Презентация Курсовая работа. Релейная защита типовых элементов СЭС онлайн

Содержание слайда: Курсовое проектирование

Содержание слайда: Требования к оформлению курсового проекта КП состоит из: Расчетно-пояснительной записки (30…50 стр. формата А4); графической части (принципиальные и функциональные схемы РЗиА, формат А1). В КП необходимо: разработать защиту силового трансформатора, ЛЭП, высоковольтного электродвигателя и устройств автоматики (АВР или АПВ). При расчете защит элементов сети, обязательна ссылка на ПУЭ. Обозначения защит в расчетно-пояснительной части и в графической части должны соответствовать.

Содержание слайда: Исходные данные для проектирования

Содержание слайда:

Содержание слайда: Примерное содержание пояснительно-расчетной части курсового проекта 1. Задание на курсовое проектирование. 2. Выбор элементов СЭС. 3. Расчет токов КЗ. 4.Расчет защиты электродвигателя. 5.Расчет защиты линии электропередачи. 6. Защита силового трансформатора. 7.Проверка трансформаторов тока на точность работы. 8.Расчет параметров устройств автоматики (АВР или АПВ). 9.Заключение. 10. Список литературы.

Содержание слайда: Список литературы Правила устройства электроустановок: Все действующие разделы ПУЭ-6 и ПУЭ-7 – Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2010. – 464 с., ил. Копьев В.Н. Релейная защита: учебное пособие / В.Н. Копьев; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 160 с. Чернобровов Н.В. Релейная защита: Учеб. для техн. – М.: Энергия, 1974. – 680 с. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования / Под ред. Б.Н. Неклепаева. – М.: НЦ ЭНАС, 2001. – 152 с.

Содержание слайда: Корогодский В.И., Кутеков С.Л., Панерко Л.Б. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 298 с. Корогодский В.И., Кутеков С.Л., Панерко Л.Б. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 298 с. Овчинников В.В. Реле РНТ в схемах дифференциальных защит. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 88 с. Шабад М.А. Максимальная токовая защита. – Л.: Энергоатомиздат, 1991. – 96 с. Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматических распределительных сетей. – Л.: Энергоатомиздат, 1985. – 296 с. Овчинников В. В., Удрис А. П. Реле РНТ и ДЗТ в схемах дифференциальных защит. Часть 1,2 – М.:НТФ «Энергопрогресс», 2004. – 88 с.; ил.

Содержание слайда: Релейная защита и автоматизация ЭЭС Семестр 8 Тема 1 «Расчет и выбор защит электродвигателей»

Содержание слайда: Общие сведения

Содержание слайда: Общие сведения

Содержание слайда: Общие сведения

Содержание слайда: Общие сведения

Содержание слайда: Общие сведения

Содержание слайда: Общие сведения

Содержание слайда: Виды повреждений ЭД Междуфазные и витковые повреждения Однофазные замыкания Двойные замыкания на землю Повреждения в цепях возбуждения синхронного двигателя

Содержание слайда: Виды ненормальных режимов ЭД Сверхтоки технологической перегрузки tпер = А/(k2 - 1); А- коэффициент, зависящий от типа ЭД (Закрытые ЭД А=250, открытые АД А=150) Сверхтоки при понижении напряжения Mвр = kUc2 Сверхтоки при обрыве фазы (несимметричные перегрузки). Сверхтоки синхронных электродвигателей при асинхронном режиме Мвр = (kEqUc/Xd)·sinδ

Содержание слайда: Задачи релейной защиты ЭД своевременное выявление электрических повреждений (желательно на ранних стадиях их возникновения и развития) в ЭД и пусковой аппаратуре, а также опасных для них ненормальных режимов; формирование и выдача управляющих воздействий на коммутационные аппараты, систему возбуждения, приводные механизмы и пусковую аппаратуру для уменьшения объемов разрушений, отключения линии, предотвращения развития ненормального режима, быстрого восстановления нормальной работы

Содержание слайда: Основные и резервные защиты ЭД

Содержание слайда: Виды защит ЭД выше 1000 В защита от многофазных замыканий; защита от однофазных замыканий на землю; защита от токов перегрузки; защита минимального напряжения (защита от потери питания); защита от асинхронного режима (на СД).

