Шабад М.а.расчеты Релейной Защиты И Автоматики Распределительных Сетей

ISBN 978-5-458-37489-7. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей / Шабад М.А. – М.: Книга по Требованию, 2013.

1. Шабад М.а. Расчеты Релейной Защиты И Автоматики Распределительных Сетей

.кандидат технических наук, заслуженный энергетик –оссийской ‘едерации, известный специалист по релейной защите и электроавтоматике. Ўабад - автор книг Ђ«ащита трансформаторовї (1981), Ђ–асчеты релейной защиты распределительных сетейї (3-е издание 1985), нескольких брошюр в серии ЂЅиблиотека электромонтераї, выпущенных Ёнергоатомиздатом.

¬ насто€щее врем€ заведует кафедрой Ђ–елейна€ защита и автоматика электрических станций, сетей и системї ѕетербургского энергетического института повышени€ квалификации руковод€щих работников и специалистов ћинтопэнерго –‘. Ђмихаил абрамович шабадї на страницах библиотеки упоминаетс€ 1 раз:. –асчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. »здание третье, переработанное и дополненное.

Јвтор: ћихаил јбрамович Ўабад. (Ћенинград: Ёнергоатомиздат: Ћенинградское отделение, 1985) —кан, обработка, формат Djv: ≈вгений „емоданов, 2012. –ј“ ќ≈ ќ√Ћј¬Ћ≈Ќ»≈: ѕредисловие (3).

¬ведение (5). √лава перва€. –асчеты защит линий 6 и 10 к¬ сельских, городских и промышленных электросетей (13). √лава втора€ –асчеты защит трансформаторов (130).

√лава треть€. –асчеты защит одиночных линий 35 и 110 к¬. √лава четверта€. Ѕротивоаварийна€ автоматика распределительных сетей (259). Ѕриложение I (280).

Ѕриложение II (286). —писок литературы (293). Јннотаци€ издательства: ¬ книге рассмотрены методы и примеры расчета устройств релейной защиты и автоматики сельских, городских и промышленных электрических сетей 6 и 10 к¬, линий электропередачи 35, 110 к¬ и понижающих трансформаторов 6-110 к¬. ¬торое издание книги вышло в 1976 г.; насто€щее издание переработано и дополнено в соответствии с новыми √ќ—“, правилами и директивными материалами по вопросам защиты и автоматики. Нига предназначена дл€ инженерно-технических работников, обслуживающих устройства защиты и автоматики в энергосистемах, электросетевых, промышленных и сельскохоз€йственных предпри€ти€х, а также может быть полезна работникам проектных и наладочных организаций и студентам электроэнергетических специальностей.

Релейная защита и автоматика Министерство образования и науки Республики Казахстан ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. СЕРИКБАЕВА Факультет: Информационных технологий и энергетики Кафедра «Промышленная энергетика» Курсовая работа Релейная защита и автоматика Консультант по стандартизации преподаватель каф. «ПЭ» Кабдуллин О.О. «» 2012г. Руководитель: преподаватель каф. «ПЭ» Кабдуллин О.О.

Студент Мұратұлы А. Специальность 050718 Шифр зачётки 071 Группа 09-ЭЛК-1 Усть-Каменогорск СОДЕРЖАНИЕ Введение Задание Расчет токов короткого замыкания Расчет уставок токовых защит линии электропередач 3Расчет уставок защит трансформаторов 4Расчет уставок защит электродвигателей 5Самозапуск электродвигателей и защита минимального напряжения 6Автоматическое включение резерва Список используемой литературы Приложение ВВЕДЕНИЕ Устройства релейной защиты и автоматики являются органической частью комплекса электрооборудования элементов электрических станций и подстанций. Без устойчивого функционирования устройств релейной защиты и автоматики невозможно обеспечить надёжное электроснабжение потребителей. Основа устойчивого функционирования устройств РЗиА закладывается при расчёте и выборе уставок.

