- •Пояснительная записка
- •К курсовому проекту по дисциплине
- •«Релейная защита и автоматика систем электроснабжения
- •Промышленных предприятий»
- •Введение
- •Задание на курсовую работу
- •1.Выбор основного оборудования.
- •2.3. Выбор кабеля блока «трансформатор – двигатель».
- •2.4. Выбор кабеля клэп w3(w4), питающего тп.
- •3.Предварительный расчет токов кз.
- •3.2Расчет токов кз.
- •4. Уточненный расчет токов кз.
- •4.1. Расчет токов трехфазного кз за трансформатором с рпн.
- •4.2.Расчет токов кз за цеховыми трансформаторами.
- •5. Приближенное определение токов самозапуска промышленной нагрузки.
- •6. Выбор выключателей и защит на стороне нн цеховых трансформаторов.
- •6.1. Выбор вводного qf1,qf2,qf3, секционного qf4 выключателей и расчет их уставок.
- •7. Релейная защита трансформаторов 6/0,4 кВ
- •7.1. Защита трансформаторов плавкими предохранителями.
- •7.2.Расчет защиты магистрального участка сети w6-t8, w13-t9.
- •7.3. Расчет защиты блока «линия – трансформатор» w10-t6.
- •7.4. Расчет защиты блока «линия – трансформатор» w4-t4.
- •8. Расчёт уставок и выбор защиты двигателей.
- •9. Релейная защита и автоматика на секционных выключателях qв1 и qb2.
- •1.Расчет тока срабатывания мтз.
3.2Расчет токов кз.
Расчет тока КЗ в точке К-1.
Суммарное реактивное сопротивление от энергосистемы до точки K-1 равно
Ом,
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке K-1 со стороны энергосистемы равно
кА.
Проверка на термическую стойкость выполняется:
<,
Расчет тока КЗ в точке К-2.
Суммарное реактивное сопротивление от энергосистемы до точки K-2 равно
Ом,
Ом,
Ом.
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке K-2 со стороны энергосистемы равно
кА;
кА.
Суммарное значение периодической составляющей тока в точке К-2
кА.
Проверка на термическую стойкость выполняется:
<.
4. Уточненный расчет токов кз.
4.1. Расчет токов трехфазного кз за трансформатором с рпн.
1.Определим токи трехфазного КЗ за силовым трансформатором типа ТРДН – 16000/110 и сопротивления его обмоток, приведенные к стороне ВН.
Согласно ГОСТ 12965-85 [5]:,. Напряжения, соответствующие крайним ответвлениям:,.
Рис.3. Схема замещения прямой (обратной) последовательности
участка сети от ЭС до точки К-1.
Определим минимальные и максимальные сопротивления схемы замещения участка сети (от ЭС до точки K-1), приведенные к (рис.3.1):
Сопротивление системы в ее максимальном режиме работы:
Ом.
Сопротивление системы в ее минимальном режиме работы:
Ом.
Сопротивление линии равно
Ом.
Максимальное и минимальное сопротивления силового трансформатора ГПП с учетом работы устройства РПН равны:
Ом,
Ом,
Ом,
Ом,
Ом,
Ом.
Максимальное и минимальное сопротивления схемы замещения участка сети (от ЭС до точки К-1), приведенные к равны
Ом
Ом.
Определим максимальные и минимальные первичные токи, проходящие через защищаемый трансформатор при КЗ между тремя фазами на шинах 6 кВ:
кА,
кА.
2.Определим токи трехфазного КЗ за силовым трансформатором типа ТрДН – 16000/110 и сопротивления его обмоток, приведенные к стороне НН.
Максимальный ток трехфазного КЗ в точке K-1, приведенный к нерегулируемой стороне НН:
кА.
Минимальный ток трехфазного КЗ в точке K-1, приведенный к нерегулируемой стороне НН:
кА.
Минимальный ток двухфазного КЗ в точке K-1, приведенный к нерегулируемой стороне НН:
кА.
Приведем эти токи к напряжению Uб= 6,3 кВ:
кА,
кА,
кА.
Результирующее сопротивление от ЭС до точки K-1 в максимальном режиме (рис. 3.2), приведенное к равно
Ом.
Результирующее сопротивление от ЭС до точки K-1 в минимальном режиме (рис. 3.2), приведенное к равно
Ом.
