Расчет уставок защит участка сети напряжением 37/10.5/0.4 кВ

Министерство образования Российской Федерации

 

 

Вологодский Государственный Технический

университет

 

 

 

Кафедра Электроснабжения

 

 Дисциплина: Релейная  защита и автоматика

 систем электроснабжения

 

 

 

Курсовой проект

Расчет уставок защит участка сети напряжением 37/10.5/0.4 кВ

 

 

 

Выполнил: xxxxxxxxxxxxxx

xxxxxxxxxxxxxx                                                                                                Принял: преподаватель                                                                                                                                                               

                                                                                                      xxxxxxxxxxxxx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вологда

2000

Содержание

 

1. Техническое задание...............................…...............………………………3

2. Расчет параметров схемы  замещения и токов КЗ.

2.1 Расчет удельных сопротивлений  ЛЭП .........................….……..5

2.2 Расчет сопротивлений  трансформаторов и системы........……..6

2.3 Расчет токов К 3. ................................................…………….…...7

3. Выбор и обоснование  типа защит.

     3.1 Защита понижающих  силовых трансформаторов 10/0.4 кВ  …..8

     3.2 Защита воздушных  линий W5, W6, W7.......................………….10

             3.3 Защита силовых трансформаторов Т1 и Т2.

                    3.3.1 Расчет дифференциальной защиты……………………….12

                    3.3.2 Расчет МТЗ от внешних КЗ  для Т1 и Т2……………….…14

                    3.3.3 Расчет МТЗ от перегрузки………………………………...15

                    3.3.4 Газовая защита……………………………………………..15

             3.4 Защита силового трансформатора  Т3 .

                    3.4.1 Расчет дифференциальной защиты……………………….16

                    3.4.2 Расчет МТЗ от внешних КЗ  для Т3……………….………17

                    3.4.3 Расчет МТЗ от перегрузки…………………………………17

                    3.4.4 Газовая защита……………………………………………..18   

             3.5 Защита линии W3.

                    3.5.1 Расчет отсечки для W3…………………………………….18

                    3.5.2 Расчет МТЗ…………………………………………………18

             3.6 Защита линии W1 и W2.

                    3.6.1 Расчет отсечки для W1 и W2………………………………19

                    3.6.2 Расчет МТЗ………………………………………………….19

             3.7 Расчет устройства АПВ линий W1 и W2………………………...20

             3.8 Проверка ТТ на 10 % погрешность………………………………20

4. Приложения………………………………………………………………….22

5. Список использованной  литературы……………………………………….28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Техническое задание.

 

Мощность трёхфазного КЗ на шинах подстанции 1 – 590 МВ•А

Напряжение оперативного тока подстанции:

 

Подстанция 1 – постоянное 110 В

Подстанция 2 – постоянное 110 В

                                          Подстанция 3 – переменное.

 

Мощность трансформаторов, МВ*А:

 

  Т1 – 16

  Т2 – 16

Т3 – 6

  Т4 – 0,6

  Т5 – 0,4

  Т6 – 0,6

Длина ЛЭП, км:

 

  L1 – 10

  L2 – 10

L3 – 4

L5 – 5

L6 – 4

L7 – 6

 

Характеристики потребителей

 

Параметр	Нагрузка1	Нагрузка1	Нагрузка1	Нагрузка1	Нагрузка1
Мощность, МВ*А	4,5	4,8	3,9	4,5	4
Коэффициент самозапуска, КСЗ	2,7	2,5	1,9	2,4	1,9
Требуемая выдержка времени, сек.	0,7	0,8	1	0,9	1,1

 

 

 

Схема замещения представлена на рис. 1

 

 

Схема электроснабжения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1

 

 

 

 

 

 

2. Расчет параметров схемы замещения и токов КЗ.

2.1 Расчет удельных сопротивлений  ЛЭП.

F =

; Iраб =  ; Sw = 1,05•Sном                          ( 1 )

 

где Sном – номинальная мощность линии;

      Sw – поток мощности в линии;

      Jэк – плотность тока;

      F – площаль  сечения провода. 

 

Хо = 0,1445•lg(

) + 0,0156                                          ( 2 )    

где Хо – удельное индуктивное сопротивление линии;

      Dср – среднее геометрическое расстояние;

       Rп – радиус провода.

 

Известно, что   Dср(10 кВ) = 1100 мм; Dср(35кВ) = 3500 мм.

 

                                   R = Ro•l                                                        ( 3 )

 

где R – активное сопротивление линии;

      Ro – удельное  активное сопротивление линии;

       l – длина  линии.

