2	30,5	81,7

2.3 Расчет релейных защит

Расчет МТЗ на стороне ВН

Определяем рабочий максимальный ток

(13)

где: Р_р - расчетная мощность трансформатора

U_н - номинальное напряжение на ВН

Выбираем трансформатор тока:

Трансформатор тока ТФЗМ 110Б УХЛ1 U_н=110кВ; I₁=800А; I₂=5А

Определяется ток срабатывания защиты

(14)

где: Кн - коэффициент надежности принимаем 1,2 для реле РСТ11

Ксз - коэффициент самозапуска = 1

Кв - коэффициент возврата принимается 0,9 для реле РСТ11

Iрм - ток рабочий максимальный

Определяем ток срабатывания реле

(15)

где: Ксх - коэффициент схемы принимаем 1

Кт - коэффициент трансформации

Выбирается уставка и тип реле тока:

РСТ11-24 Iу=5А, Iн=16А; промежуточное реле РП25, Uн=220В; реле указательное РУ1, Uн=220В; реле времени ЭВ132 t=1,5с.

Определяем коэффициент чувствительности защиты

(16)

Защита на стороне высокого напряжения соответствует требованиям ПУЭ. Защита чувствительна.

Расчет МТЗ на стороне НН

Определяем рабочий максимальный ток



где: Р_р - расчетная мощность трансформатора

U_н - номинальное напряжение на ВН

Выбираем трансформатор тока:

Трансформатор тока ТШ-20 U_н=20кВ; I₁=8000А; I₂=5А

Определяется ток срабатывания защиты

где: Кн - коэффициент надежности принимаем 1,2 для реле РСТ11

Ксз - коэффициент самозапуска = 1

Кв - коэффициент возврата принимается 0,9 для реле РСТ11

Iрм - ток рабочий максимальный

Определяем ток срабатывания реле

где: Ксх - коэффициент схемы принимаем 1

Кт - коэффициент трансформации

Выбирается уставка и тип реле тока:

РСТ11-20 Iу=10А, Iн=16А; промежуточное реле РП25, Uн=220В; реле указательное РУ1, Uн=220В; реле времени ЭВ132 t=1,5с.

Определяем коэффициент чувствительности защиты

Защита на стороне высокого напряжения соответствует требованиям ПУЭ. Защита чувствительна.

Расчет защиты от перегрузки

Находим номинальный ток трансформатора

(17)

Выбираем трансформатор тока ТФЗМ 110БУХЛ1 U_н1=110кВ; I₁=600А; I₂=5А

Определяем ток срабатывания защиты

(18)

Определяем ток срабатывания реле

(19)

Выбираем реле РСТ 11-24 Iу=5А; Iн=16А

Определяем коэффициент чувствительности

(20)

Защита чувствительна

Расчет дифференциальной защиты трансформатора

Исходные данные:

На стороне 110 кВ - Iкз=3,1кА

На стороне 6 кВ - Iкз=30,5кА

Таблица 2 - Расчет дифференциальной защиты трансформатора

Наименование величины	Расчетная формула	Числовое значение
		Сторона 110 кВ	Сторона 6 кВ
Первичные токи в обмотках трансформатора
Соединение вторичных обмоток трансформатора тока		Треугольник	Звезда
Тип и коэффициент трансформации трансформаторов тока		ТФЗМ110БУХЛ1 600/5 (Кт=120)	ТФЗМ10 4000/5 (Кт=800)
Вторичные токи в плечах защиты
Первичный ток короткого замыкания в обмотке трансформатора		3100А	30500А

Таблица 2.1

Наименование величины	Расчетная формула	Числовое значение
		Сторона 110 кВ	Сторона 6 кВ
Первичный ток небаланса, обусловленный не однотипностью трансформаторов тока и приведенный к основной стороне	Iнб1=f*Iкз f=0.1	0,1*3100=310А	0,1*30500=3050А
Первичный ток небаланса, обусловленный регулированием напряжения под нагрузкой	Iнб2=ДU*Iкз ДU=0,16	0,16*3100=496А	0,16*30500=4880А
Расчетный ток небаланса	Iнб=Iнб1+Iнб2	310+496=806А	3050+4880=7930А
Ток срабатывания защиты по условию отстройки от тока небаланса	Iсз=Кн*Iнб Кн=1,5	1,5*806=1209А	1,5*7930=11895А
Ток срабатывания защиты по условию отстройки от броска тока намагничивания	Iсз=Кн*Iн Кн=1,5	1,5*402=603А	1,5*3670=5505А
Принятый ток срабатывания защиты (max)	Iсз	603А	5505А
Ток срабатывания реле на основной стороне
Расчетное число витков на основной стороне
Принятое число витков на основной стороне	Wосн=Wур1	12	22
Уточненный ток срабатывания реле

