- витковых замыканий в обмотках;

- токов в обмотках, обусловленных внешними короткими замыканиями;

- токов в обмотках, обусловленных перегрузками;

- понижения уровня масла.

Газовая защита защищает трансформатор от повреждений внутри кожуха, сопровождающихся выделение газа, и от понижений уровня масла в трансформаторе.

Опасным повреждением является «пожар стали» магнитопровода трансформатора, который возникает при нарушении изоляции между листами магнитопровода, что ведет к увеличению потерь на перемагничивание и вихревые токи. Потери вызывают местный нагрев стали, ведущий к дальнейшему разрушению изоляции. Защиты, основанные на использовании электрических величин, на этот вид повреждения не реагируют. Поэтому для защит от витковых замыканий и «пожара стали» применяется газовая защита. Газовую защиту обязательно предусматривают для трансформаторов мощностью 6,3МВ·А и более, а также для внутрицеховых понижающих трансформаторов (Sт?0,63 МВ·А).

Для защиты трансформаторов от короткого замыкания в обмотках и на выводах применяют продольную дифференциальную защиту или токовую отсечку без выдержки времени. Продольную дифференциальную защиту устанавливают на трансформаторах мощностью 6,3 МВА и более, а также в тех случаях, когда токовая отсечка не удовлетворяет требованиям чувствительности.

Максимальную токовую защиту устанавливают на всех понижающих трансформаторах напряжением 3 кВ и выше (за исключением трансформаторов, защищенных плавкими предохранителями). Она защищает трансформатор от токов, обусловленных внешними многофазными короткими замыканиями.

Специальная токовая защита нулевой последовательности применяют для защиты от однофазных коротких замыканий на землю.

На ГПП для защиты силовых трансформаторов ТРДН 16000/110 установлены следующие виды защит:

- газовая защита - от повреждений внутри кожуха и от понижений уровня масла в трансформаторах;

- продольная дифференциальная токовая защита - от многофазных замыканий в обмотках и на выводах;

- максимальная токовая защита - от внешних коротких замыканий и перегрузок;

- токовая защита нулевой последовательности - для защиты от однофазных замыканий на землю.

Выполняем расчет релейной защиты кабельной линии, питающей трансформаторную подстанцию ТП2.

Защита кабельной линии, соединяющей ГПП и ТП2 выполняется двухступенчатой. Первая ступень - токовая отсечка (ТО). Вторая ступень - максимальная токовая защита (МТЗ) с зависимой или независимой от тока характеристикой выдержки времени. Дополнительно к токовым защитам устанавливается защита от замыкания на землю с действием на сигнал.

1. Токовая отсечка защищает от многофазных коротких замыканий в линии. Ток срабатывания отсечки определяется по большему из условий:

- отстройки от бросков тока намагничивания трансформаторов

, (1.91)

где =4-5 - коэффициент отстройки;

- суммарный номинальный ток трансформаторов, присоединенных к линии.

А, (1.92)

где - суммарная мощность трансформаторов, подключенных к линии, кВ·А;

- номинальное напряжение, кВ.

А,

-отстройки от токов КЗ за трансформатором

, (1.93)

где = 1,1-1,2 -;

- ток трехфазного короткого замыкания за трансформатором, приведенный к стороне высшего напряжения, который определяется по формуле:

(1.94)

где - коэффициент трансформации, = 10000/400.

.

Ток срабатывания реле определяется по выражению:

, (1.95)

где - ток срабатывания защиты, максимальная величина из двух условий, А;

- коэффициент схемы;

- коэффициент трансформации трансформатора тока.

=1; =50/5.

.

Принимаем

На микропроцессорном реле УЗА - 10А2 вводим величину токовой отсечки равную 47,8 А.

Определяем коэффициент чувствительности:

, (1.96)

, (1.97)

где - ток трехфазного короткого замыкания на вводе цехового трансформатора:

кА;

Коэффициент чувствительности удовлетворяет условию ?2.

