Расчет релейной защиты и АПВ сети 110 кВ

Национальный исследовательский  университет

Московский энергетический институт

 

 

                                                                                                       Кафедра Релейной защиты и 

автоматизации энергосистем

 

 

 

Курсовой проект

Расчет релейной защиты и  АПВ сети 110 кВ

 

 

 

 

 

Выполнил студент 

группы Э-12-08 :

Ковалев В.А.

Проверил научный

 руководитель :

Алексеев О.П.

 

 

 

 

Москва 2012 год

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Для заданной сети 110 кВ с глухим заземлением нейтрали произвести выбор принципов и расчет релейной защиты и АПВ для каждого участка.

 

Рис. 1.1. Схема сети

 

Таблица 1.1. Параметры элементов  сети

Длина, км						Мощность,			Мощность, МВт
15	15	20	16	2340	0,95	15	15	7,5	7,9	12	5,9

 

=0,8 c;     =1,2 c;    =1,5 c;

 

 

 

 

Напряжение источника  постоянного оперативного тока на п/ст А 220В.

Расстояние от ОРУ 110 кВ до релейного щита 75-110 м.

 

2. ВЫБОР ПРИНЦИПОВ ВЫПОЛНЕНИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

Выбор принципов защит  линий основан, во-первых, на требованиях, представленных в ПУЭ, во-вторых, на РУ, содержащих конкретные указания по выбору параметров и оценке чувствительности защит.

Для линий напряжением 110 кВ вопрос о типе основной защиты, в  том числе о необходимости  применения защиты, действующей без  замедления при КЗ в любой точке защищаемого участка, должен решаться в первую очередь с учетом требования сохранения устойчивости работы энергосистемы. При этом если по расчетам устойчивости работы энергосистемы не предъявляются другие более жесткие требования, может быть принято, что указанное требование, как правило, удовлетворяется, когда трехфазные КЗ, при которых остаточное напряжение на шинах электростанций и подстанций ниже , отключаются без выдержки времени.

 

В рассматриваемой работе устанавливаются следующие защиты:

1. Для защиты линии на участке ВГ – ступенчатая токовая защита (I и III ступени) от междуфазных КЗ;

токовая защита нулевой последовательности (ТЗНП) от КЗ на землю (I ступень).

2. Для защиты линии на участке БВ – трехступенчатая токовая защита от междуфазных КЗ;

токовая защита нулевой последовательности (ТЗНП) от КЗ на землю (I и II ступени).

I ступень токовой защиты от междуфазных КЗ выполняется неселективной отсечкой без выдержки времени в сочетании с поочередным АПВ, устраняющим последствия неселективной работы защиты. Данное решение принято исходя из расчета остаточного напряжения на шинах системы.

3. Для защиты параллельных линий на участке АБ – поперечная дифференциальная токовая направленная защита от междуфазных КЗ и от КЗ на землю;

трехступенчатая токовая защита от междуфазных КЗ;

токовая защита нулевой последовательности (ТЗНП) от КЗ на землю (I,II и III ступени)

I ступень токовой защиты от междуфазных КЗ также выполняется неселективной отсечкой без выдержки времени в сочетании с поочередным АПВ, исходя из расчета остаточного напряжения на шинах системы.

Неселективная отсечка вводится в работу при отключении одной  из параллельных линий. В режиме работы двух линий, отсечка выполняется селективной.

 

 

3. РАСЧЕТ ТОКОВ МЕЖДУФАЗНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ И ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Схема сети с обозначением точек КЗ представлена на рис. 3.1.

Расчет токов междуфазных КЗ и остаточных напряжений приведен в Приложении 1.

Результаты расчета токов  междуфазных КЗ приведены в табл. 3.1.

 

Рис. 3.1. Обозначение точек  коротких замыканий

 

Таблица 3.1. Токи междуфазных  КЗ

Обе параллельные линии в  работе
Точка КЗ	К1	К2	К3	К4	К5	К6	К7
	11,75	7,68	3,99	2,88	0,32	0,66	0,61
	10,18	6,65	3,46	2,49	0,16	0,33	0,305
Линия L2 отключена
Точка КЗ	К1	К2	К3	К4	К5	К6	К7
	11,75	5,69	3,38	2,55	0,31	0,64	0,59
	10,18	4,93	2,93	2,21	0,155	0,32	0,295

 

 

4. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ

Схема сети с обозначением точек КЗ представлена на рис. 4.1.

Расчет токов КЗ на землю приведен в Приложении 2.

Результаты расчета токов  КЗ на землю приведены в табл. 4.1.