Таблица 2.2

Наименование величины	Расчетная формула	Числовое значение
		Сторона 110 кВ	Сторона 6 кВ
Расчетное число витков на не основной стороне
Принятое число витков на не основной стороне	Wнеосн.р=Wур2	16	28
Коэффициент чувствительности		Защита чувствительна	Защита чувствительна

Данная защита отвечает требованиям ПУЭ так как коэффициент чувствительности больше двух.

Описание газовой защиты

Газовая защита реагирует на появление газообразования в баке поврежденного трансформатора. Интенсивность газообразования зависит от характера и размеров повреждения, что дает возможность выполнить газовую защиту, способную различать степень повреждения и в зависимости от этого действовать на сигнал или на отключение.

Основным элементом газовой защиты является газовое реле, устанавливаемое в маслопроводе между баком и расширителем. Наиболее совершенным является реле типа РЗТ-80 с чашкообразными элементами. Элементы выполнены в виде плоскодонных алюминиевых чашек, вращающихся вместе с подвижными контактами вокруг осей. Эти контакты замыкаются, с неподвижными контактами при опускании чашек. В нормальном режиме при наличии масла чашки удерживаются пружинами. Система отрегулирована так, что масса чашек с маслом является достаточной для преодоления силы пружины при отсутствии масла в контуре реле. Поэтому понижение уровня масла показывает опускание чашек и замыкание соответствующих контактов. При малом газообразовании опускаются верхние чашки и реле действует на сигнал. При интенсивном газообразовании на пути потока масла стоит лопасть, которая соединена с нижней чашкой, лопасть проворачиваясь замыкает контакты в цепи отключения трансформатора. Время срабатывания реле 0,05-1,5 сек.

2.4 Описание работы схемы релейной защиты

Схема выполнена с наличием всех видов необходимых защит. Дифференциальной, максимально токовой, защита от перегрузки, газовая защита.

Дифференциальная защита выполнена с использованием реле ДЗТ-11. МТЗ выполнена с комбинированным пуском напряжения. Защита от перегрузки выполнена с использованием тока одной фазы и действует на сигнал.

Дифференциальная защита

Предусмотрена на высокой и низкой стороне. Для высокой стороны используются трансформаторы тока ТА1, а для низкой стороны трансформаторы ТА3, ТА4. Для дифференциальной защиты предусмотрено реле дифф.защит KAW1, KAW2. При появлении токов небаланса срабатывает KAW1 или KAW2. Своими контактами замыкают цепь катушки промежуточного реле KL1, которая в свою очередь своими контактами замыкает цепь электромагнита отключения выключателя. Указательное реле КН3 замыкает контакты в цепи сигнализации, дает сигнал. Дифференциальная защита работает на отключение при повреждении внутри трансформатора.

В схеме предусмотрено МТЗ на высокой и низкой стороне. Для МТЗ предусмотрен комплект трансформаторов на высокой стороне ТА2, а на низкой стороне ТА3 и ТА4. Защита действует при внешних КЗ. При появлении тока КЗ на высокой стороне срабатывает КА1, КА2 которое своими контактам замыкает цепь катушки КТ1 и которое с выдержкой времени замыкает нормально открытые контакты и замыкает цепь катушки KL1, KL2, реле срабатывает и замыкает свои контакты в цепи отключения выключателя. При этом подается сигнал в цепь сигнализации реле КН4.

При появлении токов КЗ на низкой стороне срабатывает КА5, КА6 которое замыкает цепь катушки запитывая цепь КТ3 которое с выдержкой времени замыкает свой контакт и замыкает цепь KL2. Реле KL2 замыкает цепь катушки отключения выключателя.

Перегрузка

На стороне низкого напряжения действует на сигнал. При появлении токов перегрузки срабатывает токовое реле КА7, КА8 своими контактами замыкает КТ5, КТ5 с выдержкой времени действует на сигнал о перегрузке.

