Проектирование релейной защиты и автоматики элементов системы электроснабжения
Федеральное агентство по образованию (Рособразование)
Архангельский государственный технический университет
Кафедра электротехники и энергетических систем
Факультет ПЭ курс 3 h группа ОСП-ПЭ
КУРСОВАЯ РАБОТА
По дисциплине «Релейная защита и автоматика»
На тему «Проектирование релейной защиты и автоматики элементов системы электроснабжения»
Архангельск
2008
ЗАДАНИЕ
Система: U = 110 кВ, Zэкв = 4+j48 Ом
ВЛ: провод марки АС-70, протяженность 8 км.
Т-1: ТДН-16000/110, Uвн = 115 кВ, Uнн = 6,6 кВ
Т-2: ТМЗ-1600/10.
Т-3: ТМ630/10.
КЛ-1: кабель АСБ-3х185, 140 м.
КЛ-2: кабель АСБ-3х95, 81 м.
КЛ-3: кабель АСБ-3х35, 55 м.
КЛ-4: кабель АСБ-3х50, 25 м.
КЛ-5: кабель АСБ-3х70, 91 м.
АД-1: ВАО710М-8, Pном = 800 кВт; IП = 6; cos(f)=0,85, КПД=0,96
АД-2: ДА302-16-64-6У1, , Pном = 800 кВт; IП = 5,6; cos(f)=0,88, КПД=0,93
Используя реле серии РСТ-11, РТЗ-51 рассчитать релейную защиту следующих объектов: КЛ-4, Т-3, АД-2.
Все исходные данные представлены на схеме электроснабжения (рисунок 1).
Рисунок 1 – Расчетная схема электроснабжения
СоДЕРЖАние
1. Расчет параметров рссчитываемой линии из схемы электроснабжения
2 Расчет токовой отсечки асинхронного двигателя
3 Расчет максимальной токовой защиты асинхронного двигателя
4 Расчет токовой отсечки кабельной линии кл-4
5 Расчет токовой отсечки с выдержкой времени кабельной линии кл-4
6 Расчет максимальной токовой защиты кабельной линии кл-4
7 Расчет кабельной линии кл-4 от однофазных замыканий на землю
8 Расчет токовой отсечки кабельной линии кл-3
9 Расчет токовой отсечки с выдержкой времени кабельной линии кл-3
10 Расчет максимальной токовой защиты кабельной линии кл-3
11 Расчет кабельной линии кл-3 от однофазных замыканий на землю
Список использованных источников
1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПАРАМЕТРЫ РАСЧИТЫВАЕМОЙ ЛИНИИ ИЗ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Рассчитываем сопротивление асинхронного двигателя, Ом;
; (1.1)
где - индуктивное сопротивление асинхронного двигателя;
Параметры асинхронного двигателя АД-2 :
Pном = 800 кВт; IП = 6; cos(f)=0,88; U=6 кВ; .
Определяем полную мощность асинхронного двигателя, кВА
; (1.2)
Ом
Определяем сопротивление кабельной линии КЛ-4, Ом;
; (1.3)
где l – длина кабельной линии , км,;
хо – удельное реактивное сопротивление кабельной линии АСБ-3*50, Ом/км,
хо=0,083;
Ом
Определяем параметры трансформатора (ТДН-10000/110) :
Параметры трансформатора ТДН-10000/110:
uk = 10,5 %; Uвн = 115 кВ, Uнн = 6,6 кВ, Pхх = 14 кВт, Рк = 58 кВт, МВА,
Iк = 0,9%
; (1.5)
;
Определяем сопротивление воздушной линии, Ом и приведём его к U = 6,6 кВ;
; (1.6)
где l – длина воздушной линии, км, ;
хо – удельное реактивное сопротивление воздушной линии АС-95,Ом/км, 0,371
Определяем сопротивление системы, Ом и приводим его к 6,6кВ;
; (1.8)
Zэкв = 6+j38 Ом- эквивалентное сопротивление системы;
Находим полное сопротивление рассчитываемого участка схемы, Ом;
; (1.9)
2 ТОКОВАЯ ОТСЕЧКА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ (АД 2)
Находим ток короткого замыкания, кА;
; (2.1)
Находим первичный ток срабатывания защиты, кА;
; (2.2)
Выбираем трансформатор тока с коэффициентом трансформации:
Находим вторичный ток срабатывания защиты, А;
; (2.3)
Выбираем реле РСТ-11-29 с минимальным током уставки:
Определяем ступеньку
; (2.4)
Находим уточненный ток срабатывания защиты, А;
; (2.5)
Пересчитываем ток срабатывания защиты в первичный, А;
(2.6)
Находим ток минимального двухфазного КЗ , кА;
; (2.7)
Проверка защиты на чувствительность
; (2.8)
Эта защита обладает достаточной чувствительностью значит принимаем токовую отсечку на реле РСТ-11-29 с параметрами:.
