Релейная защита понизительной трансформаторной подстанции
Расчет токов короткого замыкания. Выбор трансформаторов тока. Расчет дифференциальной токовой защиты трансформаторов (с реле РНТ-565 и ДЗТ-11). Расчет максимальной токовой защиты трансформаторов. Расчет максимальной токовой защиты секционных выключателей.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.08.2012 |
| Размер файла | 112,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
Введение
1. Расчет токов короткого замыкания
2. Выбор трансформаторов тока
3. Расчет дифференциальной токовой защиты трансформаторов
3.1 Расчет дифференциальной защиты с реле РНТ - 565
3.2 Расчет дифференциальной защиты с реле ДЗТ- 11
4. Расчет максимальной токовой защиты трансформаторов
5. Расчет максимальной токовой защиты секционных выключателей
Заключение
Литература
Введение
релейная защита понизительная трансформаторная подстанция
Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна надежная работа современных энергетических систем. Она осуществляет непрерывный контроль за состоянием и режимом работы всех элементов энергосистемы и реагирует на возникновение повреждений и ненормальных режимов. При возникновении повреждений защита выявляет и отключает от системы поврежденный участок. При возникновении ненормальных режимов защита выявляет их и в зависимости от характера нарушения производит операции необходимые для восстановления нормального режима или подает сигнал дежурному персоналу.
Цель данной курсовой работы является закрепление у студентов знаний, полученных при изучении теоретических курсов ЭСиПСЭ, ЭПП и др., обучение работе с техническими справочниками и каталогами, ГОСТами, специальной литературой при решении конкретных задач.
Курсовая работа по релейной защите и автоматизации систем электроснабжения начинается с того, что мы должны выбрать трансформатор в курсовом проекте по ЭСиПСЭ, в результате данного расчета выбираем трехобмоточный трехфазный трансформатор ТДТН 40000/110/10/6 кВ и начинаем вести расчет. Сначала рассчитываем токи короткого замыкания, затем выбираем трансформаторы тока на высокую, среднюю и низкую сторонах для защиты силового трансформатора ТДТН 40000/110/10/6 кВ. Дальше уже производим расчет дифференциальной токовой защиты трансформатора, в результате расчета выбираем дифференциальную защиту с реле ДЗТ-11. Рассчитываем максимальную токовую защиту трансформатора и секционного выключателя.
1. Расчет токов короткого замыкания
Расчет токов короткого замыкания выполняется в именованных единицах. Значения всех величин определяются для начального момента короткого замыкания (КЗ). Расчеты выполняются без учета сопротивления нагрузки и переходных сопротивлений в местах КЗ.
Все расчеты токов КЗ производятся при приведении сопротивлений к одному напряжению - к высшему.
Skmax=5000МВА; Sk=2700МВА; Skmin=1500МВА
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
Skmax=5000МВА
Sk=2700МВА
Skmin=1500МВА
Расчет токов трехфазного КЗ сведен в табл.1.
Таблица 1
|
Мощность трансформатора (МВА) и напряжение (кВ) |
Мощность КЗ системы, МВА |
Ток трехфазного КЗ (А) на шинах НН подстанции, приведенное к |
|||
|
Sт ном = 40 МВА, Uвн = 115 кВ, Uсн=10,5 кВ, Uнн=6,3 кВ |
115 кВ |
10,5 кВ |
6,3 кВ |
||
|
Sк max = 5000 |
1835 |
16882 |
16600 |
||
|
Sк = 2700 |
1523 |
16680 |
18400 |
||
|
Sk min =1500 |
952 |
14400 |
19040 |
2. Выбор трансформаторов тока
ТА выбирают по следующем параметрам:
по номинальному напряжению сети в месте уставки ТА:
первичному току
По каталогу выбираются ТА с номинальным первичным током, ближайшим большим максимального тока цепи, в которую он включается.
Выбираем трансформаторы ТВТ-110:
- номинальный ток: первичный 300 А > 201 А
вторичный 5 А
- класс точности: 0,5
ТШЛ-10:
- номинальный ток: первичный 3000 А > 2202 А
вторичный 5 А
- класс точности: 0,5
ТШЛ-10:
- номинальный ток: первичный 4000 А > 3670 А
вторичный 5 А
- класс точности: 0,5
Таблица 2. Проверка ТА для трансформатора 40 МВА сведена в табл 2.