Газовая защита

Газовая защита действует сначала на сигнал, а потом на отключение. При подъеме уровня масла в баке трансформатора всплывает 1 чашечка срабатывает газовое реле на сигнал, в результате контакт KSG1 замыкается, запитывая цепь катушки КН1 которая замыкает контакт в цепи сигнализации. Если подъем масла не прекратился и газообразование увеличивается, в таком случает чашечки в газовом реле замыкаются между собой, в результате чего, замыкается контакт KSG2 который запитывает катушку КН2, которая замыкает свой контакт в цепи сигнализации, а так же, запитывается катушка KL7 которая замыкает свой контакт в цепи отключения трансформатора.

3. Экономическая часть

3.1 Смета на монтаж оборудования релейной защиты

Таблица 3 - Смета на монтаж оборудования релейной защиты

Наименование	Технические данные	Кол-во	Стоимость
			Единицы	Общая
1	2	3	4	5
Реле тока	РСТ 11	5	2034,9	10174,5
Реле времени	ЭВ 132	3	450	1350
Реле промежуточное	РП 25	3	375,73	1127,19
Реле указательное	РУ 1	10	503,74	5037,4
Реле тока дифф.	ДЗТ 11	2	2806,3	5612,6
Газовое реле	РЗТ-80	1	2750	2750
Электромагнит откл. выключателя	ЭМ-33-5	2	483,6	967,2
Электромагнит вкл. выключателя	Э-11-М	2	2630,8	5261,6
Ключи управления	ВПЗ-63	2	115,02	230,04
Контактор	МК-1-11	2	2126,34	4252,61
Накладка	МКР 3	2	135,34	270,68
Вспомогательные контакты		3	36,4	109,2
Комплект защит	КЗ-12	3	3411,40	10234,8
Трансформаторы тока	ТЛК-10	4	6405	25620
	ТФЗМ-110	6	18600	111600
ВСЕГО: 184597,47

4. Охрана труда

4.1 Мероприятия по технике безопасности при эксплуатации устройств релейной защиты

Работы по техническому обслуживанию устройств РЗА и вспомогательных цепей в действующих электроустановках производятся по нарядам или распоряжениям в соответствии с требованиями "Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок", "Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей", действующих "Правил техники безопасности при производстве электромонтажных работ", "Правил применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках".

Работы повышенной опасности, выполняемые на выделенном участке вне действующих электроустановок, также должны выполняться по наряду.

Каждый работник, принимающий непосредственное участие в работах, обязан пройти медицинское освидетельствование и проверку знаний правил техники безопасности (получить соответствующую группу по технике безопасности), получить вводный инструктаж и инструктаж на рабочем месте по технике безопасности, освоить методику проведения соответствующих работ с учетом требований правил техники безопасности, при необходимости пройти стажировку под руководством опытного работника.

При работах необходимо пользоваться специальным электротехническим инструментом с изолированными ручками; металлический стержень отверток должен быть изолирован от ручки до жала отвертки.

Работы в цепях и устройствах РЗА должны производиться по исполнительным схемам. Работа без схем, по памяти, запрещается.

Дистанционное включение и отключение первичных коммутационных аппаратов для опробования может производить работник, проводящий техническое обслуживание, с разрешения дежурного персонала (а в электроустановках без местного оперативного персонала -без получения такого разрешения) в соответствии с пп.10.1, 10.2, 10.6 ПТБ.

При выполнении работ по техобслуживанию устройств РЗА следует обратить особое внимание на следующие указания:

а) временные схемы, собираемые для наладки оборудования (снятие характеристик, осциллографирование и т.п.), должны выполняться на специальных столах. Запрещается применять столы с металлической рабочей поверхностью или с металлическим обрамлением;

б) временные питающие линии должны быть выполнены изолированным проводом (кабелем), надежно закреплены, а в местах прохода людей должны быть подняты на высоту не менее 2,5 м;

в) питание временных схем для проверок и испытаний должно выполняться через автоматический выключатель с обозначением включенного и отключенного положений. Последовательно с выключателем в цепь питания устанавливается коммутационное устройство с видимым разрывом цепи (штепсельный разъем). При снятии напряжения со схемы первым выключается выключатель, а затем штепсельный разъем;

г) сборку временных схем для электрических испытаний, переключение проводов в схеме, перестановку приборов и аппаратов в ней запрещается производить без снятия напряжения и создания видимого разрыва питающей сети;

д) при перерывах и окончании работ по техническому обслуживанию персонал, производивший работы, должен отключить линию временного питания с созданием видимого разрыва;

