Розрахунок уставок, вибір типів реле та уточнення типів захистів

1 2 3 4

Ім'я файлу: Ступаченко 44 варіант.docx
Розширення: docx
Розмір: 1300кб.
Дата: 09.07.2020
скачати
Пов'язані файли:
Супаченко 44 варіант схема.docx

Зміст

Вступ……………………………………………………………………………….3

Завдання на курсову роботу………………………………………...3
Коротка характеристика об’єкта, що захищається………………..4
Аналіз видів пошкоджень і ненормальних режимів роботи об’єкта, що захищається, і уточнення вимог до РЗ……………………………..5
1. Трансформатори……………………………………………………5
  1. Ненормальні режими і захисти від них………………………5
  2. Основні види ушкодження……………………………………6
2. Асинхронний двигун………………………………………………7
  1. Ненормальні режими і захисти від них……………………..8
  2. Основні види ушкодження…………………………………..9
Попередній вибір типів захистів та складання структурної схеми захистів…………………………………………………………………………...10
1. Захист трансформатора…………………………………………..10
2. Захист асинхронного електродвигуна…………………………...12
Розрахунок уставок, вибір типів реле та уточнення типів захистів…………………………………………………………………………...16
1. Трансформатор……………………………………………………16
  1. Розрахунок подовжнього диференціального захисту трансформатора………………………………………………………………….16
  2. Розрахунок максимального струмового захисту трансформатор…………………………………………………………………...22
  3. Розрахунок захисту трансформатора від перевантаження.23
  4. Газовий захист трансформатора…………………………....23
2. Асинхронний двигун……………………………………………..24
  1. Методика розрахунку уставок максимального струмового відсічення (ТО)…………………………………………………………………..24
  2. У разі реакторного пуску двигуна………………………….25
  3. У разі участі двигуна самозапускі………………………….26
  4. У разі прямого пуску двигуна………………………………27
  5. Методика розрахунку уставок захисту від однофазних замикань на землю……………………………………………………………….32
  6. Розрахунок уставок захисту від подвійних замикань на землю……………………………………………………………………………..34
  7. Захист електродвигунів від перевантажень………………..36
  8. Методика выбора уставок защиты от затянутого пуска….38
  9. Методика розрахунку уставок теплової захисту електродвигунів………………………………………………………………….38
  10. Асинхронний режим в енергосистемі…………………..…40
Складання принципової схеми захистів…………………………..42

Висновок………………………………………………………………………….44

Література………………………………………………………………………..45

Вступ

Під час проектування та експлуатації електроенергетичних систем необхідно враховувати можливість виникнення в них пошкоджень та особливих режимів. Найпоширенішими та найнебезпечними пошкодженнями є короткі замикання на об’єктах електроенергетичних систем. Такі пошкодження спричиняють руйнування пошкодженого об’єкта струмами короткого замикання, або дугою, яка може виникнути в місці пошкодження. Також можливе руйнування суміжних з пошкодженим об’єктів струмами, величина яких перевищує допустимі значення. Крім того, пониження напруги у вузлових точках електроенергетичної системи внаслідок коротких замикань може вплинути на порушення технологічних процесів, а також на порушення стійкості електроенергетичної системи. Тому вимикати пошкоджений об’єкт від електроенергетичної системи потрібно за частки секунди і навіть упродовж мілісекунд. Враховуючи швидкоплинність процесів в електроенергетичних системах, функціонування їх без пристроїв автоматики неможливе. Таку дію, зрозуміло, виконати людина невзмозі. Тому для вимкнення пошкодженого об’єкта, а також для ліквідації деяких особливих режимів, наприклад, перевантажень, застосовують спеціальні пристрої автоматики, а ааме пристрої релейного захисту.

Отже, знання принципів виконання, особливостей функціонування та розрахунку параметрів спрацювання пристроїв релейного захисту об’єктів електроенергетичних систем є обов’язковим для інженерів, які працюють у галузі електроенергетики.

1.Завдання на курсову роботу

Виконати: «Проект релейного захисту трансформатора та асинхронного електродвигуна». У нормальному режимы Q5 відключений. S_T₁=S_T₂=S_T. Конкретний тип двигуна студент вибирає на підставі заданої потужності Р₁.

Таблиця 1.Дані варіанту.

Варіант	S_КЗмакс,МВА	U₁, кВ	U₂, кВ	S_T, МВА	t_від,_C	P₁, МВт
44	1600	110	6	16	1	1

Рис.1.1. Електрична принципова схема згідно варіанту.

2.Коротка характеристика об’єкта, що захищається.

