Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

Кафедра «Электроснабжение промышленных предприятий»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине

«Релейная защита и автоматика систем электроснабжения

промышленных предприятий»

Выполнила: ст. гр. Э-419

Монгуш Ч.П.

Проверил: доцент

Никитин К.И.

Омск 2013

Содержание

Принятые сокращения ……………………………………………………………………………...... 3

Введение ……………………………………………………………………………………...………. 4

Задание на курсовую работу ………………………………………………….………………..….… 5

Расчетная часть ………………………………………………………………………………………. 7

1.Выбор основного оборудования……….. …………………………………………………….…. 7

1.1.Выбор силовых трансформаторов Т1 и Т2………… ………………………………………...… 7

1.2.Выбор силовых трансформаторов Т3 и Т4..……… …………………..…………….………….. 7

1.3.Выбор силовых трансформаторов Т5 и Т6…....…...…………………..……………….……….. 7

1.4.Выбор силовых трансформаторов Т10 и Т11…… …………………………….…….…………. 7

1.5.Выбор силовых трансформаторов Т7 и Т8………………………………..……………….……. 7

1.6.Выбор синхронных двигателей М1 и М2……………………………………………………...…8

1.7.Выбор асинхронных двигателей М3 и М4……………………………………………………….8

2.Выбор кабелей распределительной сети………………………………………………………..8

2.1.Выбор кабелей ВЛЭП магистрального участка сети …………………………………………. .8

2.2.Выбор кабелей КЛЭП блока линия-трансформатор…………………………………....…….…8

2.3.Выбор кабелей КЛЭП блока трансформатор-двигатель……………..……………………..….. 9

2.4.Выбор кабеля питающего РП ……………………………………….…………………………. 11

3.Предварительный расчет токов КЗ………………………………………………...........…… 12

4.Уточненный расчет токов КЗ…………………………………...……………………………... 14

4.1.Расчет токов трехфазного КЗ за трансформаторами с РПН………………...………………... 14

4.2.Расчет токов КЗ за цеховыми трансформаторами…………………………………….………. 18

5.Приближенное определение токов самозапуска промышленной нагрузки.….…….........26

6.Выбор выключателей и защит на стороне НН цеховых трансформаторов………...….. .30

7.Микропроцессорная защита трансформаторов 6/0,4 кВ…………………..….………… .33

8.Расчет уставок и выбор защиты двигателей.……..…...…......…………………..…..…...… 48

9. Релейная защита и автоматика на секционных выключателях QВ1 и QB2.....………… 55

10.Расчет уставок и выбор защиты линий 10кВ.……..…...….......………………..…..…...…Вывод…………………………………………..…………………………………………................ 48

10. Построение карты селективности………………………………………………………….…49

Литература…………………………………..……………………………………………………... 50

Принятые сокращения

АВР – автоматический ввод резерва;

АД – асинхронный двигатель;

АПВ – автоматическое повторное включение;

ВЛЭП – воздушная линия электропередачи;

ВН – высшее напряжение;

ГПП – главная понизительная подстанция;

ДЗ – дифференциальная защита;

КЗ – короткое замыкание;

КЛЭП – кабельная линия электропередачи;

КРУ – комплектное распределительное устройство;

КСО – камера стационарная одностороннего обслуживания;

КТП – комплектная трансформаторная подстанция;

МТЗ – максимальная токовая защита;

МТО – максимальная токовая отсечка;

НМ – неответственный механизм;

НН – низшее напряжение;

ОМ – ответственный механизм;

ПАР – послеаварийный режим;

ПГВ – подстанция глубокого ввода;

ПС – подстанция;

ПУЭ – правила устройства электроустановок;

РЗ – релейная защита;

РЗА – релейная защита и автоматика;

РП – распределительный пункт;

РПН – регулирование под нагрузкой;

РПС – районная подстанция;

РТВ – реле тока с выдержкой времени прямого действия;

РТМ – реле тока мгновенного (прямого) действия;

РУ – распределительное устройство;

РУВН – распределительное устройство высшего напряжения;

РУНН – распределительное устройство низшего напряжения;

СД – синхронный двигатель;

СЭ – система электроснабжения;

ТН – трансформатор напряжения;

ТНП – трансформатор тока нулевой последовательности;

ТП – трансформаторная подстанция;

ТТ (ТА) – трансформатор тока;

ТЭР – технико-экономический расчет;

ЭД – электродвигатель;

ЭС – энергосистема.

Введение

Системы электроснабжения промышленных предприятий относятся к большим сложным системам и обладают характерными свойствами, которые нужно учитывать при проектировании для обеспечения устойчивой работы системы электроснабжения как в нормальных, так и в переходных режимах.

Поэтому в области электроснабжения потребителей важной задачей является повышение уровня проектно-конструкторских разработок, внедрение и эксплуатация высоконадежного электрооборудования, снижение непроизводительных расходов электроэнергии при ее передаче, распределении и потреблении.

Для системы электроснабжения промышленных предприятий, системы питания и внутризаводского электроснабжения характерно единство процесса построения рациональной схемы сети, выбора силовых трансформаторов, коммутационных аппаратов, токоведущих частей, силовых кабелей, устройств релейной защиты и автоматики.

Современные системы электроснабжения не могут работать без устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики. Влияние этих устройств на надежность, качество и производительность системы электроснабжения очень велико и непрерывно возрастает. Существенное значение имеет релейная защита и автоматика для обеспечения устойчивости системы электроснабжения, термической и электродинамической стойкости электрооборудования, при протекании токов короткого замыкания.

Релейная защита представляет систему отдельных устройств, которые производят отключение поврежденных элементов системы электроснабжения и локализацию аварий. При проектировании релейной защиты используются методы расчета уставок, которые учитывают требования действующих директивных материалов, ГОСТ и ПУЭ.

Задание на курсовую работу

Шифр задания

Разряд	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Выключатели Q	1,2	7, 8	9, 10	11, 12	13, 14	15, 16	17, 18	19, 20	РЗ Q	S"G.max	Tmax
Шифр	2(65)	8(119)	10(89с)	11(113)	-	-	9(88)	12в(101)	8	845	5750

На основе шифра задания формируется схема ЭС, на которой все элементы сети должны быть пронумерованы и указываются все параметры.

Длина ВЛЭП W1 (W2) условно принимается: для 3-6 кВ-1,5 км, для 10 кВ-3 км, для 20 кВ-5 км, для 35 кВ-8 км, для 110 кВ-25 км, для 220 кВ-50 км. Длина других ЛЭП задается индивидуально. Условия прокладки КЛЭП: от ГПП (ПГВ) – в земле; от РП (ТП) – в кабельном канале (в воздухе). На РП(ТП) применяются шкафы типа КСО (без постоянного оперативного тока).

Расчет начинают с выбора кабелей СЭ, для чего определяют токи нагрузки элементов сети в нормальном и послеаварийном режимах. Цеховые трансформаторы, питающие потребителей I и II категории, загружены в нормальном режиме на 70% (неявный резерв), а одиночные трансформаторы – постоянно на 100%. Предпочтение нужно отдавать трехфазным одиночным кабелям со сплошными алюминиевыми жилами. Задаваясь предполагаемым временем действия основной РЗ, определяют допустимый ток термической стойкости кабеля.

Затем производится предварительный расчет токов КЗ. Составляется схема замещения СЭ, на которой должны быть указаны точки КЗ, напряжения, порядковый номер каждого элемента (в числителе) и числовое значение сопротивления (в знаменателе). Максимальный ток трехфазного КЗ определяется с учетом подпитки от ЭД при включенном секционном выключателе и одном отключенном вводе, если [7].

После окончательного формирования схемы СЭ и выбора кабелей производится уточненный расчет токов КЗ для цепей РЗ с учетом действия РПН Т1 и Т2, активных сопротивлений цеховых трансформаторов и дуги (в минимальном режиме). Необходимость подпитки от ЭД определяется в каждом случае индивидуально. Составляется сводная таблица токов КЗ.

Производится расчет уставок РЗ сети от наиболее удаленных участков сети до выключателя согласно заданию. В работе приводятся для каждой РЗ все возможные условия расчета уставок и проверки чувствительности. На присоединениях, отходящих от шин РП, необходимо принять все возможные меры по применению реле прямого действия. Далее строится карта селективности и выбираются типы защитных устройств, приводятся схемы РЗ. Должно быть произведено согласование устройств РЗ по времени и по току (по чувствительности) смежных защит. Определяются уставки АВР.

В конце работы делаются выводы о пригодности защит и термической стойкости кабелей.

1) Составить на листе задание (формат А4) - начертить главную электрическую схему распределительной сети

системы электроснабжения, соответствующую варианту.

2) Выбрать тип электрооборудования (двигатели, трансформаторы, кабели, провода ВЛ и т.д.), по

соответствующим мощностям и напряжениям.

3) Сделать предварительный расчет токов КЗ для проверки кабельных ЛЭП на термическую стойкость.

4) Сделать уточненный расчет токов КЗ, свести результаты в таблицу.

5) Определить токи самозапуска нагрузки.

6) Выбрать выключатели на стороне НН цеховых трансформаторов, проверить их чувствительность.

7) Рассчитать уставки для микропроцессорной защиты цеховых трансформаторов со стороны ВН, проверить их

чувствительность.

8) Рассчитать уставки для микропроцессорной защиты двигателей или блоков «трансформатор-двигатель»,

проверить их чувствительность.

9) Рассчитать уставки для микропроцессорной защиты линий 6-10 кВ, проверить их чувствительность.

10) Рассчитать уставки для микропроцессорной защиты секционных выключателей, проверить их

чувствительность. Рассчитать уставки АВР.

11) По характеристикам выбранных защит построить карту селективности.

12) Оформить пояснительную записку. Пояснительная записка должна содержать следующие разделы: титульный

лист, содержание (оглавление), введение, задание, расчет, необходимые поясняющие рисунки и схемы, карту

селективности, выводы (заключение), список литературы. Страницы пояснительной записки должны быть

пронумерованы. Допускаются сокращения, вводимые в виде аббревиатуры, в соответствии со стандартом.

13) На листе (формат А1) начертить чертеж главной схемы и схемы выбранных защит, допускается перенести

карту селективности на чертеж.

Примечания:

1) На листе задания (формат А4) указывается: вверху № группы, Ф.И.О., шифр задания; ниже на схеме сети -

протяженности ЛЭП, параметры элементов сети, их тип, условное буквенное обозначение и нумерация;

2) Принять протяженность ЛЭП; lW5= lW6=0,2 км; lW5’ = lW6’=0,3 км;

Рис.1. Схема распределительной сети системы электроснабжения