Релейна защита на електрозахранващата система
Значението на релейната защита и автоматизацията на системата за осигуряване на надеждна, икономична работа на потребителите на електрическа енергия. Избор на токов трансформатор. Разработване на проста система за защита на фрагмент от захранващата система от основните видове повреди.
Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу
Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.
Хоствано на http://www.allbest.ru/
Електроснабдителните системи са сложни производствени съоръжения, всички елементи на които участват в един производствен процес, основните специфични характеристики са скоростта на явленията и неизбежността на аварийни повреди. Следователно надеждното функциониране на системата за захранване е възможно само при автоматично управление на тях. За тази цел се използват комплекти автомати, сред които основно значение имат устройствата за релейна защита и автоматика.
Нарастването на потреблението на електроенергия и усложняването на системите за захранване изискват непрекъснато подобряване на тези устройства. Съществува тенденция за създаване на автоматизирани системи за управление, базирани на използването на цифрови универсални и специализирани компютри. В същото време широко се използват и прости средства за защита и автоматизация: предпазители, автоматични превключватели, магнитни стартери, релета с директно действие, токови трансформатори и др. Най-често срещаните са токова защита, автоматични устройства за повторно включване, автоматично включване на резервен източник на захранване, автоматично честотно разтоварване и др., използвани в инсталации с ключове, оборудвани с товарни ипружинни задвижвания.
Значението на релейната защита и автоматизацията на системата за осигуряване на надеждна и икономична работа на потребителите на електрическа енергия е много голямо. Необходимо е да се вземе предвид удобството на последващата работа на проектираното оборудване, надеждността на работата му, цената и възможността за използване на стандартни решения.
В тази статия са изчислени защити за различни елементи на електрическата система.
При избора на защитни и превключващи устройства се предпочитат полупроводникови или микропроцесорни устройства.
Целта на работата е да се разработи проста и надеждна система за защита на фрагмент от захранващата система от основните видове повреди. Задачите се решават с помощта на методи и методи за изчисление. Предложените решения са "класически" и намират широко приложение в съществуващите възли на електроенергийната система.
1 Избор на прекъсвачи
1.1 Избор на изходяща машина QF3
Максималният работен ток на изходящата връзка се определя като 0,4 kV, въз основа на Kload = 0,63 и от факта, че токът на най-натоварената линия е равен на 50 процента от целия товар на трансформатора
Според условията [1, с. 404], за термични освобождавания на автомати от серия VA: kzap=1. Къде се изчислява номиналният ток на термичното освобождаване
В съответствие с условието
където е паспортната стойност на номиналния ток на освобождаването на прекъсвача
Съгласно таблица 2.7 [2] е избран прекъсвач BA51-37 с комбинирано (термомагнитно) двустепенно освобождаване. Номинален ток на машината: Iном.a=400A; номинален ток на термичното освобождаване: Irc.nom=320 A.
Кратност на действие на първата степен на защита (изключване) по отношение на Irc.nom:
Кратност на действие на третата степен на защитапо отношение на Irc.nom
Времето за реакция на третата степен на защита при протичане на ток на претоварване I=6* (Фигура 2.6 [2]) не се регулира и е равно на 8 s.
1.2 Избор на секционатор QF2
Максималният работен ток се определя въз основа на пълното натоварване на една шинна секция:
Според условията [1, с. 404], за микропроцесорни издания на автоматични машини от серията MPT5 от серията Electron: kzap = 1,1 (10% грешка при работа, обявена от фабриката). Откъдето номиналният ток на освобождаването, изчислен съгласно (2):
В съответствие с условие (3), съгласно таблица 1 [3], ние приемаме електронен прекъсвач E06S Electron с микропроцесорно тристепенно освобождаване MRT5, произведено от завода Kontaktor. Номинален ток на машината: Iном.a=800 A; номиналният ток на термичното освобождаване е равен на:
Irc.nom=kreg* Inom.a; (7)
където kreg=0,8 - настройка на номиналния ток на освобождаването, кратно на номиналния ток на машината.
Ток на изключване на трета степен на защита съгласно (4):
Избира се настройката на времето на MPT освобождаването за ток на претоварване, равен на 6 пъти номиналния ток на освобождаването:
Работният ток на втора степен на защита - прекъсване на тока със закъснение се разстройва от допустимия ток на претоварване:
Условие за избор на зададена точка:
където е коефициентът на отстройка от токовете на претоварване за освобождаването на микропроцесора [1, p. 406].
Стандартната множественост се избира от редица настройки, като се вземе предвид изискването за координация със защитната характеристика на долния етап:
където е настройката за действие на втората степен на защита, кратно на k.
Времезакъснението на втората степен на защита се избира от редица настройки, равни на:
Токът на изключване на прекъсване на тока без времезакъснение (първата степен на защита) не се регулира ивзето равно на
Максималното време за реакция на текущото прекъсване, според производителя, не надвишава
1.3 Избор на въвеждаща машина QF1
Максималният работен ток се определя въз основа на условието за дългосрочно захранване на две шинни секции, когато един от трансформаторите на подстанцията е изключен
Инсталацията приема автоматичен прекъсвач от серията Electron съгласно таблици 1, 2 [3] от завода Kontaktor с освобождаване на микропроцесор MPT5. Избира се автоматът и се изчислява характеристиката по изрази (7)-(10) подобно на автомата QF2.