 

                                   Х = Хo•l                                                        ( 4 )

 

где Х – индуктивное сопротивление линии.

 

                                   Z =                                                   ( 5 )

 

где Z – полное сопротивление линии.

 

Пример расчёта:

 

Sном 6 = 600  кВ•А;       Uном = 10,5 кВ;        jэк = 1,3 ;

Sw 6 = 1,05*600 = 630 кВ*А;  Iраб 6 = = 34,6 А;

F7 = = 26,65 мм2;  Fст = 35 мм2;   Rп = 4,2 мм;   Dср = 1100 мм2

 Хо = 0,1445•lg( ) + 0,0156 = 0,365 ; l7 = 6 км; Ro = 0,85 Ом

Х7 = 0,365•6 = 2,19 Ом;  R7 = 0,85•6 = 5,1 Ом; Z = = 5,55 Ом.

Параметры ЛЭП

Таблица № 1

Параметры	F	Fст	Ro	Xo	R	X	Z
Л1	300,4	300	0,098	0,661	0,98	6,61	6,68
Л2	218,5	240	0,121	0,378	1,21	3,78	3,97
Л3	81,9	95	0,306	0,408	1,224	1,63	2,04
Л5	71,1	95	0,306	0,335	1,53	1,68	2,27
Л6	44,4	50	0,63	0,357	2,52	1,43	2,90
Л7	26,6	35	0,85	0,365	5,1	2,19	5,55

 

2.2 Расчёт сопротивлений трансформаторов и системы.

 

RT = ; ХT = ;  Хс =  ;                           ( 6 )

 

Пример:

 

∆Pк 6 = 8000 Вт; Sном 6 = 600 кВ*А; Uном 6 = 10,5 кВ; Uк 6 = 5,5 %

RT 6 = = 2,45 Ом; ХT 6 = = 10,1 Ом;

ZТ 6 = = 10,4 Ом

 

Результаты расчёта сопротивлений трансформаторов и системы.

Таблица № 2

Параметры	RТ	XТ	ZТ
Т1	0,249	6,417	6,42
Т2	0,249	6,417	6,42
Т3	1,274	17,113	17,16
Т4	2,450	10,106	10,40
Т5	3,928	12,403	13,01
Т6	2,450	10,106	10,40
Система	0	0,108	0,11

 

Все сопротивления схемы замещения приводим к стороне 10,5 кВ

 

Хпр.л = ;  Rпр.л = ; Zпр.л = ;          ( 7 )

Хпр.т = ;  Rпр.т = ; Zпр.т = ;          ( 8 ) 

 

Результаты расчёта сопротивлений элементов схемы замещения, приведённых к стороне 10,5 кВ.

Таблица № 3

 

Параметры	Rпр	Хпр	Zпр	Параметры	Rпр	Xпр	Zпр
Л1	0,079	0,532	0,54	Т1	0,02	0,52	0,52
Л2	0,097	0,304	0,32	Т2	0,02	0,52	0,52
Л3	0,099	0,131	0,16	Т3	0,103	1,38	1,38
Л5	1,53	1,676	2,27	Т4	2,45	10,11	10,40
Л6	2,52	1,427	2,90	Т5	3,93	12,40	13,01
Л7	5,1	2,190	5,55	Т6	2,45	10,11	10,40
				Система	0	0,11	0,11

 

2.3 Расчёт токов КЗ.

                                              Iкз =  ;                              ( 9 )

Пример расчёта:

Uб = 10,5 кВ; Zсум, 1 = 0,108 Ом; Iкз. 1 = = 56,13 кА.

 

Значения токов КЗ.

Таблица № 4

Параметры	Zсум.i, Ом	КЗ max, кА	Zсум.i, Ом	КЗ min, кА	КЗ ( 2 ), кА
К1	0,108	56,13	0,108	56,13	48,61
К2	0,428	14,16	0,646	9,38	8,13
К3	0,428	14,16	0,646	9,38	8,13
К4	0,592	10,24	0,81	7,48	6,48
К5	0,972	3,07	2,19	2,77	2,40
К6	0,945	6,42	1,163	5,21	4,51
К7	0,945	6,42	1,163	5,21	4,51
К8	3,215	1,86	3,433	1,77	1,53
К9	6,111	0,99	6,329	0,96	0,83
К10	11,661	0,52	11,879	0,51	0,44
К11	13,614	0,45	13,832	0,44	0,38
К12	19,121	0,32	19,339	0,31	0,27
К13	22,06	0,27	22,272	0,27	0,24