Дипломная работа Корчагин. Дипломная работа.Корчагин Игорь 10-101-32. Проектирование комплексов релейной защиты и автоматики транзита вл220 кВ Троицкая грэс приуральская Качары Сокол
 Скачать 0.8 Mb.
|
|
3.Расчет релейной защиты транзита 3.1Принятие предварительных проектных решений по выбору защит транзита В настоящее время выбор производимой аппаратуры для устройств релейной защиты и автоматики широк. Имеется как отечественные производители, так и импортные, завозимые из-за рубежа. На сегодняшний день в РЗА используются три вида устройств: защита на электромеханических реле названая еще аналоговой защитой, микроэлектронная защита и микропроцессорная защита. Микропроцессорная защита стала внедряться в эксплуатацию только сейчас, это обусловлено высокой ценой продукции и недостаточной квалификацией персонала релейной защиты в области микроэлектроники. 3.2 Характеристика основных видов устройств релейной защиты Аналоговая защита морально устарела, хотя из-за экономики и нехватки средств на энергопредпреятиях РК и России, повсеместно используется. Надежна и проста в эксплуатации, Долговечна, Электромеханические реле находят применение в системах РЗА на подстанциях старого образца, когда там проводят обновление оборудования, а не полную реконструкцию. Большая часть предприятий выпускает именно аналоговые защиты, поэтому самая дешевый вид защит. В настоящие время некоторые виды защит, существует только в аналоговом исполнении. Перспективы развития электромеханической аппаратуры отсутствуют. Электромеханические реле в меньшей степени подвержены влиянию электромагнитных возмущений, чем любая другая защита. Защита построенная, на микроэлектронной основе, достаточно распространена и хорошо показывает себя в работе. Основное достоинство данной защиты, что заметно отличает её от предыдущего вида, это удобство в обслуживании и регулировке уставок. К недостаткам можно отнести достаточно большие габариты, сильное влияние электромагнитных возмущений на работу защит. малый срок эксплуатации защит, сложность устройств чем у электромеханических защит. Преимущество микропроцессорной защиты в том, что она непрерывно предоставляет информацию о своем состоянии и о режиме работы защищаемого объекта. Микропроцессорное устройство может, работает постоянно. Кроме того, микропроцессорные защиты имеют улучшенные технические характеристики (диапазоны установок, стабильность параметров при отклонении основных и вспомогательных воздействующих величин, весогабаритные показатели и т.д.), имеют широкий набор дополнительных функций, удобны и информативны в работе и обслуживании. Однако сильно подвержены влиянию электромагнитных возмущений, имеют дорогую стоимость, требуют высококвалифицированного персонала. 3.3 Выбор устройств РЗА для защиты транзита Из характеристик и описание видов защит, можно сделать вывод что наиболее оптимальным решением для проектирование транзита будет проектировка микроэлектронной защиты, руководствуясь в первую очередь экономическими, и нехваткой персонала со знаниями, в области монтажа, наладки и обслуживания микропроцессорных защит. Согласно требований ПУЭ и руководящих указаний для линий транзита 220 кВ должны быть приняты следующие принципы РЗ: - Для линий в сетях напряжением 220 кВ, с заземленной нейтралью, в качестве основной должна быть спроектирована защита, действующая без замедления при КЗ в любой точке защищаемого участка, защита от многофазных замыканий и от замыканий на землю. - Для обеспечения функций резервной защиты линии будут использоваться многоступенчатые токовые и дистанционные защиты с ускорением действия основных ступеней при КЗ, установленные на противоположных концах линии; - Для обеспечения функций повторного включения линии при касание двух фаз между собой должны быть предусмотрены средства, запускаемые при срабатывании РЗ - автоматическое отключение линии под напряжением. Для выполнения этого требования примем комплекс защит линий 220 кВ ШДЭ-2801 в качестве основной панели защиты. Руководствуясь ПУЭ, при выводе или отказе основной панели защит ШДЭ-2801, функцию защиты транзита будет выполнять панель на электромеханическом принципе ЭПЗ-1636, для автоматического повторного включения используется НАПВ. 3.4 Выбор трансформаторов тока и напряжения для устройств релейной защиты Все трансформаторы тока и напряжения выбираются исходя из номинального тока и напряжения сети, после чего проверяются на термическую и динамическую устойчивость при коротких замыканиях, кроме того трансформаторы тока проверяются на величину нагрузки на вторичной обмотки так как от нагрузки зависит величина погрешности трансформатора тока. Трансформаторы напряжения для питания устройств защит РЗА на подстанциях и станции транзита выбираются исходя из напряжения сети по формуле[6]:  (71)где  - напряжение транзита «Троицкая ГРЭС – Приуральская – Качары – Сокол»Трансформатор напряжения выбирается по коэффициенту трансформации исходя из конструкции и схем соединения обмоток по формулам. Для схемы соединения вторичной обмотки в звезду[6]:  (72)где  - коэффициент трансформации вторичной обмотки трансформатора напряжения в звезду. – вторичное напряжение выбираемого трансформатора. Для схемы соединения вторичной обмотки в треугольник:  (73)где  - коэффициент трансформации вторичной обмотки трансформатора напряжения в треугольник.- Трансформатора напряжения, по классу точности, подразделяются на: Класс точности 0,2 для питания счётчиков электрической энергии, класс 0,5 - для питания расчётных счётчиков других присоединений и измерительных приборов классов 1 и 1,5, класс 1- для подключения приборов класса 2,5 и класс 3- для релейной защиты. Осуществляем выбор трансформатора напряжения класса 3. - Трансформатор напряжения выбирается исходя из мощности вторичной нагрузке, к которой подключены панели защит по формуле:  (74)где  – номинальная мощность трансформатора напряжения, на вторичной обмотке. - мощность подключаемых панелей защит к трансформатору напряжения.Для питание защит на станциях и подстанциях транзита подойдёт трансформатор напряжения типа: ЗНОГ-110-82УЗ. Трансформаторы тока выбираются исходя из напряжения сети по формуле (71), так же выбор трансформатора тока осуществляется по току сети:  (75)где  – номинальный ток первичной обмотки трансформатора, подключаемой к транзиту – максимальный рабочий ток в линии транзита.Номинальный ток должен быть как можно ближе к рабочему току транзита, т.к. недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешности трансформатора тока. Выбор класса точности для трансформаторов тока производится из условия его назначения, выбираем класс точности "Р", предназначенный для релейной защиты. Проверка по условиям термической и динамической устойчивости для трансформатора тока, питающей защиты производится по формулам: Условия проверки трансформатора тока по термической устойчивости:  (76)где  - ток термической стойкости, из каталожных данных трансформаторов - время термической стойкости трансформатора тока, для напряжения 220кв составляет 4секунды. - тепловой импульс тока КЗ в месте установки трансформатора тока, определяется как максимальный ток короткого замыкания, умноженный на время протекания импульса до отключения его защитами.Условия проверки трансформатора тока по динамической устойчивости:  (77)где  - ток динамической стойкости, рассчитывается как произведения номинального тока первичной обмотки на коэффициент динамической устойчивости. – ударный ток двухфазного короткого замыкания на транзите.Согласно рабочему току линии равной 544 А для АС -300 и АСО-300 равной 528, принимаем трансформатор тока с коэффициентом трансформации 1000\5 так как избежать насыщение трансформаторов тока при аварийных режимах, что повысит точность работы. Проверив трансформатора тока по условиям термической и динамической устойчивости, принимаем трансформатор марки ТВ – 220 – I – 1000/5 3.5Расчет панели защит типа ШДЭ -2801 Расчет панели ШДЭ-2801 начинается с определения уставок дистанционных защит. Дистанционные защиты (ДЗ) определяют расстояние (дистанцию), от места установки защит, до места повреждения, и в зависимости от длинны участка, отключают с заданной выдержкой времени. В составе дистанционных защит входит дистанционное реле, которое работает на основе закона Ома, сопротивления уставки определяется как отношения напряжения транзита к току текушего в линии. Расчет уставки срабатывания 1 ступени, производится с учетом отстройки от КЗ на шинах противоположной подстанции. Расчет дистанционных защит 1ступпени ШДЭ-2801, на Троицкой ГРЭС, производится при КЗ на подстанции Приуральская, по формуле:  (78)где  - значения уставки 1ступени дистанционной защит панели ШДЭ-2801 для Троицкой ГРЭС при к.з на шине Приуральской. - модульное значение сопротивления линий Троицкой ГРЭС- Приуральская. = 1,15 – коэффициент отстройки, учитывающий различные погрешности, неточности расчета сопротивлений линий, необходимый запас, связанный с изменением имеющихся схем.Рассчитываем уставку 1 ступени дистанционной защит для Троицкой ГРЭС:  Для расчета 2 ступени дистанционных защит, необходимо рассчитать 1ступень дистанционных защит на подстанции Приуральской, из-за необходимости согласования защит смежных линий. Расчет производится по формуле(78):  Зная сопротивления уставки 1 ступени дистанционных защит на Приуральской , находим 2 ступень ДЗ комплекта ШДЭ -2801 на Троицкой ГРЭС по формуле:  (79)где  – 2 ступень дистанционных защит на Троицкой ГРЭС. – коэффициент, учитывающий различные погрешности измерительных трансформаторов тока ,напряжения и различных типов реле. d – отношения синусов углов сопротивления КЗ и угла максимальной чувствительности , для сетей 110 -330 кВ принимаем равной 1  - коэффициент тока распределения между двумя линиями.Коэффициент тока распределения между Троицкой - Приуральской и линий Приуральск – Качары находится по формуле:  (80)где  - ток трехфазного короткого замыкания, протекающий по трансформатору тока защит, для которой производится расчет, в данном случае для Троицкой ГРЭС. - ток трехфазного короткого замыкания на ТТ смежной линии Приуральск – Качары.Рассчитываем коэффициент тока распределения для 2 ступени защит на Троицкой ГРЭС:  Рассчитываем уставку 2ступени дистанционных защит для Троицкой ГРЭС с учетом коэффициента тока распределения:  Выбор наклона характеристики срабатывания 2ступени дистанционной защиты производится из устовия отстройки от значения минимального сопротивления нагрузки Троицкой ГРЭС и обеспечения условия сохранения чувствительности к короткому замыканию через переходное сопротивление по формуле:  (81)где  – коэффициент наклона правой боковой стороны характеристики 2 ступени дистанционной защиты равный 0,6 - сопротивление нагрузки взятое по минимальному режиму регулирования напряжения автотрансформатора. = 1,3 – коэффициент отстройки для второй ступени дистанционных защит. - коэффициент возврата равный для второй ступени 1,05Рассчитываем наклон характеристики срабатывания 2ступени дистанционной защиты на Троицкой ГРЭС:  Производим проверку по чувствительности второй ступени защит ШДЭ -2801, на Троицкой ГРЭС, при установившимся коротком замыкании по формуле :  (82)где  - коэффициент чувствительности второй ступени дистанционных защит ШДЭ -2801.Рассчитываем коэффициент чувствительности 2 ступени ДЗ на Троицкой ГРЭС:  Рассчитываем уставку 3ступени дистанционной защиты ШДЭ -2801 на Троицкой ГРЭС исходя от максимального тока нагрузки по формуле:  (83)где  - уставка 3 ступени ШДЭ-2801 на Троицкой ГРЭС. - минимальный режим регулировки автотрансформатора для ступени 220 = 202 кВ. - максимальный ток нагрузки для линии АС-300, каталожные данные. = 1,15 – коэффициент отстройки для третьей ступени дистанционных защит. - коэффициент возврата равный для третьей ступени 1,2Рассчитываем 3 ступень ДЗ на Троицкой ГРЭС:  Расчет коэффициента чувствительности для третьей ступени дистанционных защит панели ШДЭ -2801:  (84)где  - коэффициент чувствительности для 3 ступени ДЗ на Троицкой ГРЭС. - сопротивление линии Троицкой ГРЭС – Приуральская. - сопротивление линии Приуральская –Качары.Рассчитываем коэффициент чувствительности 3ступени ДЗ панели защит ШДЭ -2801:  Cселективность ступеней защит ДЗ панели ШДЭ-2801 принимаем: для первой ступени  = 0с, для 2 ступени  = 0.5с, для 3 ступени  = 1.3cДля нахождение уставки срабатывания реле, необходимо перевести значения сопротивления ступеней ДЗ на вторичные величины с учетом коэффициентов трансформации по формуле:  (85)где  -уставка, 1 ступени дистанционных защит, переведенная на вторичные величины с учетом коэффициента трансформации. - коэффициент трансформации трансформатора тока установленного на шинах Троицкой ГРЭС. - коэффициент трансформатора напряжения на шинах Троицкой ГРЭС.Находим уставку, переведенную на вторичные величины для всех ступеней дистанционной защиты:  Соответственно для второй и третьей ступени высчитывается по формуле (83), подставляя значения уставки срабатывания для второй и третьей ступени дистанционной защит:   Расчеты на других подстанциях транзита комплекта дистанционной защиты панели ШДЭ 2801 производится аналогичным способом. Расчет дистанционных защит панели зашит ЭПЗ -1636 на станциях и подстанциях транзита не производится, так как расчет уставок дистанционных защит на панелях ШДЭ 2801 является одинаковым срасчетом уставок на панели ЭПЗ -1636. Результаты расчета дистанционной защиты станции и подстанции транзита представлены в таблицы17 Таблица17 Расчеты дистанционной защиты на подстанциях транзита
Продолжение таблицы17
|
, Ом.
, Ом