Релейная защита и автоматика трансформатора и линии - Курсовая работа

Содержание

Перечень условных обозначений 6

Введение 7

1 Выбор принципов релейной защиты и автоматики 8

2 Расчет уставок релейной защиты и автоматики 10

2.1 Защита линии 10 кВ 10

2.2 Защита трансформатора 14

2.2.1 Дифференциальная защита 14

2.2.2 Газовая защита 20

2.2.3 Резервная защита 21

2.3 Защита линии 35 кВ 22

2.4 Выбор выдержек времени МТЗ 26

3 Автоматическое повторное включение 27

3.1 Однократное трехфазное АПВ линий с односторонним

питанием 27

4 Автоматическая частотная разгрузка 29

4.1 Автоматическая частотная разгрузка первой категории

(АЧР-I) 29

4.2 Автоматическая частотная разгрузка второй категории

(АЧР-II) 30

Заключение 31

Библиографический список 32

Введение (выдержка)

Любые электрические системы должны быть надёжными, эко-номичными, удобными и безопасными в эксплуатации и обеспечивать потребителей электроэнергией требуемого качества. Большую роль в выполнении этих требований играют устройства релейной защиты и автома-тики.

Проектирование релейной защиты и автоматики представляет собой сложный процесс выработки и принятия решений по выбору принципов вы-полнения релейной защиты. Также решаются вопросы эффективного функционирования устройств релейной защиты и автоматики всех элементов защищаемой схемы, начиная с выбора видов и расчёта уставок проектируемых устройств и кончая правильным их подключением к цепям оперативного тока и к трансформаторам тока и напряжения.

Выполняя курсовой проект по курсу «Релейная защита и автоматика», студент закрепляет полученные знания, а также получает практические навыки проектирования РЗиА, которые необходимы для дальнейшего успешного выполнения курсовых и дипломного проектов.

Основная часть (выдержка)

2.2.1 Дифференциальная защита

Первичный номинальный ток трансформатора находится по формуле [1]:

, (13)

где – номинальная мощность трансформатора, кВА;

– напряжение соответственно высокой и низкой сторон.

Расчетный коэффициент трансформации трансформаторов тока находится по формуле [1]:

(14)

где – коэффициент схемы согласно таблице 1.

По расчетному коэффициенту трансформации выбирается ближайший больший стандартный коэффициент трансформации nТА.у.

Вторичный ток в плечах защиты находится по формуле [1]:

. (15)

Выбор коэффициентов трансформации трансформаторов тока сведен в таблицу 1.

Таблица 1 – Выбор коэффициентов трансформации трансформаторов тока

Величины Формула Результат

ВН НН

Первичный номинальный ток трансфор-матора, А I1 в формуле 13 103,9 346,4

Схема соединения трансформатора тока Δ Y

Коэффициент схемы kсх

Расчетный коэффициент трансформации nТА.р в фор-муле 14 180/5 346/5

Установленный коэффициент трансфор-мации nТА.у боль-ший 200/5 400/5

Вторичные токи в плечах защиты, А I2 в формуле 15 4,5 4,33

Ток срабатывания защиты [1]:

, (16)

где – первичный номинальный ток трансформатора, А.

Проведем предварительную проверку на чувствительность [1]:

, (17)

Расчет дифференциальной защиты проводим на базе реле ДЗТ – 13. Допустим, что ток I’ = Iс.з. Определим, сколько витков нужно установить на пути тока I’ , чтобы реле находилось на грани срабатывания [1].

, (18)

где – коэффициент схемы на стороне ВН;

– установленный коэффициент трансформации на стороне ВН.

Намагничивающая сила F = 100 А виток

, (19)

Определим сколько витков должен встретить ток I’’ при внешнем коротком замыкании (в точке К4), чтобы обеспечивалось не срабатывание реле.

, (20)

Рассчитаем ток небаланса [1]:

, (21)

где – первая составляющая тока небаланса, обусловленная неидентичностью характеристик намагничивания трансформаторов тока;

– вторая составляющая тока небаланса, появляющаяся при неравенстве вторичных токов в плечах защиты;

– третья составляющая тока небаланса, обусловленная несоответ-ствием расчетных чисел витков обмоток быстронасыщающегося трансформатора установленным.

Первая составляющая тока небаланса определяется по формуле:

, (22)

где – коэффициент характеризующий однотипность трансформаторов тока, принимается равным 0,5;

– коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей в переходном режиме, принимается равным 1;

– полная погрешность трансформаторов тока, принимается равной 0,1;

А.

Вторая составляющая тока небаланса

, (23)

где – процент регулирования РПН.

А.

Третья составляющая тока небаланса

, (24)

А.

Суммарный ток небаланса равен:

А.

Выберем число витков тормозной обмотки [1]:

, (25)

Окончательная проверка на чувствительность. Определим ток срабатывания реле:

, (26)

, (27)

Проверим эффективность и срабатывание реле. Определим вторичные токи в плечах защиты при внешнем коротком замыкании [1].

, (28)

А,

, (29)

А.

Намагничивающая сила срабатывания реле [3]:

, (30)

, (31)

Заключение (выдержка)

При выполнении курсового проекта по дисциплине «Релейная защита электроэнергетических систем» были закреплены полученные знания, а также приобретены практические навыки проектирования РЗиА.

В курсовом проекте были рассчитаны токи короткого замыкания для двух расчетных режимов работы сети; выбраны основные виды защит (МТЗ, ТО, и др.) для всех защищаемых элементов; были рассчитаны уставки срабатывания защит и реле.

Литература

1 Алексеев, В.С. Реле защиты / В.С. Алексеев и [др.]. – М.: Энергия, 2006. – 464 с.

2 Барыбин, Ю.Г. Справочник по проектированию электроснабжения / Ю. Г. Барыбина и [др.]. – М: Энергоатомиздат, 2010. – 576 с.

3 Козлов, А.Н. Релейная защита и автоматика / А.Н. Козлов. – Благове-щенск: АмГУ, 2012. – 98 с.

4 Козлов, А.Н. Релейная зашита и автоматика электрических систем / А.Н. Козлов, В.А. Козлов, Ю.В. Мясоедов. – Благовещенск: АмГУ, 2013. – 158 с.

5 Неклепаев, Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования / Б. Н. Неклепаев, И.П. Крючков. – М.: Энергоатомиздат, 2009. – 608 с.

6 Федоров, А.А. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий / А.А. Федоров, Л.Е. Старкова. – М.: Энергоатомиздат, 2007. – 368 с.

Примечания

Архив работы содержит пояснительную записку, чертеж защит трансформатора и линий, а также расчет в программе Mathcad 14.0