е) металлические корпуса переносных приборов, аппаратов должны быть заземлены (заземлены и занулены);

ж) перед подачей оперативного тока для наладки и опробования схем коммутационных аппаратов, управление которыми производится из нескольких мест, должна быть устранена возможность управления ими с других мест (отключены цепи, вывешены плакаты "Не включать. Работают люди!");

з) при работах в цепях вторичных обмоток трансформаторов напряжения с подачей напряжения от постороннего источника отключаются автоматические выключатели и рубильники, установленные в цепях вторичных обмоток трансформаторов напряжения;

и) все вторичные обмотки измерительных трансформаторов тока и напряжения должны иметь постоянное заземление;

к) запрещается снимать заземление вторичных обмоток трансформаторов тока и трансформаторов напряжения, если они находятся под рабочим напряжением. Запрещается снимать заземление металлических корпусов устройств РЗА, находящихся в работе;

л) при необходимости переключений в цепях вторичных обмоток трансформаторов тока при протекании тока через его первичную обмотку вторичная обмотка должна быть предварительно закорочена на специальных выводах или на контрольных штеккерах испытательных блоков. Переключения должны производиться с диэлектрического коврика. Откручивание винтов, крепящих провода, следует производить медленно, одной рукой, не касаясь другой рукой ни вторичной коммутации, ни корпуса панели, при появлении малейшего искрения, треска винт следует немедленно закрутить обратно и еще раз тщательно проверить подготовительную схему. При раскорачивании токовых цепей измерительных трансформаторов тока должны быть немедленно прекращены все работы в устройствах РЗА и в аварийном порядке отключены коммутационные аппараты в цепях первичных обмоток этих трансформаторов тока;

м) при проверке полярности обмоток трансформаторов тока импульсами постоянного тока измерительный прибор должен быть предварительно надежно присоединен к выводам вторичной обмотки, только после этого в первичную обмотку можно подавать импульс тока;

н) вторичные токовые цепи измерений и защиты должны подсоединяться к выводам вторичных обмоток трансформаторов тока только после полного окончания монтажа всех цепей;

о) при производстве работ следует строго следить, чтобы левая и правая руки не прикасались одновременно к элементам или точкам схемы, находящимся под напряжением 36 В и более, и заземленным предметам и аппаратам (заземленным корпусам панелей, приборов, стендов, батареям центрального отопления и др.);

п) при наличии в схемах устройств РЗА конденсаторов сглаживающего фильтра в случае необходимости работы в этих цепях конденсаторы должны быть разряжены после отключения выпрямителя;

р) рабочее место должно быть удобным и достаточно освещенным (в соответствии с требованиями СНиП II-4-79 "Естественное и искусственное освещение").

Изоляция соединительных проводников не должна быть нарушенной. Измерения следует производить сухими руками в одежде с опущенными рукавами, кольца и металлические браслеты должны быть сняты.

4.7. При выполнении работ в цепях статора вращающегося невозбужденного генератора (измерение значения остаточного напряжения, чередования фаз и т.п.) принять меры по блокированию включения АГП, предварительно проверить отсутствие большого значения напряжения на вторичной обмотке измерительного трансформатора, напряжения. Работы следует производить в диэлектрических перчатках или диэлектрических калошах.

4.8. Настройка, проверка и измерение фильтров присоединения высокочастотной части дифференциально-фазных защит устройств ВЧТО, АНКА, отборов напряжения разрешается на действующем высокочастотном канале.

При этом нижняя обкладка конденсатора связи должна быть заземлена по нормальной схеме через линейную катушку фильтра присоединения или заземляющий дроссель с разрядником, включенным между нижней обкладкой конденсатора связи и землей.

Подключать и отключать приборы в цепи между конденсатором связи и фильтром присоединения и в шкафу отбора напряжения разрешается только при наглухо заземленной с помощью заземляющего ножа обкладки конденсатора связи.

5. Специальная часть

5.1 Назначение и описание работы схем АВР

В сетях промышленных предприятий с раздельным питанием потребителей I категории от двух источников питания широко применяются устройства автоматического включения резерва (АВР), которые повышают надежность электроснабжения и сокращают время простоя электрооборудования.

По назначению устройства АВР разделяются на АВР линий, трансформаторов, электродвигателей, секционных выключателей на подстанциях. Все устройства АВР должны удовлетворять следующим требованиям: время действия должно быть минимально возможным; все выключатели, оборудованные АВР, должны иметь постоянный контроль исправности цепи включения; действие АВР должно быть однократным, чтобы не допускать дополнительных включений на неустранившиеся к.з.; действие АВР должно быть обязательным при любой причине исчезновения напряжения на шинах подстанции, исключая отключения цепей с целью проведения ремонтов, осмотров и т.п.

