Релейная защита

Тормозная характеристика защиты является процентной, т. е. по осям отложены относительные значения дифференциального и тормозного токов (рис. 5.4). Первый участок характеристики – горизонтальная линия – характеризуется постоянным током срабатывания Ids. В этой зоне трансформаторы тока не насыщаются, и поэтому осуществляется точное торможение. Рис. 5.4. Тормозная характеристика защитыВторой участок имеет малый наклон и малую протяженность. Здесь происходит некоторое насыщение трансформаторов тока и увеличение их погрешности. Поэтому приходится увеличивать ток срабатывания.Третий участок имеет большой наклон, по рекомендации фирм – 70%. В этой зоне происходит сильное насыщение трансформаторов тока, поэтому ток срабатывания быстро растет.Произведем расчет дифзащиты в соответствии с указаниями завода-производителя.I. Выбор датчиков тока1. Датчики тока допускают перегрузку 116%, связанную с работой РПНIn> 125,511,16=145,6 А;I’n> 13751,16=1595 А,где In, I’n – первичные номинальные токи датчиков тока, установленных на сторонах высшего и низшего напряжений трансформатора Т1 (Т2). 2. Первичные токи датчиков должны находиться в пределах;В соответствии с этими двумя ограничениями выбираем значения:ITTn1=200 А; ITTn2=2 кА.3. Считая, что бросок тока намагничивания трансформатора Т1 (Т2) составляет 10IТ1 ном, получаем пиковые значения А;кА.4. Определяем предельные кратности этих токов по отношению к токам датчиков тока;.Окончательно принимаем к установке датчики тока:- на стороне ВН: 200/1; 5Р20;- на стороне НН: 2000/1; 5Р30.Таким образом, по требованиям фирмы SheneiderElectric для дифференциальной защиты трансформатора Sepam (код ANSI87T) следует выбрать датчики тока (например, трансформаторы тока) с первичными токами 200 А и 2000 А и вторичным током 1 А. Обозначение 5Р20 означает, что датчики тока имеют погрешность 10% при предельной кратности равной 20.Настройка процентной характеристики и уставки дифференциальной отсечки1. При работе РПН относительное изменение дифференциального тока равно=%,где x = 0,16 – половина диапазона регулирования РПН.2. Минимальный ток срабатывания складывается из погрешности датчиков тока (10 %), относительного изменения дифференциального тока (19 %), погрешности реле (1 %) и запаса (5 %):Ids=10+19+1+5=35 %.Первый участок характеристики торможения – это, как известно, горизонтальная прямая – устанавливается на уровне 35 %.По рекомендации фирмы второй участок (наклонный) берется с наклоном также 35%.Третий участок характеристики также, как и второй – наклонный, он должен устанавливаться на 70%, начиная с 6In1, чтобы обеспечить надежную работу защиты при внешнем КЗ.3. Уставка дифференциальной отсечки определяется по кратности броска тока намагничивания=1769,5А3.10 Расчет защит линий W1 (W2)На воздушных линиях W1, W2 могут быть установлены следующие виды защит: - максимальная токовая (МТЗ) от междуфазных КЗ;- токовая отсечка (ТО);- максимальная токовая защита нулевой последовательности (МТЗ0).1. Рассчитываем параметры срабатывания МТЗ от междуфазных КЗТок срабатывания защиты356,72 А.Кратность тока КЗ.Время срабатывания МТЗ на выключателе Q1tQ1 = tQ3 + Δt= 3,1 + 0,3 = 3,4 с.Рассчитываем по формуле (2) коэффициент kk = 3,4 (0,339 – 0,236·1/13,14) = 1,05.Так как коэффициент k не может быть больше единицы, принимаем k=1. При этом кривая 8 (МТЗ Q1) совпадет с верхней сплошной кривой рис. 4.2. Токовая отсечка не может быть применена, т. к. линия короткая и спад тока КЗ вдоль линии незначительный: кА, кА.3. МТЗ нулевой последовательности устанавливается на выключателе Q1 и в случае заземления нейтрали трансформатора Т1 будет основной защитой линии W1 от однофазных и двухфазных КЗ на землю.Защита мгновенного действия, т. к. заземленные нейтрали других трансформаторов оказываются выше по отношению к источнику питания (в энергосистеме). Ток срабатывания защитыIсзQ1(0) = Kн · Iнбmax,где Kн = 1,3 – коэффициент надежности;Iнбmax – ток небаланса при трехфазном КЗ в месте установки защиты.Ток небаланса475 А,где Кодн= 0,5 – коэффициент однотипности трансформаторов тока;fi= 0,1 – величина погрешности по току трансформаторов тока.Величина тока срабатывания защитыIсзQ1(0) = 1,3 · 475 = 617,5 А.В заключение следует отметить, что в приведенных расчетах отсутствуют расчеты чувствительности защит. Это объясняется тем, что все защиты работают с настолько большими кратностями тока КЗ, что чувствительности получаются также значительными.4Расчет автоматики4.1 АВР на секционном выключателеПолагаем, что от ПС 110/10 кВ получают питание потребители 1-й категории. В соответствии с ПУЭ в этом случае на выключателе QB1 должно быть установлено устройство АВР.Напряжение срабатывания реле минимального напряжения, установленных на секциях 1 и 2, полагаем равным Uср min=0,4Uном. Напряжение срабатывания реле контроля напряжения на рабочем источнике, установленных на секциях 1 и 2, рассчитываем по формулеUс.р == =60 В,где Uраб.min= 0,8100 = 80 В– минимальное значение вторичного напряжения в рабочем режиме (100 В – номинальное вторичное напряжение);kв= 0,85 – коэффициент возврата; kн= 1,11,2 – коэффициент надежности.Время срабатывания АВР определяется путем отстройки от времени срабатывания защиты на выключателе Q5 (Q6)tАВР=tQ5+t=2,8 + 0,3 = 3,1 с,где Δt= 0,3 с– ступень селективности.АВР на выключателе QB2 рассчитывается аналогично.АВР на базе терминала защиты ТЭМП 2501, выполнено с функцией ВНР (восстановление нормального режима).4.2 АПВ воздушной линии и трансформатораРассмотрим АПВ воздушной линии 110 кВ на выключате6лях Q1 и Q2. АПВ трехфазное, однократного действия. Время срабатывания АПВ принимаем равным tАПВ= 2 с.АПВ трансформатора выполняется аналогично. Отличие в том, что это АПВ не должно срабатывать при действии защит от внутренних повреждений трансформатора, т. е. АПВ не должно работать после срабатывания дифзащиты (токовой отсечки) и газовой защиты трансформатора. В качестве устройства реализации АПВ линий W1 иW2 на питающей подстанции примем к установке «Блок микропроцессорный автоматического повторного включения» БМРЗ-АПВ-00-01-11 ДИВГ.648228.028 (в дальнейшем- БМРЗ) предназначенный для выполнения функций автоматики, управления, измерения и сигнализации секционных и линейныхвыключателей напряжением до220 кВ. (производство ООО НТЦ «Механотроника» г. Санкт-Петербург).В прил. В представлены схемы подключенияэлектрическая блока БМРЗ.ЗаключениеВ данной курсовой работе были рассмотрена защита и автоматика участка распределительной сети включающей:- шины 110 кВ источника питания сети;- питающие воздушные линии W1 и W2 напряжением 110 кВ;- подстанцию ПС 110/10 кВ;- трансформаторную подстанцию 10/0,4 кВ;- распределительный пункт РП-10 кВ, к шинам которого подключена ТП1 и другие потребители, получающие питание по линиям W13 и W14.Рассчитаны номинальные и максимальные рабочие тока, рассчитаны токи КЗ, рассчитаны защиты присоединений участка.В заключении стоит отметить, что использование микропроцессорных защит значительно повышает надежность систем электроснабжения (СЭС), снижает эксплуатационные затраты, позволяет оперативно обнаружить и вывести в ремонт поврежденный элемент, а также способствуют упрощению телемеханизации и диспетчеризации СЭС.Ниже представлена таблица уставок рассмотренного в данной работе участка сети.Таблица уставокПрисоединениеАппарат защитыЗащитаВремя срабатывание, сIсз, АСтупень селективности, сСВ 0,4 кВQFB1Т, ЭМ0,9800,00,11 (2) с 0,4 кВQF1 (QF2)Т, ЭМ1,01200,0Т-3 (Т-4)Q 16 (Q 17)ТО0500,00,3МТЗ1,375,0СВ РП-10 кВQB2МТЗ1,682,61 (2) с 10 кВ РП-10 кВQ 13 (Q 14)МТЗ1,9179,2W3 (W4)Q 7 (Q8)ТО0МТЗ2,2197,2СВ 10 кВ ПС 110/10QB1МТЗ2,52603,01 (2) c 10 кВQ 5 (Q6)МТЗ2,83905,0Т-1 (Т-2)Q 3 (Q4)МТЗ3,1262,6W1 (W2)Q1 (Q2)МТЗ3,4356,7МТЗ НП0,0617,5Список использованной литературыКиреева Э.А. Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем : учебник для студ. учреждений сред.проф. образования / Э.А. Киреева, С.А. Цырук. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2013. – 288 с.Комплектное устройство направленных токовых защит. ТЭМП 2501-5 Руководство по эксплуатации ГЛЦИ.656122.042-04 РЭ.Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий. –2-е изд.–М.: Интермет Инжиниринг, 2006 – 672с.Правила устройства электроустановок. 7-е издание.«Релейная защита распределительных сетей» Издание второе, переработанное и дополненное. Я. С. Гельфанд Москва. Энергоатомиздат, 1987.Руководство по эксплуатации«Блок микропроцессорный автоматического повторного включения» БМРЗ-АПВ-00-01-11 ДИВГ.648228.028 РЭ.«Релейная защита энергетических систем» Чернобровов Н. В., Семенов В. А. Энергоатомиздат, 1998.«Руководящие указания по релейной защите. Вып. 13А(Б). Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ» Составитель Т.Н. Дороднова: Энергоатомиздат 1985, - 96 с., ил.Справочник по проектированию электрических сетей. / под редакцией Д. Л. Файбисовича - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006. – 320 с.ПриложенияПриложение А. Функциональная схема устройства ТЭМП 2501Приложение Б. Структурная схема устройства ТЭМП 2501Приложение В. Схема электрическая подключения БМРЗ-АПВ-00-01-11Приложение Г. Функциональная схема алгоритма АПВ