Релейная защита и автоматизация подстанции

Релейная защита и автоматизация подстанции

АННОТАЦИЯ

В пояснительной записке к курсовому проекту по дисциплине «Релейная защита и автоматизация подстанции» представлен расчёт релейной защиты и автоматики однолинейной понизительной подстанции напряжением 35/6 кВ.

Расчёт релейной защиты и автоматики выполняется вручную и с использованием ЭВМ. В результате проектирования защиты и автоматики в режиме диалога получен вариант проекта, удовлетворяющий требованиям технического задания.

Для однолинейной понизительной подстанции произвели расчёт токов короткого замыкания, релейной защиты трансформатора, кабельных линий, секционного выключателя, конденсаторной установки, электродвигателя и автоматики.

Пояснительная записка содержит 66 листов машинописного текста, в том числе 22 рисунка, 2 таблицы и список использованных источников из 10 наименований, графическая часть представлена на формате А1.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

. Выбор устройств релейной защиты и автоматики на всех присоединениях

. Расчет токов короткого замыкания

. Расчет релейной защиты

.1 Расчет релейной защиты трансформатора

.1.1 Расчет максимальной токовой защиты

.1.2 Расчет токовой отсечки

.1.3 Расчет дифференциальной защиты

.1.4 Газовая защита трансформатора

.1.5 Расчет защиты трансформатора от перегрузки

.1.6 Расчетная проверка трансформаторов тока по 10% погрешности

.2 Расчет релейной защиты трансформатора собственных нужд

.2.1 Расчет максимальной токовой защиты ТСН

.2.2 Расчет токовой отсечки ТСН

.3 Расчет защиты кабельных линий

.3.1 Расчет максимальной токовой защиты

.3.2 Расчет токовой отсечки

.3.3 Расчет продольной дифференциальной защиты

.3.4 Расчет максимальной токовой защиты нулевой последовательности

.4 Расчет защиты секционного выключателя

.5 Расчет защиты конденсаторной установки

.5.1 Расчёт максимальной токовой защиты

.5.2 Защита от перегрузок токами высших гармоник

.5.3 Защита от повышения напряжения

.6 Расчет релейной защиты электродвигателя

.6.1 Защита двигателя от замыканий на землю в обмотке статора

.6.2 Защита двигателя от перегрузки (МТЗ)

.6.3 Защита двигателя минимального напряжения

.6.4 Расчет защиты электродвигателя от асинхронного режима

.6.5 Расчёт токовой отсечки

. Автоматика понизительной подстанции

.1 Автоматическое повторное включение (АПВ)

.2 Автоматическое включение резерва (АВР)

.3 Автоматическая частотная разгрузка (АЧР)

.5 Устройство автоматического включения конденсаторной установки

Заключение

Список используемой литературы

ВВЕДЕНИЕ

Системы электроснабжения - это сложный производственный комплекс, все элементы которого участвуют в едином производственном процессе, основными специфическими особенностями которого является быстротечность явлений и неизбежность повреждений аварийного характера. Поэтому надежное и экономичное функционирование систем электроснабжения возможно только при автоматическом управлении ими. Для этой цели используется комплекс автоматических устройств, среди которых первостепенное значение имеют устройства релейной защиты и автоматики. Увеличение потребления электроэнергии и усложнение схем электроснабжения требуют постоянного совершенствования этих устройств. Наблюдается тенденция создания автоматизированных систем управления на основе использования цифровых универсальных и специализированных вычислительных машин. Вместе с тем широко применяются и простейшие средства защиты и автоматики: плавкие предохранители, автоматические выключатели, магнитные пускатели, реле прямого действия, магнитные трансформаторы тока, устройства переменного оперативного тока и др. Наиболее распространены токовые защиты, простые устройства автоматического повторного включения (АПВ), автоматического включения резерва (АВР) и автоматической частотной разгрузки (АЧР), используемые в установках с выключателями, оборудованными пружинными приводами.

На каждом элементе системы электроснабжения обычно устанавливают основную и резервную защиты. Основная защита предназначена для действия при коротком замыкании в пределах всего защищаемого элемента с временем, меньшем, чем у других защит, а резервная защита работает вместо основной в случае ее отказа или вывода из работы.

Такое резервирование называется ближним. К резервной защите обычно предъявляются требования срабатывать и при повреждениях на смежных элементах в случае отказа их собственной защиты или выключателей. При этом резервная защита выполняет дальнее резервирование. В условиях эксплуатации из-за ряда причин защита может не срабатывать с заданными функциями: не сработать при повреждении в пределах защищаемого элемента (отказ срабатывания); сработать при внешних коротких замыканиях (излишнее срабатывание) и при отсутствии повреждений в системе электроснабжения (ложное срабатывание).

Требования предъявляемые к релейной защите.

1.       Селективность или избирательность - это способность защиты отключить только поврежденный элемент сети. Нарушение селективности может привести к углублению аварии.

2.       Чувствительность. Защита должна быть достаточно чувствительной к повреждению в конце защищаемой зоны в минимальном режиме работы системы при замыкании через дугу.

3.       Быстродействие. Определяется опасностью развала энергосистемы. Защиты, время срабатывания которых не превышает 0,1¸0,2 с., считаются быстродействующими.

4.       Резервирование защиты. Помимо основной защиты каждый элемент должен иметь и резервную защиту.

.        Надежность. Обеспечивается правильным проектированием, правильным выбором устройств и проводов. Необходимо систематически проводить проверку.

1. ВЫБОР УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ НА ВСЕХ ПРИСОЕДИНЕНИЯХ

Объем релейной защиты и автоматики предусматривается согласно требованиям ПУЭ:

Для блоков генератор-трансформатор должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы:

1.  Замыканий на стороне генераторного напряжения;

2.       Многофазных замыканий в обмотке статора генератора и на его выводах;

.        Замыканий между витками одной фазы в обмотке статора турбогенератора;

.        Однофазных замыканий на землю в обмотке трансформатора и на ее выводах, присоединенных к сети с большими токами замыкания на землю;

.        Замыканий между витками в обмотке трансформатора;

.        Внешних коротких замыканий;

.        Перегрузки генератора токами обратной последовательности;

.        Симметричной перегрузки обмотки статора генератора и обмоток трансформатора;

.        Перегрузки обмотки ротора генератора током возбуждения;

.        Замыканий на землю в одной точке цепи возбуждения турбогенератора;

.        Асинхронного режима с потерей возбуждения;

.        Понижение уровня масла в баке трансформатора;

Для защиты воздушных и кабельных линий должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от многофазных замыканий и от многофазных замыканий на землю.

Предусматривается следующая автоматика для схемы:

1. АПВ линий или фаз линий, шин и прочих электроустановок после их автоматического отключения;

. АВР резервного питания или оборудования;

. Включение синхронных генераторов на параллельную работу;

. Регулирование возбуждения, напряжения и реактивной мощности;

. Регулирование частоты и активной мощности;

. Предотвращение нарушений устойчивости;

. Прекращение асинхронного режима;

. Ограничение снижения частоты;

. Ограничение повышения частоты;

. Предотвращение перегрузки оборудования;

. Диспетчерского контроля и управления.