Схема замещения прямой последовательности

Введение

Электрическая энергия – продукт, обеспечивающий жизнедеятельность и развитие цивилизованного общества, – является базисом для экономического развития любого государства. Современное развитие энергетики немыслимо без модернизации действующих и строительства новых электрических станций, подстанций и электрических сетей. Электрическая энергия доставляется потребителю с помощью электрических линий электропередачи (ЛЭП). Аварийный вывод из работы ЛЭП напряжением 35–220 кВ создает дефицит электрической энергии и приводит к ущербам, связанным с недоотпуском электрической энергии потребителям. Поэтому работа устройств релейной защиты и автоматики должна отвечать требованиям быстродействия, надежности, чувствительности и селективности.

Дистанционные защиты – это устройства релейной защиты с относительной селективностью, построенные на основе реле сопротивления. Дистанционные защиты применяются в качестве резервных или основных защит воздушных линий электропередачи напряжением 35–330 кВ. Руководящие указания по релейной защите (выпуск 7) «Дистанционная защита линий 35–330 кВ» были опубликованы в 1966 году и дополнения к ним вышли в свет в 1968 году. Следует отметить, что в те годы не было цифровых терминалов, и не было даже статических реле. Эта книга была посвящена выполнению защит на электромеханических реле. После этого никаких нормативных документов по дистанционным защитам на государственном уровне не издавалось.

Основным назначением релейной защиты является автоматическое отключение поврежденного элемента (как правило, при КЗ) от остальной, неповрежденной части системы при помощи выключателей. Таким образом, она является одним из видов противоаварийной автоматики систем. Важность этого вида автоматики определяется тем, что без нее вообще невозможна бесперебойная работа электроэнергетических установок. Следует отметить, что некоторые виды повреждений, например однофазные замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью, непосредственно не нарушают работу системы. В таких случаях часто допускают действие защиты только на сигнал.

Дополнительным назначением релейной защиты является то, что она должна реагировать на опасные ненормальные режимы работы элементов. В зависимости от их вида и условий эксплуатации установки (например, наличия или отсутствия постоянного дежурного персонала) защита действует на сигнал или отключение тех элементов, оставлять которые в работе нежелательно, так как это может привести к возникновению повреждения или аварии. Релейную защиту, которая должна реагировать на ненормальные режимы работы, часто целесообразно выполнять не быстродействующей, как защиту от КЗ, а с определенной выдержкой времени. В современных электрических системах релейная защита тесно связана с электрической автоматикой, предназначенной для быстрого автоматического восстановления нормального режима и питания потребителей

 

 

Схема подстанции

~

~

ТЭЦ,4х ТВФ-120, 4хТДЦ-125000/220

~

~

~

~

Л1

Л2

АТ 1

АТ 2

С1

Л5

Л6

С3

Л3

Л4

2хТДН-25000/110/10

К5

К7

К6

К8

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ:

Произвести расчет уставок и выбрать принципы релейной защиты и автоматики участка сети расчетной схемы.

1. Расчет уставок резервных защит участка сети Линия5-Линия6;

ПАРАМЕТРЫ ОБОРУДОВАНИЙ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ:

а) ТЭЦ (электростанция А):

- генераторы ТВФ-120 (S_ном =125 МВ·А, Р_г =100 МВт, U_ном =10,5 кВ, Cosφ =0,8, I_ном =6,9 кА, x^”_d =0,192, x^’_d =0,278, x_d =1,907);

- трансформаторы ТДЦ-125000/220 (S_ном =125 МВ·А, U_ВН =242 кВ, U_НН =10,5 кВ, U_кВН =11%);

б) Подстанция Б:

- автотрансформаторы АТ-1-2 АТДЦТН-125000/220/110 (S_ном =125 МВ·А, U_ВН =230 кВ, U_СН =121 кВ, U_НН =11 кВ, U_кВН-СН =11%, U_кВН-НН =31%, U_кСН-НН =19%);

в) Подстанция Г1-Г2:

- трансформаторы ТДН-25000/110/10 (S_ном =25 МВ·А, U_ВН =110 кВ, U_НН1 = U_НН2 =11 кВ, U_кВН-НН =12%);

г) Линии электропередачи:

- Линия1, Линия2 – марка провода АС-400/51 (l =120 км, х_уд =0,42 Ом/км, r_уд =0,075 Ом/км);

- Линия3, Линия4 – марка провода АС-400/51 (l =100 км, х_уд =0,42 Ом/км, r_уд =0,075 Ом/км);

- Линия5, Линия6 – марка провода АС-240/32 (l =60 км, х_уд =0,405 Ом/км, r_уд =0,12 Ом/км);

- Линия7, Линия8 – марка провода АС-240/32 (l =40 км, х_уд =0,405 Ом/км, r_уд =0,12 Ом/км);

- Линия9, Линия10 – марка провода АС-400/51 (l =100 км, х_уд =0,42 Ом/км, r_уд =0,075 Ом/км);

- Линия11, Линия12 – марка провода АС-400/51 (l =10 км, х_уд =0,42 Ом/км, r_уд =0,075 Ом/км);

- Линия13 – марка провода АС-120/19 (l =15 км, х_уд =0,427 Ом/км, r_уд =0,249 Ом/км).

е) Энергосистемы С:

- С1: х _1max = 8,0 Ом, х _1min = 12,0 Ом, х _0max = 11,0 Ом, х _0min = 23,0 Ом;

- С2: х _1max = 4,4 Ом, х _1min = 7,0 Ом, х _0max = 6,0 Ом, х _0min = 9,0 Ом;

- С3: х _1max = 6,6 Ом, х _1min = 8,5 Ом, х _0max = 8,0 Ом, х _0min = 12,0 Ом.

Расчет сопротивлений элементов системы
Составление схемы замещения

1. Сопротивление генераторов ТЭЦ:

.

2. Сопротивление трансформаторов ТЭЦ:

.

3. Сопротивление линий Л1, Л2:

.

4. Сопротивление линий Л3, Л4:

.

5. Сопротивление линий Л5, Л6:

.

 

8. Сопротивление линий Л11, Л12

 

10. Сопротивление автотрансформатора АТ1, АТ2:

,

,

.

11. Сопротивление трансформаторов подстанции Г1=Г2:

.

12. Сопротивление энергосистем:

- С1: х _1max = 8,0 Ом, х _1min = 12,0 Ом, х _0max = 11,0 Ом, х _0min = 23,0 Ом;

- С2: х _1max = 4,4 Ом, х _1min = 7,0 Ом, х _0max = 6,0 Ом, х _0min = 9,0 Ом;

- С3: х _1max = 6,6 Ом, х _1min = 8,5 Ом, х _0max = 8,0 Ом, х _0min = 12,0 Ом.

ОПИСАНИЕ И РАБОТА ШКАФА

Назначение шкафа

Шкафы типов ШЭ2607 021021, ШЭ2607 021 предназначены для дистанционной и токовой защит линий 110-220 кВ.

Шкаф типа ШЭ2607 021021 состоит из двух одинаковых комплектов с возможностью независимого обслуживания. Шкаф типа ШЭ2607 021 содержит один комплект.

Каждый комплект (в дальнейшем "комплект А1 (А2)" содержит трехступенчатую дистанционную защиту (ДЗ), четырехступенчатую токовую направленную защиту нулевой последовательности (ТНЗНП) с дополнительными возможностями ускорения действия этих защит от оперативных переключателей и сигналов ВЧТО, передачу сигналов ВЧТО на другой конец линии, а также токовую отсечку (ТО), УРОВ и автоматику разгрузки при перегрузке по току (АРПТ).

Дистанционная защита

Логическая схема ДЗ терминала ШЭ 2607_021021 принимает

сигналы от направленных РС I-III ступеней, ненаправленного РС II ступени, чувствительного и

грубого реле БК, БНН, трех дополнительных реле минимального напряжения на линии и сигнал

контроля цепи включения KQT. С помощью логических элементов ИЛИ для каждой направленной

ступени ДЗ осуществляется объединение сигналов срабатывания РС, включенных на разности

фазных токов и соответствующие междуфазные напряжения.

При близких трехфазных КЗ, когда все междуфазные напряжения на входе РС близки к нулю, для определения направленности в течение времени не менее 0,06 с используются напряжения предаварийного режима (работа по.памяти.). С помощью программируемой накладки XB21

предусмотрена возможность подхвата отключающего импульса РС I ступени от РС ненаправленной ступени. Возврат схемы подхвата в исходное состояние происходит только после возврата

РС ненаправленной ступени.

Программируемой накладкой ХВ23 может быть задана работа I ступени с меньшей выдержкой времени DT30. Переключением накладки ХВ24 выбирается режим работы I ступени с

большей выдержкой времени или II ступени с меньшей выдержкой времени, причем в обоих случаях используется один и тот же элемент выдержки времени DT1. Времена задержек на срабатывание II и III ступеней задаются, соответственно, выдержками времени DT2 и DT3.

Узлом БК выдаются два сигнала: разрешающего ввод в работу быстродействующих ступе-

ней ДЗ (I с меньшей выдержкой времени, I с большей выдержкой времени или II с меньшей выдержкой времени) в течение времени DT7 (DT8), с последующим их выводом до окончания отрботки выдержки времени DT9, и разрешающего ввод в работу медленнодействующих ступеней (II

с большей выдержкой времени и III) на время DT9. Имеется возможность разрешить работу быстродействующих ступеней в течение временем ввода медленнодействующих ступеней, что осуществляется накладкой ХВ22 в узле выбора способа контроля быстродействующих ступеней.

В нормальном режиме работы с возникновением режима качаний РС могут сработать.

 

При этом реле БК, отстроенные от режима качаний выбором уставок по изменению токов обратной и прямой последовательностей, не срабатывают и блокируют прохождение сигналов срабатывания от РС. В случае возникновения КЗ вместе с РС срабатывают и реле БК, которые разрешают прохождение сигналов срабатывания от РС быстродействующих ступеней на время, определяемое

выдержкой времени DT7 при срабатывании чувствительного реле или DT8 при срабатывании грубого, а от РС медленнодействующих ступеней. на время DT9.

Если КЗ происходит в зоне I и II ступеней и РС II ступени срабатывает в течение времени ввода, то для быстродействующих ступеней разрешающий сигнал от БК удерживается даже по истечении времени ввода и возвращается в исходное состояние при возврате РС II ступени. Если РС II ступени не срабатывает в течение времени ввода, то повторный ввод быстродействующих

ступеней возможен только после отработки выдержки времени DT9. Если после отработки выдержки времени DT7 после первого запуска БК происходит срабатывание грубого реле (при повторных КЗ, КЗ на фоне качаний и т.п.), то разрешается повторный ввод быстродействующих ступеней на время DT8. В этом случае отсчет выдержки времени окончания вывода быстродействующих ступеней начинается с момента первого запуска БК.

Медленнодействующие ступени ДЗ вводятся в работу разрешающим сигналом БК на время, заданное выдержкой времени DT9.

При необходимости (малые расчетные токи КЗ и пр.) программируемой накладкой ХВ25

можно выбрать режим работы III ступени ДЗ без контроля от БК.

Для обеспечения возможности действия на отключение быстродействующих ступеней ДЗ

после включения на КЗ в режиме АПВ, программируемой накладкой ХВ27 можно разрешить ускоренный возврат схемы БК при отключении выключателя (по сигналу KQT).__

Вывод

В данном курсовом проекте была спроектирована резервная релейная защита линий с ответвлениями(Л5,Л6). В качестве резервной защиты была выбрана дистанционная защита. Посчитаны уставки срабатывания различных ступеней ДЗ. Определены коэффициенты чувствительности. Для реализации данного типа защиты на микропроцессорной элементной базе, был выбран шкаф РЗ производства НПП “Экра” ШЭ 2307_021021.

 

Библиографический список.

1. Проектирование релейной защиты линий с ответвлениями. Кожин А.Н, Рубинчик В.А

2. Солдаткина Л.А. Электрические сети и системы. Учебное пособие для вузов. М.: Энергия, 1978.

3. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. Учебник для техникумов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия, 1980.

4. Техника высоких напряжений. Учебник для вузов / Под ред. Д.В. Разевича. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Энергия, 1976.

5. Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем. М.: Энергия, 1976.

6. Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита электроэнергетических систем. М.: Энергоатомиздат, 1998.

1. Басс Э.И., Дорогунцев В.Г. Релейная защита электроэнергетических систем. М.: Изд-во МЭИ, 2002
2. Руководство эксплуатации шкафа ШЭ 2607_021021
3. Руководящие указания по расчету дистанционной защиты линий.НПЦ Механотроника.

Введение

Электрическая энергия – продукт, обеспечивающий жизнедеятельность и развитие цивилизованного общества, – является базисом для экономического развития любого государства. Современное развитие энергетики немыслимо без модернизации действующих и строительства новых электрических станций, подстанций и электрических сетей. Электрическая энергия доставляется потребителю с помощью электрических линий электропередачи (ЛЭП). Аварийный вывод из работы ЛЭП напряжением 35–220 кВ создает дефицит электрической энергии и приводит к ущербам, связанным с недоотпуском электрической энергии потребителям. Поэтому работа устройств релейной защиты и автоматики должна отвечать требованиям быстродействия, надежности, чувствительности и селективности.

Дистанционные защиты – это устройства релейной защиты с относительной селективностью, построенные на основе реле сопротивления. Дистанционные защиты применяются в качестве резервных или основных защит воздушных линий электропередачи напряжением 35–330 кВ. Руководящие указания по релейной защите (выпуск 7) «Дистанционная защита линий 35–330 кВ» были опубликованы в 1966 году и дополнения к ним вышли в свет в 1968 году. Следует отметить, что в те годы не было цифровых терминалов, и не было даже статических реле. Эта книга была посвящена выполнению защит на электромеханических реле. После этого никаких нормативных документов по дистанционным защитам на государственном уровне не издавалось.

Основным назначением релейной защиты является автоматическое отключение поврежденного элемента (как правило, при КЗ) от остальной, неповрежденной части системы при помощи выключателей. Таким образом, она является одним из видов противоаварийной автоматики систем. Важность этого вида автоматики определяется тем, что без нее вообще невозможна бесперебойная работа электроэнергетических установок. Следует отметить, что некоторые виды повреждений, например однофазные замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью, непосредственно не нарушают работу системы. В таких случаях часто допускают действие защиты только на сигнал.

Дополнительным назначением релейной защиты является то, что она должна реагировать на опасные ненормальные режимы работы элементов. В зависимости от их вида и условий эксплуатации установки (например, наличия или отсутствия постоянного дежурного персонала) защита действует на сигнал или отключение тех элементов, оставлять которые в работе нежелательно, так как это может привести к возникновению повреждения или аварии. Релейную защиту, которая должна реагировать на ненормальные режимы работы, часто целесообразно выполнять не быстродействующей, как защиту от КЗ, а с определенной выдержкой времени. В современных электрических системах релейная защита тесно связана с электрической автоматикой, предназначенной для быстрого автоматического восстановления нормального режима и питания потребителей

 

 

Схема подстанции

~

~

ТЭЦ,4х ТВФ-120, 4хТДЦ-125000/220

~

~

~

~

Л1

Л2

АТ 1

АТ 2

С1

Л5

Л6

С3

Л3

Л4

2хТДН-25000/110/10

К5

К7

К6

К8

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ:

Произвести расчет уставок и выбрать принципы релейной защиты и автоматики участка сети расчетной схемы.

1. Расчет уставок резервных защит участка сети Линия5-Линия6;

ПАРАМЕТРЫ ОБОРУДОВАНИЙ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ:

а) ТЭЦ (электростанция А):

- генераторы ТВФ-120 (S_ном =125 МВ·А, Р_г =100 МВт, U_ном =10,5 кВ, Cosφ =0,8, I_ном =6,9 кА, x^”_d =0,192, x^’_d =0,278, x_d =1,907);

- трансформаторы ТДЦ-125000/220 (S_ном =125 МВ·А, U_ВН =242 кВ, U_НН =10,5 кВ, U_кВН =11%);

б) Подстанция Б:

- автотрансформаторы АТ-1-2 АТДЦТН-125000/220/110 (S_ном =125 МВ·А, U_ВН =230 кВ, U_СН =121 кВ, U_НН =11 кВ, U_кВН-СН =11%, U_кВН-НН =31%, U_кСН-НН =19%);

в) Подстанция Г1-Г2:

- трансформаторы ТДН-25000/110/10 (S_ном =25 МВ·А, U_ВН =110 кВ, U_НН1 = U_НН2 =11 кВ, U_кВН-НН =12%);

г) Линии электропередачи:

- Линия1, Линия2 – марка провода АС-400/51 (l =120 км, х_уд =0,42 Ом/км, r_уд =0,075 Ом/км);

- Линия3, Линия4 – марка провода АС-400/51 (l =100 км, х_уд =0,42 Ом/км, r_уд =0,075 Ом/км);

- Линия5, Линия6 – марка провода АС-240/32 (l =60 км, х_уд =0,405 Ом/км, r_уд =0,12 Ом/км);

- Линия7, Линия8 – марка провода АС-240/32 (l =40 км, х_уд =0,405 Ом/км, r_уд =0,12 Ом/км);

- Линия9, Линия10 – марка провода АС-400/51 (l =100 км, х_уд =0,42 Ом/км, r_уд =0,075 Ом/км);

- Линия11, Линия12 – марка провода АС-400/51 (l =10 км, х_уд =0,42 Ом/км, r_уд =0,075 Ом/км);

- Линия13 – марка провода АС-120/19 (l =15 км, х_уд =0,427 Ом/км, r_уд =0,249 Ом/км).

е) Энергосистемы С:

- С1: х _1max = 8,0 Ом, х _1min = 12,0 Ом, х _0max = 11,0 Ом, х _0min = 23,0 Ом;

- С2: х _1max = 4,4 Ом, х _1min = 7,0 Ом, х _0max = 6,0 Ом, х _0min = 9,0 Ом;

- С3: х _1max = 6,6 Ом, х _1min = 8,5 Ом, х _0max = 8,0 Ом, х _0min = 12,0 Ом.

Расчет сопротивлений элементов системы
Составление схемы замещения

1. Сопротивление генераторов ТЭЦ:

.

2. Сопротивление трансформаторов ТЭЦ:

.

3. Сопротивление линий Л1, Л2:

.

4. Сопротивление линий Л3, Л4:

.

5. Сопротивление линий Л5, Л6:

.

 

8. Сопротивление линий Л11, Л12

 

10. Сопротивление автотрансформатора АТ1, АТ2:

,

,

.

11. Сопротивление трансформаторов подстанции Г1=Г2:

.

12. Сопротивление энергосистем:

- С1: х _1max = 8,0 Ом, х _1min = 12,0 Ом, х _0max = 11,0 Ом, х _0min = 23,0 Ом;

- С2: х _1max = 4,4 Ом, х _1min = 7,0 Ом, х _0max = 6,0 Ом, х _0min = 9,0 Ом;

- С3: х _1max = 6,6 Ом, х _1min = 8,5 Ом, х _0max = 8,0 Ом, х _0min = 12,0 Ом.

Схема замещения прямой последовательности

Приведенные значения сопротивлений схемы замещения определяются таким образом:

,

,

,

,

,

 

Преобразование схемы замещения