Требования, предъявляемые к РЗиА, могут быть реализованы только при тщательном анализе взаимодействия проектируемых устройств, учёте особенностей технологии производства и распределении энергии, схем электрических соединений объектов, специфики работы потребителей, физических процессов, происходящих в нормальных, аварийных и послеаварийных режимах в первичных и вторичных цепях измерительных трансформаторов тока и напряжения. При выполнении курсовой работы необходимо освоить выбор принципов и расчёт уставок защит элементов основного оборудования подстанций (линий, трансформаторов и электродвигателей). Перед расчётом уставок релейной защиты предварительно определяют виды основных и резервных защит, подлежащих расчёту, затем выбирают уставки и определяют чувствительность защит. Найденные значения коэффициентов чувствительности должны отвечать требованиям Правил устройств электроустановок (ПУЭ).

ЗАДАНИЕ Принципиальная схема электроснабжения подстанции изображена на рисунке 1. Подстанция подключена к энергосистеме С двумя параллельными линиями электропередач (ВЛ) W1, W2. На подстанции установлены два трансформатора Т1, Т2. Нагрузка распределена по двум трансформаторам равномерно.

Работа трансформаторов раздельная. Секционный выключатель Q6 снабжен устройством автоматического ввода резерва (АВР). Обобщенная нагрузка Sн каждой секции шин подстанции равна 70% номинальной мощности трансформатора. От шин подстанции отходят кабельные линии, питающие асинхронные электродвигатели (ЭД). Выполнить расчет: защит питающих линий электропередач; защит силовых трансформаторов; защит высоковольтных асинхронных электродвигателей; уставок автоматического включения резерва; а также проверить возможность самозапуска электродвигателей и при необходимости предусмотреть защиту минимального напряжения. По результатам расчетов построить карту селективности релейной защиты. Исходные данные приведены в таблицах 1,2.

Таблица 1 Параметры трансформатора ГПП №UВН, кВUНН, кВРДВ, кВтТип тр-раUКЗ,%минмакс0ТДН-,712,36 Таблица 2 Параметры трансформатора ГПП №SКЗ.max, МВАSКЗ.min, МВАДлина питающей лини, кмКратность пускового тока ЭД, КПКоличество ЭД на секции, nУстановка РЗ присоед. На шинах, tСЗ.ПР, сВремя перерыва питания tП.П, сКоэффициент самозапуска, КСЗПДлна кабельной линии, LКЛ, км0531,132,60,7 Рисунок 1 - Принципиальная схема электроснабжения подстанции 1. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ Для расчета уставок защит необходимо предварительно рассчитать токи короткого замыкания в различных точках энергосистемы для максимального и минимального режимов энергосистемы.

Составим схему замещения (рисунок 2) для расчетной схемы представленной на рисунке 1. Рассчитаем параметры схемы замещения энергосистемы. Расчет производим в относительных единицах для максимального режима энергосистемы. При расчетах принимается ряд допущений - не учитываются: токи намагничивания трансформаторов; емкостные токи ВЛ напряжением ниже 330 кВ и КЛ до 110 кВ; принимается, что система симметричная; токи короткого замыкания рассчитываются для режима холостого хода системы, т.е.

Не нагрузка учитывается. Принимаем, что сопротивления прямой последовательности элементов энергосистемы равны сопротивлениям обратной. Рисунок 2 - Схема замещения Сопротивление системы, Ом (1.1) Сопротивление линии электропередач, Ом (1.2). (1.3) Сопротивление кабельной линии, Ом (1.4) Сопротивления первой и второй кабельных линий равны между собой, т.к. Имеют одинаковую длину Найдем токи трехфазного короткого замыкания в расчетных точках схемы. Короткое замыкание в точке К1, кА: (1.5) Короткое замыкание в точке К2, кА: (1.6) Короткое замыкание в точке К3, кА: (1.7) Короткое замыкание в точке К4, кА: (1.8) Полученные значения токов КЗ занесем в таблицу 3.

