Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

_методички / Релейная защита / Кондратьев-21.100

.pdf
Скачиваний:
47
Добавлен:
10.04.2015
Размер:
647.91 Кб
Скачать

Ю. В. КОНДРАТЬЕВ, С. В. ЗАРЕНКОВ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЛЕЙНЫХ ЗАЩИТ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ

ЧАСТЬ 2

ОМСК 2012

Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Омский государственный университет путей сообщения

_____________________________

Ю. В. Кондратьев, С. В. Заренков

ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЛЕЙНЫХ ЗАЩИТ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ

Часть 2

Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве методических указаний к выполнению курсовой работы

по дисциплине «Релейная защита»

Омск 2012

1

УДК 621.331:621.311(075.8) ББК 31.27-05

К64

Проектирование релейных защит тяговых подстанций: Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Релейная защита». Часть 2 / Ю. В. Кондратьев, С. В. Заренков; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2012. 27 с.

Рассмотрены типы релейной защиты, применяемой на проектируемой тяговой подстанции, – релейная защита понижающих трансформаторов, трансформаторов собственных нужд, фидеров 27,5 кВ контактной сети тяговых подстанций переменного тока и преобразовательных агрегатов. Описан метод проверки трансформаторов тока на десятипроцентную погрешность.

Настоящие методические указания призваны оказать помощь студентам при выполнении курсовой работы по дисциплине «Релейная защита». Даны рекомендации по выбору типа и уставок релейных защит, применяемых на тяговых подстанциях и постах секционирования.

Предназначены для студентов очной и заочной форм обучения специальности 190401 (101800) – «Электроснабжение железных дорог», могут быть полезны слушателям Института повышения квалификации и переподготовки (ИПКП).

Библиогр.: 2 назв. Табл. 3. Рис. 4.

Рецензенты: доктор техн. наук, профессор В. Т. Черемисин; канд. техн. наук, доцент В. А. Ощепков.

© Омский гос. университет путей сообщения, 2012

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение .................................................................................................................

5

4. Расчет релейной защиты трансформатора собственных нужд.....................

6

4.1. Расчет токовой отсечки трансформатора собственных нужд ...............

6

4.2. Расчет максимальной токовой защиты с выдержкой времени..............

6

5. Расчет электронных защит фидеров 27,5 кВ контактной сети

 

тяговых подстанций переменного тока...........................................................

9

5.1. Расчет ненаправленной дистанционной защиты ....................................

10

5.2. Расчет трехступенчатой направленной дистанционной защиты ..........

13

5.2.1. Расчет первой ступени трехступенчатой направленной

 

дистанционной защиты НДЗ1......................................................................

14

5.2.2. Расчет второй ступени трехступенчатой направленной

 

дистанционной защиты НДЗ2......................................................................

15

5.3. Расчет токовой отсечки..............................................................................

16

5.4. Расчет защиты минимального напряжения .............................................

18

6. Расчет защиты преобразовательного агрегата ...............................................

19

6.1. Расчет максимальной токовой защиты преобразова-

 

тельного агрегата...............................................................................................

19

6.2. Расчет токовой отсечки преобразовательного агрегата .........................

21

6.3. Расчет защиты от перегрузки и автоматики включения

 

обдува преобразовательного агрегата.............................................................

22

7. Проверка трансформатора тока на десятипроцентную погрешность..........

22

Библиографический список..................................................................................

26

3

4

ВВЕДЕНИЕ

Релейная защита (РЗ) предназначена для локализации повреждений, предотвращения или сокращения ущерба при внезапном возникновении повреждений или ненормальных режимов работы электроэнергетических устройств получения, преобразования, распределения и передачи электроэнергии, обеспечения устойчивости, надежности и живучести систем электроснабжения. РЗ является обязательной частью всех электроэнергетических установок, объектов и систем напряжением 1 кВ и выше.

Для защиты оборудования тяговых подстанций (ТП) электрифицированных железных дорог используются в основном те же виды защиты, что и на понизительных подстанциях энергосистем. Особое место занимают защиты преобразовательных агрегатов и тяговых сетей, характеризующиеся своей спецификой. В тяговых сетях переменного тока максимальные токи нагрузки являются соизмеримыми с минимальными токами короткого замыкания, и это обстоятельство вызывает существенные трудности для защиты, которая должна четко разграничить указанные режимы. Для этого защиту стремятся выполнить так, чтобы она реагировала на какие-либо дополнительные признаки, характерные для нормальных и аварийных режимов именно тяговых сетей.

Во второй части методических указаний к выполнению курсовой работы изложены методы расчета защит трансформаторов собственных нужд, преобразовательных агрегатов тяговых подстанций и фидеров контактной сети переменного тока, а также приведен порядок выполнения проверки трансформаторов тока на десятипроцентную погрешность.

Цель настоящих методических указаний – оказать помощь студентам при выполнении курсовой работы по дисциплине «Релейная защита».

5

4. РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА СОБСТВЕННЫХ НУЖД

4.1. Расчет токовой отсечки трансформатора собственных нужд

Токовая отсечка (ТО) без выдержки времени трансформатора собственных нужд (ТСН) устанавливается со стороны питания и выполняется по двухфазной двухрелейной схеме. Ток срабатывания реле

 

 

k

 

k

 

I (3)

 

I

с.р

 

н

 

сх

к max

,

(4.1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kт.т

 

где kн – коэффициент надежности (для защиты с токовым реле серии РТ-40 kн = 1,3), kсх – коэффициент схемы, kсх = 1; Iк(3)max – максимальный ток при трех-

фазном коротком замыкании на выводах его вторичной обмотки (в расчетах используются действующие значения токов), А; kт.т – коэффициент трансформации трансформатора тока.

Чувствительность защиты проверяется при минимальном значении тока двухфазного короткого замыкания на выводах первичной обмотки трансформатора. При этом коэффициент чувствительности токовой отсечки

 

I (2)

k

 

 

 

kч

к min

 

сх

2 ,

(4.2)

kт.т Iс.р

 

 

 

где Iк(2)min = 0,86 Iк(3)max – минимальное значение двухфазного тока короткого за-

мыкания на стороне 27,5 (10) кВ, А.

Согласно требованиям правил устройства электроустановок (ПУЭ) при выполнении максимальной токовой защиты с выдержкой времени 1 с и менее допускается не устанавливать токовую отсечку для трансформаторов мощностью до 1600 кВ∙А с высшим напряжением до 35 кВ.

4.2. Расчет максимальной токовой защиты с выдержкой времени

Максимальная токовая защита (МТЗ) с выдержкой времени устанавлива-

6

ется со стороны питания и выполняется по двухфазной трехрелейной схеме («неполная звезда»).

Ток срабатывания реле МТЗ с выдержкой времени определяется по выражению:

Iс.р

 

kнkсх kсз Iнагр max

,

(4.3)

 

 

 

kт.т kв

 

где kсз – коэффициент самозапуска (для ТСН принимаем kсз = 1,5); Iнагр max – максимальный ток нагрузки, Iнагр max = 2,5Iн ТСН, А, kв – коэффициент возврата.

Выдержка времени выбирается из условия селективности с предохранителями и автоматами со стороны низкого напряжения, в курсовой работе принимается равной 0,5 с.

Совмещенная схема максимальной токовой защиты и токовой отсечки ТСН приведена на рис. 4.1.

 

КА4

КА1

+ШУ

КА1.1

 

КТ1

-ШУ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КА2.1

 

 

 

 

КА5

КА2

 

КА3.1

 

 

 

А

В С

 

 

КТ1.1

КН1

КL1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КА3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КА4.1

КН2

 

 

 

 

 

 

КА5.1

 

 

 

 

 

 

 

КL1.1

 

На отключение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КН1.1

 

ВВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КН2.1

 

На сигнал

 

 

 

 

 

 

 

 

а б

Рис. 4.1. Совмещенная схема максимальной токовой защиты и токовой отсечки ТСН: а – схема первичной коммутации; б – вторичной

Коэффициент чувствительности МТЗ

7

где Iр min

kч

Iр min

1,5,

(4.4)

Iс.р

 

 

 

– минимальный ток, протекающий по реле защиты при двухфазном коротком замыкании на шинах 0,4 кВ, А. Значение Iр min определяется по формуле:

 

 

 

 

 

 

Iр min

 

3Iк(3)min

,

(4.5)

 

 

 

2kт.т kт ТСН

 

где Iк(3)min – минимальный ток трехфазного короткого замыкания на стороне

0,4 кВ, кА.

Ток срабатывания реле защиты трансформатора собственных нужд от перегрузки определяется по формуле:

Iс.р перегр

 

kнkсх Iн ТСН

,

(4.6)

 

 

 

kвkт.т

 

где Iн ТСН – номинальный ток ТСН, А; kн – коэффициент надежности, kн = 1,05. Защита трансформатора от перегрузки действует на сигнал (перегрузка) с

выдержкой времени 7 с.

Пример выбора реле для защиты ТСН приведен в табл. 4.1.

 

Т а б л и ц а 4 .1

Пример выбора реле для защиты ТСН

 

 

Название реле для защиты ТСН

Тип реле

 

 

Реле тока ТО

РТ-40/100

Реле тока МТЗ

РТ-40/20

Реле времени

ЭВ-235

Указательное реле

РУ-21/0,05

Промежуточное реле

РП-253

 

 

5. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОННЫХ ЗАЩИТ ФИДЕРОВ 27,5 кВ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

8

ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Расчет установок электронных защит фидеров 27,5 кВ контактной сети тяговых подстанций и постов секционирования двухпутного участка производится на основании исходной схемы, приведенной на рис. 5.1 [1].

а

б

Рис. 5.1. Схемы узлового и параллельного питания тяговой сети двухпутного участка: а – полная; б – упрощенная

При расчете используются следующие значения удельных сопротивлений тяговой сети:

z11 – полное удельное сопротивление тяговой сети однопутного участка, Ом/км;

9

Соседние файлы в папке Релейная защита