|
Наименование величины |
Расчетные формулы |
||||
|
115 кВ |
10,5 кВ |
6,3 кВ |
|||
|
Тип и схема соединения ТА |
ТВТ-110 300/5 |
ТШЛ-10 3000/5 |
ТШЛ-10 4000/5 |
||
|
Расчетный первичный ток, А |
2386 |
21947 |
21580 |
||
|
Расчетная кратность тока |
9,94 |
9,14 |
6,74 |
||
|
Допустимая нагрузка, Ом |
(по кривым 10% погрешности) |
3,5 |
3 |
1 |
|
|
Сопротивление реле защиты, Ом |
0,35 |
0,15 |
0,15 |
||
|
Допустимое сопротивление проводов (в один конец), Ом |
Для ТА в : Для ТА в : |
0,792 |
0,625 |
0,8 |
|
|
Длина проводов в один конец, м |
65 |
45 |
45 |
||
|
Допустимое сечение проводов, мм2 |
2,323 |
1,26 |
1,59 |
||
|
Принятое сечение алюминиевых проводов, мм2 |
4 |
4 |
4 |
3. Расчет дифференциальной защиты трансформатора
3.1 Расчет дифференциальной защиты трансформатора с реле РНТ - 565
Расчет трехобмоточного трехфазного трансформатора ТДТН 40000/110/10/6 приведен в табл. 3.1.
Таблица 3.1
|
Наименование величины |
Расчетные формулы |
|||||
|
115 кВ |
10,5 кВ |
6,3 кВ |
||||
|
1. Первичный ток на сторонах защищаемого трансформатора, соответствующий его номинальной мощности, А |
201 |
2202 |
3670 |
|||
|
2. Схема соединения ТА, коэффициент схемы |
1 |
|||||
|
3. Коэффициент трансформации ТА |
300/5 |
3000/5 |
4000/5 |
|||
|
4. Вторичный ток в плечах защиты, соответствующий номинальной мощности защиты трансформатора, А |
5,8 |
6,3 |
4,6 |
|||
|
5. Первичный расчетный ток небаланса без учета составляющей, обусловленной неточностью установки расчетного числа витков реле, А |
477,1 |
4389,32 |
4316 |
|||
|
6. Первичный ток срабатывания защиты, А |
По условию отстройки от максимального тока небаланса |
620,23 |
5706,116 |
5610,8 |
||
|
По условию отстройки от броска тока намагничивания |
261,3 |
3122,6 |
4771 |
|||
|
7. Расчетное условие для выбора уставки реле, А |
620,23 |
5706,116 |
5610,8 |
|||
|
8. Предварительная проверка чувствительности |
1,34 |
2,2 |
2,95 |
kч ? 2 по ПУЭ на стороне ВН реле РНТ - 565 не проходит по чувствительности. В таком случае для данного трансформатора необходимо использовать дифференциальную защиту с тормозным реле типа ДЗТ - 11, расчет которой приведен ниже - в табл. 3.2, а схема включения реле типа ДЗТ-11 представлена на рис 1.
3.2 Расчет дифференциальной защиты трансформатора с реле ДЗТ - 11
Реле ДЗТ-11 наряду с уравнительными и рабочей обмотками, расчет числа которых аналогичен расчету реле РНТ, имеет тормозную обмотку, которая наматывается на том же НТТ. Тормозная обмотка включается с той же стороны силового трансформатора, при внешнем КЗ на которой в реле могут протекать наибольшие токи небаланса.
Таблица 3.2
|
Наименование величин |
Обозначение и расчетная формула. |
ST.ном = 40 МВА. Числовые значения для сторон. |
|||
|
115 кВ |
10.5 кВ |
6.3 кВ |
|||
|
1. Первичный ток на сторонах защищаемого трансформатора, соответствующий его номинальной мощности, А |
201 |
2202 |
3670 |
||
|
2. Схема соединения трансформаторов тока, коэффициент схемы |
- ксх |
Y 1 |
|||
|
3. Коэффициент трансформации трансформаторов тока |
кI |
300/5 |
3000/5 |
4000/5 |
|
|
4. Вторичный ток в плечах защиты, соответствующий номинальной мощности защищаемого трансформатора, А |
5,8 |
6,3 |
4,6 |
||
|
5. Минимальный ток срабатывания защиты по условию отстройки от броска тока намагничивания, А |
___ |
3303 |
___ |
||
|
6. Ток срабатывания реле для основной стороны (стороны с наибольшим вторичным током в плече защиты), приведённый к стороне ВН, А |
___ |
9,52 |
___ |
||
|
7. Число витков обмотки НТТ реле для основной стороны: расчётное принятое |
___ |
10,5 10 |
___ |
||
|
8. Уточнённое значение тока срабатывания защиты, А |
___ |
3468,2 |
___ |
||
|
9. Число витков обмотки НТТ реле для не основной стороны: расчётное: принятое: |
10,8 10 |
___ |
13,1 13 |
||
|
10. Результирующий ток в тормозной обмотке, приведённой к расчётной стороне, А |
654,2 |
||||
|
11. Первичный расчётный ток небаланса с учётом составляющей Iнб рас, А |