Результаты расчетов токов КЗ приведены к стороне 230 кВ трансформатора подстанции. Таблица 3 Результаты расчетов токов КЗ К1К2К3К4Max7,543,190,490,43Min6,042,890,350,32 2.

РАСЧЕТ УСТАВОК ТОКОВЫХ ЗАЩИТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ ПУЭ предусматривают на одиночных линиях с односторонним питанием от многофазных замыканий установку ступенчатых токовых защит. В этом задании достаточно предусмотреть установку двухступенчатой токовой защиты.

Первая ступень - максимальная токовая отсечка мгновенного действия (ТО), а вторая - максимальная токовая защита (МТЗ), согласованная по селективности с МТЗ трансформатора (Т1 для линии W1). Рекомендуется для максимального и минимального режимов работы энергосистемы произвести расчёт токов короткого замыкания (к.з.) для двух точек (в начале и конце линии), за трансформатором.

Токовая отсечка не защищает всю длину линии и не может использоваться как основная защита. Однако, в частном случае, когда защищаемая линия питает тупиковую подстанцию, отсечка может выполняться чувствительной при к.з. В любой точке линии.

Для этого ток срабатывания отсечки отстраивается от тока к.з. За трансформатором Т1 приёмной подстанции.

Ток срабатывания токовой отсечки выбирается по следующему условию: (2.1) где kн - коэффициент надежности, kн=1,1÷1,3 Iк.max - максимальное значение тока к.з. За трансформатором подстанции, кА По условию отстройки от броска намагничивающего тока силового трансформатора Т1: (2.2) Номинальный ток трансформатора равен: (2.3) Выбираем большее из двух полученных результатов.

Чувствительность токовой отсечки характеризуется коэффициентом чувствительности (kч) при к.з. В конце линии. Он считается приемлемым, если превышает 1,5. Время срабатывания отсечки (tотс) определяется типом используемых реле тока и промежуточных реле и не превышает 0,1с.

(2.4) Коэффициент чувствительности удовлетворяет условиям ПУЭ. Ток срабатывания второй ступени токовой защиты - МТЗ линии отстраивается от максимального тока нагрузки линии с учётом работы АВР выключателя Q6. (3.1) (3.2) где КСХ - коэффициент схемы соединения трансформатора тока и реле. Для высокой стороны КСХ=, для низкой стороны КСХ=1 В целях повышения надежности защиты, для уменьшения погрешности трансформатора тока, принимаем стандартное значение немного завышенное, чем стандартное: Номинальные вторичные токи равны: (3.3) Определяется первичный ток срабатывания защиты по условию отстройки от тока небаланса: (3.4) где kн - коэффициент надежности, kн = 1,3 для реле РНТ-565 Iк.макс - максимальный ток трехфазного к.з.

За трансформатором, кА kапер - коэффициент, учитывающий появление апериодической составляющей при коротком замыкании, kапер = 1 для реле с БНТ kодн - коэффициент однотипности трансформаторов тока, kодн = 1 ε - коэффициент, учитывающий 10%-ную погрешность трансформаторов тока, ε = 0,1 ΔUрег - половина суммарного диапазона регулирования напряжения РПН Предварительно проверим возможность применения реле РНТ-565 без торможения: (3.5) где Iк.мин - минимальный ток двухфазного к.з. За трансформатором kсх - коэффициент схемы, характеризующий схему соединения трансформаторов тока; для дифференциальной защиты трансформатора и питания со стороны высокого напряжения kсх = Чувствительность защиты удовлетворяет требованиям ПУЭ, поэтому далее принимается реле РНТ-565.