Результирующее сопротивление от ЭС до точки K-1 в максимальном режиме (рис. 3.2), приведенное к равно
Ом.
Результирующее сопротивление от ЭС до точки K-1 в минимальном режиме (рис. 3.2), приведенное к равно
Ом.
Рис.4. Схема замещения прямой (обратной) последовательности
распределительной сети системы электроснабжения
4.2.Расчет токов кз за цеховыми трансформаторами.
Расчёт максимальных и минимальных токов КЗ в точке К – 11(за трансформатором Т8).
1.Расчет максимального тока КЗ в точке K-11.
Определим полное сопротивление трансформатора, приведенное к стороне ВН:
Ом.
Определим активное сопротивление трансформатора, приведенное к стороне ВН:
Ом.
Определим реактивное сопротивление трансформатора
Ом.
Максимальное значение тока при трехфазном металлическом КЗ за трансформатором, отнесенное к стороне ВН, вычисляется по формуле:
кА.
где и– активное и реактивное сопротивление системы до цехового трансформатора Т3.
Максимальное значение тока трехфазного КЗ в точке K-11, отнесенное к стороне НН:
кА.
2.Расчет минимального тока КЗ в точке K-11.
Определим суммарное активное сопротивление цепи КЗ, приведенное к стороне НН:
мОм
где мОм – активное сопротивление системы до цехового трансформатора Т3 (рис. 3.2);
мОм – активное сопротивление цехового трансформатора Т3, приведенное к стороне НН;
мОм – активное сопротивление шинопровода типа ШМА4 – 1250 от трансформатора до секции шин 0,4 кВ , протяженностью 10 м, удельное сопротивление которого определяем по табл. П2.3 [2];
мОм – активное сопротивление токовых катушек и контактов автоматического выключателя QF2 определено по табл. П2.4 [2];
мОм – активное сопротивление контактов коммутационных аппаратов цепи КЗ;
мОм – активное переходное сопротивление дуги в разделке кабеля, отходящего от секции шин 0,4 кВ (табл. П2.2 [2]).
Суммарное индуктивное сопротивление цепи КЗ, приведенное к стороне НН: мОм.
где мОм – индуктивное сопротивление системы до цехового трансформатора Т8 (рис. 3.2);
мОм – индуктивное сопротивление цехового трансформатора Т8, приведенное к стороне НН;
мОм – индуктивное сопротивление шинопровода типа ШМА4-1250 от трансформатора до секции шин 0,4 кВ , протяженностью 10 м, удельное сопротивление которого определяем по табл. П2.3 [2];
мОм – индуктивное сопротивление токовых катушек и контактов автоматического выключателя QF2 определено по табл. П2.4 [2].
Минимальное значение тока трехфазного КЗ вблизи секции шин 0,4 кВ с учетом активного сопротивления дуги вычислим по формуле:
кА.
Минимальное значение тока трехфазного КЗ в точке К-11, отнесенное к стороне ВН:
кА.
Расчёт максимальных и минимальных токов КЗ в точке К – 12(за трансформатором Т9).
1.Расчет максимального тока КЗ в точке K-12.
Определим полное сопротивление трансформатора, приведенное к стороне ВН:
Ом.
Определим активное сопротивление трансформатора, приведенное к стороне ВН:
Ом.
Определим реактивное сопротивление трансформатора
Ом.
Максимальное значение тока при трехфазном металлическом КЗ за трансформатором, отнесенное к стороне ВН, вычисляется по формуле:
кА.
где и– активное и реактивное сопротивление системы до цехового трансформатора Т3.
Максимальное значение тока трехфазного КЗ в точке K-12, отнесенное к стороне НН:
кА.
2.Расчет минимального тока КЗ в точке K-12.
Определим суммарное активное сопротивление цепи КЗ, приведенное к стороне НН:
мОм
где мОм – активное сопротивление системы до цехового трансформатора Т9 (рис. 3.2);
мОм – активное сопротивление цехового трансформатора Т8, приведенное к стороне НН;
мОм – активное сопротивление шинопровода типа ШМА4 – 1250 от трансформатора до секции шин 0,4 кВ , протяженностью 10 м, удельное сопротивление которого определяем по табл. П2.3 [2];
мОм – активное сопротивление токовых катушек и контактов автоматического выключателя QF3 определено по табл. П2.4 [2];
мОм – активное сопротивление контактов коммутационных аппаратов цепи КЗ;
мОм – активное переходное сопротивление дуги в разделке кабеля, отходящего от секции шин 0,4 кВ (табл. П2.2 [2]).
