Xreferat.ru » Рефераты по физике » Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии

КОСТРОМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

Факультет электрификации и автоматизации сельского хозяйства

Кафедра “ Электроснабжение "


Курсовая работа

По дисциплине “Релейная защита”


Выполнил:

студент 4 курса 6 группы

факультета электрификации

и автоматизации с.-х.

Цветков Д.М.

Принял:

Смирнов Л.А.

Содержание


Введение

1. Исходные данные

2. Расчет токов короткого замыкания

2.1 Определение сопротивлений элементов сети

2.2 Определение токов КЗ

2.2.1 Расчет токов к. з. в точке К1

2.2.2 Расчет токов к. з. в точке К2

2.2.3 Расчет токов к. з. в точке К3

2.2.4 Расчет токов к. з. в точке К4

2.2.5 Расчет токов к. з. в точке К5

2.2.6 Расчет токов к. з. в точке К6

3. Выбор комплектных трансформаторных подстанций и распределительных устройств

3.1 Из [Л2 - 532] выбираем КТП - 630 – 2500

3.2 Номинальный ток трансформатора на стороне 10 кВ равен

3.3 Номинальный ток трансформатора на стороне 0.4 кВ определяем по формуле

4. Выбор устройств РЗ и А для элементов системы электроснабжения

4.1 Составляем разнесённую схему релейной защиты

5. Расчет параметров релейной защиты

5.1 Рассчитываем МТЗ и отсечку выполненную на реле РТ-85

5.2 Принимаем схему МТЗ не полная звезда с реле типа РТ85 на переменном оперативном токе

5.3 Определяем ток уставки реле РТ85/1

5.4 Рассчитаем ток срабатывания отсечки

5.5 Определяем коэффициент чувствительности отсечки

6. Расчет селективности действия защит

7. Выбор и описание работы устройства АРВ

Список использованной литературы

Введение


При проектировании и эксплуатации любой электроэнергетической системы приходится считаться с возможностью возникновения в ней повреждений и ненормальных режимов работы. Наиболее распространёнными и в то же время опасными видами повреждений являются короткие замыкания. Одним из основных видов ненормальных режимов работы являются перегрузки.

Повреждения и ненормальные режимы работы могут приводить к возникновению в системе аварий, под которыми обычно понимаются вынужденные нарушения нормальной работы всей системы или её части, сопровождающиеся определённым недоотпуском энергии потребителям, недопустимым ухудшением её качества или разрушением основного оборудования.

Предотвращение возникновения аварий или их развитие при повреждениях в электрической части энергосистемы может быть обеспечено путем быстрого отключения повреждённого элемента, для этого применяется релейная защита и автоматика.

Основным назначением РЗ является автоматическое отключение повреждённого элемента (как правило кз) от остальной, неповреждённой части системы при помощи выключателей. Таким образом, она является одним из видов противоаварийной автоматики систем. Важность этого вида автоматики определяется тем, что без неё вообще невозможна бесперебойная работа электроэнергетических установок.

1. Исходные данные


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии

Рис.1. Исходная схема для расчета.


Объектом проектирования является кабельная линия 10 кВ.

Сеть 0.4 кВ имеет длину L=250 м и выполнена проводом А70

Установлен автоматический ввод резерва (АВР) на низшем напряжении.

Коэф. загрузки трансформаторов подстанций = 1.

Коэф. загрузки линий =0.8

Линия 0.4 загружена на 25% от мощности ТП.

Коэф. мощности =0.8 для всех видов потребителей.


2. Расчет токов короткого замыкания


Составляем схему замещения для расчета токов короткого замыкания.


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии

Рис 2. Схема замещения.

2.1 Определение сопротивлений элементов сети


Определяем сопротивление генератора №1.


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; (2.1)


где: Xd -сверхпереходное сопротивление генератора; принимаем равным 0,125 Ом, согласно задания.

Uн - номинальное напряжение, принимаем 10 кВ.

Sн - номинальная мощность генератора


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Ом


Определяем сопротивление генератора №2.


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; (2.2)

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Ом


Определяем полное сопротивление генератора:


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии (2.3)

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Ом


Определяем сопротивление линии 10 кВ.


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линииРасчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Ом

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Ом

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Ом


где: R0 - активное сопротивление линии, [Л9 - 75]

для проводника АС-120 принимаем R010 = 0.25 Ом/км

X0 - индуктивное сопротивление линии, [Л9 - 75]

для проводника АС-120 принимаем X010 = 0.38 Ом/км

L10 - длина линии 10 кВ, км


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Ом

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Ом

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Ом


Так как имеем две воздушные линии 10кВ с одинаковым сечением и длины, следовательно, их сопротивления равны. Данные линии соединены параллельно, то их можно представить в виде результирующего сопротивления Zл10.


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Ом


Таблица 1. Технические данные реактора.

Тип реактора Длительно допустимый ток при естественном охлаждении, А Номинальное напряжение, кВ
РБ 10-630-1.0У3 630 10

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линииОпределяем сопротивление реактора


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Ом


где: Xр% - относительное сопротивление реактора; Xр = 6% - согласно задания;

Iнр - номинальный ток реактора, кА; Iнр = 0.63 кА согласно задания;

Uср - среднее напряжение линии,


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; Ом


Определяем сопротивление кабельной линии.

