Релейная защита и автоматика

Заключение
В курсовом проекте по дисциплине «Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения», произведён расчет релейной защиты и автоматики распределительной подстанции. Произвели расчёт токов короткого замыкания в различных точках.
Выбрали защиту воздушных и кабельных линий. Защита от многофазных замыканий выполнена двухфазной двухрелейной. На ВЛ от многофазных замыканий предусмотрена двухступенчатая МТЗ (РТ-40), первая ступень, которая выполнена в виде токовой отсечки, а вторая в виде МТЗ независимой характеристикой времени.
В качестве автоматики на однолинейной понизительной подстанции используем автоматическое повторное включение, предусмотренное на выключателях воздушных линий, которые срабатывают с некоторой выдержкой времени. Автоматическое включение рез ...

Содержание

Введение 2

1. Выбор оборудования схемы электроснабжения. Составление полной однолинейной схемы электрических соединений установки. 3

2. Расчет токов короткого замыкания 3

3. Выбор устройств защиты 3

4. Выбор автоматических устройств проектируемой установки 3

Список использованных источников 3

Введение

Системы электроснабжения являются сложными производственными объектами кибернетического типа, все элементы которых участвуют в едином производственном процессе, основными особенностями которого являются быстротечность явлений и неизбежность повреждений аварийного характера. Поэтому надёжное и экономичное функционирование систем электроснабжения возможно только при автоматическом управлении ими.
Распределительные электрические сети являются важным звеном в системе производства, передачи и потребления электрической энергии. Большое значение для надёжной работы электросетей имеет правильное выполнение и настройка устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики (РЗА) и в том числе правильный выбор рабочих параме тров срабатывания (рабочих уставок) аппаратуры РЗА.
Курсовая работа по дисциплине «Релейная защита и автоматика систем» является одной из важнейших составных частей общего курса РЗА. В процессе выполнения данной работы выбираются защиты и рассчитываются уставки для цеховых (заводских) распределительных сетей, производится согласование защит для обеспечения надёжности, максимального быстродействия и селективности.

Защита от многофазных замыканий выполнена двухфазной двухрелейной. На КЛ от многофазных замыканий предусмотрена МТЗ, первая ступень которой выполнена в виде токовой отсечки. Защита отходящих линий от однофазных замыканий на землю выполнена с использованием трансформатора тока нулевой последовательности.Выбор схем защит и типов используемых релеДля защит выбирается схема соединения трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду.Тип используемых реле тока принимается для всех защит серии РТ-80.Определение максимальных нагрузочных токов участков сетиНоминальные нагрузочные токи участков 1, 2, 3, 4, 5, 6 определяются номинальной мощностью объектов №1, №4, №2, №5:КЛ 1 (8,3 км):КЛ 2 (4 км):ВЛ 3 (8 км):КЛ 4 (4 км):Нагрузочные максимальные токи определяются по выражению:где - коэффициент, учитывающий временную допустимую перегрузку сети.Для кабельных линий .Тогда:КЛ 1 (8,3 км): КЛ 2 (4 км):КЛ 3 (8 км):КЛ 4 (4 км):Выбор трансформаторов тока защитДля защиты КЛ1 и КЛ2 выбираются трансформаторы тока типа ТПЛ-10 с коэффициентом трансформации:Для защиты КЛ3 и КЛ4 выбираются трансформаторы тока типа ТПЛ-10 с коэффициентом трансформации:Определение токов срабатывания релеКЛ 1 (8,3 км): КЛ 2 (4 км):ВЛ 3 (8 км):КЛ 4 (4 км):Выбор реле и уставок тока срабатывания релеКЛ 1 (8,3 км): – реле тока РТ – 81/2, уставка тока срабатывания реле 1 уст. р. 1 = 6 А.КЛ 2 (4 км): – реле тока РТ – 81/2, уставка тока срабатывания реле 2 уст. р. 2 = 2 А.ВЛ 3 (8 км): – реле тока РТ – 81/2, уставка тока срабатывания реле 3 уст. р. 3 = 8 А.КЛ 4 (4 км): – реле тока РТ – 81/2, уставка тока срабатывания реле 4 уст. р. 3 = 8 А.Определение токов уставок срабатывания защиты и приведение их к базисной ступени напряжения Вычисленные токи уставок срабатывания защит приводятся к базисной ступени напряжения по формуле:где: UСР=10,5 кВ 3.1.6 Согласование характеристик участков ТП2-2 , 2-3 , 1-3Т.к. схема содержит небольшое количество участков , то согласование характеристик будем производить по встречно-ступенчатому принципу. Целью согласования характеристик защит является определение минимальных допустимых уставок времени для каждой из защит при условии их селективного действия. На участке ТП1-4 , для селективного действия защиты с защитами участков 1-4 , 4-3 , устанавливаем устройство АПВ . Рисунок 4- Согласование защит по встречно-ступенчатому принципуМинимальную выдержку времени примем tмин=0,1 (с) , ступень выдержки времени примем .Из рисунка 4 видно , что при к.з. на участке 4-3 сработают защиты 5 и 6 , вместо защит 1 и 4 , т.к. у них меньше выдержки времени . Следовательно защиты 5 и 6 необходимо снабдить органом направления мощности – реле направления мощности РБМ-270. 4. Выбор автоматических устройств проектируемой установки4.1 Автоматическое повторное включение4.1.1 Условия применения устройств АПВЭффективность применения устройства АПВ определяется размером возможного народнохозяйственного ущерба, предотвращенного работой устройства АПВ за год эксплуатации. Наибольшую эффективность имеют устройства АПВ, устанавливаемые на включателях воздушных линий электропередачи, по которым осуществляется одностороннее питание нагрузки и для которых не предусмотрена автоматическая подача напряжения от резервного источника электроснабжения.Опыт эксплуатации показал высокую эффективность АПВ шин, поскольку К3 на шинах также бывают неустойчивыми. В силу указанных причин установка устройств АПВ для повторной подачи напряжения на линии, шины и трансформаторы является обязательной. Варианты устройств АПВ могут быть классифицированы следующим образом: по воздействию: на три фазы выключателя (ТАПВ) или на одну фазу (ОАПВ); по виду оборудования, на которое подается напряжение: воздушные или кабельные линии электропередачи, трансформаторы, шины, электродвигатели; по типу коммутационной аппаратуры, на которую воздействует устройство АПВ: воздушные или масляные выключатели, контакторы или магнитные пускатели, предохранители; по характеру электропитания объекта, на выключатели которого воздействует устройство АПВ: элементы энергосистемы, имеющие одностороннее или двустороннее питание, входящие в кольцевую схему или образующие одиночную транзитную связь; по кратности действия: одно или многократное АПВ (например, двух и трехкратное); по способу выполнения: механические, пневматические и электрические АПВ; по времени действия: быстродействующие АПВ (БАПВ), обеспечивающие возможность создания бестоковой паузы со временем 0,5 с и менее, и нормальные - с регулируемым временем, позволяющим обеспечить большее время бестоковой паузы; по способу контроля напряжения на повторно включаемом объекте: АПВ с контролем отсутствия или наличия напряжения; по способу проверки синхронизма при АПВ: с улавливанием синхронизма (АПВУС), несинхронное (НАПВ), в сочетании с самосинхронизацией генераторов и синхронных компенсаторов (АПВС), с контролем синхронизма и т. п. Устройства АПВ запускаются либо от релейной защиты, либо при возникновении несоответствия между положением ключа управления и положением выключателя, либо при любом отключении выключателя. В последнем случае предусматривается запрет действия устройства АПВ при отключении выключателя персоналом (дистанционно или при помощи устройств телемеханики), а также при действии релейной защиты, после которого не допускается повторное включение (например, после действия дифференциальной защиты шин или трансформаторов). При пуске устройств АПВ от релейной защиты должно быть обеспечено надежное действие устройства АПВ при кратковременной работе защиты и быстром отключении К3 выключателем.4.1.2 Расчет уставки по времени устройств АПВДля устройств АПВ производится расчет времени возврата устройства в исходное состояние из соотношения: tвоз > tр.з. + tо.в. + tзап + tв.в. + tАПВ=4,3+2+0,7+2+2,7=11,7 с где tр.з. – время действия наиболее медленной релейной защиты, отключающей выключатель; tо.в. – длительность отключения выключателя; tзап – время запаса, принимаемое равным 0,7-1,0 с; tв.в. – длительность включения выключателя; tАПВ – уставка реле времени АПВ. В качестве уставки времени АПВ принимается большая из двух величин tАПВ: tАПВ1 = tо.в.+ tг.п. + tзап=2+0,2+0,5=2,7 с ; tАПВ2 = tо.в.+ tд.с. + tзап=2+0,05+0,5=2,55 с , где tг.п. – время, необходимое для подготовки механизма привода к действию (готовность привода); tд.с.– время, необходимое для деионизации среды после погасания электрической дуги (для линий напряжением 35 кВ tд.с. принимается равным 0,07 сек, для 110-0,15 с, для 220-0,30 с, для 400-500 кВ-0,35-0,40 с); tзап – время запаса, учитывающее погрешность в определении tг.п. и tд.с., оно принимается равным 0,1-0,15 с.Выдержка времени tАПВ для линий напряжением 3-35 кВ приближенно должна быть равной 0,3-0,5 с, а для линий 110-220 кВ – 0,5-0,6 с. Необходимо иметь в ввиду, что tвоз должно быть больше или равно 8-10 с. Для устройства АПВ, схема которого содержит конденсатор, tвоз определяется по выражению: tвоз > tр.з. + tо.в. + tзап=4,3+2+0,5=6,8 с, так как конденсатор начинает заряжаться только после включения выключателя.Схемы электрических устройств АПВ с использованием реле применяются двух типов. В схемах первого типа для обеспечения однократности действия используется проскальзывающий контакт реле времени, в схемах второго типа используется разряд емкости конденсатора. Каждый из этих вариантов схем имеет свои преимущества и недостатки.