Общая характеристика защищаемого объекта

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1.1. Курсовая работа включает в себя два независимых контрольных задания. Цель работы - закрепить знания, полученные студентами при изучении следующих тем:

-   токовые защиты от междуфазных коротких замыканий линий электропередачи напряжением 6-35 кВ с односторонним питанием (контрольное задание №1);

-   защиты понижающих трансформаторов и автотрансформаторов, а также использование этих знаний для проведения конкретных расчетов (контрольное задание №2).

1.2. Выполнение заданий курсовой работы необходимо начинать с ознакомления с литературой по соответствующей теме в целях изучения принципов выполнения защит и условий обеспечения их функционирования. Для выполнения контрольного задания №2 можно рекомендовать [1, 2, 3, 4].

В данных методических указаниях рассмотрены вопросы выполнения защит понижающих трансформаторов напряжением 35-220 кВ (контрольное задание №2).

1.3. Курсовая работа должна быть оформлена в виде расчетно- пояснительной записки с указанием необходимых сведений об авторе, номера варианта и содержания контрольных заданий.

1.4. Расчеты рекомендуется проводить в последовательности, используемой в данных методических указаниях. При этом обязательной является табличная форма представления этих расчетов.

1.5. Все расчеты должны сопровождаться необходимыми пояснениями, обоснованиями и выводами (по результатам расчетов).

1.6. Отдельные этапы расчетов должны выделяться четкими заголовками и подзаголовками.

1.7. Принципиальные схемы защит рекомендуется выполнить на миллиметровой бумаге. Для составления схемы защиты трансформаторов можно воспользоваться [3, 5] или [6].

1.8. Принципиальные схемы должны сопровождаться текстовыми пояснениями. Параметры принципиальных схем, приведенные в текстовых пояснениях, должны соответствовать принятым при расчетах.

1.9. Особое внимание должно быть обращено на аккуратность оформления работ и соблюдение требований ГОСТ.

 

 

УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ № 2 КУРСОВОЙ РАБОТЫ

2.1. Контрольное задание №2

На однотрансформаторной подстанции установлен двухобмоточный трансформатор Т1 с односторонним питанием. Трансформатор подключен к питающей линии напряжением 110 кВ через отделитель QR. Со стороны обмотки высшего напряжения установлен короткозамыкатель QN. Схема подстанции приведена на рис. 2.1.

Необходимо выбрать и рассчитать защиты трансформатора. В соответствии с расчетами составляются принципиальные схемы включения реле защит.

Рис. 2.1. Схема однотрансформаторной понизительной подстанции

Исходные данные для расчета защит трансформатора

2.2.1. Исходные данные, необходимые для проведения расчета защит трансформатора, приведены в табл. 2.1 в соответствии с номером варианта.

Студенты заочного факультета определяют номер варианта задания по двум последним цифрам номера своего студенческого билета. Если номер билета оканчивается на числа от 00 до 40, то берется соответствующий номер варианта из табл.- 2.1. Когда номер билета оканчивается на числа 41-80 или 81-99, то для определения номера своего варианта следует вычесть из указанных чисел 40 или 80 соответственно (например, 55 -40 = 15 вариант, или 88 - 80 = 8 вариант).

2.2.2. В табл. 2.1 приведены следующие исходные данные:

-   тип трансформатора;

-   номинальная мощность трансформатора; 

 

 

Таблица 2.1. Исходные данные для расчета уставок защит трансформатора

№ Вар.	Тип трансформатора	Мощность трансформатора, кВА	Uн ном, кВ	Iкз макс, А	Iкз мин, А
00	ТРДН	40000	6,3	650	550
01	ТДН	10000	6,6	500	420
02	ТДН	16000	6,6	550	420
03	ТДН	10000	11	600	470
04	ТДН	16000	11	650	540
05	ТРДН	25000	6,3	700	610
06	ТРДН	40000	6,3	750	680
07	ТРДН	25000	10,5	800	740
08	ТРДН	40000	10,5	820	720
09	ТДН	10000	6,6	510	410
10	ТДН	16000	6,6	540	420
11	ТДН	10000	11	580	460
12	ТДН	16000	11	640	520
13	ТРДН	25000	6,3	680	600
14	ТРДН	40000	6,3	730	650
15	ТРДН	25000	10,5	7800	710
16	ТРДН	40000	10,5	810	690
17	ТДН	10000	6,6	480	410
18	ТДН	16000	6,6	520	430
19	ТДН	10000	11	570	490
20	ТДН	16000	11	620	540
21	ТРДН	25000	6,3	740	640
22	ТРДН	40000	6,3	790	680
23	ТРДН	25000	10,5	810	700
24	ТРДН	40000	10,5	890	780
25	ТДН	16000	6,6	650	590
26	ТДН	10000	6,6	700	640
27	ТДН	16000	11	530	460
28	ТРДН	25000	10,5	760	660
29	ТРДН	40000	10,5	770	670
30	ТРДН	25000	10,5	570	500
31	ТДН	10000	6,6	600	530
32	ТДН	16000	6,6	710	640
33	ТДН	10000	11	800	720
34	ТДН	16000	6,6	760	660
35	ТДН	10000	11	720	600
36	ТДН	16000	11	680	580
37	ТРДН	25000	6,3	620	540
38	ТРДН	40000	6,3	560	490
39	ТДН	16000	6,6	650	590
40	ТДН	10000	6,6	610	520

-   U_н.ном - номинальное напряжение обмотки низшего напряжения (НН) трансформатора;.