I нб рас = кап кодн Iк max+(U кток + +U кток)Iк max + + кток I кток I I I к max |
___ |
___ |
126,8 |
|
|
12. Число витков тормозной обмотки НТТ реле для не основной стороны: расчётное принятое |
___ |
___ |
4,38 5 |
||
|
13. Чувствительость защиты при отсутствии торможения |
___ |
3,6 |
___ |
||
|
14. Чувствительность защиты, когда имеется торможение. Вторичный ток, подводимый к рабочей обмотке НТТ реле на стороне ВН, А |
23,88 |
___ |
___ |
||
|
15. Вторичный ток, подводимый к рабочей обмотке НТТ реле на стороне НН (СН) и тормозной обмотке, А |
___ |
458,9 |
438,44 |
||
|
16. Рабочая МДС НТТ реле, А |
10527,52 |
||||
|
17. Тормозная МДС НТТ реле, А |
2192,2 |
||||
|
18. Рабочая МДС срабатывания реле в условиях, когда защита находится на грани срабатывания при рассматриваемом КЗ, А |
по графику |
3550 |
|||
|
19. Коэффициент чувствительности |
2,96 |
4. Расчет максимальной токовой защиты трансформаторов
На трёхобмоточных трансформаторах устанавливается три комплекта защит. Комплект токовых защит со стороны питания резервирует комплекты двух обмоток (СН, НН), а также основную защиту трансформатора. В сетях с глухозаземленной нейтралью используется трехрелейная схема для отключения трансформатора при КЗ в любой фазе, а в сетях с изолированной нейтралью - двухрелейное исполнение по схеме неполной звезды. Расчет МТЗ трансформатора представлен в табл. 4, а схема включения на рис. 2.
Таблица 4
|
Наименование величины |
Расчетные формулы |
Трансформатор 40 МВА |
|||||||
|
МТЗ на стороне |
Сторона 6,3 кВ |
||||||||
|
115 кВ |
10,5 кВ |
6,3 кВ |
Защита от перегрева |
Реле обдувки |
Реле блокировки |
||||
|
Первичный номинальный ток |
201 |
2202 |
3670 |
1374,6 |
|||||
|
Кратность сверх тока нагрузки |
1,4 |
2,5 |
2,5 |
- |
- |
- |
|||
|
Коэффициент трансформации и схема соединения ТА |
300/5=60 |
3000/5=600 |
4000/5=800 |
4000/5=800 |
|||||
|
Первичн. расчетный ток срабатывания защиты, А |
МТЗ |
422,1 |
8257,5 |
13762,5 |
- |
- |
- |
||
|
От перегрузки |
- |
- |
- |
4816,9 |
- |
- |
|||
|
Реле обдувки на стороне 10,5 кВ |
- |
- |
- |
- |
2569 |
- |
|||
|
Реле блокировки регулятора |
- |
- |
- |
- |
- |
7340 |
|||
|
Ток установки реле, А |
12,18 |
23,8 |
17,2 |
6,02 |
3,2 |
9,2 |
|||
|
Коэффициенты чувствительности защиты |
1,96 |
1,52 |
2,7 |
- |
- |
- |
|||
|
Тип реле и пределы уставки |
РТ-40/20 5…20 А |
РТ-40/50 12,5…50 А |
РТ-40/20 5…20 А |
РТ-40/10 2,5…10 А |
РТ-40/6 1,5…6 А |
РТ-40/10 2,5…10 А |
5. Расчет максимальной токовой защиты секционных выключателей
Расчет МТЗ секционных выключателей приведен в табл. 5,а схема включения на рис. 3 - для СН и на рис. 4 - для НН.
Таблица 5
|
Наименование величин |
Обозначение и расчетная формула |
Sт ном = 40 МВА |
||
|
Uном=10,5 кВ |
Uном=6,3 кВ |
|||
|
Коэффициент трансформации и схема соединения ТА |
nт |
3000/5 = 600 ксх = |
4000/5 = 800 ксх =1 |
|
|
Первичный расчетный ток срабатывания защиты на вводе 10 кВ силового трансформатора, А |
Iс.з. - защита ввода от трансформатора по таблице 5 |
8257,5 |
13762,5 |
|
|
Первичный расчетный ток срабатывания защиты секционного выключателя по условию согласования с защитой трансформатора, А |
7018,88 |
11698,125 |
||
|
Ток уставки реле, А |
20,3 |
14,62 |
||
|
Чувствительность защиты |
кч |
2,09 > 1,5 |
1,6 > 1,5 |
|
|
Тип реле и пределы уставки |
РТ-40/50 12,5...50 А |
РТ-40/20 5...20 А |
Заключение
В данной курсовой работы были рассчитаны токи короткого замыкания, выбраны трансформаторы тока на высокой стороне ТВТ-110, на средней стороне ТШЛ-10 и на низкой стороне ТШЛ-10, осуществлена их проверка. Рассчитана дифференциальная токовая защита с реле ДЗТ-11, в результате чего определено число витков реле для установки на высокой стороне, равное 10, на средней стороне - равное 10 и на низкой стороне, равное 13 и число витков тормозной обмотки, равное 5. Также рассчитаны токи срабатывания и коэффициент чувствительности.
