Практическая работа РЗА. Практ.р. РЗА 2020. Методические указания к выполнению практической работы по дисциплине релейная защита и автоматика

• Название: Методические указания к выполнению практической работы по дисциплине релейная защита и автоматика
• Анкор: Практическая работа РЗА
• Дата: 01.09.2020
• Размер: 125.19 Kb.
• Имя файла: Практ.р. РЗА 2020.docx
• Тип: Методические указания; #136391

ЗАДАНИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА»

ВВЕДЕНИЕ

Практическая работа включает в себя 39 вариантов с методическими указаниями по выполнению работы. Варианты выбираются студентом по списочному составу группы.

ЗАДАНИЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

Рассчитать максимальную токовую защиту и дифференциальную токовую защиты трансформаторов заводской подстанции. Исходные данные расположены в таблице 1.

Таблица – 1. Исходные данные для Практической работы

Вариант	UВН, кВ	UНН, кВ	Sном.т., МВА	Sс. ном, МВА	LВЛ, км	RВЛ, Ом/км	Χс*
24	220	10	80	3000	10	0,118	0,4

Методические указания для выполнения практической работы

Пример

По условию технического задания необходимо выполнить расчет максимальной токовой защиты и дифференциальной токовой защиты двухобмоточного трансформатора мощностью 80 МВА и напряжением 220/10 кВ. Источником питания является энергосистема мощностью 3000 МВА с сопротивлением x_с*= 0,4 о.е. Трансформатор связан с энергосистемой воздушной линией протяженностью 10 км. Линия выполнена проводом, сечение которого соответствует сопротивлению R_ВЛ = 0,118 Ом/км.

Определяется максимальный длительный ток в первичной и вторичной

Обмотке трансформатора:



Составляется расчетная схема (рисунок 1).

Sс.ном =3000 МВА

U_ВН = 220 Кв

x_с*= 0,4

Рисунок 1 – Расчетная схема

Проставляем на расчетной схеме точки короткого замыкания К₁ и К₂. Составляем схему замещения для каждой точки (рисунок 2). Определяем индуктивное сопротивление всех элементов цепи, через которые протекает ток короткого замыкания. Сопротивление воздушной линии длиной 10 км составляет:


Где: является индуктивным сопротивлением провода АС-240

Сопротивление трансформатора определяется по формуле:



Где: U_кз – напряжение короткого замыкания для трансформатора типа ТДЦ - 80000/220 (данные каталога).


Рисунок 2 – Схемы замещения для точек К1 и К2

Результирующие сопротивления для каждой точки определяется следующим образом.

^Xрез1 ^{ X}c* ^{ X}ВЛ

 0,4  0,275  0,68;

X _рез2  X_с*  X_ВЛ X_ТР 0,4  0,275 4, 1  4,78.

За базисное напряжение U_б принимаем напряжение той ступени системы электроснабжения, где находится кого замыкания:

U_б1=230 Кв;

U_б2=10,5 Кв.

Определяем базисный ток на стороне высокого и низкого напряжения:

В системе неограниченной мощности периодическая составляющая тока в переходном режиме короткого замыкания остается практически неизменной.

Системой неограниченной мощности считается энергосистема, в которой при любых аварийных режимах напряжение на шинах энергосистемы остается практически неизменным. Находим периодическую составляющую тока

короткого замыкания:

_I  _

1

^Iб1 ^Xрез1

 ^{7, 53}  11, 1 кА;

0, 68

_I  _

2

^Iб2

^X рез2

 ^{164, 96}  34, 5 кА;

4, 78

Определяем ударный ток короткого замыкания:

ⁱуд1 ^

2  k

• 
  I^ 
  

уд1 1

2 1,71711, 1  14, 2 кА,

ⁱуд2 ^

2  k

• 
  I ^ 
  

уд2 2

2 1, 369  34, 5  37, 3 кА,

Где: k_уд1 и k_уд2 − ударные коэффициенты из справочных данных (П.1).

Находим тепловой импульс тока короткого замыкания:

Где: t_отк– время, состоящее из времени отключения выключателя и времени срабатывания релейной защиты;

Т_а – время затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания. Определяется по справочным данным.

Величина Т_а зависит от места нахождения точки короткого замыкания в схеме электроснабжения. Если точка короткого замыкания находится за воздушной линией напряжением 220 кВ, то Т_а1 = 0,03 с (П.1). При расположении точки короткого замыкания на распределительной сети напряжением 6 кВ время затухания апериодической составляющей Та2 = 0,01с

. 1,32+0,03)=166,3 кА²  с

= 1,32+0,01)= 1666,7кА²  с
Выбираем трансформаторы тока напряжением 220 кВ и 6 кВ по четырем параметрам: U_уст, I_maxВН, i_уд и В_к.