Ключ E25S е избран с Iном.a=1600 A; номиналният ток на термичното освобождаване е равен на (7):
където kreg=0,85 настройка на номиналния ток на освобождаването, кратно на номиналния ток на машината.
Кратност на действие на третата степен на защита съгласно (4):
Настройката за време на работа на трета степен на защита при I=6*Irc.nom:
Допустим ток на претоварване съгласно (8):
където \u003d 3 - настройката за работа на втория етап на защита в кратно на k.
Времезакъснението на втората степен на защита се избира от редица настройки, равни на:
1.4 Проверка на чувствителността на прекъсвачите QF1 и QF2
Чувствителността се оценява, като се използва текущата стойност на метално еднофазно късо съединение зад трансформатора, намалена към страната на НН, съгласно [4, стр.31, (11)]
където фазовото напрежение на мрежата е 0,4 kV;
съпротивлението на трансформатор 630 kVA, намалено към страната на НН за свързване на намотка звезда / звезда със заземен неутрал, съгласно табл. 3[5].
За QF2 по подобен начин:
1.5 Избор на предпазител F.
Изборът на стопяема вложка се извършва от условието:
където е номиналният ток на трансформатора за страната на ВН:
Според каталога [5], стр.20, предпазителят PKT, произведен от Курския завод за електроуреди, е избран с
Време на изгаряне на предпазителя при двуфазен ток на късо съединение в точката на монтаж (K5):
определени от кривите на задействане на предпазителя, дадени в [5]. Според каталожните криви времето за изгаряне не надвишава 0,01 s.
2 Изчисляване на защити на кабелни линии W6
2.1 Изчисляване на двустепенна защита от късо съединение
Защитата на кабелната линия срещу късо съединение се извършва на пълнопроводни (статични) двуфазни релета за свръхток от серията RS80M2, произведени от групата компании Energointegratsia. [7] Консумирана мощност на реле е 1,5 VA на фаза. Релетата не изискват допълнително захранване.
2.1.1 Изчисляване на параметрите на работа на първа степен на защита - изключване на тока
Работният ток на прекъсване се отклонява от максималния външен ток на късо съединение:
Коефициентът на безопасност се приема за 1,1 съгласно [6, p. 40] за цифрови релета от гамата .
За оценка на чувствителността се използва стойността на минималния (двуфазен) ток на късо съединение на мястото на защитната инсталация:
Тъй като изискваната чувствителност не е изпълнена, съгласно [1, стр.220], е допустимо да се намали тока на задействане на прекъсване, тъй като защитаваната линия е радиална и захранва един трансформатор. Позволявайки защитата да работи в случай на повреда в трансформатора, работният ток на прекъсване се отклонява от максималния ток на късо съединение зад трансформатора (точка К6). Като се вземе предвид намаляването на тока на късо съединение в точка K6 до страната на 10 kV, получаваме:
Като се има предвид осигуряването на необходимото ниво на чувствителност, ние приемаме работния ток на първия етап на защита:
В случай на разстройване на тока на изключване на защитата от тока на късо съединение зад трансформатора, чувствителността се оценяваза минимален ток на късо съединение в края на защитаваната линия - точка К5, съгласно [1, c.221], като коефициентът на чувствителност трябва да бъде най-малко 1,5:
Зоната на задействане на прекъсване се оценява с помощта на графиката на промяната на тока на късо съединение по линията W6:
Защитната зона на линията W6 надвишава минимума, необходим за прекъсване съгласно [1] 20% от дължината (вижте графичната част, Фигура 5).
2.1.2 Изчисляване на работните параметри на втората степен на защита - МТЗ
Максималният работен ток на кабелната линия, намален до страната 10 kV, се изчислява въз основа на натоварването на два трансформатора, като се вземе предвид коефициентът на натоварване съгласно формулата (11):
Работният ток на втория етап се настройва по формулата:
където съгласно [6, c.16] за статични релета:
коефициентът на безопасност в случай на повреда се приема равен на 1,15;
Проверка на чувствителността на втория етап на защита в основния и резервния режим на работа:
За да осигурим необходимата селективност с предпазител и при запазване на необходимата чувствителност на свръхтоковата защита, ние увеличаваме тока на работа при свръхток:
Работният ток накрая се приема за по-малък от по-малката от двете стойности:
Време за реакция на MTZ:
където е максималното време за реакция на най-близката защита надолу по веригата, в този случай времето за изгаряне на предпазителя F.
2.2 Избор на токов трансформатор
Максимален ток на късо съединение на мястото на токовия трансформатор:
Максимален работен ток на мястото на токовия трансформатор:
Приет за монтаж е токов трансформатор от типа ТОЛ-10-200 / 5, произведен от Свердловския завод за токови трансформатори OJSC [8].
номинален първичен ток:
номинален вторичен ток:
номинален вторичен товар:
действителен вторичен товар (едно реле PC80M2): 1,5 VA
номинален граничен коефициент на вторичната намотка за защита от клас 10P с вторичен товар от 3VA [8, таблица A1]: .