В результате расчета МТЗ от перегрузки были выбраны реле РТ-40/20 на стороне 110 кВ, реле РТ-40/50 на стороне 10 кВ и РТ-40/20 на стороне 6 кВ. Также были выбраны реле РТ-40/10 для защиты от перегрева, реле обдувки РТ-40/6 и реле блокировки РТ-40/10 и рассчитаны их токи уставки.
В результате расчета МТЗ на секционных выключателях было выбрано реле РТ-40/50 на стороне 10 кВ и реле РТ-40/20 на стороне 6кВ и рассчитаны их токи уставки.
В результате данная защита работоспособна и готова к установке.
Литература
Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 1986
Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей/Шабад М.А. - Л.: Энергоиздат, 1986.
Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Электрооборудование и автоматизация./ пол редакцией А.А.Федорова - М.: Энергоатомиздат, 1981
Электрическая часть станций и подстанций./Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. - М.: Энергоатомиздат,1989
Электрическая часть станций и подстанций./под редакцией А.А. Васильева - М.: Энергоатомиздат, 1980.
Электрические станции и подстанции в системах электроснабжения. Учебное пособие./В.М. Салтыков - Тольятти: ТолПИ, 1996
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчет номинальных и рабочих максимальных токов. Определение токов при трехфазных коротких замыканиях. Расчет дифференциальной защиты трансформаторов. Расчет дифференциальной токовой защиты двухобмоточного трансформатора Т2 с реле типа РНТ-565.
курсовая работа [71,4 K], добавлен 03.04.2012Расчет токов короткого замыкания в намеченных точках схемы. Расчет продольной дифференциальной токовой защиты трансформатора. Расчет максимальной токовой защиты трансформатора. Расчет мгновенной и комбинированной токовой отсечки питающей линии.
контрольная работа [793,5 K], добавлен 19.03.2012Выбор линии питания завода, трансформаторов на пункте приема электроэнергии и коммутационной аппаратуры. Расчет напряжения распределения по заводу, дифференциальной токовой защиты на основе реле РНТ-565 и максимальной токовой защиты трансформатора.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 24.02.2013Виды повреждений и ненормальных режимов работы электроустановок. Расчет дифференциальной и максимальной токовой защиты трансформатора, защиты от перегрузки с использованием реле тока и времени. Принципиальные схемы цепей переменного тока и напряжения.
контрольная работа [905,7 K], добавлен 20.02.2015Расчет токов короткого замыкания и сопротивлений элементов схемы. Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения. Расчет дифференциальной, газовой и резервной защиты. Основные причины возникновения короткого замыкания. Расчет защиты от перегрузки.
реферат [537,9 K], добавлен 23.08.2012Описание коммутационного оборудования подстанции. Расчет продольной дифференциальной и максимальной токовой защиты трансформаторов. Сведения о вакуумных выключателях. Защита электрооборудования подстанции от атмосферных и внутренних перенапряжений.
дипломная работа [935,3 K], добавлен 17.06.2015Расчеты токов короткого замыкания. Расчет дифференцированной защиты на реле серии ДЗТ-11 и максимальной токовой защиты на стороне 110 кВ и 10 кВ. Работа газовой защиты, защиты от перегрузки и перегрева силового трансформатора. Расчет контура заземления.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 08.06.2010Электрический расчет потребителей: нагрузка жилых домов и распределительных сетей. Выбор номинальной мощности трансформаторов. Определение токов короткого замыкания. Выбор электрооборудования подстанции. Назначение релейной и токовой направленной защиты.
дипломная работа [147,8 K], добавлен 15.12.2010Расчет сопротивлений систем СA и СB прямой последовательности, автотрансформаторов системы СA АТ1 и АТ2. Выбор сечения проводов. Расчет ступенчатой токовой защиты линии, направленной поперечной дифференциальной. Выбор трансформаторов тока и напряжения.
курсовая работа [487,9 K], добавлен 11.07.2012Общие сведения о токовой защите в сетях 6-10 кВ. Требования, предъявляемые к релейной защите, основные органы токовых защит. Расчет уставки релейной защиты и проверка пригодности трансформаторов тока. Расчет токовой отсечки, максимальная токовая защита.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 20.03.2013