3 МАКСИМАЛЬНО-ТОКОВАЯ ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕГРУЗКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ (АД 2)
Находим номинальный ток двигателя, А;
; (3.1)
Находим ток срабатывания защиты, кА;
; (3.2)
где kзап. – коэффициент запаса, 1,15;
kсх – коэффициент схемы, 1;
kв – коэффициент возврата максимальных реле тока, 0,9;
Iном– номинальный ток двигателя, А.
Пересчитываем вторичный ток срабатывания защиты, А;
(3.3)
Выбираем трансформатор тока с коэффициентом трансформации:
Выбираем реле РСТ-11-19 с минимальным током уставки:
Определяем ступеньку
; (3.4)
Находим уточненный ток срабатывания защиты, А;
; (3.5)
Пересчитываем ток срабатывания защиты в первичный, А;
(3.6)
Проверяем ток срабатывания защиты по пусковому току двигателя
; (3.7)
Эта защита удовлетворяет соотношению , а значит принимаем максимально-токовую защиту на реле РСТ-11-19 с параметрами:
4 ТОКОВАЯ ОТСЕЧКА КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ (КЛ-4)
Находим ток короткого замыкания, кА;
; (4.1)
Выбираем трансформатор тока с коэффициентом трансформации:
Находим вторичный ток срабатывания защиты, А;
; (4.2)
Выбираем реле РСТ-11-32 с минимальным током уставки:
Определяем ступеньку
; (4.3)
Находим уточненный ток срабатывания защиты, А;
; (4.4)
Пересчитываем ток срабатывания защиты в первичный, А;
(4.5)
Находим минимальное значение тока от 20% длины кабельной линии, кА;
; (4.6)
Проверка защиты на чувствительность
; (4.7)
Эта защита не обладает достаточной чувствительностью т.к.
поэтому не принимаем токовую отсечку на реле РСТ-11-29.
5 ТОКОВАЯ ОТСЕЧКА С ВЫДЕРЖКОЙ ВРЕМЕНИ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ (КЛ-4)
Первичный ток срабатывания защиты, А;
(5.1)
Где -коэффициент схемы ,принимаем = 1
Выбираем трансформатор тока с коэффициентом трансформации:
Находим вторичный ток срабатывания защиты, А;
; (5.2)
Выбираем реле РСТ-11-19 с минимальным током уставки:
Определяем ступеньку
; (5.3)
Находим уточненный ток срабатывания защиты, А;
; (5.4)
Пересчитываем ток срабатывания защиты в первичный, А;
(5.5)
Проверка защиты на чувствительность
; (5.6)
Время срабатывания защиты, с;
Эта защита обладает чувствительностью т.к. поэтому принимаем токовую отсечку с выдержкой времени на реле РСТ-11-19 с параметрами:
,.
6 МАКСИМАЛЬНО-ТОКОВАЯ ЗАЩИТА КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ (КЛ 4)
Находим ток срабатывания защиты, кА;
; (6.1)
где kзап. – коэффициент запаса, 1,15;
kсх – коэффициент схемы, 1;
kв – коэффициент возврата максимальных реле тока, 0,9;
Iр.maх.– максимальный рабочий ток , А.
Пересчитываем вторичный ток срабатывания защиты, А;
(6.2)
Выбираем трансформатор тока с коэффициентом трансформации:
Выбираем реле РСТ-11-24 с минимальным током уставки:
Определяем ступеньку
; (6.3)
Находим уточненный ток срабатывания защиты, А;
; (6.4)
Пересчитываем ток срабатывания защиты в первичный, А;
(6.5)
Проверка защиты на чувствительность
; (6.6)
Время срабатывания защиты, с;
Эта защита обладает чувствительностью т.к. поэтому принимаем максимально-токовую защиту на реле РСТ-11-24 с параметрами:
,.
7 РАСЧЕТ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ КЛ-4 ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ
Защита действует на сигнал.
Выбираем реле РТЗ-51
Находим ток срабатывания защиты, кА;
; (7.1)
где kотс. – коэффициент отстройки, 1,2;
kб – коэффициент ,учитывающий бросок емкостного тока, принимаем = 2,2;
– суммарный емкостной ток, протекающий по защищаемому присоединению при однофазном замыкании на землю, А.