Индуктивное сопротивление на 1 км кабеля мало зависит от сечения и для кабелей напряжением 10 кВ Х0 можно принять 0,08 Ом/км [Л1 стр.185]. Активное сопротивление для кабеля сечением 150 мм принимаем равным R0 =0.194 Ом/км [Л2 стр.185]


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; Ом, Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; Ом

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Ом, Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Ом

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Ом

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; Ом


Определяем сопротивление трансформатора.


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии;


где: Uk% - напряжение короткого замыкания трансформатора,%

Uk = 5.5% - -согласно заданию.

Sном. т - номинальная мощность трансформатора, кВА


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; Ом


Определяем активное сопротивление трансформатора:


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; Ом


Таблица 2. Каталоговые данные трансформатора.


Тип


Sном,

кВА

Uном,

кВА

DР,

кВт

Uкз,

%

Iхх,

%

Сх. и гр. соед. обм.


ВН НН хх кз


ТМН-2500/10 2500 10 0.4 4.6 23.5 5.5 1 Д/Ун-11

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; Ом


Определяем индуктивное сопротивление трансформатора:


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Ом

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Ом


Определяем сопротивление линии 0.4 кВ.


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линииРасчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Ом, Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Ом

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Ом


где: R0 - активное сопротивление линии, [Л9 - 75]

для проводника А-35 принимаем R0 = 0.85 Ом/км

X0 - индуктивное сопротивление линии, [Л9 - 75]

для проводника А-35 принимаем X0 = 0.35 Ом/км

L0,4 - длина линии 0,4 кВ, км


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; Ом

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; Ом

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; Ом


Составляем схему замещения с учетом выполненных упрощений.


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии


2.2 Определение токов КЗ


2.2.1 Расчет токов к. з. в точке К1


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии

Рис.3. Схема замещения для расчета КЗ в т. К1


Определяем полное сопротивление до точки К1


Z1=Zг+Zвл10

Zп1=0.92+0.00008=0.92008 Ом


Ток трёхфазного к. з. в т. К1., равен:


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии, кА


Ток двухфазного к. з. в т. К1., равен:


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии, Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии, кА


2.2.2 Расчет токов к. з. в точке К2


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии

Рис.4. Схема замещения для расчета КЗ в т. К2


Определяем полное сопротивление до точки К2


Zп2=Zп1+Zр

Zп2=0.9201+0.55=1.47 Ом


Ток трёхфазного к. з. в т. К2. равен:


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии кА


Ток двухфазного к. з. в т. К2., равен:


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии кА


2.2.3 Расчет токов к. з. в точке К3


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии

Рис.5. Схема замещения для расчета КЗ в т. К3.


Определяем полное сопротивление до точки К3


Zп3=Zп2+Zкл, Zп3=1.47+0.314=1.784 Ом


Ток трёхфазного к. з. в т. К3. равен:


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии, кА


Ток двухфазного к. з. в т. К3., равен:


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии, кА


2.2.4 Расчет токов к. з. в точке К4


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии

Рис.6. Схема замещения для расчета КЗ в т. К4.


Для расчета токов КЗ в именованных единицах сопротивление всех элементов расчетной схемы приводим к той ступени напряжения на которой вычисляется ток КЗ. Приведение осуществляется через квадрат коэффициента трансформации.

Определяем приведенное сопротивление трансформатора


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии;

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; Ом


Определяем приведенное сопротивление КЛ.


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; Ом


Определяем приведенное сопротивление реактора


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии;

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; Ом


Определяем приведенное сопротивление линии 10 кВ по формуле


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; Ом


Определяем приведенное сопротивление генератора


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии;

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; Ом


Определяем полное приведенное сопротивление до т. К4.


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии;

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; Ом


Рассчитываем Iкз (3) в точке К4., по формуле


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линииРасчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии;

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; кА


Рассчитываем Iкз (2) в точке К4., по формуле


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линииРасчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; кА


2.2.5 Расчет токов к. з. в точке К5


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии

Рис.7. Схема замещения для расчета КЗ в т. К5.


Находим полное сопротивление до т. К5


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линииОм


Рассчитываем Iкз (3) в точке К5 Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии;

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; кА


Рассчитываем Iкз (2) в точке К4., по формуле (3.5)


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линииРасчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии;

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии; кА


2.2.6 Расчет токов к. з. в точке К6


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии

Рис.8. Схема замещения для расчета КЗ в т. К6.


Определяем номинальный ток двигателя


Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии (А)


По допустимому нагреву принимаем кабель сечением 16 Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии [Л5-табл 1.3.16].

X0 - индуктивное сопротивление линии, принимаем равным 0.08 Ом/км [Л9 - 75]

R0 =Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии активное сопротивление линии

Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии-удельная проводимость провода, для алюминия Расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты и автоматики для кабельной линии=32