Проектирование систем РЗ и А

Задание на курсовую работу.

 

В данной курсовой работе производится выбор трансформаторов тока, трансформаторов  напряжения, устройств релейной защиты и автоматики понижающих трансформаторов  с высшим напряжением 110 кВ, защит  трансформатора трансформаторной подстанции и защит электродвигателей. Задание  на курсовую работу включает:

1) выбор оборудования схемы электроснабжения;

2) расчет токов коротких замыканий  (КЗ);   

3) выбор и обоснование мест  установки и типов устройств  релейной защиты и автоматики;

4) выбор трансформаторов тока (ТТ) и трансформаторов напряжения;

5) краткое описание принципов функционирования и схем выбранных типов устройств релейной защиты и автоматики;

6) расчет параметров срабатывания  реле и устройств релейной защиты;

7) расчет сечений соединительных  проводов между трансформаторами  тока и устройствами релейной  защиты;

8) Обоснование селективности защит  двух смежных элементов защищаемой  сети.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Задание на курсовую работу 2

Содержание 3

Исходные  данные…………..…………………………………………………………………...4

1. Выбор  оборудования схемы электроснабжения 5

    1.1.Выбор двигателей 5

    1.2 Выбор трансформаторов 5

    1.3 Выбор сечения кабеля по нагреву 6

    1.4 Выбор трансформаторов ГПП………………………………………………..…………..6

2. Расчет  токой коротких замыканий (КЗ) 7

    2.1 Схема замещения 8

    2.2 Выбор параметров схемы замещения 9

    2.3 Расчет токов КЗ…………………………………………………………………………. 12

3. Выбор  и обоснование мест установки  и типов устройств релейной  защиты

и автоматики 15

4. Выбор трансформаторов тока  и трансфотрматоров напряжения 12

    4.1 Выбор трансформаторов тока на трансформаторах ГПП 18

    4.2 Выбор трансформаторов тока на стороне ВН трансформаторов ТП 18

    4.3 Выбор трансформаторов тока включенных в нулевой провод трансформатора ТП 19

    4.4 Выбор трансформаторов тока на выводах двигателей  19

    4.5 Выбор трансформаторов тока на кабельных линиях  20

5. Расчет  параметров срабатывания реле  и устройств релейной защиты 22

    5.1 Защита понижающего трансформатора ГПП. 22

    5.2 Защита понижающего трансформатора ТП 27

    5.3 Защита линии Л3  29

    5.4 Защита асинхронных двигателей  31

6. Расчет сечения соединительных проводов между ТТ и устройствами релейной защиты ………………………………………………………….. 34                                                                                     

7. Обоснование селективности защит двух смежных элементов

защищаемой сети………………………………………………………….. 35                                                                                     

Заключение………………………………………………………………………………….... 36

Литература 37

 

Исходные  данные.

для расчета к рисунку 1 (вариант 1):                                         

Таблица 1

Мощ-ность Т1, Т2, МВ∙А

Длина линий, км

Мощность нагрузки, МВ∙А; МВт

Тип и мощность двигателей, кВт

Л1

Л2

Л3

Л4

SН1

SН2

SН3

SН4

РН1

РН2

М1

М2

М3

М4

cosφ1

cosφ2

16

1,2

1,3

0,8

0,8

2,7

2,5

1,6

1,4

0,5 0,8

0,6 0,85

асинх 400

асинх 500

синх. 800

асинх 630

Рисунок 1.

 

1. Выбор оборудования схемы электроснабжения.

1.1 Выбор двигателей

По заданной мощности двигателей (табл.1) по табл.4.1 - 4.5 [1] выбираем двигатели типа:

М1:

ДАЗО4-400Х-4У1 с параметрами:  Р_ном=400 кВт

                                                          U_ном=10 кВ

                                                             cos j_ном=0,87

                                                             h=94,2 %;

М2:

ДАЗО4-400У-4У1 с параметрами: Р_ном=500 кВт,

                                                            U_ном=10 кВ,

                                                             cos j_ном=0,87

                                                             h=94,7 %;

М3:

СДН14-49-6У3 с параметрами:     Р_ном=800 кВт

                                                         U_ном=10 кВ

                                                        cos j_ном=0,9

                                                        n_ном=1000 об/мин

                                                         h=94 %;

М4:

ДАЗО4-450Х-4У1 с параметрами:  Р_ном=630 кВт

                                                            U_ном=10 кВ

                                                             cos j_ном=0,87

                                                             h=94,7 %;

 

1.2  Выбор трансформаторов ТП

Определяем  максимальную мощность:

,

по  таблице 3.4 [1] выбираем трансформатор ТМ-1000/10 с параметрами, приведенными в таблице 2.

Таблица 2

Тип трансформатора	Напряжение обмотки, кВ		Потери, кВт		Uк ,%	Iх ,%
	ВН	НН	Рх	Рк
ТМ-1000/10	10	0,4	2,45	11	5,5	1,4

 

 

1.3 Выбор сечения кабеля по нагреву.

      Условие выбора сечения:

            

Линия Л3 и Л4.

По  таблице 7.10 [1] выбираем сечение кабеля:

,

условие выполняется для алюминиевого кабеля АСБ-25 сечением токопроводящей жилы с параметрами:

 

Линия Л1 и Л2.

Двигатель асинхронный М1: ,

Двигатель асинхронный М2:  ,

Двигатель синхронный М3:   ,

Двигатель асинхронный М4:   .

 

  так как кабельные линии Л1  Л2 могут быть выполнены пучками до 3 кабелей, рабочий утяжеленный ток делим на 3.

 выбираем сечение кабеля, таблица 7.10 [1]:

,

условие выполняется для алюминиевого кабеля АСБ-120 сечением токопроводящей жилы с параметрами:

 

4. Выбор трансформаторов ГПП.

По  данным задания мощность трансформаторов  Т1 и Т2 равна 16 МВт, поэтому выбираем по таблице 3.5 [1] трансформаторы типа ТДНС-16000/35 с параметрами, приведенными в таблице 3.

Таблица 3

Тип трансформатора	Напряжение обмотки, кВ		Потери, кВт		Uк ,%	Iх ,%
	ВН	НН	Рх	Рк
ТДНС-16000/35	36,75	10,5	17	85	10	0,7

 

 

2. Расчет токов коротких замыканий (КЗ).

Расчет токов короткого замыкания  выполняем только в непосредственной близости от защищаемых элементов. Они рассчитываются для выбора уставок защиты и для проверки чувствительности защиты.

Рассчитываем токи трехфазного короткого замыкания.

При расчете токов короткого  замыкания для защит с выдержкой  времени учитывается только ЭДС  системы и не учитываются ЭДС  высоковольтных двигателей и нагрузок. Для быстродействующих защит (токовая  отсечка) учитываем все высоковольтные ЭДС.

Для кабельных линий (особенно, если они не большого сечения) индуктивное  сопротивление х меньше активного  r, поэтому в расчетах будем учитывать и активное сопротивление r.

Расчет токов короткого замыкания будем выполнять следующим образом: при определении тока от каждого отдельного ЭДС все остальные ветви отбрасываем. Таким образом, определяем ток короткого замыкания от каждого ЭДС и результирующее значение тока равно сумме полученных значений.

Будем определять следующие токи короткого  замыкания (рисунок 2):

а) защита трансформаторов ГПП: на выводах низшего напряжения трансформаторов ГПП (точки К₁ , К₂ );

     б) защита двигателей: на сборных шинах 10 кВ, т.к. выводы двигателей подключены к СШ и защита линий Л1 и Л2 (точки К₃ и К₄);

     в) защита линий Л3, Л4 и трансформаторов ТП (точки К₅ , К₆ , К₇ , К₈).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Схема замещения

Рисунок 2. Схема замещения.

 

 

 

 

 

 

 

2. Выбор параметров схемы замещения

1) Выбираем базисные условия

,

, ,

, .

 

2) Параметры схемы замещения

Система:

Трансформаторы ГПП:

 

Линия Л1:

Линия Л2:

Линия Л3, Л4:

Нагрузка S_н1

 

 

 

Нагрузка S_н2

 

Нагрузка S_н3

Нагрузка S_н4

 

Трансформаторы ТП:

Асинхронный двигатель М1

Асинхронный двигатель М2

Синхронный двигатель М3

Асинхронный двигатель М4

 

 

Упростим  схему замещения, для этого сгруппируем  некоторые сопротивления и источники  питания.

Сгруппируем нагрузки НГ1, НГ2 и двигатели М1, М2:

Сгруппируем нагрузки НГ3, НГ4 и двигатели М3, М4:

    2.3 Рассчитываем токи короткого замыкания

К1: 

 

_{Влияние эквивалентной  ЭДС нагрузки  Еэкв6  не учитываем, т.к. она отделена от места к.з. двумя ступенями трансформации}

 

.

К2: 

 

_{Влияние эквивалентной  ЭДС нагрузки  Еэкв3 не учитываем, т.к. она отделена от места к.з. двумя ступенями трансформации}

 

.

 

К3: 

 

_{Влияние эквивалентной  ЭДС нагрузки  Еэкв6  не учитываем, т.к. она отделена от места к.з. двумя ступенями трансформации}

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К4: 

 

_{Влияние эквивалентной  ЭДС нагрузки  Еэкв3 не учитываем, т.к. она отделена от места к.з. двумя ступенями трансформации}