Определяем суммарный емкостной ток протекающий по кабельным линия, А;
; (7.2)
где l – длина кабельной линии, км;
Iо – удельный емкостной ток кабельных линий, А/км:
АСБ-3*50: Iо = 0,59 А/км;
8 Расчёт релейной защиты кабельной линии (КЛ-3)
Найдём параметры трансформатора ТМЗ- 1000/6: uk = 5,5%, Рк = 11кВт
; (8.1)
;
Определяем сопротивление кабельной линии КЛ-3, Ом ;
; (8.2)
где l – длина кабельной линии, км, ;
хо – удельное реактивное сопротивление линии АСБ-3*120,Ом/км, 0,076
Ом
Находим полное сопротивление рассчитываемого участка схемы, Ом;
; (8.3)
9 ТОКОВАЯ ОТСЕЧКА КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ (КЛ-3)
Находим ток короткого замыкания, кА;
; (9.1)
Находим первичный ток срабатывания защиты, кА;
; (9.2)
Выбираем трансформатор тока с коэффициентом трансформации:
Находим вторичный ток срабатывания защиты, А;
; (9.3)
Выбираем реле РСТ-11-29 с минимальным током уставки:
Определяем ступеньку
; (9.4)
Находим уточненный ток срабатывания защиты, А;
; (9.5)
Пересчитываем ток срабатывания защиты в первичный, А;
(9.6)
Находим ток минимального двухфазного КЗ , кА;
; (9.7)
Проверка защиты на чувствительность
; (9.8)
Эта защита обладает достаточной чувствительностью значит принимаем токовую отсечку на реле РСТ-11-29 с параметрами:.
10 ТОКОВАЯ ОТСЕЧКА С ВЫДЕРЖКОЙ ВРЕМЕНИ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ (КЛ-3)
Первичный ток срабатывания защиты, А;
Выбираем трансформатор тока с коэффициентом трансформации:
Находим вторичный ток срабатывания защиты, А;
; (10.1)
Выбираем реле РСТ-11-29 с минимальным током уставки:
Определяем ступеньку
; (10.2)
Находим уточненный ток срабатывания защиты, А;
; (10.3)
Пересчитываем ток срабатывания защиты в первичный, А;
(10.4)
Проверка защиты на чувствительность
; (10.5)
Эта защита обладает достаточной чувствительностью.
Время срабатывания второй ступени защиты определяется от времени срабатывания первой, с;
Где - ступень селективности, 0,3 с.
Эта защита обладает чувствительностью т.к. поэтому принимаем токовую отсечку с выдержкой времени на реле РСТ-11-29 с параметрами:
,.
11 МАКСИМАЛЬНО-ТОКОВАЯ ЗАЩИТА КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ (КЛ 3)
Находим ток срабатывания защиты, кА;
; (10.1)
где kзап. – коэффициент запаса, 1,15;
kсх – коэффициент схемы, 1;
kв – коэффициент возврата максимальных реле тока, 0,9;
Iр.maх.– максимальный рабочий ток , А.
Пересчитываем вторичный ток срабатывания защиты, А;
(10.2)
Выбираем трансформатор тока с коэффициентом трансформации:
Выбираем реле РСТ-11-24 с минимальным током уставки:
Определяем ступеньку
; (10.3)
Находим уточненный ток срабатывания защиты, А;
; (10.4)
Пересчитываем ток срабатывания защиты в первичный, А;
(10.5)
Проверка защиты на чувствительность
; (10.6)
Время срабатывания защиты, с;
Эта защита обладает чувствительностью т.к. поэтому прини-маем максимально-токовую защиту на реле РСТ-11-24 с параметрами:
,.
11 РАСЧЕТ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ КЛ-1 ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ
Выбираем реле РТЗ-51
Находим ток срабатывания защиты, А;
; (11.1)
где kзап. – коэффициент отстройки, 1,2;
kсх – коэффициент, 1,5;
– суммарный емкостной ток, А.
Определяем суммарный емкостной ток протекающий по кабельным линия, А;
; (11.2)
где l – длина кабельной линии, км;
Iо – удельный ток кабельных линий, А/км:
АСБ-3*185: Iо = 0,972 А/км.
список использованных источников
1. Проектирование релейной защиты и автоматики элементов системы электроснабжения. Методические указания к выполнению курсовой работы.
2. Шабад М. А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. Л., «Энергия»,1976г. 288с.