Содержание слайда: Защиты асинхронных ЭД свыше 1000 В (ПУЭ п. 5.3.43 – 5.3.54) 1. Защита от многофазных замыканий: Токовая однорелейная отсечка без выдержки времени, отстроенная от пусковых токов (Pдв<2000 кВт) Токовая двухрелейная отсечка без выдержки времени, отстроенная от пусковых токов (Pдв≥2000 кВт или Pдв<2000 кВт при Кч<Kчдоп). При отсутствии защиты от ОЗЗ при Pдв≥2000 отсечка должна быть трехрелейной. Продольная дифференциальная токовая защита (Pдв≥5000 кВт или Pдв<5000 кВт при Кч<Kчдоп). При наличии защиты от ОЗЗ – двухрелейное исполнение, при отсутствии – трехрелейное.

Содержание слайда: Токовая однорелейная и двухрелейная отсечка

Содержание слайда: Выбор уставок ТО ЭД Ток срабатывания ТО выбирается с учетом отстройки от максимального пускового тока:

Содержание слайда: Проверка чувствительности ТО ЭД Чувствительность токовой отсечки проверяется при двухфазном КЗ на выводах ЭД в минимальном режиме работы системы:

Содержание слайда: Продольная дифференциальная защита АД на реле РТ –40

Содержание слайда: Продольная дифференциальная защита АД, включенного через промежуточные НТА

Содержание слайда: Расчет продольной дифференциальной защиты в общем случае Ток срабатывания защиты должен удовлетворять условию:

Содержание слайда: При выборе тока Iс.з принимается большее из двух условий – (1.4) и (1.5). Для уменьшения Iнб.рсч.max ТА подбирают с мало отличающимися характеристиками намагничивания, сопротивления плеч защиты должны быть одинаковыми, при этом последовательно с реле тока включают добавочные резисторы R = 5...10 Ом (рис. 1.1) или применяют реле типа РНТ–565 (рис. 1.2) При выборе тока Iс.з принимается большее из двух условий – (1.4) и (1.5). Для уменьшения Iнб.рсч.max ТА подбирают с мало отличающимися характеристиками намагничивания, сопротивления плеч защиты должны быть одинаковыми, при этом последовательно с реле тока включают добавочные резисторы R = 5...10 Ом (рис. 1.1) или применяют реле типа РНТ–565 (рис. 1.2) Для реле типа РТМ: Кнад= 1,3, Кодн = 0,5, ε = 10 % и реле тока с добавочным резистором Кап = 1,5...2, Для реле типа РНТ: Кап = 1,0...1,3. При этом Iс.з ≤ 0,75 ⋅ Iн.д.

Содержание слайда: Расчет дифференциальной защиты, выполненной на реле РНТ-565 Параметры защиты выбираются из условия ее надежного несрабатывания в режиме пуска, самозапуска и при внешних КЗ:

Содержание слайда: Расчет дифференциальной защиты, выполненной на реле РНТ-565 Число витков рабочей обмотки реле:

Содержание слайда: Проверка чувствительности дифференциальной защиты, выполненной на реле РНТ-565 Проверка чувствительности защиты производится при двухфазном КЗ на линейных выводах обмотки статора в реле протекает наименьший ток:

Содержание слайда: Внешний вид РНТ-565

Содержание слайда: 2. Защита от однофазных замыканий на землю 2. Защита от однофазных замыканий на землю Предусматривается для: Pдв≤2 МВт (отсутствие компенсации) и Iзз ≥10 А, Pдв ≤ 2 МВт (при наличии компенсации) и остаточный ток в нормальных условиях Iост≥10 А, Pдв>2 МВт при I зз ≥5 А Ток срабатывания: При Pдв ≤ 2 МВт, Iс.з. ≤10А При Pдв > 2 МВт, Iс.з. ≤5А tc.з. - min У СД защита должна также действовать на АГП. Защита выполняется с использованием ТТНП.