Суммарное индуктивное сопротивление цепи КЗ, приведенное к стороне НН: мОм.
где мОм – индуктивное сопротивление системы до цехового трансформатора Т3 (рис. 3.2);
мОм – индуктивное сопротивление цехового трансформатора Т3, приведенное к стороне НН;
мОм – индуктивное сопротивление шинопровода типа ШМА4-1250 от трансформатора до секции шин 0,4 кВ , протяженностью 10 м, удельное сопротивление которого определяем по табл. П2.3 [2];
мОм – индуктивное сопротивление токовых катушек и контактов автоматического выключателя QF3 определено по табл. П2.4 [2].
Минимальное значение тока трехфазного КЗ вблизи секции шин 0,4 кВ с учетом активного сопротивления дуги вычислим по формуле:
кА.
Минимальное значение тока трехфазного КЗ в точке К-12, отнесенное к стороне ВН:
кА.
Расчёт максимальных и минимальных токов КЗ в точке К – 7(за трансформатором Т7).
1.Расчет максимального тока КЗ в точке K-17.
Определим полное сопротивление трансформатора, приведенное к стороне ВН:
Ом.
Определим активное сопротивление трансформатора, приведенное к стороне ВН:
Ом.
Определим реактивное сопротивление трансформатора
Ом.
Максимальное значение тока при трехфазном металлическом КЗ за трансформатором, отнесенное к стороне ВН, вычисляется по формуле:
кА.
где и– активное и реактивное сопротивление системы до цехового трансформатора Т7.
Максимальное значение тока трехфазного КЗ в точке K-7, отнесенное к стороне НН:
кА.
2.Расчет минимального тока КЗ в точке K-7.
Определим суммарное активное сопротивление цепи КЗ, приведенное к стороне НН:
мОм
где мОм – активное сопротивление системы до цехового трансформатора Т7 (рис. 3.2);
мОм – активное сопротивление цехового трансформатора Т8, приведенное к стороне НН;
мОм – активное сопротивление шинопровода типа ШМА4 – 1250 от трансформатора до секции шин 0,4 кВ , протяженностью 10 м, удельное сопротивление которого определяем по табл. П2.3 [2];
мОм – активное сопротивление токовых катушек и контактов автоматического выключателя QF3 определено по табл. П2.4 [2];
мОм – активное сопротивление контактов коммутационных аппаратов цепи КЗ;
мОм – активное переходное сопротивление дуги в разделке кабеля, отходящего от секции шин 0,4 кВ (табл. П2.2 [2]).
Суммарное индуктивное сопротивление цепи КЗ, приведенное к стороне НН: мОм.
где мОм – индуктивное сопротивление системы до цехового трансформатора Т3 (рис. 3.2);
мОм – индуктивное сопротивление цехового трансформатора Т3, приведенное к стороне НН;
мОм – индуктивное сопротивление шинопровода типа ШМА4-1250 от трансформатора до секции шин 0,4 кВ , протяженностью 10 м, удельное сопротивление которого определяем по табл. П2.3 [2];
мОм – индуктивное сопротивление токовых катушек и контактов автоматического выключателя QF3 определено по табл. П2.4 [2].
Минимальное значение тока трехфазного КЗ вблизи секции шин 0,4 кВ с учетом активного сопротивления дуги вычислим по формуле:
кА.
Минимальное значение тока трехфазного КЗ в точке К-12, отнесенное к стороне ВН:
кА.
Расчёт токов в остальных точках схемы.
Расчет тока КЗ в точке К-5.
1)Максимальное и минимальное значения тока при металлическом трёхфазном КЗ в точке К-5 можно принять приближенно равным токам в точке К–1, так как сопротивление КЛЭП W8 очень мало:
кА,
кА.
2) Минимальный ток двухфазного КЗ в точке К-5:
кА.
Расчет тока КЗ в точке К-8.
1)Максимальное и минимальное значения тока при металлическом трёхфазном КЗ в точке К-5 можно принять приближенно равным токам в точке К–1, так как сопротивление КЛЭП W8 очень мало:
кА,
кА.
2) Минимальный ток двухфазного КЗ в точке К-5:
кА.
Расчет тока КЗ в точке К-4.
1) Результирующее сопротивление от системы до точки К-4 максимальном и минимальном режимах, приведенное к равно:
2) Максимальное и минимальное значения тока при металлическом трёхфазном КЗ в точке К-4:
кА,
кА.
3) Минимальный ток двухфазного КЗ в точке К-2:
кА.
Расчет тока КЗ в точке К-10.
1) Результирующее сопротивление от системы до точки К-10 максимальном и минимальном режимах, приведенное к равно:
2) Максимальное и минимальное значения тока при металлическом трёхфазном КЗ в точке К-10:
кА,
кА.
3) Минимальный ток двухфазного КЗ в точке К-10:
кА.
Расчет тока КЗ в точке К-2.
1) Результирующее сопротивление от системы до точки К-2 максимальном и минимальном режимах, приведенное к равно:
2) Максимальное и минимальное значения тока при металлическом трёхфазном КЗ в точке К-2:
кА,
кА.
3) Минимальный ток двухфазного КЗ в точке К-2:
кА.
Расчет тока КЗ в точке К-3.
1) Результирующее сопротивление от системы до точки К-3 максимальном и минимальном режимах, приведенное к равно:
2) Максимальное и минимальное значения тока при металлическом трёхфазном КЗ в точке К-3:
кА,
кА.
3) Минимальный ток двухфазного КЗ в точке К-3:
кА.
Расчет тока КЗ в точке К-13.
1) Результирующее сопротивление от системы до точки К-13 максимальном и минимальном режимах, приведенное к равно:
2) Максимальное и минимальное значения тока при металлическом трёхфазном КЗ в точке К-13:
кА,
кА.
3) Минимальный ток двухфазного КЗ в точке К-13:
кА.
Расчет тока КЗ в точке К-6.
1) Результирующее сопротивление от системы до точки К-6 максимальном и минимальном режимах, приведенное к равно:
2) Максимальное и минимальное значения тока при металлическом трёхфазном КЗ в точке К-6:
кА,
кА.
3) Минимальный ток двухфазного КЗ в точке К-6:
кА.
Расчет тока КЗ в точке К-14.
1) Результирующее сопротивление от системы до точки К-14 максимальном и минимальном режимах, приведенное к равно:
Ом
Ом.
2) Максимальное и минимальное значения тока при металлическом трёхфазном КЗ в точке К-14:
кА,
кА.
3) Минимальный ток двухфазного КЗ в точке К-14:
кА.
Расчет тока КЗ в точке К-9.
1) Результирующее сопротивление от системы до точки К-9 максимальном и минимальном режимах, приведенное к равно:
Ом,
Ом.
2) Максимальное и минимальное значения тока при металлическом трёхфазном КЗ в точке К-9:
кА,
кА.
3) Минимальный ток двухфазного КЗ в точке К-9:
кА.
Расчетные значения токов КЗ во всех точках схемы (рис.1.1) сведены в таблице 3.1.
Таблица 1
Ток КЗ |
К-1 |
К-2 |
К-3 |
К-4 |
К-5 |
К-6 |
К-7 |
К-8 |
К-9 |
К-10 |
,кА |
6,69 |
2,3 |
2,114 |
6,56 |
6,69 |
1,742 |
5,46 |
6,69 |
1,688 |
1,166 |
,кА |
5,9 |
2,2 |
2,084 |
5,8 |
5,9 |
1,694 |
3,622 |
5,9 |
1,633 |
1,139 |
,кА |
5,11 |
1,9 |
1,805 |
5 |
5,11 |
1,467 |
- |
5,11 |
1,414 |
0,986 |
Ток КЗ |
К-11 |
К-12 |
К-13 |
К-14 |
,кА |
5,7 |
5,3 |
1,515 |
2,24 |
,кА |
3,786 |
3,535 |
1,482 |
2,14 |
,кА |
- |
- |
1,283 |
1,853 |
Специальные расчеты токов при двухфазных КЗ за трансформатором не производятся, а их значения принимаются примерно на 15% меньшими, чем ток трехфазного КЗ.
Для трансформаторов со схемой соединения значение тока в месте однофазного КЗ за трансформатором считается практически равным току трехфазного КЗ в этой же точке.