-   I_{кз.макс}- максимальный ток, проходящий через защищаемый трансформатор при расчетном внешнем трехфазном металлическом коротком замыкании (КЗ) в максимальном режиме питающей системы;

-   I_кз.мин - ток трехфазного КЗ на выводах обмотки низшего напряжения в минимальном режиме источника питания.

2.2.3. Предполагается, что у трансформатора типа ТРДН расщепленные обмотки низшего напряжения соединены параллельно.

2.2.4. Номинальное напряжение обмотки высшего напряжения (ВН) всех трансформаторов (табл. 2.1) U_в.ном =115 кВ.

2.2.5. Диапазон регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) - AU= ±12 %.

2.2.6. Группа соединения обмоток трансформатора - Y/Δ -11 с глухозаземленной нейтралью.        

2.2.7. Трансформаторы тока установлены со сторон обмоток высшего и низшего напряжений трансформатора.

2.2.8. Защита трансформатора выполняется на переменном оперативном токе.

2.2.9. На стороне низшего напряжения трансформатора установлен выключатель типа ВМП-10 с приводом ПП-61.

2.2.10.   Выдержки времени защит, установленных на отходящих линиях 10,5 кВ, не превышают 1 с.

2.2.11.   Значение коэффициентов, используемых при расчете защит трансформатора:

1) - коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей в токе КЗ;

2) - коэффициент однотипности трансформаторов тока;

3) e=0,1 - относительное значение полной погрешности транс-форматоров тока, соответствующее установившемуся режиму КЗ;

4) Δt = 0,5 с - ступень селективности;

5) - коэффициент самозапуска заторможенных электродвигателей нагрузки.

2.2.12.   Чувствительность защиты от внешних КЗ оценивать только к КЗ на шинах низшего напряжения (основное действие) в связи с тем, что оценивать чувствительность к КЗ в конце линий 10,5 кВ (резервное действие) не представляется возможным, т.к. не задана длина линий. 

 

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ №2 КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Задание

 

Выбрать и рассчитать уставки защит трансформатора, установленного на однотрансформаторной подстанции, схема которой изображена на рис. 2.1.

Расчеты следует выполнять в соответствии с рекомендациями [4, 8]. Составить принципиальные схемы защит трансформатора.

 

Исходные данные для расчета

 

3.2.1.     Схема подстанции выполняется без выключателя со стороны высшего напряжения.

3.2.2.     Схема защиты может выполняться:

-   на переменном оперативном токе с использованием схемы с дешунтированием отключающих электромагнитов привода выключателя;

-   на постоянном оперативном токе.

3.2.3.     Выключатель со стороны низшего напряжения установлен- типа ВМП-6 с приводом типа ПП-61.

3.2.4.     Тип защищаемого трансформатора ТДН-16000/110.

Номинальное (среднее) напряжение обмотки высшего напряжения - 115 кВ.

Номинальное напряжение обмотки низшего напряжения - 6,6 кВ.

Диапазон регулирования напряжения +/- 16%.

3.2.5.     Максимальный ток трехфазного короткого замыкания (КЗ) на шинах низшего напряжения (приведенный к напряжению 115 кВ) - 840 А.

Минимальный ток трехфазного КЗ на выводах обмотки низшего напряжения (приведенный к напряжению 115 кВ) - 670 А.

3.2.6.     Выдержки времени защит, установленных на отходящих линиях 6 кВ, не превышают 1 с.

3.2.7.     При расчетах принять, что коэффициент самозапуска электродвигателей нагрузки составляет 2,5.

3.2.8.     Учитывая, что длины отходящих линий 6 кВ не заданы, оценку чувствительности защиты трансформатора от внешних КЗ (максимальная токовая защита с пуском или без пуска по напряжению), выполняющей также функцию основной защиты шин 6 кВ, допускается осуществлять только при КЗ на шинах (без расчета чувствительности к КЗ в конце зоны дальнего резервирования).

Расчет защиты от перегрузки

3.9.1.Защита от перегрузки выполняется с помощью одного реле тока (РТ-40), подключаемого вместе с реле тока максимальной токовой защиты к ТТ, установленным со стороны выводов высшего напряжения, и реле времени. Защита действует на сигнал.

3.9.2. Расчет уставок защиты от перегрузки приведен в табл. 3.6.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Андреев, В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения / В.А. Андреев. 4-е изд. Перераб. И доп. – М.: Высш. шк., 2006. – 639 с.: ил.

2. Федосеев, A.M. Релейная защита электроэнергетических систем: учеб. для вузов. / A.M. Федосеев, М.А. Федосеев. - 2-е изд., перераб. и доп. – M.: Энергоатомиздат, 1992. - 528 с.

3. Чернобровов, Н.В. Релейная защита энергетических систем / RB. Чернобровов, В.А. Семенов - М: Энергоатомиздат, 1998. - 800 с.

4. Шабад, М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей / М.А. Шабад. - 4-е изд. перераб. и доп. - СПб.: ПЭИПК, 2003. - 350 с.': ил.

5. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Электрооборудование и автоматизация / под ред. А.А. Федорова и Г.В. Сербинского. - 2-е изд. - М.: Энергоиздат, 1981. - 624 с. -

6. Руководящие указания по релейной защите. Выпуск 13А. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110 - 500 кВ: Схемы. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 112 с.

7. Правила устройства электроустановок. Минэнерго СССР. - 6-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 648 с.

8. Руководящие указания по релейной защите.Выпуск 13Б. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110- 500 кВ: Расчеты. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 96 с.

 

 

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1.1. Курсовая работа включает в себя два независимых контрольных задания. Цель работы - закрепить знания, полученные студентами при изучении следующих тем:

-   токовые защиты от междуфазных коротких замыканий линий электропередачи напряжением 6-35 кВ с односторонним питанием (контрольное задание №1);

-   защиты понижающих трансформаторов и автотрансформаторов, а также использование этих знаний для проведения конкретных расчетов (контрольное задание №2).

1.2. Выполнение заданий курсовой работы необходимо начинать с ознакомления с литературой по соответствующей теме в целях изучения принципов выполнения защит и условий обеспечения их функционирования. Для выполнения контрольного задания №2 можно рекомендовать [1, 2, 3, 4].

В данных методических указаниях рассмотрены вопросы выполнения защит понижающих трансформаторов напряжением 35-220 кВ (контрольное задание №2).

1.3. Курсовая работа должна быть оформлена в виде расчетно- пояснительной записки с указанием необходимых сведений об авторе, номера варианта и содержания контрольных заданий.

1.4. Расчеты рекомендуется проводить в последовательности, используемой в данных методических указаниях. При этом обязательной является табличная форма представления этих расчетов.

1.5. Все расчеты должны сопровождаться необходимыми пояснениями, обоснованиями и выводами (по результатам расчетов).

1.6. Отдельные этапы расчетов должны выделяться четкими заголовками и подзаголовками.

1.7. Принципиальные схемы защит рекомендуется выполнить на миллиметровой бумаге. Для составления схемы защиты трансформаторов можно воспользоваться [3, 5] или [6].

1.8. Принципиальные схемы должны сопровождаться текстовыми пояснениями. Параметры принципиальных схем, приведенные в текстовых пояснениях, должны соответствовать принятым при расчетах.

1.9. Особое внимание должно быть обращено на аккуратность оформления работ и соблюдение требований ГОСТ.

 

 

УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ № 2 КУРСОВОЙ РАБОТЫ

2.1. Контрольное задание №2

На однотрансформаторной подстанции установлен двухобмоточный трансформатор Т1 с односторонним питанием. Трансформатор подключен к питающей линии напряжением 110 кВ через отделитель QR. Со стороны обмотки высшего напряжения установлен короткозамыкатель QN. Схема подстанции приведена на рис. 2.1.

Необходимо выбрать и рассчитать защиты трансформатора. В соответствии с расчетами составляются принципиальные схемы включения реле защит.

Рис. 2.1. Схема однотрансформаторной понизительной подстанции

Исходные данные для расчета защит трансформатора

2.2.1. Исходные данные, необходимые для проведения расчета защит трансформатора, приведены в табл. 2.1 в соответствии с номером варианта.

Студенты заочного факультета определяют номер варианта задания по двум последним цифрам номера своего студенческого билета. Если номер билета оканчивается на числа от 00 до 40, то берется соответствующий номер варианта из табл.- 2.1. Когда номер билета оканчивается на числа 41-80 или 81-99, то для определения номера своего варианта следует вычесть из указанных чисел 40 или 80 соответственно (например, 55 -40 = 15 вариант, или 88 - 80 = 8 вариант).

2.2.2. В табл. 2.1 приведены следующие исходные данные:

-   тип трансформатора;

-   номинальная мощность трансформатора; 

 

 

Таблица 2.1. Исходные данные для расчета уставок защит трансформатора

№ Вар.	Тип трансформатора	Мощность трансформатора, кВА	Uн ном, кВ	Iкз макс, А	Iкз мин, А
00	ТРДН	40000	6,3	650	550
01	ТДН	10000	6,6	500	420
02	ТДН	16000	6,6	550	420
03	ТДН	10000	11	600	470
04	ТДН	16000	11	650	540
05	ТРДН	25000	6,3	700	610
06	ТРДН	40000	6,3	750	680
07	ТРДН	25000	10,5	800	740
08	ТРДН	40000	10,5	820	720
09	ТДН	10000	6,6	510	410
10	ТДН	16000	6,6	540	420
11	ТДН	10000	11	580	460
12	ТДН	16000	11	640	520
13	ТРДН	25000	6,3	680	600
14	ТРДН	40000	6,3	730	650
15	ТРДН	25000	10,5	7800	710
16	ТРДН	40000	10,5	810	690
17	ТДН	10000	6,6	480	410
18	ТДН	16000	6,6	520	430
19	ТДН	10000	11	570	490
20	ТДН	16000	11	620	540
21	ТРДН	25000	6,3	740	640
22	ТРДН	40000	6,3	790	680
23	ТРДН	25000	10,5	810	700
24	ТРДН	40000	10,5	890	780
25	ТДН	16000	6,6	650	590
26	ТДН	10000	6,6	700	640
27	ТДН	16000	11	530	460
28	ТРДН	25000	10,5	760	660
29	ТРДН	40000	10,5	770	670
30	ТРДН	25000	10,5	570	500
31	ТДН	10000	6,6	600	530
32	ТДН	16000	6,6	710	640
33	ТДН	10000	11	800	720
34	ТДН	16000	6,6	760	660
35	ТДН	10000	11	720	600
36	ТДН	16000	11	680	580
37	ТРДН	25000	6,3	620	540
38	ТРДН	40000	6,3	560	490
39	ТДН	16000	6,6	650	590
40	ТДН	10000	6,6	610	520

-   U_н.ном - номинальное напряжение обмотки низшего напряжения (НН) трансформатора;.

-   I_{кз.макс}- максимальный ток, проходящий через защищаемый трансформатор при расчетном внешнем трехфазном металлическом коротком замыкании (КЗ) в максимальном режиме питающей системы;

-   I_кз.мин - ток трехфазного КЗ на выводах обмотки низшего напряжения в минимальном режиме источника питания.

2.2.3. Предполагается, что у трансформатора типа ТРДН расщепленные обмотки низшего напряжения соединены параллельно.

2.2.4. Номинальное напряжение обмотки высшего напряжения (ВН) всех трансформаторов (табл. 2.1) U_в.ном =115 кВ.

2.2.5. Диапазон регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) - AU= ±12 %.

2.2.6. Группа соединения обмоток трансформатора - Y/Δ -11 с глухозаземленной нейтралью.        

2.2.7. Трансформаторы тока установлены со сторон обмоток высшего и низшего напряжений трансформатора.

2.2.8. Защита трансформатора выполняется на переменном оперативном токе.

2.2.9. На стороне низшего напряжения трансформатора установлен выключатель типа ВМП-10 с приводом ПП-61.

2.2.10.   Выдержки времени защит, установленных на отходящих линиях 10,5 кВ, не превышают 1 с.

2.2.11.   Значение коэффициентов, используемых при расчете защит трансформатора:

1) - коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей в токе КЗ;

2) - коэффициент однотипности трансформаторов тока;

3) e=0,1 - относительное значение полной погрешности транс-форматоров тока, соответствующее установившемуся режиму КЗ;

4) Δt = 0,5 с - ступень селективности;

5) - коэффициент самозапуска заторможенных электродвигателей нагрузки.

2.2.12.   Чувствительность защиты от внешних КЗ оценивать только к КЗ на шинах низшего напряжения (основное действие) в связи с тем, что оценивать чувствительность к КЗ в конце линий 10,5 кВ (резервное действие) не представляется возможным, т.к. не задана длина линий. 

 

Общая характеристика защищаемого объекта

При анализе особенностей защищаемого трансформатора рекомендуется принять во внимание следующее:

- тип и мощность трансформатора;

- номинальные напряжения;

- группу соединений обмоток;

- наличие РПН, пределы регулирования напряжения;

- количество сторон, с которых осуществляется питание;

- тип коммутационной аппаратуры;

- схему подключения к источнику питания (питающей линии);

- места установки измерительных трансформаторов тока (ТT);

- наличие заземления нейтрали;

- количество трансформаторов на подстанции и возможные режимы их работы (раздельная, параллельная);

- максимальную нагрузку;

- схему подключения трансформатора собственных нужд;

- тип выключателя и привода.