На промышленных предприятиях наиболее распространена схема АВР на секционном выключателе с пружинным приводом.

В нормальном режиме выключатели Q₁, Q₃ первой и второй секции подстанции включены, секционный выключатель Q₂ отключен. В схеме имеется электродвигатель М для завода пружины привода, отключаемый конечным выключателем SQ. Реле блокировки КВ, служащее для обеспечения однократности действия АВР, получает питание от выпрямительного моста. Готовность схемы АВР к работе сигнализируется лампой НL. Реле минимального напряжения КV₁ - КV₄ и реле блокировки включены. Контакт привода замкнут.

При аварии на первой секции и исчезновении на ней напряжения срабатывают реле КV₁ и КV₂, включая реле времени КТ₁, которое своим контактом с выдержкой времени включает промежуточное реле КL₁. Контакт КL₁, замыкаясь, включает цепь электромагнита отключения YAT₁ выключателя Q₁, который отключается. Вспомогательный контакт выключателя Q₁ - SQ₁ включает электромагнит YAC₂ секционного выключателя Q₂, чем освобождается пружина привода этого

выключателя, который, включаясь, восстанавливает питание на первой секции от линии 2, оставшейся в работе. Одновременно срабатывает двигатель М, заводя пружину и подготовляя схему к новому циклу срабатывания. При исчезновении напряжения на второй секции шин схема работает аналогично. Однократность АВР обеспечивается за счет того, что при отключении выключателя Q₁ или Q₃ реле блокировки КВ размыкает с выдержкой времени цепь включения электромагнита YAC₂. При включении на к.з. секционный выключатель Q₂ отключается своей релейной защитой.

Заключение

В данном курсовом проекте в соответствии с выданным заданием был произведен расчет релейной защиты силового трансформатора ТРДН80000/110.

В описательной части работы были рассмотрены основные требования, предъявляемые к релейным защитам, мероприятия по проверке и ремонту устройств релейной защиты, требования к документации и обслуживающему персоналу.

В соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок был произведен выбор видов релейных защит и раскрыто назначение каждого из них.

В расчетной части проекта в местах установки релейных защит, в соответствии с методическими указаниями, был произведен расчет токов короткого замыкания. В соответствии с полученными значениями токов к.з. был произведен расчет каждого вида защит, выбраны типы и уставки всех реле, приведено описание газовой защиты. Также было приведено подробное описание принципа действия всех видов защит.

В экономической части проекта была составлена смета на аппаратуру релейной защиты и ее монтаж, в соответствии с действующими ценами.

Большое внимание в проекте было уделено мероприятиям по техники безопасности при эксплуатации устройств релейной защиты, в частности были раскрыты методы безопасной работы при эксплуатации вторичных цепей защиты, включая трансформаторы тока и напряжения.

Спецвопрос проекта включает в себя описание назначения и принципа действия устройства автоматики - АВР - автоматическое включение резерва.

Графическая часть проекта выполнена на двух листах формата А1 и А2, оформлена в соответствии с ГОСТ 2.109-73 ЕСКД «Общие требования к чертежам» и включает в себя принципиальную схему релейной защиты и схему устройства автоматики - АВР.

Список используемой литературы:

1. Правила устройсва электроустановок - Главгосэнергонадзор России - М. 2002

2. Руководящее указание по релейной защите, 1985

3. Чернобровов Н.В. Релейная защита энергетических систем. Учебное пособие для техникумов - М.: Энергоатомиздат, 1998

4. Беркович М.А. Основы техники релейной защиты - М.: Энергоатомиздат, 1984

5. Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей - Л.: Энергоатомиздат, 1985

6. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок - М.: Высшая школа, 1990

7. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов - М.: Мастерство,2001

8. Коновалова П.П. Электроснабжения промышленных предприятий и установок - М.: Энергоатомиздат, 1989

9. Кахусвицкий. Справочник реле защиты и автоматики. Энергия, 1970

10. Неклепаев Б.Н. Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций - М.: Энергоатомиздат, 1989

11. Межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации электроустановок

12. Овчинников В.В. Автоматическое повторное включение - М.: Энергоатомиздат. 1986