Расчет максимальной токовой защиты с пуском по напряжению и приставкой от трёхфазных КЗ на стороне ВН и СН АТ

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Некоммерческое акционерное общество

Кафедра «Электроснабжения и возобновляемых источников энергии»

 

Курсовая работа

 

По дисциплине: Релейная защита электроэнергетических систем

Тема:     Расчет резервных защит автотрансформатора 220 /110 кВ

Специальность: 5В071800 – Электроэнергетика

Выполнила:   Жамаш А.Е.

Группа:          РЗАк-14-4

Номер зачетки: 1 54144

Принял:         Агимов Т.Н.

 

_________ _________ “____”___________________ 2018 г.

  (оценка)          (подпись)

 

Алматы, 2018

Содержание

1	Задание к расчетно-графической работе	3
2	Методичекие указания	5
	2.1 Расчет максимальной токовой защиты обратной последовательности на стороне ВН	8
	2.2 Расчет максимальной токовой защиты с пуском по напряжению и приставкой от трехфазных КЗ на стороне ВН и СН АТ	9
	2.3 Расчет комбинированной максимальной токовой защиты на стороне НН	1
3	Максимальная защита автотрансформатора от перегрузки	1
4	Токовая защита нулевой последовательности автотрансформаторов от КЗ на землю	1
	Приложение А	1
	Приложение Б	1
	Приложение В	1
	Приложение Г Приложение Д Приложение Е	1 2 2
	Список литературы	2

 

 

                                                            

                                                             

                                                                                                                          

 

 

Задание к расчетно-графической работе

 

1.1 Определить перечень резервных защит, устанавливаемых на автотрансформаторах, согласно руководящим указаниям по РЗ вып.13А,           13Б /3,4/.

1.2 Рассчитать необходимые токи КЗ в конце смежных линий и на сторонах СН и НН АТ в максимальном и минимальных режимах с учетом положения РПН на крайней отрицательной ступени напряжения при U _{к. мин} и положительной ступени при U _{к. макс.} с учетом максимального и минимального режимов энергосистемы.

1.3 Рассчитать напряжение обратной последовательности при двухфазном КЗ в минимальном режиме с учетом положения РПН в конце смежных линий стороны СН.

1.4 Рассчитать ток нулевой последовательности при однофазном КЗ в конце смежных линий на стороне СН АТ в максимальном и минимальных режимах по п.4.5

1.5 Рассчитать уставки:

а) токовой защиты обратной последовательности АТ (защита присоединяется к трансформаторам тока, встроенным во вводы высшего                                                    

напряжения автотрансформаторов и к трансформатору напряжения, установленному на стороне ВН);                                           

 б)максимальной токовой защиты с минимальным пуском по напряжению (защита присоединяется к трансформаторам тока, встроенным во вводы высшего напряжения автотрансформаторов и к трансформатору напряжения, установленному на стороне ВН);                        

в) максимальной токовой защиты автотрансформатора с комбинированным пуском по напряжению (защита присоединяется к трансформаторам тока, встроенным во вводы низшего напряжения АТ и к трансформатору напряжения, установленному на стороне НН АТ.                       

г) МТЗ АТ от перегрузки со всех сторон АТ;  

д) защиту от замыканий на землю на стороне СН АТ (110кВ).

Все расчеты уставок выполнять только в первичных величинах.

 

 

Таблица 1 – Исходные данные

 

Тип автотрансформатора	АТДТЦН – 200000000/220/110	Длина линий W1, км	150
Номинальная мощность АТ, МВА	200	Длина линий W2, км	70
ВН АТ, кВ	220	Длина линий W3, км	90
СН АТ, кВ	110	Напряжение ВН Uвн, кВ	230
НН АТ, кВ	10	Напряжение СН Uсн, кВ	121
Е”М ; Ф		Напряжение НН Uнн, кВ	11
S” кз мин	0,9*103	Uср.вн, %	32
S” кз макс	1,4*103	Uср.cн, %	20
Sмакс нагр в обмотке ВН АТ, МВА	215	Uср.вc, %	11
Sмакс нагр в обмотке НН АТ, МВА	20	Umin cн, %	21,5
Х1уд. для линий W1, W2, W3.	0,4	Umin вс, %	19,4
Х0уд. для одиночной линии	1,23	Umax вс, %	6,7
		Umax cн, %	21,2

 

 

Рисунок 1 – Схема защищаемого трансформатора

                                                   

Методические указания

Резервные защиты от внешних междуфазных КЗ на AT.                               

На трехобмоточных понижающих AT вкачестве резервных защит от внешних междуфазных КЗ применяются: на сторо­не НН - МТЗ с комбинированным пуском напряжения; на сто­роне ВН AT 220/110/6-10-35 кВ - НТЗ и МТЗ ОП, а также МТЗ с пуском по напряжению от трехфазных КЗ; на сторонах ВН и СН AT 220/110/6-10-35 кВ и 500/220/10 кВ - ДЗ. Максимальная токовая РЗ с комбинированным пуском на­пряженияна стороне НН AT присоединяется к ТТ, встроенным в его выводы. С первой выдержкой времени РЗ должна дей­ствовать на отключение выключателя НН, а со второй - на от­ключение всего AT.

Токовая РЗ ОПустанавливается на стороне ВН и питается от ТТ, встроенных во втулки ВН AT. Релейная защита выполня­ется направленной в сторону ВН в предположении, что выдерж­ки времени резервных РЗ НЭП ВН меньше выдержек времени резервных РЗ ЛЭП СН. Как направленная, РЗ действует с пер­вой выдержкой времени, большей выдержек времени резерв­ных РЗ ЛЭП ВН, на отключение шиносоединительного или секционного выключателей (при их наличии), со второй - на отключение выключателя ВН AT и с третьей - на выходные промежуточные реле AT. В обход РНМ, как ненаправленная, РЗ действует с первой выдержкой времени - на отключение шиносоединительного и секционного выключателей СН, со второй - на отключение выключателя СН AT и с третьей - на выходные промежуточные реле РЗ AT. Направленная токовая РЗ ОП выполняется с использова­нием фильтра-реле тока РТФ-8 и РНМ ОП типа РМОП-2М. В дополнение к МТЗ ОП для действия при трехфазных КЗ предусматривается МТЗ с пуском минимально­го напряжения в однофазном исполнении. 

Для составления схемы замещения вычисляются сопротивления сторон автотрансформатора. Сопротивления обмоток автотрансформатора (в зависимости от положения переключателя РПН) определяются для минимального и максимального значений регулируемого напряжения. Предварительно выбираются из таблицы соответствующие напряжения U_к данного типа автотрансформатора: U_{к ВН сред} , U_{к СН мин} , U_{к СН сред} , U_{к СН макс} , U_{к ВС макс} , U_{к ВС сред} , U_{к Вс мин}          по которым находятся напряжения U_к   соответствующих обмоток в зависимости от положения переключателя РПН.

U_{к В мин} = 0,5 (U_{к ВН сред} + U_{к ВС мин} - U_{к СН мин} ),

U_{к С мин} = 0,5 (U_{к ВС мин} + U_{к СН мин} - U_{к ВН сред} ),

U_{к Н мин} = 0,5 (U_{к ВН сред}  + U_{к СН мин} - U_{к ВС мин} ).

   Для расчета U_{к В макс ,}U_{к С макс} ,U_{к Н макс} в формулы подставляются       U_{к ВС макс}, U_{к СН макс.}  Результаты расчетов U_к и соответствующие им сопротивления сводятся в таблицу 2.

       

Напряжение U_{к мин}, %:

U_{к В мин} = 0,5 (32 + 19,4– 21,5) = 14,95

U_{к С мин} = 0,5 (19,4+ 21,5 - 32) = 4,45

U_{к Н мин} = 0,5 (32+21,5-19,4) = 17,05

Напряжение U_{к сред}, %:

U_{к В сред} = 0,5 (32+11-20) = 11,5

U_{к С сред} = 0,5 (11+20-32) = 0

U_{к Н сред} = 0,5 (32+20-11) = 20,5

Напряжение U_{к макс}, %:

U_{к В макс} = 0,5 (32+6,7-21,2) = 8,5

U_{к С макс} = 0,5 (6,7+21,2-32) =0

U_{к Н макс} = 0,5 (32+21,2-6,7) = 23,25

 

 Таблица 2 – Результаты расчетов U_к и соответствующие им сопротивления

Обмотки автотрансформатора	Высшего напряжения			Среднего напряжения			Низкого напряжения
Положение РПН	мин	сред	макс	мин	сред	макс	мин	сред	макс
Напряжение короткого замыкания, %	14,95	11,5	8,5	4,45	0	0	17,05	20,5	23,25
Сопротивление обмотки , приведенное к Uср, ном	39,55	30,68	22,67	11,873	0	0	45,49	54,69	62

 

Расчетные выражения для определения приведенных значений сопротивлений.

Для энергосистемы X_с =  (для S_{к мин}  и S_{к макс} – в минимальном и максимальном режимах энергосистемы), принимаем кВ:

X_{с макс} = = Ом

X_{с мин} = = Ом

Для трансформаторов X_B , X_{С ,} X_Н ; X =  , U_К для X_B, X_С, X_Н берется из таблицы для трех положений РПН.

 

кВ

 

 

ВН:                       X_{в мин} = Ом

X_{в сред} = Ом

X_{в макс} = Ом

СН:                       X_{с мин} = Ом

                              X_{с сред} = Ом

                              X_{с макс} = Ом

НН:                       X_{н мин} = Ом

X_{н сред} = Ом

X_{н макс} = Ом

Для ЛЭП X=

Для одиночной линии Х_оуд

 

 

Примечание: с целью упрощения расчетов соротивление обмотки среднего напряжения во всех положениях РПН принимается равным нулю.

Ом

Ом

Ом

 

   2.1 Расчет максимальной токовой защиты обратной последовательности на стороне ВН

   Расчетным для выбора первичного тока срабатывания защиты яв­ляется согласование с защитами линий сети СН по току обратной после­довательности, эквивалентному уставкам срабатывания защит линий.

Для принятых исходных данных расчетным является КЗ в конце наибо­лее короткой линии с уставкой срабатывания

z^II_с..з.= k_чz_л=1,25z_л

Ток обратной последовательности, протекающий через автотрансформатор, находится в условиях, когда защита, с которой производится согласование, находится на грани срабатывания

                        ,      

где k_ток=I_2ат/I_2л=1     

А

Ток срабатывания защиты автотрансформатора определяется по

I_с.з.=k_отс I_{2ат.расч,} k_отс = 1,1

I_с.з=1,1 264,455=290,9 А                                

    Определяется чувствительность защиты при двухфазном КЗ в расчетных режимах:

  а) КЗ в конце наиболее длинной линии при параллельной работе ав­тотрансформаторов на стороне СН:

k_ч=I⁽²⁾_2ат/I_2с.з.ат

где

А

k_ч=133,412/290,9=0,456

                                 

б) КЗ на шинах СН при параллельной работе автотрансформаторов:

k_ч=I⁽²⁾_2атСН/I_2с.з.ат

где    ;

А

k_ч=455,186/290,9=1,5647

в) КЗ на шинах НН при раздельной работе в минимальном режиме

k_ч=I⁽²⁾_2атНН/I_2с.з.ат

где

А

k_ч=2,145/290,9=0,00737

 

Расчет максимальной токовой защиты с пуском по напряжению и приставкой от трёхфазных КЗ на стороне ВН и СН АТ

 Применим блокировку по напряжению со сторон ВН и комбинированную максимальной токовой защиты на стороне ВН и СН трансформатора. В этом случае ток срабатывания защиты оп­ределяется по формуле

I_с.з.=(k_отс/k_в)∙I_ном, где k_отс = 1,2, k_в = 0,85

 

А,

 

I_с.з.=(1,2/0,85)∙574,866=811,576 А

Чувствительность защиты определяется при КЗ в конце зоны резервирования, т.е. при КЗ в конце смежной линии на стороне СН АТ.                                 

k_ч=I⁽²⁾_к.мин/I_с.з

k_ч=405,897/811,576=0,5

Ток трёхфазного КЗ в конце наиболее длинной линии при параллельной работе ав­тотрансформаторов на стороне СН   

                                                                           

                                                                              

        

                                                                                 А

 

 

I⁽²⁾_к.мин = 0,87∙ I⁽³⁾_к.мин  = 0,87∙466,548=405,897 A

Напряжение срабатывания органа блокировки с приставкой для действия при симметричных КЗ определим приближенно по выражению

U_c.з.≤U_с.мин/к_в

U_c.з.≤ 154/1,2=128,3

U_{c.з .}≤ 128,38 кВ

где к_в=1,2 – коэффициент возврата для реле минимального напряжения;

U_с.мин – минимальное междуфазное напряжение в условиях самозапуска при восстановлении напряжения (U_с.мин=0,7×U_ном=154 кВ).

Чувствительность блокирующих органов проверяется при КЗ на приемных сторонах трансформатора, куда и подключены блокирующие реле, т.е. U⁽³⁾_к.защ=0.

Тогда к_чU=U_с.з./0 ≥ 1,5

---

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 428; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!