Содержание слайда: Схема подключения защиты от ЗЗ

Содержание слайда: Трансформатор тока нулевой последовательности

Содержание слайда: ТТНП с подмагничиванием

Содержание слайда: Виды защит от ЗЗ ЭД 1. Защита, реагирующая на искусственно создаваемые высшие гармоники тока ЗЗ. 2. Защита, реагирующая на действующее значение I0 (РТЗ-51) 3. Токовые направленные защиты от ЗЗ (ЗЗП-1)

Содержание слайда: Принцип фиксации замыкания фазы статора ЭД на корпус с использованием наложенного тока При появлении 3U0 подключается устройство генерирующее ток частотой 100 Гц (ДГР, R и VD). Для защиты используется 2-я гармоника тока (39% от наложенного тока – около 2 А)

Содержание слайда: Преимущества и недостатки защиты от ЗЗ с наложенным током Преимущество: независимость действия защиты: от степени компенсации емкостного тока в сети, от уровня и стабильности естественных высших гармоник в токе нулевой последовательности от значения переходного сопротивления в месте повреждения Недостатки: необходимость отстройки от помех, создаваемых дугой в месте замыкания на корпус незначительное увеличение тока в месте замыкания на землю.

Содержание слайда: Требования по чувствительности Для ненаправленных защит минимальный коэффициент чувствительности должен составлять примерно 1,25 для кабельных и примерно 1,5 для воздушных линий, а для направленной токовой защиты — примерно 2.

Содержание слайда: Расчет уставок защиты от ЗЗ (РТЗ-51)

Содержание слайда: Расчет уставок защиты от ЗЗ (РТЗ-51)

Содержание слайда: Расчет уставок защиты от ЗЗ (РТЗ-51)

Содержание слайда: Расчет уставок защиты от ЗЗ (РТЗ-51)

Содержание слайда: Расчет уставок защиты от ЗЗ (РТЗ-51)

Содержание слайда: Расчет уставок защиты от ЗЗ (РТЗ-51)

Содержание слайда: Расчет уставок защиты от ЗЗ (РТЗ-51)

Содержание слайда: Пример расчета защиты ЭД на РТЗ-51 Определить уставки защиты от замыкания на корпус обмотки статора СД типа СТД 5000-2 (Uном=10 кВ), подключенного к сети с изолированной нейтралью, суммарный емкостный ток которой IсΣ=6А. Расчетное значение емкости статора на 3 фазы составляет 0,085 мкФ. ЭД связан с КРУ линией, состоящей из 3 кабелей сечением 150 мм2 каждый. Длина линии 35 м. Реле защиты подключено к 3 соединенным ТТНП типа ТЗЛМ.

Содержание слайда: Пример расчета защиты ЭД на РТЗ-51 Собственный емкостный ток электродвигателя СТД-5000-2 по (1.12) равен:

Содержание слайда: Пример расчета защиты ЭД на РТЗ-51

Содержание слайда: Внешний вид реле РТЗ-51 1. Пределы регулирования тока срабатывания – от 0,02 до 0,12 А 2. Время срабатывания реле при подаче на вход двукратного тока срабатывания – 0,06 с 3. Потребляемая мощность в длительном режиме по цепи питания, не более на переменном токе в длительном режиме - 6,5 ВА на переменном токе в режиме срабатывания - 7,5 ВА на постоянном токе - 10 Вт

Содержание слайда: Внешний вид ТЗЛМ-1 Трансформаторы устанавливаются на кабель: диаметром до 70 мм – ТЗЛМ-1, диаметром до 100 мм – ТЗЛМ-1-1 и ТЗЛМ-1-2.