За основную сторону принимается плечо с наибольшим вторичным током - НН 6,6 кВ Продольная дифференциальная защита трансформатора по требованию ПУЭ должна иметь коэффициент чувствительности около 2,0. Допускается снижение коэффициента чувствительности для дифференциальной защиты трансформатора до значения около 1,5 в тех случаях, когда обеспечение коэффициента чувствительности около 2,0 связано со значительным усложнением защиты или технически невозможно. Далее определяются числа витков обмоток реле.

Плечо защиты с большим вторичным током принимаем за основную сторону (6,6 кВ) Ток срабатывания реле основной стороны равен: (3.6) где КТ - коэффициент трансформации силового трансформатора Расчетное число витков для основной стороны определяется по формуле: (3.7) где FСР=100А-м.д.с срабатывания реле серии РНТ-560 Трансформатор тока не основной стороны 115 кВ подключаем к первой уравнительной и к рабочей обмотке реле: (3.8) Принимаем число витков 13 Число витков уравнительной обмотки: (3.9) Уточняем коэффициент чувствительности защиты: (3.10) Чувствительность удовлетворяет условиям ПУЭ. В случае недостаточной чувствительности дифференциальной защиты на реле РНТ, её следует выполнить на реле ДЗТ-11. На понижающих трансформаторах мощностью 1 МВА и более в качестве защиты от токов в обмотках, обусловленных внешними многофазными к.з., должна быть предусмотрена максимальная токовая защита с комбинированным пуском напряжения или без него, установленная со стороны основного питания. Определим возможность применения МТЗ без пуска по напряжению. Защита должна быть отстроена: 1. От суммарного тока своего трансформатора и тока самозапуска нагрузки другого;.

От тока самозапуска нагрузки при длительной работе одного трансформатора с перегрузкой. По первому условию ток срабатывания МТЗ без пуска по напряжению равен: (3.11) где kн - коэффициент надежности, kн = 1,1÷1,3 kвозв - коэффициент возврата реле тока, kвозв = 0,85 kсзп - коэффициент самозапуска нагрузки Iнагр - рабочие ток трансформатора Рассчитаем рабочие токи трансформаторов при минимальном рабочем напряжении при условии, что нагрузка распределена по трансформаторам равномерно: (3.12) (3.13) Тогда ток срабатывания защиты равен: По второму условию ток срабатывания МТЗ без пуска по напряжению равен: (3.14).

Принимаем окончательно ток срабатывания защиты МТЗ равным: Проверим чувствительность защиты при двухфазном коротком замыкании на низкой стороне трансформаторов: (3.15) Коэффициент чувствительности не удовлетворяет условиям ПУЭ. Поэтому проверим возможность применения МТЗ с пуском по напряжению: Ток срабатывания МТЗ с пуском по напряжению определяется по следующей формуле: (3.16) Напряжение срабатывания реле напряжения равно: (3.17) где Квозв=1,15-коэффициент возврата реле напряжения минимального действия Проверим чувствительность защиты в конце зоны резервирования К4: Коэффициент чувствительности удовлетворяет условиям ПУЭ.

Окончательно принимаем МТЗ с пуском по напряжению. Для обеспечения селективности время действия защиты необходимо согласовать с временем защиты секционного выключателя.

Время действия защиты секционного выключателя должно быть согласовано с временем действия защит отходящих присоединений (tс.з(Q6)прис+∆t). Таким образом, у МТЗ трансформатора время действия защиты должно выбираться по следующему условию: (3.18) где ∆t - ступень селективности, ∆t = 0,4÷0,6 с (3.19). ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ В этом задании произвести расчёт уставок защиты от многофазных замыканий и защиту от токов перегрузки. Для защиты электродвигателей мощностью менее 2 МВт от многофазных замыканий должна предусматриваться токовая однорелейная отсечка без выдержки времени, отстроенная от пусковых токов, с реле включенным на разность токов двух фаз.