2. Максимальная токовая защита защищает линию и трансформатор от длительной перегрузки из условий:

-отстройка от максимального рабочего тока по выражению:

, (1.98)

где = 1,1 - 1,2;

=2 - коэффициент самозапуска после отключения внешнего короткого замыкания или при отключении одного из трансформаторов двухтрансформаторных подстанций ;

А;

-отстройки от бросков токов намагничивания трансформаторов

, (1.99)

где =2,5 при t_с=0,5с.

А.

Ток срабатывания реле определяется:

(1.100)

где - коэффициент схемы;

- коэффициент возврата;

- коэффициент трансформации трансформатора тока.

= 0,8 - для УЗА - 10А2; = 1.

А.

Принимаем уставку 12,5 А.

На микропроцессорном реле УЗА - 10А2 вводим величину максимальной токовой защиты, равную 12,5 А, с выдержкой времени 0,5 с.

Определяем коэффициент чувствительности:

, (1.101)

где - ток трехфазного короткого замыкания на шинах цеховой трансформаторной подстанции напряжением 0,4 кВ;

Коэффициент чувствительности удовлетворяет условию ?1,5.

3. Защита от однофазных замыканий на землю выполняется с действием на сигнал. Она действует при замыкании на землю в защищаемой линии и не должна действовать при замыкании на других линиях.

, (1.102)

где =1,1-1,2 - коэффициент отстройки;

=4-5 - коэффициент броска тока;

- емкостный ток линии, А.

(1.103)

где U - напряжение сети, кВ;

l - длина кабеля, l = 0,07 км;

= 1,1; = 4,5;

На микропроцессорном реле УЗА - 10А2 вводим величину защиты от замыканий на землю, равную 0,4 А. Выдержка времени - 2 с.

Определяем коэффициент чувствительности:

, (1.104)

где - емкостный ток всех кабелей, присоединенных к ГПП, А.

= 5 км; К_ч ? 1,25.

А (1.105)

>1,25.

Коэффициент чувствительности удовлетворяет условию ?1,25.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте была рассмотрена система электроснабжения завода ДВС.

В основной части проекта был произведен расчет электрических нагрузок заготовительно - сварочного участка и завода в целом. Исходя из расчета нагрузок, была построена картограмма электрических нагрузок согласно размещению цехов по площади предприятия, определен центр активной электрической нагрузки, произведен выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций, выполнена компенсация реактивной мощности и выбор компенсирующих устройств на напряжение 0,4 кВ, разработана схема внешнего и внутреннего электроснабжения завода.

Необходимая надежность электроснабжения потребителей обеспечивается установкой двух трансформаторов на ГПП, питаемых по двухцепной воздушной линии. Подстанция размещена вблизи центра активных электрических нагрузок.

Определены токи короткого замыкания на высшей и низшей стороне главной понизительной подстанции предприятия. Выбор и проверка высоковольтных кабелей и оборудования, установленного на ГПП, произведен в соответствии с действующими нормами и стандартами по результатам расчета номинального и аварийного токов.

Произведен расчет и выбор силовой сети и аппаратов защиты для рассматриваемого цеха, где расположены электроприемники.

Для обеспечения качественного и бесперебойного питания электроприемников завода была рассчитана защита отходящей линии к трансформаторной подстанции.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Балашов О.П. Бурдочкин Ю.С., Системы электроснабжения: Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 140211 всех форм обучения. РИИ. / Рубцовск: РИО, 2009- 115с.

2. Бурдочкин Ю.С., Парфенова Н.А. Электроснабжение: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 100400 всех форм обучения / РИИ.- Рубцовск: РИО, 2000- 45с.

3. Справочник по проектированию электрических сетей/Под редакцией Д.Л. Файбисовича. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006 - 320 с. ил.

4. Справочник по проектированию электроснабжения/Под редакцией Ю.Г. Барыбина и др. - Москва: Энергоатомиздат, 1990.

5. Федоров А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергия, 1989.

Размещено на Allbest.ru