Тип трансформатора ТФЗМ 110Б-IIУ1. Обоснование выбора сведено в таблицу:

Расчётные данные	Паспортные
Uуст = 110 кВ	Uном = 110 кВ
ImaxВН = 463,44 А	Iном = 600 А /5 А
iуд1 = 27,5 кА	iдин = 126 кА
Вк1 = 199,45 кА2∙с	I2тер∙tтер = 262∙3 = 2028 кА2 ∙ с

Тип трансформатора ТШЛ - 20. Обоснование выбора также сведено в таблицу:

Расчётные данные	Паспортные
Uуст = 10 кВ	Uном = 20 кВ
ImaxНН = 6466,32 А	Iном = 8000 А А
iуд2 = 37,3 кА	iдин = 100 кА
Вк2 = 1666,7 кА2∙с

Определяем ток срабатывания максимальной токовой защиты на стороне высокого и низкого напряжения трансформатора:
Где: k_зап – коэффициент самозапуска двигателя, учитывающий бросок тока при пуске двигателей.

Так как к линии не подключены двигатели, то k_зап = 1; k_н – коэффициент надежности отстройки защиты, принимаем равным 1,5; k_сх – коэффициент схемы соединения трансформаторов тока.

Обмотки трансформаторов тока на высокой и низкой стороне соединены по схемам полной и неполной звезды соответственно, поэтому k_сх = 1 и в том и в другом случае; k_В– коэффициент возврата реле, принимаем равным 0,85; k_ТТ –коэффициент трансформации трансформатора тока:

Расчет дифференциальной токовой защиты трансформатора начинаем с определения тока силового трансформатора на стороне высокого и низкого напряжения:

^IВН
^IНН

^Sном.тр

316, 6А;

  
^Sном.тр

5517, 6А.

Определяем вторичный то_Iк в плечах дифференциальной токовой защиты:

Определяем ток небаланса:
Где: k_а – коэффициент, учитывающий влияние апериодической составляющей тока короткого замыкания. Так как мы выбираем для ДТЗ дифференциальные реле типа РНТ-565 в основе которых быстронасыщающиеся трансформаторы, то принимаем k_а = 1.

k_одн– коэффициент однотипности условий работы трансформаторов тока. Если трансформаторы тока обтекаются близкими по значению токами, то k_одн = 0.5, в остальных случаях – 1. f – погрешность трансформатора тока, удовлетворяющая десятипроцентной кратности, и соответственно равная 0,1. I_КЗmax – наибольший трехфазный ток короткого замыкания при внешнем (сквозном) коротком замыкании. Выбираем наибольший ток среди расчитанных периодических составляющих тока короткого замыкания и определяем ток небаланса:

Определяем ток срабатывания реле по условию отстройки от тока небаланса с коэффициентом надежности 1,3 и без учета коэффициента возврата реле:
Коэффициент схемы и трансформации тока выбирается по условию выбора тока короткого замыкания максимума. На какой стороне выбирается ток, на той стороне и выбирается коэффици₁ент.


Определяем число витков основной (дифференциальной) обмотки

_трансформатора БНТ реле РНТ


Находим число витков вторичной обмотки быстронасыщающегося

трансформатора:

Определяем уточненный ток небаланса:

Суммарный ток небаланса:

Определяем уточнённый ток реле:

Определяем коэффициент чувствительности:

^{Найденное значение удовлетворяет требованиям чувствительности, так как k}ч ^{> 1,5.}

Справочные материалы

Приложение

ТаблицаП.1

Значение постоянной времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания Т_а и ударного коэффициента k_у

Место короткого замыкания	Та, с	kу
Выводы явнополюсного гидрогенератора: без успокоительной обмотки с успокоительной обмоткой Выводы турбогенераторов мощностью, МВт: 12 — 60 100 — 1000 За блоком генератор ─ трансформатор при мощности генератора, МВт: 60 100 — 200 300 За воздушными линиями напряжением, кВ: 35 — 110 220 За понижающим трансформатором мощностью, МВА: 80 32 — 63 менее 32 Распределительные сети 6 — 10 кВ	0,2 0,13 0,16 — 0,25 0,4 — 0,54 0,15 0,26 0,32 0,02 0,03 0,06 0,05 0,045 0,01	1,95 1,93 1,94 — 1,955 1,975 — 1,98 1,935 1,965 1,977 1,608 1,717 1,85 1,82 1,8 1,369

Литература

1. 
   Тельманова Е.Д. Автоматизация управления системами электроснабжения: электрон. учеб. – Екатеринбург: изд-во Рос.гос.проф-пед.ун- та, 2009. 88 с.
   
2. 
   Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.