Управление системами электроснабжения
Содержание
Введение
1. Расчет токов КЗ
2. Расчет РЗ электродвигателей
3. Расчет релейной защиты и цеховых трансформаторов
4. Расчет релейной защиты кабельных линий
5. Расчет релейной защиты силовых трансформаторов с выключателями на стороне НН
6. Заключение
7. Использованная литература
Введение
Все электроустановки оборудуются устройствами релейной защиты, предназначенными для отключения защищаемого участка в цепи или 'элемента в случае его повреждения, если это повреждение влечет за собой выход из строя элемента или электроустановки в целом. Релейная защита срабатывает и тогда, когда возникают условия, угрожающие нарушением нормального режима работы электроустановки.
В релейной защите электроустановок защитные функции возложены на реле, которые служат для подачи импульса на автоматическое отключение элементов электроустановки или сигнала о нарушении нормального режима работы оборудования, участка электроустановки, линии и т. д.
Реле представляет собой аппарат, реагирующий на изменение какой-либо физической величины, например тока, напряжения, давления, температуры. Когда отклонение этой величины оказывается выше допустимого, реле срабатывает и его контакты, замыкаясь или размыкаясь, производят необходимые переключения с помощью подали или отключения напряжения в цепях управления электроустановкой.
Защита трансформаторов.
Основными видами повреждений в трансформаторах являются:
а) замыкания между фазами внутри кожуха трансформатора и на наружных выводах обмоток;
б) замыкания в обмотках между витками одной фазы (так называемые витковые замыкания);
в) замыкания на землю обмоток или их наружных выводов;
г) повреждение магнитопровода трансформаторов, приводящее к появлению местного нагрева и «пожару стали».
Опыт показывает, что к. з. на выводах и витковые замыкания в обмотках трансформаторов происходят наиболее часто. Междуфазные повреждения внутри трансформаторов возникают значительно реже. В трехфазных трансформаторах они хотя и не исключены, но маловероятны вследствие большой прочности междуфазной изоляции. В трансформаторных группах, составленных из трех однофазных трансформаторов, замыкания между обмотками фаз практически невозможны.
При витковых замыканиях токи, идущие к месту повреждения от источников питания, могут быть небольшими.
В случае замыкания на землю обмотки трансформатора, подключенной к сети с малым током замыкания на землю, ток повреждения определяется величиной емкостного тока сети. Поэтому защиты трансформатора, предназначенные для действия при витковых замыканиях, а также при замыканиях на землю в обмотке, работающей на сеть с изолированной нейтралью, должны обладать высокой чувствительностью.
Для ограничения размера разрушения защита от повреждений в трансформаторе должна действовать быстро. Повреждения, сопровождающиеся большим током к.з. должны отключаться без выдержки времени с t = 0,05 — 0,1 с.
Защиты от повреждений. В качестве таких защит применяются токовая отсечка, дифференциальная и газовая защиты. За рубежом применяется довольно простая защита от замыкания на корпус (кожух) трансформатора.
Данные:
W1: L1 = 20 км; A-95
W2: L2 = 1 км; 5×3×150
W3: L3 = 0,5 км; 2×3×150
W4: L4 = 0,5 км; 3×150
T1: ТДН, Sтном = 16000 кВ·А; 115/6,3
T3,T4: TM Sтном = 630 кВ·А; 6,3/0,4
1. Расчет токов КЗ
Для выбора токов срабатывания и проверки чувствительности релейной защиты необходимо рассчитать токи КЗ.
Определяем сопротивление ВЛ – w1
Индуктивное сопротивление:
Приведение сопротивления к номинальному:
Трансформатор Т1:
Полное сопротивление:
Определение сопротивление реактора
;
Определение сопротивление кабельной линии W2 :
n2 – число кабелей
Определение сопротивлений кабельной линии W3 :
Определение сопротивлений W4 :
Определение сопротивления Т3 :
Активное сопротивление трансформатора:
[справочник]
Схема Замещения
|
Расчетная точка |
К1 |
К2 |
К3 |
К4 |
К5 |
|
0,43 |
0,445 |
0,463 |
3,69 |
0,482 |
|
|
0,027 |
0,068 |
0,118 |
1,22 |
0,168 |
|
|
8,46 |
8,1 |
7,63 |
0,93 |
7,14 |
2. Расчет РЗ электродвигателей
Согласно ПУЭ применяется отсечка при междуфазных к.з., перегрузке, замыкании на землю и понижении напряжения. Выберем тип защит и определим токи срабатывания защиты и реле АД типа АН-15-54-8.
Защита АД при междуфазных к.з. в обмотке статора принимаем ТО с использованием микроэлектронных токовых реле типа РС40. Данная защита является основной защитой АД и целью ее является защита обязательная во всех случаях.