Даній системі основними об’єктами захисту є трансформатори Т1 та Т2 і електричний двигун М1. Вона впливають на вибір типів захисту і розрахунку їх параметрів спрацювання. Виникнення короткого замикання викликає появу електромагнітних хвиль, що поширюються до кінців лінії. При досягненні хвилі провідного кінця лінії там починається рахунок часу. Цей імпульс, досягнувши протилежного кінця лінії через інтервал часу, зупиняє там рахунок часу. Тобто при винекнеті коротких замикань потрібно зробити релейний захист так що б було відключення лінії на початку і в кінці для селективності. Для вибору елементів релейного захисту потрібно враховувати короткі замикання.

Таблиця 2. Дані двигуна.

Тип двигуна	Потужність, кВт	Напруга, В	Частота обертання, об/хв	ККД, %	Вага, кг
BAO2-560LВ4	1000	6000	1500	96	1760

Таблиця 3. Дані трансформаторів.

Тип	S_н, кВА	U_ном, кВ			Втрати, кВт		U_к,%				I_х, %		Габарити, м			Вага, т
		ВН	СН	НН	РХ	РК	В-С	В-Н	С-Н	l			b	h	повна	Тр-ая	Акт. части	Масла
																		полная	транспортная
1	2	3	4	5	6	8	9	10	11	12		13		14	15	16	17	18	19	20
2хТДТН-/110/6	16000	110	38.5	6	91	320	12,5	24,0	10,5	1,0		8,9		4,7	7,6	152	134	78	12	41,5	36

Аналіз видів пошкоджень і ненормальних режимів роботи об’єкта, що захищається, і уточнення вимог до РЗ.
1. Трансформатори.

У процесі експлуатації можливі ушкодження в трансформаторах і на їхніх з'єднаннях з комутаційними апаратами. Можуть бути також небезпечні ненормальні режими роботи, незв'язані з ушкодженнями трансформатора чи його з'єднань. Можливість ушкоджень і ненормальних режимів обумовлює необхідність установки на трансформаторах захисних пристроїв.

Ненормальні режими і захисти від них.

Найбільш частим ненормальним режимом роботи трансформаторів є поява в них сверхструмів, тобто струмів, що перевищують номінальний струм обмоток трансформаторів. Сверхструми в трансформаторі виникають при зовнішніх КЗ, хитаннях і перевантаженнях. Останні виникають унаслідок самозапуску електродвигунів, збільшення навантаження в результаті відключення паралельно працюючого трансформатора, автоматичного підключення навантаження при дії АВР і т.п.

При зовнішньому КЗ, викликаному ушкодженням на шинах трансформатора або невідімкнувшимся ушкодженням на відходящем від шин приєднанням, по трансформатору проходять струми КЗ І_кз>І_ном, що нагрівають його обмотки понад припустиме значення, що може привести до ушкодження трансформатора. Оскільки зовнішнє КЗ супроводжується зниженням напруги в мережі, захист повинен діяти з мінімальною витримкою часу, необхідної для селективності.

Перевантаження трансформаторів не впливає на роботу системи електропостачання в цілому, тому що вона звичайно не супроводжується зниженням напруги. Крім того, сверхструми перевантаження відносно не великі і їхнє проходження припустиме протягом деякого часу, достатнього для того, щоб було вжито заходів до розвантаження. Найбільш часто виникають короткочасні самоліквідуючиєся перевантаження небезпечні для трансформатора через їхню нетривалість. На підстанціях ліквідація тривалого перевантаження повинна вироблятися автоматично від захисту, відключенням менш відповідальних споживачів або трансформатора, що перевантажився.

Таким чином, захист трансформатора від перевантаження повинен діяти на відключення тільки в тому випадку, коли перевантаження не може бути усунуте автоматично. В усіх інших випадках захист повинен діяти на сигнал або автоматично робити його розвантаження. Захист від перевантажень виконується, як правило реагуючим на струм.

До ненормальних режимів роботи трансформаторів відноситься так само неприпустиме зниження рівня олії, що може відбутися, наприклад, внаслідок ушкодження бака.

Основні види ушкоджень.

Основними видами ушкоджень є багатофазні КЗ в обмотках і на виводах трансформатора, а також «пожежа стали» магнітопроводу. Однофазні ушкодження бувають двох видів: на землю і між витками обмотки (виткові замикання). Найбільш ймовірні однофазні і багатофазні КЗ на виводах трансформаторів і однофазні виткові замикання в обмотках. Захист на КЗ виконується з дією на відключення ушкодженого трансформатора. Для обмеження розмірів руйнувань її виконують швидкодіючої.

Замикання однієї фази на землю небезпечно для обмоток, приєднаних до мереж із глухозаземленими нейтралями. У цьому випадку захист повинен відключати трансформатор і при однофазних КЗ у його обмотках на землю. При віткових замиканнях у замкнених витках виникає значний струм, що руйнує ізоляцію і магнитопровід трансформатора, тому такі ушкодження повинні відключатися швидкодіючим захистом.

Небезпечним внутрішнім ушкодженням є також «пожежа стали» магнитопровода, що виникає при порушенні ізоляції між листами магнитопроводу, що веде до збільшення втрат на перемагнічування і вихрові струми. Втрати викликають місцеве нагрівання стали, що веде до подальшого руйнування ізоляції. Захист, заснований на використанні електричних величин, на цей вид ушкодження теж не реагує, тому виникає необхідність у застосуванні спеціального захисту від віткових замикань і від «пожежі стали».

Для обмеження розміру руйнування захист від ушкоджень у трансформаторі повинен діяти швидко. Ушкодження, що супроводжуються великими струмами КЗ, повинні відключатися без витримки часу з t=0,05 – 0,1 с.

Асинхронний двигун.

Багатофазні к.з. завжди супроводжуються протіканням великих струмів у пошкодженому двигуні і зменшенням напруги в живлячій мережі. Крім руйнування машини, вони порушують роботу інших споживачів. Тому такі пошкодження вимикаються без витримки часу.

Ненормальні режими і захисти від них.

При технологічних перевантаженнях двигун розвантажується без зупинки механізму або після його зупинки. Тому захист від перевантажень має витримку часу і виконується з дією на автоматичне розвантаження, сигнал або вимкнення двигуна, якщо перевантаження не зникло.

При зменшенні напруги зменшується момент обертання, що може призвести до зупинки двигуна. Наступне відновлення нормальної роботи (самозапуск) при збільшенні напруги, супроводжується протіканням надструмів самозапуску. При одночасному самозапуску багатьох двигунів початкова величина відновлювальної напруги стає меншою (0,55…0,7)U_ном, що ускладнює відновлення нормальної роботи. Для самозапуску відповідальних двигунів і запобігання несинхронного вмикання СД застосовується захист від втрати живлення (мінімальний захист напруги). Він встановлюється і якщо самозапуск недопустимий згідно з технологічних умов або правил техніки безпеки. Таким умовам відповідають двигуни верстатів, кранів, механізмів поточних ліній, ручних механізмів, а також електрозварювальні установки.

Надструми при обриві фази виникають, якщо двигун захищається запобіжниками. Спеціальний захист від роботи на двох фазах, які перевантаженні, звичайно, не встановлюється, а його функції виконує захист від перевантажень.

Надструми асинхронному режимі виникають при перевантаженнях, зменшенні напруги мережі і струму збудження. При цьому струм статора збільшується, а ротор і механізм терплять дію знакозмінного моменту. СД до 1 кВ не мають спеціального захисту. Його функції виконує захист від перевантажень за струмом статора. Для СД більше 1 кВ захист діє на пристрої, що відновлюють синхронну роботу (ресинхронізація або автоматичне розвантаження), а якщо це не можливе, то на вимкнення з повторним вмиканням. В усіх випадках – з витримкою часу. При несинхронному вмиканні після дії АПВ або АВР двигуни вимикаються або здійснюється ресинхронізація.

Основні види ушкоджень.

Двигун не запускається, якщо відсутня напруга в мережі, відключений автомат або перегоріли запобіжники. Наявність напруги в мережі можна перевірити за допомогою вольтметра змінного струму зі шкалою до 500 В або низьковольтним індикатором. Для усунення вмикається автомат або проводять заміну перегорілих запобіжників. Якщо перегорає один запобіжник, електродвигун буде видавати характерне гудіння.

Обрив однієї з фаз обмотки статора можна виявити за допомогою мегомметра, попередньо звільнивши всі кінці обмоток двигуна. Якщо виявлено обрив усередині фази обмотки двигун необхідно відправити в ремонт.

Зниження напруги на затискачах двигуна при його запуску допускається до 30% від номінального. Воно викликається втратами в мережі, малою потужністю трансформатора або його перевантаженням. При зниженні напруги на затискачах електродвигуна проводиться заміна живильного трансформатора або збільшується перетин проводів лінії підведення.

Відсутність контакту мережі живлення в одній з обмоток статора – випадання фази – призводить до збільшення струму в його обмотках і зниження числа обертів. Якщо двигун залишити працювати на двох обмотках, то він «згорить».

Вихід з ладу обмотки електродвигуна («згорання» обмотки) ремонтується шляхом відправлення двигуна в спеціалізований ремонтний цех, де двигуни розбирають, чистять та проводять ревізію. Після чого несправні обмотки демонтують, та перемотують наново на спеціальних намотувальних установках чи вручну, лакують та сушать. Потім двигун збирають і перевіряють на робочих оборотах з вимірюванням струму холостого ходу і під номінальним навантаженням.

Крім перерахованих вище електричних несправностей в електродвигунах можуть бути несправності механічного характеру. Причиною надмірного нагріву підшипників може бути неправильна збірка підшипників, погана «центровка» електродвигуна, забруднення підшипників або великий знос кульок і роликів.

1 2 3 4

скачати

© Усі права захищені
написати до нас