Содержание слайда: Расчет уставок защиты от ЗЗ (ЗЗП-1) Защита от ЗЗ на ЗЗП-1 применяется когда защита на РТЗ-51 не проходит по чувствительности. В частности такое наблюдается, когда не выполняется условие:

Содержание слайда: Расчет уставок защиты от ЗЗ (ЗЗП-1) Первичный ток срабатывания определяется исходя из требования обеспечения необходимого коэффициента чувствительности

Содержание слайда: Внешний вид реле ЗЗП-1 З - защита; З - земляная; П - полупроводниковая; 1 - номер конструктивной модификации Входные параметры:  Напряжение питания: 24 В постоянного тока  Ток срабатывания защиты (3Iо):  - на 1 уставке 0,07 - 0,021 А  - на 2 уставке 0,5 - 0,15 А  - на 3 уставке 2,0 - 0,6 А  Выходные параметры: Коммутируемый ток: до 2 А Напряжение: 24-250 В  Габариты: 157 х 134 х 198 (В х Ш х Д)  Вес: 1,7 кг

Содержание слайда: Схема подключения ЗЗП-1М

Содержание слайда: Защита от перегрузки Защита от перегрузки должна предусматриваться на ЭД, подверженных перегрузке по технологическим причинам, и на электродвигателях с особо тяжелыми условиями пуска и самозапуска (длительность прямого пуска непосредственно от сети 20 с и более), перегрузка которых возможна при чрезмерном увеличении длительности пускового периода вследствие понижения напряжения в сети. Защиту от перегрузки следует предусматривать в одной фазе с зависимой или независимой от тока выдержкой времени, отстроенной от длительности пуска электродвигателя в нормальных условиях и самозапуска после действия АВР и АПВ.

Содержание слайда: Действие защиты на отключение электродвигателя допускается в тех случаях, когда: Действие защиты на отключение электродвигателя допускается в тех случаях, когда: отключение электродвигателя не приводит к нарушению технологического процесса; разгрузку невозможно осуществить без останова; отсутствует постоянный дежурный персонал, который мог бы принять меры к разгрузке; имеют место тяжелые условия пуска и самозапуска.

Содержание слайда: Уставки реле защиты от перегрузки Ток срабатывания реле МТЗ от перегрузки выбирается по выражению:

Содержание слайда: Уставки реле защиты от перегрузки Выдержка времени защиты от перегрузки выбирается из условия надежного несрабатывания защиты при пуске или самозапуске ЭД по выражению:

Содержание слайда: Защита от потери питания Выполняется двухступенчатой: 1 ступень - UIс.з = 0,7Uн - предназначена для облегчения самозапуска ответственных ЭД, она отключает ЭД неответственных механизмов. tсз=0,5...1,5 с. 2 ступень - UIIс.з = 0,5Uн - отключает часть электродвигателей ответственных механизмов, самозапуск которых недопустим по условиям техники безопасности или из-за особенностей технологического процесса. tсз=10...15 с.

Содержание слайда: Схема групповой минимальной защиты напряжения ЭД 6-10 кВ

Содержание слайда: Схема групповой минимальной защиты напряжения с реле ОП для ЭД 6-10 кВ

Содержание слайда: Расчет защиты от потери питания Предварительно должны быть проанализированы все возможные режимы, приводящие к кратковременным или длительным снижениям напряжения и к перерывам электроснабжения всего узла нагрузки, где имеются защищаемые ЭД. В отношении каждого ЭД необходимо решить, должен ли он отключаться при потере питания или в процессе самозапуска, и если должен, то когда и с какой выдержкой времени. С этой целью целесообразно разделить ЭД на группы по степени ответственности механизмов, по их возможности участвовать в самозапуске после восстановления питания. Примерный перечень таких групп АД и расчетные формулы для определения параметров срабатывания защиты минимального напряжения для узла нагрузки, в котором отсутствуют СД, приведен в табл. 1.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Пример защиты асинхронного электродвигателя

Содержание слайда: Пример защиты асинхронного электродвигателя

Содержание слайда: Выбор и расчет защит АД (пример) Выполнить расчет защит АД марки 2АЗМII-2000/6000-У4. Дано:

Содержание слайда: Выбор и расчет защит АД (пример) РЕШЕНИЕ Определение параметров АД Полная мощность ЭД

Содержание слайда: Выбор и расчет защит АД (пример) 2. Расчет защиты АД от многофазных замыканий в обмотке статора Согласно п. 5.3.46 ПУЭ для АД с Pном≥2000 кВт применяется двухрелейная отсечка без выдержки времени, отстроенная от пусковых токов при выведенных пусковых устройствах. Ток срабатывания реле:

Содержание слайда: Выбор и расчет защит АД (пример) