Курсовая с практикой на тему Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем

Содержание:

Задание 3

Список сокращений 4

Введение 5

1 Расчет токов короткого замыкания 6

1.1 Общие положения по расчету токов короткого замыкания 6

1.2 Расчет токов КЗ для схемы электроснабжения 8

2 Релейная защита отходящих линий 15

2.1 Нормативные требования к релейной защите электрических сетей и электроустановок 15

2.2 Общие сведения о релейной защите отходящих линий 19

2.3 Максимальная токовая защита отходящих линий 22

2.4 Токовая отсечка отходящих воздушных линий 26

Список литературы 31

Введение:

Защита всех элементов системы электроснабжения (генераторов, трансформаторов, линий электропередач (ЛЭП), сборных шин, электродвигателей и тд.) от аварийных и ненормальных режимов выполняется в соответствии с требованиями Правил устройств электроустановок (ПУЭ). Вид применяемых защит зависит от класса напряжения электрической сети, величины мощности электрооборудования, режима работы нейтрали, требований по быстродействию и ряду других особенностей.

Анализ рабочих и аварийных режимов дает возможность правильно выбрать, рассчитать и оценить поведение релейной защиты и автоматики элементов электрической системы в аварийных и ненормальных режимах.

Основные назначения релейной защиты:

1. выявление места КЗ и быстрое отключение поврежденного участка от неповрежденной части;

2. выявление нарушений нормального режима работы и подача предупредительных сигналов или проведение операций для восстановления нормального режима;

3. релейная защита осуществляет связь с автоматикой (АПВ, АВР, АЧР и т.д)

Основные требования, предъявляемые к релейной защите:

1. селективность – способность отключать только поврежденный участок;

2. быстродействие;

3. чувствительность – необходима для реагирования на отклонения от нормального режима;

4. резервирование;

5. надежность – защита должна безотказно работать при КЗ в пределах установленной для нее зоны и не должна срабатывать в режимах, при которых ее работа не предусматривается.

 

Фрагмент текста работы:

Расчет токов короткого замыкания

1.1 Общие положения по расчету токов короткого замыкания

Короткое замыкание (КЗ) – это такое замыкание, при котором токи в месте замыкания и в ближайших точках сети резко увеличиваются, превышая длительно допустимые значения.

Основными причинами возникновения КЗ являются:

старение изоляции;

ошибки персонала;

посторонние предметы;

атмосферные явления.

Главная причина – большой ток.

Основными последствиями являются:

термическое воздействие;

электродинамическое воздействие;

глубокое снижение напряжения в сети.

Расчет токов короткого замыкания (ТКЗ) в данном курсовом проекте необходим для выбора средств релейной защиты и автоматики.

В практических задачах вводятся допущения, упрощающие расчеты, обеспечивая приемлемую точность:

1) короткое замыкание наступает в такой момент, при котором ТКЗ максимален;

2) все элементы короткозамкнутой цепи симметричны. Нарушение симметрии может происходить только в месте КЗ;

3) расчетное напряжение каждой ступени трансформации принимается на 5 % выше номинального напряжения сети потребителя;

4) не учитывается насыщение магнитных систем трансформаторов, генераторов, электродвигателей, что позволяет считать постоянными и независящими от тока индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи;

5) не учитываются намагничивающие токи трансформаторов ПС;

6) в схемах электроустановок напряжением выше 1 кВ при x / r > 3 (кроме кабельных линий, у которых соотношение x /r > 3) активным сопротивлением можно пренебречь;

7) сопротивление места КЗ принимается равным нулю, КЗ считается металлическим.

Методика расчета токов короткого замыкания. В курсовой работе принят следующий порядок расчета ТКЗ:

1) на расчетной схеме намечаются точки КЗ. В соответствии с расчетной схемой составляется схема замещения. Схема участка сети, непосредственно примыкающего к месту КЗ, рассматривается в таком виде, когда по защищаемому коммутационным аппаратом элементу проходит максимальный ТКЗ. Наиболее опасным будет ТКЗ на шинах 6–10 кВ после того, когда один из трансформаторов ПС отключен действием релейной защиты и автоматики или выведен в ремонт. Наибольший ток КЗ проходит по оставшейся в работе линии и трансформатору;

2) схема замещения приводится к наиболее простому виду. Согласно принятым допущениям в схемах замещения для сетей напряжением выше 1 кВ (кроме кабельных линий) оставляются только индуктивные сопротивления.

Преобразование схемы замещения к наиболее простому виду сводится к тому, чтобы каждый источник питания был связан с местом КЗ через одно результирующее сопротивление;

3) по закону Ома определить периодическую составляющую ТКЗ, затем ударный ток;

4) расчет параметров режима и системы в относительных единицах позволяет в случаях, когда точки КЗ находятся на разных ступенях трансформации существенно упростить аналитические преобразования и придать им общий характер. Расчеты ТКЗ для схем СЭС с несколькими уровнями напряжения (выше 1 кВ) удобно проводить в относительных единицах.

Для СЭС базисными условиями являются базисные мощность S_б напряжение U_б, ток I_б и сопротивление X_б. Обычно задаются базисной мощностью S_б, и базисным напряжением U_б. Выбранные базисные величины служат для измерения не только полных значений параметров, но и их активных, индуктивных и полных составляющих.

За базисную мощность S_б можно принять значение 1000 MBA (соизмеримое с данными мощности КЗ S_кз энергосистемы). За базисное напряжение U_б принимается среднее напряжение в точке КЗ. Хотя выбор базисных условий в общем случае достаточно субъективен и один и тот же параметр может принимать различные числовые значения, окончательный результат расчета ТКЗ не зависит от выбора базисных условий.

1.2 Расчет токов КЗ для схемы электроснабжения

В соответствии с Указаниями по расчету токов короткого замыкания принят следующий порядок расчета.

1) На основе схемы заданной электроснабжения составить упрощенную расчетную схему (рисунок 2) и указать необходимые для расчета точки КЗ.

Рисунок 2 – Упрощенная расчетная схема СЭС для определения токов КЗ

2) В соответствии с упрощенной расчетной схемой (рисунок 3) составить схему замещения.