Курсовая работа (т): Проект устройств релейной защиты и автоматики электрооборудования трансформаторных подстанций

 - номинальный ток двигателя.

б) Ток срабатывания реле по формуле (4):

где  - для двухфазной двухрелейной схемы защиты.

 - коэффициент трансформации трансформатора тока (ЭД №1, ячейка №5)

в) Выдержка времени РЗ от перегрузки выбирается из условия надежного несрабатывания защиты при пуске и самозапуске:

 (13)

где k_зап - коэффициент запаса, принимаемый равным 1,3;

 - время пуска для асинхронного двигателя, принимаем  (Время пуска асинхронных электродвигателей обычно составляет 10-15 с. [6])

релейный защита автоматика подстанция

3.3 Защита от замыканий на землю в обмотке статора

Защита от замыканий на землю реагирует на емкостный ток сети и выполняется с помощью одного токового реле, которое подключается к трансформатору тока нулевой последовательности (ТТНП), установленному на кабеле, питающем двигатель. Дополнительно устанавливаем трансформатор тока ТЗЛМ-600 на ввод двигателя.

а) Первичный ток срабатывания защиты, выбирается из условия отстройки защиты от броска емкостного тока при внешнем замыкании на землю:

 (14)

где  - собственный емкостный ток электродвигателя;

- коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,2-1,3;

- коэффициент, учитывающий бросок емкостного тока электродвигателя при внешних перемежающихся замыканиях на землю. Для РЗ, действующей без выдержки времени, значение этого коэффициента принимается равным 3-4.

б) Собственный емкостный ток электродвигателя (емкостной ток присоединения):

 (15)

где - емкостной ток замыкания на землю двигателя;

- емкостной ток соединительного кабеля.

в) Емкостной ток замыкания на землю двигателя:

 (16)

при

где - номинальная мощность электродвигателя, МВА;

г) Емкостной ток соединительного кабеля:

 (17)

где - линейное напряжение, кВ;

 - суммарная длина кабелей в цепи двигателя, км;

.4 Защита минимального напряжения

Защита минимального напряжения устанавливается на электродвигателях, которые необходимо отключать при понижении напряжения для обеспечения самозапуска ответственных электродвигателей, а также электродвигателей, самозапуск которых при восстановлении напряжения недопустим по условиям техники безопасности или особенностям технологического процесса. ЗМН имеет двухступенчатую независимую характеристику с выдержками времени.

а) Первая ступень - обеспечение самозапуска остающихся электродвигателей. Она действует на часть двигателей (малоответственных). Уставка выбирается по условиям обеспечения возврата при восстановлении напряжения после отключения коротких замыканий защитой, а так же предотвращение отключения двигателя при коротких замыканиях.

 (18)

где  - напряжение сети, В.

Выдержка времени первой ступени отстраивается от времени действия защит отходящих линий (двигателей) и обычно равна по времени защите питающего ввода:

б) 2 ступень используется для отключения остальных двигателей, если напряжение недостаточно для запуска двигателей, или по технологическим условиям самозапуск уже нецелесообразен.

Уставка по напряжению равна напряжению, при котором двигатель уже не может развернуться:

 (19)

Выдержка времени второй ступени определяется технологическими условиями работы механизмов агрегата и равна по времени:

Расчет защиты двигателя №2 ведется аналогично. Результаты расчетов сведены в таблицу №5.

Таблица 5

Защита двигателей

4. ЗАЩИТА СЕКЦИОННОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ СМВ-6 КВ

В качестве защиты применим максимально токовую защиту (МТЗ), т.к. есть нижестоящие защиты нам необходимо отстраиваться от них. Ток срабатывания защиты выбран наибольшим из с.ш.-6кВ №1.

Данную защиту обеспечим с помощью БМРЗ-103-СВ-01.

Согласование защит по чувствительности производится таким образом, чтобы предыдущая защита не срабатывала, если не работает последующая:

а) Ток срабатывания защиты  (20):

где  − коэффициент надёжности согласования. Значение данного коэффициента зависит от типа токовых реле и принимаются 1,1 (при согласовании МПС РЗиА между собой и с реле РТ-40);

 − коэффициент токораспределения, при одном источнике питания равен 1;

 − наибольший ток срабатывания максимальных токовых защит параллельно работающих предыдущих элементов n;

 − сумма максимальных значений рабочих токов на данной секции шин, за исключением тех, с защитами которых производится согласование (n).

б) Коэффициент чувствительности защиты по формуле (3):

где  - ток минимального двухфазного К.З. в точке К5, А.

Коэффициент чувствительности для основных защит (МТЗ) по требованиям ПУЭ должен удовлетворять условию . Данная защита соответствует этому требованию.

в) Ток срабатывания реле по формуле (4):

где -коэффициент схемы: - при соединении обмоток звездой;

 - коэффициент трансформации трансформатора тока (ячейка 12).

г) Время срабатывания МТЗ отстраиваем от максимума времен срабатывания защит фидеров по формуле (8):

где сек - ступень селективности для микропроц-ных защит БМРЗ.

- наибольшая выдержка времени предыдущей защиты.

5. ЗАЩИТА ВВОДОВ-6КВ

В качестве защиты применим максимально токовую защиту (МТЗ), т.к. есть нижестоящие защиты нам необходимо отстраиваться от них (от СМВ-6 кВ).

Данную защиту обеспечим с помощью БМРЗ-103-ВВ.

Согласование защит по чувствительности производится таким образом, чтобы предыдущая защита не срабатывала, если не работает последующая:

а) Ток срабатывания защиты ввода-6кВ №1 (20):

где  − коэффициент надёжности согласования.

 − коэффициент токораспределения, при одном источнике питания равен 1;

 − сумма максимальных значений рабочих токов на секции шин к которой присоединен ввод, за исключением тех, с защитами которых производится согласование (n).

б) Коэффициент чувствительности защиты по формуле (3):

где  - ток минимального двухфазного К.З. в точке К5, А.

Коэффициент чувствительности для основных защит (МТЗ) по требованиям ПУЭ должен удовлетворять условию . Данная защита соответствует этому требованию.

в) Ток срабатывания реле по формуле (4):

где -коэффициент схемы: - при соединении обмоток звездой;

 - коэффициент трансформации трансформатора тока (ячейка 6).

г) Время срабатывания МТЗ отстраиваем от времени срабатывания защиты СМВ-6кВ по формуле (8):

где - ступень селективности для микропроцессорных защит БМРЗ.

- наибольшая выдержка времени предыдущей защиты.

6. ЗАЩИТА ПС 35/6 КВ

.1 Защита силовых трансформаторов ПС 35/6 кВ

Для защиты трансформатора ТДТН-10000/110/35/6 предусматриваются следующие защиты, согласно ПУЭ:

Газовая защита от повреждений внутри кожуха, сопровождающихся выделением газа, и от понижения уровня масла для трансформаторов мощностью 6,3 МВ·А и более;

Для защиты от повреждений на выводах, а также от внутренних повреждений дифференциальная токовая защита (ДТЗ) без выдержки времени на трансформаторах мощностью 6,3 МВ·А и более;

На трансформаторах мощностью 1 МВ·А и более в качестве защиты от токов в обмотках, обусловленных внешними многофазными КЗ, на понижающих трансформаторах - максимальная токовая защита с комбинированным пуском напряжения или без него;

На трансформаторах мощностью 0,4 МВ·А и более в зависимости от вероятности и значения возможной перегрузки следует предусматривать максимальную токовую защиту от токов, обусловленных перегрузкой, с действием на сигнал.

Блок микропроцессорный релейной защиты трансформатора дифференциальный БМРЗ-ТД предназначен для дифференциальной защиты двухобмоточных и трехобмоточных трансформаторов.

БМРЗ-ТД новейшая отечественная разработка в области релейной защиты, соединяющая хорошо зарекомендовавшие себя принципы работы реле ДЗТ-21 и новейшую элементную базу и технологию.

Блок БМРЗ-ТД может использоваться в качестве основной защиты в панелях защиты трансформаторов и автотрансформаторов совместно с резервными защитами и устройствами автоматики, выполненными на электромеханической, аналоговой или цифровой элементной базе любых производителей.

Поскольку силовые трансформаторы Т-1 и Т-2, а так же их трансформаторы тока одинаковы, то расчет ДЗТ производим один раз.

Параметры защищаемого трансформатора ТДТН-10000/110/35/6:

·    S_ном = 10 МВА

·        U_{ном ВН/СН} = 110/35 кВ

·        U_{ном ВН/НН} = 110/6 кВ

·        РПН -  на стороне 110 кВ.

Таблица 8

Параметры трансформатора

Возможная неодинаковость модулей и фаз токов в плечах защиты из-за разных групп соединения обмоток защищаемого трансформатора устраняется в самом реле.

Расчет производится по предложенной методике расчета уставок БМРЗ [7]

.2 Дифференциальная токовая защита трансформатора

Расчет уставок защиты проводится в относительных величинах. За базисное значение принимается номинальный ток стороны ВН силового трансформатора.

) Относительное значение начального дифференциального тока срабатывания I_{дзт.нач} определяется по выражению: