РЗА 1. Курсач. Курсовой проект По схеме электроснабжения промышленного предприятия подобрать и рассчитать релейную защиту и автоматику для всех элементов электрической сети
 Скачать 0.97 Mb.
|
|
2.2 Расчет максимальной токовой защиты Ток срабатывания МТЗ определяется по (1-1)[2]  а ток срабатывания реле по (1-6)[2]  ,где  - коэффициент отстройки (для реле РТ-40  ) - коэффициент самозапуска, - коэффициент схемы, - коэффициент трансформации ТТ, - коэффициент возврата реле (для реле РТ-40  ) Рассчитываем коэффициент самозапуска обобщенной нагрузки. Для определения сопротивления обобщенной нагрузки в режиме самозапуска в именованных единицах считаем, что мощность нагрузки равна максимальной рабочей мощности кабельной линии, а  (для КЛ s=95мм2). Тогда по [2] Ток самозапуска определяется как ток трехфазного КЗ за эквивалентным сопротивлением  (сопротивление кабеля мало и не учитывается): Выбираем ток срабатывания максимальной токовой защиты, выполненной по схеме неполная звезда с двумя реле РТ-40. По условию(1-1) ток срабатывания защиты:  где  По условию (1-3)[2] обеспечения бездействия защиты после работы АВР на стороне 0,4кВ  где  – максимальный рабочий ток секции 0,4кВ, которая подключается к рассматриваемому трансформатору при срабатывании устройства АВР, принимается равным  ;  – максимальный рабочий ток рассматриваемого трансформатора, который в схеме АВР не должен превышать , чтобы не допускать опасной перегрузки трансформатора после действия АВР.Предварительно принимаем  , Выбираем реле РТ-40/10. Проверяем согласование характеристики защиты трансформатора с наиболее высокой из характеристик срабатывания предыдущих защитных устройств элементов 0,4кВ. Время срабатывания МТЗ выбираем на ступень селективности t=0,5с [2] выше, чем время срабатывания t=0,1c автоматического выключателя на стороне 0,4кВ. Таким образом  Проверяем чувствительность МТЗ при двухфазном КЗ за трансформатором. Расчетный ток в реле по таблице 2-1[2] для схемы неполная звезда с двумя реле  Ток срабатывания реле  Коэффициент чувствительности по выражению (1-5)  .Проверяем чувствительность при однофазном КЗ за трансформатором. Расчетный ток в реле определяется по току однофазного металлического КЗ. Для расчетов допускается применять формулу (2-18а)[2]:  ,где  - полное сопротивление трансформатора при рассматриваемом виде КЗ. Из табл. П-5[2] для трансформатора ТМ-1000/6  Тогда однофазный ток КЗ на стороне 0,4кВ:  Приведем его на сторону 6кВ:  Из таблицы 2-3 и рис. 2-6[2] видно, что расчетные токи в реле МТЗ, установленной на стороне 6 кВ, при однофазном замыкании на землю на стоне 0,4 кВ будут равны: при двухрелейной схеме защиты  при трехрелейной схеме  Однако и трехрелейная схема не обеспечивает необходимой чувствительности  .Поэтому дополнительно устанавливается специальная защита нулевой последовательности на стороне 0,4кВ. 2.3 Расчет специальной токовой защиты нулевой последовательности трансформатора 6/0,4 Выбираем ток и время срабатывания специальной защиты нулевой последовательности на стороне 0,4 кВ. Ток срабатывания выбирается по следующим условиям а. Отстройка от наибольшего допустимого тока небаланса в нулевом проводе трансформатора в нормальном режиме (  ): .б. Согласование чувствительности и времени с характеристиками защитных устройств электродвигателей и линий 0,4кВ не имеющих специальной защиты нулевой последовательности. в. Обеспечение достаточной чувствительности при однофазных КЗ на землю на стороне 0,4кВ защищаемого трансформатора (  ).Номинальный ток трансформатора приведенный на сторону 0,4кВ  По условию п. «а»  Из условия обеспечения селективной работы защиты, ток срабатывания защиты отстраиваем от тока срабатывания автоматического выключателя на стороне 0,4 кВ. Принимаем  Чувствительность  Время срабатывания принимаем [2]  .2.4 Расчет токовой отсечки Выбираем ток срабатывания отсечки на реле РТ-40. По условию селективности ток срабатывания отсечки выбирается больше максимального значения тока при КЗ в конце защищаемого участка по выражению (1-11)[2]  ,где  (по табл.1-2[2]).Ток срабатывания реле токовой отсечки  Выбираем реле РТ-40/50. Коэффициент чувствительности при двухфазном КЗ в месте установки отсечки  2.5 Расчет защиты трансформаторов от перегрузок Для трансформаторов допустимы длительные перегрузки, поэтому защиту от перегрузки выполняем с действием на сигнал. Перегрузка обычно является симметричной, поэтому защита выполняется с одним реле тока, включенным в цепь одного из трансформаторов тока защиты от внешних КЗ. Ток срабатывания реле определяется по выражению (11.32)[4]  где учитывает только погрешность в токе срабатывания и принимается равным 1,05.Выбираем реле РТ-40/6. Выдержку времени защиты выбираем на ступень селективности больше выдержки времени защиты от сверхтоков:  где  - выдержка времени максимальной токовой защиты.2.6 Проверка трансформатора тока Проверка на 10%-ную погрешность производится при токе срабатывания отсечки (1391 А). По выражению (1-15)[2] определяем значение предельной кратности  где по [2]  для токовых защит с независимой выдержкой времени. Тогда По кривой предельных кратностей трансформатора тока ТПЛ-10 соответствующей классу Р с  для  определяем допустимое значение сопротивления вторичной нагрузки  Рассчитываем фактическую расчетную нагрузку. Для двухфазной двухрелейной схемы (неполная звезда) из табл. 1-5[2]:  где  - сопротивление соединительных проводов, - полное сопротивление реле, - переходное сопротивление контактов ( =0,1Ом); где  - длина проводов (кабеля) от ТТ до реле, м; - удельная проводимость, м/(Ом·мм2), (для алюминия – 34,5); - сечение провода (кабеля), мм2. где - потребляемая мощность, В·А - минимальный ток уставки, при котором задана потребляемая мощность, А.Суммарное сопротивление нагрузки  , следовательно, погрешность трансформатора тока не превышает 10%, т.е.  .2.7 Защита линии трансформатор 6/0,4 – шина Все установленные защиты, предназначенные для защиты трансформатора, кроме защиты от однофазных замыканий, защищают также линию, соединяющую шины и трансформатор. Поэтому расчет от многофазных замыканий этой линии не требуется. Для защиты линии от однофазных замыканий используем трансформатор тока нулевой последовательности. Защиту отстраиваем от емкостного тока протекающего по кабельной линии:  где  - удельная емкостная проводимость кабеля, См/км (для КЛ 95мм = ). - длина кабельной линии, км.Ток срабатывания  Выбираем трансформатор тока нулевой последовательности ТНП-2 с числом витков 20. Ток срабатывания реле  Выбираем реле РТЗ-50 с уставкой 0,01А. Для проверки чувствительности найдем ток замыкания на землю по приближенной формуле приведенной в [3]. Для КЛ  где  - напряжение сети, кВ, - длина электрически связанной цепи, не включая длину линии, где рассматривается КЗ, км; 2.8 Газовая защита Все трансформаторы мощностью 1000кВА и более имеют газовую защиту, которая реагирует на все виды внутренних повреждений трансформатора, а также при утечке масла из трансформатора. При КЗ в трансформаторе разлагается масло и изоляционные материалы. Образующиеся газы устремляются в расширитель. Интенсивное газовыделение вызывает движение масла и приводит в действие газовое реле, которое устанавливается на патрубке, соединяющем бак трансформатора с расширителем. В качестве газового реле используем реле типа ПГ-22. Принципиальная схема газовой защиты трансформатора изображена на рис.3. Слабое газообразование сопровождается накопление газов под крышкой реле и вытеснением оттуда масла. В результате этого верхний поплавок замыкает свой контакт KSG.1 в цепи сигнала. При коротком замыкании возникает турбулентное движение масла, поэтому замыкаются контакты нижнего поплавка KSG.2 и защита без выдержки времени отключает выключатели. 2.9 Принципиальные разнесенные схемы защиты трансформаторов 6/0,4   Рис.2 Схема защиты трансформатора 6/0,4кВ  Рис.3 Газовая защита трансформатора 6/0,4кВ 3. Расчет защит электродвигателей По «Правилам» [1] На электродвигателях должна предусматриваться защита от многофазных замыканий и в случаях, оговоренных ниже, защита от однофазных замыканий на землю защита от токов перегрузки и защита минимального напряжения. На синхронных электродвигателях должна, кроме того, предусматриваться защита от асинхронного режима, которая может быть совмещена с защитой от токов перегрузки. Для защиты электродвигателей от многофазных замыканий в случаях, когда не применяются предохранители, должна предусматриваться токовая двухрелейная отсечка без выдержки времени, отстроенная от пусковых токов при выведенных пусковых устройствах, с реле прямого или косвенного действия - для электродвигателей мощностью 2 МВт и более, имеющих действующую на отключение защиту от однофазных замыканий на землю (см. 5.3.48), а также для электродвигателей мощностью менее 2 МВт, когда токовая однорелейная отсечка не удовлетворяет требованиям чувствительности или когда двухрелейная отсечка оказывается целесообразной по исполнению комплектной защиты или применяемого привода с реле прямого действия. При отсутствии защиты от однофазных замыканий на землю токовая отсечка электродвигателей мощностью 2 МВт и более должна выполняться трехрелейной с тремя трансформаторами тока. Допускается защита в двухфазном исполнении с дополнением защиты от двойных замыканий на землю, выполненная с помощью трансформатора тока нулевой последовательности и токового реле. Оценка чувствительности должна производиться в соответствии с 3.2.19 и 3.2.20 при КЗ на выводах электродвигателя. На электродвигателях, подверженных перегрузке по технологическим причинам, защита, как правило, должна выполняться с действием на сигнал и автоматическую разгрузку механизма. Защиту от перегрузки следует предусматривать в одной фазе с зависимой или независимой от тока выдержкой времени, отстроенной от длительности пуска электродвигателя в нормальных условиях и самозапуска после действия АВР и АПВ. Выдержка времени защиты от перегрузки синхронных электродвигателей во избежание излишних срабатываний при длительной форсировке возбуждения должна быть по возможности близкой к наибольшей допустимой по тепловой характеристике электродвигателя. Защита синхронных электродвигателей от асинхронного режима может осуществляться при помощи реле, реагирующего на увеличение тока в обмотках статора; она должна быть отстроена по времени от пускового режима и тока при действии форсировки возбуждения. При выполнении схемы защиты должны приниматься меры по предотвращению отказа защиты при биениях тока асинхронного режима. Допускается применение других способов защиты, обеспечивающих надежное действие защиты при возникновении асинхронного режима. Защита синхронных электродвигателей от асинхронного режима должна действовать с выдержкой времени на одну из схем, предусматривающих: 1) ресинхронизацию; 2) ресинхронизацию с автоматической кратковременной разгрузкой механизма до такой нагрузки, при которой обеспечивается втягивание электродвигателя в синхронизм (при допустимости кратковременной разгрузки по условиям технологического процесса); 3) отключение электродвигателя и повторный автоматический пуск; 4) отключение электродвигателя (при невозможности его разгрузки или ресинхронизации, при отсутствии необходимости автоматического повторного пуска и ресинхронизации по условиям технологического процесса). Для облегчения условий восстановления напряжения после отключения КЗ и обеспечения самозапуска электродвигателей ответственных механизмов следует предусматривать отключение защитой минимального напряжения электродвигателей неответственных механизмов суммарной мощностью, определяемой возможностями источника питания и сети по обеспечению самозапуска. Выдержки времени защиты минимального напряжения должны выбираться в пределах от 0,5 до 1,5 с - на ступень больше времени действия быстродействующих защит от многофазных КЗ, а уставки по напряжению должны быть, как правило, не выше 70% номинального напряжения. При наличии синхронных электродвигателей, если напряжение на отключенной секции затухает медленно, в целях ускорения действия АВР и АПВ может быть применено гашение поля синхронных электродвигателей ответственных механизмов с помощью защиты минимальной частоты или других способов, обеспечивающих быстрейшую фиксацию потери питания. Защита минимального напряжения с выдержкой времени не более 10 с и уставкой по напряжению, как правило, не выше 50% номинального напряжения должна устанавливаться на электродвигателях ответственных механизмов также в случаях, когда самозапуск механизмов после останова недопустим по условиям технологического процесса или по условиям безопасности и, кроме того, когда не может быть обеспечен самозапуск всех электродвигателей ответственных механизмов. Кроме указанных случаев эту защиту следует использовать также для обеспечения надежности пуска АВР электродвигателей взаиморезервируемых механизмов. На синхронных электродвигателях должно предусматриваться автоматическое гашение поля. Для электродвигателей мощностью 2 МВт и более АГП осуществляется путем введения сопротивления в цепь обмотки возбуждения. |