Перейти на страницу этого видео Неприемлемый контент Чтобы сообщить о неприемлемом видео, перейдите на YouTube, нажмите на ссылку под проигрывателем Ещё -> 'Пожаловаться' и выбирите в 'Сообщить о нарушении' что именно вас не устраиваеи в этом видео. Подробнее о наших правилах читайте в Условиях использования. Virtual tickling games. Перейти на страницу этого видео Вернуться к просмотру.

Наличие перегрузки электродвигателей по технологическим причинам обязывает предусмотреть защиту от перегрузки. Использование реле типа РТ-80 позволит на индукционной части выполнить защиту от перегрузки, а на электромагнитной - токовую отсечку. Определим единичную номинальную мощность электродвигателя: (4.1) Определим номинальный и пусковой токи электродвигателя: (4.2) (4.3) Рассчитаем уставку индукционной части реле защиты от перегрузки: (4.4) Определим ток срабатывания защиты от многофазных КЗ (4.5) Чувствительность отсечки определяется при двухфазном КЗ на выводах двигателя. Ранее рассчитанный ток КЗ приведен к высокой стороне трансформатора, поэтому необходимо привести этот ток к низкой стороне, так как защита установлена на стороне 6,6 кВ. (4.6) Коэффициент чувствительности удовлетворяет условиям ПУЭ. На рисунке 3 представлена карта селективности выбранной релейной защиты подстанции. Уставки защит ЭД несоизмеримо малы по сравнению с уставками защит других элементов и нет особой необходимости в изображений его характеристики на карте селективности релейной защиты.

Рисунок 3 - Карта селективности 5. САМОЗАПУСК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ И ЗАЩИТА МИНИМАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ Расчет самозапуска необходим для выбора уставок защит элементов энергосистемы, а также для определения предельной мощности самозапускающихся электродвигателей, т.е. Нахождение максимального количества электродвигателей, которые будут участвовать в самозапуске. Рисунок 4-Расчетная схема для расчета режима самозапуска Рисунок 5-Схема замещения для режима самозапуска Для заданной схемы (рисунок 4) при включении резерва самозапуск электродвигателей осуществляется от предварительно нагруженного резервного источника питания (при отключении секции 1 резервным источником является трансформатор Т2). Проверить возможность самозапуска электродвигателей, питающихся от шин подстанции, оборудованных устройством АВР. Расчет самозапуска необходим для выбора уставок защит элементов энергосистемы, а также для определения предельной мощности самозапускающихся электродвигателей, т.е. Нахождение максимального количества электродвигателей, которые будут участвовать в самозапуске.

Шабад М.а. Расчеты Релейной Защиты И Автоматики Распределительных Сетей

Задача расчета сводится к определению суммарного тока самозапуска электродвигателей и остаточного напряжения на их зажимах. Расчет самозапуска электродвигателей выполняется для наиболее тяжелого режима при остановленных электродвигателях. Ток в момент пуска или самозапуска электродвигателя равен току трехфазного к.з. За сопротивлением остановленного электродвигателя. При включении секционного выключателя устройством АВР после исчезновения напряжения на первой секции шин нагрузка Sн и электродвигатели ЭД переходят в режим самозапуска. Задача сводится к определению остаточного напряжения Uост (рисунок 5). Найдем сопротивления схемы замещения для расчета самозапуска электродвигателей, представленной на рисунке 5.

Суммарное сопротивление цепи питания: (5.1) Сопротивление нагрузки второй секции шин с учетом электродвигателей: (5.2) где SНАГР - мощность нагрузки секции шин SН.ЭД - номинальная мощность электродвигателя n=3 - количество электродвигателей на одной секции шин Сопротивление нагрузки первой секции шин. Основы техники релейной защиты. 6-е изд., перераб. М.: Энергоиздат, 1984.-376 с. Руководящие указания по релейной защите. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ: Схемы.

М.: Энергоатомиздат, 1985.-112 с. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения./ Богдан А.В., Воронич И.А. Алма-Ата, РИК, 1991г-41.