Рис. 4.1. Обозначение точек  коротких замыканий на землю

Таблица 4.1. Токи в защитах  при КЗ на землю

Режим	Точка КЗ
Линия L2 отключена и заземлена	К1	4046,03	4183,69	581,52	601,31	581,52	601,31
	К1’	4046,03	4183,69	11556,57	11949,76	581,52	601,31
	К2	1684,30	1512,77	4173,26	3748,26	4173,26	3748,26
	К2’	1684,30	1512,77	4173,26	3748,26	879,64	790,05
	К5	1684,30	1512,77	4173,26	3748,26	4173,26	3748,26
	К6	795,92	615,39	1972,09	1524,78	1972,09	1524,78
	К6’	795,92	615,39	1972,09	1524,78	1972,09	1524,78
	К7	559,73	417,34	1386,87	1034,06	1386,87	1034,06
Q3 отключен	К3	1166,26	1090,06	3076,08	2875,10	3076,08	2875,10
Q4 отключен	К4	1311,12	1000,98	574,40	438,53	574,40	438,53
L1 и L2 в работе	К1	4043,56	4178,43	284,59	294,09	284,59	294,09
	К1’	4043,56	4178,43	11561,49	11947,11	284,59	294,09
	К2	1897,55	1507,96	2302,40	1829,69	2302,40	1829,69
	К2’	1897,55	1507,96	2302,40	1829,69	1087,84	864,49
	К5	1897,55	1507,96	2302,40	1829,69	2302,40	1829,69
	К6	840,55	614,60	1019,89	745,73	1019,89	745,73
	К6’	840,55	614,60	1019,89	745,73	1019,89	745,73
	К7	581,45	416,98	705,51	505,95	705,51	505,95

Таблица 4.1. Продолжение

Режим	Точка КЗ	А	А	А	А	А	А	А	А
Линия L2 отключена и заземлена	К1	-	-	-	-	-	-	-	-
	К1’	-	-	-	-	-	-	-	-
	К2	-	-	-	-	-	-	-	-
	К2’	-	-	-	-	-	-	-	-
	К5	-	-	-	-	5052,9	4538,31	-	-
	К6	-	-	-	-	2387,76	1846,17	-	-
	К6’	-	-	-	-	2387,76	1846,17	2387,76	1846,17
	К7	-	-	-	-	1679,19	1252,02	1679,19	1252,02
Q3 отключен	К3	-	-	3498,78	3270,18	-	-	-	-
Q4 отключен	К4	3933,36	3002,94	-	-	-	-	-	-
L1 и L2 в работе	К1	284,59	294,09	284,59	294,09	-	-	-	-
	К1’	284,59	294,09	284,59	294,09	-	-	-	-
	К2	2302,40	1829,69	2302,40	1829,69	-	-	-	-
	К2’	2302,40	1829,69	2302,40	1829,69	-	-	-	-
	К5	2302,40	1829,69	2302,40	1829,69	5692,65	4523,88	-	-
	К6	1019,89	745,73	1019,89	745,73	2521,65	1843,80	-	-
	К6’	1019,89	745,73	1019,89	745,73	2521,65	1843,80	2521,65	1843,80
	К7	705,51	505,95	705,51	505,95	1744,35	1517,85	1744,35	1517,85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ  СРАБАТЫВАНИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

5.1. Расчет поперечной  дифференциальной направленной  защиты параллельных линий

Для защиты параллельных линий  сетей с эффективно заземленной  нейтралью применяются комплектные защиты типа ЭПЗ 1637. Защита состоит из двух одинаковых частей, устанавливаемых по концам защищаемой линии, и действует при всех видах повреждений.

Каждая часть защита может  быть представлена в виде двух комплектов: комплекта защиты типа КЗ-6, действующего при междуфазных замыканиях, и  комплекта защиты типа КЗ-7, действующего при замыканиях на землю.

Уставки каждого из этих комплектов защиты рассчитываются отдельно и устанавливаются одинаковыми на каждом конце линии.

 

Рис. 5.1. Структурная схема поперечной дифференциальной направленной защиты параллельных линий

5.1.1. Расчет поперечной дифференциальной направленной защиты параллельных линий от междуфазных повреждений

5.1.1.1. Ток срабатывания пускового органа тока

Ток срабатывания пускового  органа выбирается по следующим условиям:

а) отстройка от максимального  тока небаланса при трехфазном КЗ на шинах подстанции А

 

 

 

б) отстройка от максимального  тока небаланса при трехфазном КЗ на шинах подстанции Б

 

 

 

в) отстройка от максимального тока нагрузки линии при обрыве соединительных проводов токовых цепей и при оперативном отключении одной из линий со стороны противоположной подстанции

 

 

г) отстройка от тока неповрежденной линии при каскадном отключении однофазного КЗ на землю на параллельной линии (точка К4)

 

 

 

Уставка срабатывания выбирается по наибольшему из полученных значений токов.

Таким образом, 

5.1.1.2. Чувствительности токового пускового органа

Чувствительность токового пускового органа проверяется при  внутренних повреждениях для случаев:

а) при КЗ в точке равной чувствительности

 

б) при КЗ в режиме каскадного отключения у шин подстанции А

 

 

в) при КЗ в режиме каскадного отключения у шин подстанции Б

 

Чувствительность токового пускового органа удовлетворяет  всем требованиям.

5.1.2. Расчет поперечной дифференциальной направленной защиты параллельных линий от замыканий на землю

5.1.2.1. Ток срабатывания пускового органа тока

Ток срабатывания пускового  органа тока выбирается по условиям отстройки  от тока небаланса, возникающего при  внешних замыканиях на землю.