Материал: 11111

27

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ МИНИСТЕРСТВА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

___________________________________________________________

Кафедра "Электроснабжение железных дорог"

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА

Выполнил студент: Н. А. Туаев

Проверил: А. И. Бурьяноватый

Санкт - Петербург

2007

СОДЕРЖАНИЕ

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ………………………………………………………….3

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….7

1.РАСЧЕТ ЗАЩИТ ПОНИЖАЮЩЕГО ТРАНСФОРМАТОРА……………….8

1.1.Анализ исходных данных и принимаемые допущения…………………….-

1.2.Формирование расчетных схем………………………………………….......-

1.3.Определение способа защиты и состава защит……………………………..-

1.4.Вычисление параметров аварийных режимов………………………….......9

1.5. Расчет уставок дифференциальной защиты трансформатора……………13

1.6.Расчет защиты обмотки ВН трансформатора от внешних КЗ……………18

1.7. Расчет уставок защит шин 27,5 кВ………………………………………...22

1.8. Принципиальная схема релейной защиты тягово-понизительного трансформатора 220/27,5/10,5 кВ………………………………………………..-

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Вариант исходных данных сформирован по пятизначному шифру, который задан преподавателем: 1 1 1 1 1 . Значения данных представлены в табл.1 – 4 и на рис.1. Схема главных соединений одинакова для всех вариантов (рис. 2).

Таблица 1

Токи короткого замыкания на вводах подстанции, кА

Таблица 2

Параметры районной нагрузки

Таблица 3

Параметры устройств тягового электроснабжения

Таблица 4

Параметры понижающего трансформатора

Примечание. Наибольшие рабочие напряжение электрооборудования в сети 220 кВ составляет 252 кВ, а в сети 110 кВ - 126 кВ.

Рис.2.Схема главных соединений подстанции:

АК1, …, АК5 – комплекты реле защит

ВВЕДЕНИЕ

В системах электроснабжения нередко возникают короткие замыкания и другие ненормальные режимы работы. Короткие замыкания возникают вследствие дефектов, старения и загрязнения изоляции токоведущих частей, обрыва и схлестывания проводов при сильном ветре или гололеде. Электрическая дуга в месте замыкания способна вызвать пережоги, оплавление и разрушение электрического оборудования и распределительных устройств, отжиг и обрыв контактного провода. Разрушения оказываются тем значительнее, чем больше ток в дуге и время ее существования. Чтобы короткое замыкание не вызвало большого ущерба, поврежденное электрооборудование необходимо как можно быстрее отключить.

Отключение электрической системы осуществляется коммутационными аппаратами – высоковольтными выключателями, привод которых снабжен специальным механизмом. Для отключения выключателя необходимо осуществить управляющее воздействие на этот механизм.

Автоматические устройства, служащие для выявления к.з. и ненормальных режимов и воздействующие в необходимых случаях на механизм отключения выключателя или на сигнал, называют релейной защитой.

Целью курсового проектирования является приобретение навыка расчета параметров аварийных режимов и уставок защит элементов тягового электроснабжения электрических железных дорог переменного тока напряжением 27,5 кВ. В проекте:

рассчитаны уставки защит на тяговой подстанции для понижающего трансформатора, шин 27,5 кВ и фидеров тяговой нагрузки;

определены уставки защит постов секционирования (ПС) и пунктов параллельного соединения (ППС) для одной межподстанционной зоны;

построены диаграммы селективности и характеристики срабатывания защит, а также векторные диаграммы аварийных режимов;

разработаны функциональные схемы защит фидеров тяговой сети и алгоритмы их работы;

выбраны аппаратные средства реализации функций защит;

построены принципиальные схемы защит трансформатора.

1.Расчет защит понижающего трансформатора

1.1.Анализ исходных данных и принимаемые допущения

Схема главных соединений представлена на рис. 2.

При расчете токов КЗ приняты следующие допущения: короткое замыкание металлическое трехфазное, точка КЗ электрически удалена, используется линейная схема замещения, параметры 3-фазной системы симметричны, учитываются режимы максимума и минимума энергосистемы (ЭС), поперечные сопротивления и продольные активные принимаются равными нулю, определяется периодическая составляющая тока КЗ. Принято, что отсутствует подпитка точки КЗ крупными электродвигателями. В качестве метода расчета выбран приближенный метод комплексных величин в именованных единицах для симметричных трехфазных цепей. При изложенных условиях расчет произведен для одной фазы трехфазной системы.

1.2.Формирование расчетных схем

На тяговых подстанциях переменного тока обычно предусматривается работа одного трансформатора в нормальном режиме. В вынужденных режимах, например при выпадении из работы смежной тяговой подстанции, а также в особых режимах нормальной работы, например при сгущении поездов, трансформаторы могут работать параллельно на шины 27,5 кВ. С учетом возможной работы энергосистемы в режимах минимума или максимума получены четыре расчетные схемы для определения токов КЗ на шинах низшего (НН) и среднего (СН) напряжений. Для расчетов КЗ при параллельной работе требуется определить сопротивления схемы замещения отдельно для каждой обмотки трансформатора.

Для трансформатора учтены также наличие на обмотках ВН устройств регулирования напряжения и заводской допуск на величину напряжения короткого замыкания u_k .

1.3.Определение способа защиты и состава защит

Принято решение установить на вводе шин 27,5 кВ максимальную токовую и дистанционную защиты с выдержкой времени 1,2 с. Максимальную токовую защиту с выдержкой времени выполнить на ВН и НН.

Защита тяговых шин обычно реализуется на дифференциальной защите, контролирующей токи всех присоединений шин. В простейшем случае для шин устанавливается потенциальная защита (ПЗ), чаще называемая защитой минимального напряжения (ЗМН). В рассматриваемом варианте шины защищаются защитами ввода в РУ 27,5 кВ. Кроме того, устанавливается ЗМН. Эта же защита должна срабатывать при КЗ на линиях, питающих подстанцию, для ликвидации подпитки по тяговой сети со стороны смежной подстанции, то есть выполнять функции защиты от подпитки (ЗПП).

1.4.Вычисление параметров аварийных режимов в табл.5 приведены основные этапы расчета. Результаты отображены на рис.3.

Таблица 5

Расчет токов короткого замыкания тяговой подстанции