В качестве РЗ эл. двигателя мощностью до 5000 кВт от к.з., согласно ПУЭ применяется отсечка.
Схема от трехфазных токов
Ток срабатывания защиты (отсечки) и реле:
Kотс – коэффициент отстройки
Iмах – пусковой мах. ток двигателя
kсх - коэффициент схемы
КI – коэффициент трансформации ТТ
Выбрано микроэлектронное реле тока РС40М - 5/40 и промежуточное реле РП-26 с указателем срабатывания.
Технические характеристики РС40М - 5/40
|
Диап. изм-я уставок, А |
10,0 - 41,5 |
|
Дискрет. изм-я уставок, А |
0,5 |
|
Номинальный ток, А |
25,0 |
|
Относительная погрешность выдержки времени в рабочем диапазоне температур, % , не более |
± 10 |
|
Относительная погрешность тока срабатывания в рабочем диапазоне температур, %, не более |
± 5 (± 10) |
|
Разброс тока срабатывания, % |
± 1,5 |
|
Коэффициент возврата реле, не менее |
0,8 - 0,9 |
|
Коэффициент отстройки |
1,25 |
|
Механическая износоустойчивость реле, циклов ВО |
10000 |
|
Потребляемая мощность на минимальной уставке, ВА |
0,7 - 2,5 |
|
Габаритные размеры, мм |
70x140x136 |
|
Сопротивление изоляции между входными и выходными цепями реле по ГОСТ 25071-81, ряд 3 |
- |
Коэффициент чувствительности защиты:
Для защиты двигателя при перегрузке принято МТЗ с использованием токового реле РС40, включенного на разность токов фаз.
Ток срабатывания защиты и реле при перегрузке:.
Iд.ном – ном. ток двигателя
kв - коэффициент возврата (kв=0,85)
Выбрано микроэлектронное реле тока РС40М 5/40
Согласование времени действия защиты при перегрузке с временем самозапуска двигателя:
tс.д.,tс.ф. – допустимое и фактическое времена разгона двигателя при самозапуске
tп.д. – доп. время действия защиты при перегрузке.
Выбрано реле времени с уставкой, равной 22 с.
Ток срабатывания защиты при однофазных замыканиях на землю:
kотс = 1,2÷1,3
kб = 1,5÷2 – коэффициент, учитывающий бросок емкостного тока двигателя Ic, для защиты с временем действия 1-2 с.
Емкость двигателя
kг – коэффициент учитывающий класс изоляции(kг = 40 для изоляции класса Б при t=25 С)
Sд.ном – ном. мощность двигателя
nд – частота вращения двигателя
Таким образом окончательно:
Uд.ном = 6 кВ,
Защита на двигатель от замыканий на землю не требуется согласно ПУЭ:
Напряжение срабатывания защиты двигателя при понижении напряжения выбираем таким образом, чтобы обеспечивался самозапуск других более ответственных двигателей, т.е. (0,6-0,7)Uд.ном.
Для питания реле минимального напряжения используем ТН, которые установлены в распределительных пунктах(РП) для контроля и учета электроэнергии. Считаем, что в РП установлены трансформаторы напряжения НТМИ-6.
Выбрано микропроцессорное реле максимального напряжения РН-111/280 .
Технические характеристики РН-111/280
|
Номинальное напряжение, В |
220 |
|
Частота сети, Гц |
48-52 |
|
Диапазон регулирования: - срабатывания по Umin, В - срабатывания по Umax, В - время автоматического повторного вкл., сек |
160-210 230-280 5-900 |
|
Фиксированное время срабатывания по Umax, сек |
0,5 |
|
Фиксированная задержка отключения по Umin, сек |
12 |
|
Фиксированное время срабатывания при снижении напряжения более 30 В от уставки по Umin, сек |
0,1 |
|
Фиксированное время срабатывания при повышении напряжения более 30 В от уставки по Umax, сек |
0,1 |
|
Максимальный коммутируемый ток (активной нагр.), А, не менее |
16 |
|
Точность определения порога срабатывания по U, В |
до 3 |
|
Напряжение, при котором сохраняется работоспособность, В |
400 |
|
Кратковременно допустимое Umax, сохраняющее работоспособность реле, В |
450 |
|
Гистерезис (коэффициент возврата по напряжению), не менее, В |
5-6 |
|
Диапазон рабочих температур, оС |
-35 - +40 |
|
Суммарный ток потребления от сети, мА |
до 15 |
|
Габаритные размеры, ширина*высота*глубина, мм |
52*88*65 (Три модуля типа S) |
Страницы: 1, 2
