Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения

Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения: учебно-методический комплекс / сост.: С.И. Джаншиев, В.Н. Костин, А.А. Юрганов. - СПб.: Изд-во СЗТУ, 2010. –  221 с.

Задания на курсовую работу и методические указания к ее выполнению

4.2.1. Задание и исходные данные

Тема курсовой работы «Релейная защита и автоматика распределительной сети». В работе рассматривается участок распределительной сети (рис. 4.1), включающей:

- шины 110 кВ источника питания сети;

- питающие воздушные линии W1 и W2 напряжением 110 кВ;

- подстанцию ПС 110/10 кВ;

- пять трансформаторных подстанций (ТП1, ТП2, ТП3, ТП4, ТП5) 10/0,4 кВ;

- распределительный пункт РП-10 кВ, к шинам которого подключена ТП1 и другие потребители, получающие питание по линиям W13 и W14.

Исходные данные по вариантам курсовой работы приведены в табл. 4.1. Номер варианта соответствует последней цифре шифра студента.

Для расчета предлагаются три участка сети (рис. 4.1):

- участок 1 от источника питания 110 кВ до шин 0,4 кВ ТП1.

- участок 2 от источника питания 110 кВ до шин 0,4 кВ ТП2.

- участок 3 от источника питания 110 кВ до шин 0,4 кВ ТП3.

Студент производит расчеты только по заданному участку, представляющему собой часть распределительной сети, приведенной на рис. 4.1.

Курсовая работа состоит из блоков расчетов:

- токов КЗ;

- номинальных и максимальных рабочих токов;

- релейных защит и автоматики участка сети;

Расчетная часть должна сопровождаться графическим материалом.

4.2.2. Методические указания к выполнению курсовой работы

Курсовая работа должна быть выполнена на листах формата А4 и включать в себя:

- титульный лист;

-  содержание с нумерацией страниц;

- исходные данные, соответствующие последней цифре шифра;

- все требуемые расчеты с формулами и краткими пояснениями.

При выполнении расчетов сначала приводятся расчетные формулы, затем в них подставляются числовые значения величин и дается конечный результат вычисления.

Первая часть работы – расчет токов КЗ. По исходной электрической схеме строится схема замещения, намечаются токи КЗ и рассчитываются токи КЗ в этих точках. Следует иметь в виду, что расчет токов КЗ для релейной защиты преследует две цели:

1. Определение минимальных токов КЗ, протекающих по защищенному элементу сети (линия, трансформатор) для расчета чувствительности защиты.

2. Определение максимальных токов КЗ, протекающих по защищенному элементу сети для расчета тока срабатывания токовой отсечки, если таковая предусмотрена. Это нужно также для расчета максимального тока небаланса дифференциальной защиты и, наконец, для согласования МТЗ двух смежных участков, если МТЗ имеет зависимую от тока выдержку времени.

Во всех случаях нас интересует ток КЗ не в точке КЗ, а протекающий через защиту при КЗ в заданной точке.

Обычно точка КЗ выбирается на шинах в конце защищаемого участка.

При расчете токов КЗ следует иметь в виду то, что сопротивления кабельных линий W3, W4, W5, W6, W7, W8 значительно меньше сопротивлений трансформаторов Т3…Т12. Этими сопротивлениями пренебрегаем и токи КЗ в точках K3, K4, K5, K6, K7, K8 принять одинаковыми.

Следующая часть работы – расчет максимальных рабочих и номинальных токов. Максимальным рабочим токов характеризуется линия, а также трансформатор с учетом максимально допустимой перегрузки. Номинальным током характеризуется элементы электрооборудования – генератор, электродвигатель, трансформатор.

Максимальные рабочие и номинальные токи необходимы для расчета токов срабатывания защит.

Следует внимательно рассмотреть схему заданного участка сети и найти все возможные режимы ее работы и из них выбрать такой, при котором по защищаемому элементу проходит максимальный рабочий ток.

После выполнения первых двух частей расчета можно приступить к третьей части работы – расчет защит и автоматики участка.

Начинать расчет защит следует снизу – от шин 0,4 кВ. Следует выбрать типы автоматических выключателей и их времятоковые характеристики. По заданным номинальным мощностям трансформаторов нужно выбрать тип трансформатора и остальные данные, необходимые для расчета.

В соответствии с требованиями ПУЭ и норм технологического проектирования выбираются виды и типы устройств релейной защиты. Как правило, следует применять современные цифровые (микропроцессорные) устройства релейной защиты и автоматики.

Производится расчет параметров срабатывания защит. Особенностью современного этапа развития техники релейной защиты и автоматики является то, что цифровые терминалы выпускаются разными фирмами, имеют свои характерные особенности и специфику выполнения и расчетов. Поэтому выбрав цифровой терминал определенной фирмы, нужно подробно изучить инструкцию и следовать методике расчета данной фирмы.

Цифровые устройства релейной защиты и автоматики являются многофункциональными, например, имеют функцию устройств резервирования отказа выключателей (УРОВ), включают в свой состав логическую защиту и т.д. Цифровые терминалы реализуют также функции АПВ и АВР. Это нужно иметь в виду и в курсовой работе должно быть указано, какую функцию предлагается использовать и как именно.

В курсовой работе проводится расчет АВР на секционных выключателях и АПВ воздушной линии 110 кВ.

Курсовая работа должна содержать расчеты с краткими пояснениями и графическую часть, включающую:

- схему распределительной сети,

- схему замещения, схемы защит,

- времятоковые характеристики автоматических выключателей,

- времятоковые характеристики защит.

Пояснительная записка должна заканчиваться выводами и рекомендациями по существу полученных результатов.

При выполнении курсовой работы рекомендуется пользоваться примерными расчетами, приведенными в практических занятиях (п. 3.6).

Выполненная работа сдается на проверку и после допуска к защите защищается на кафедре автором, который должен объяснить ход решения и принципы расчета.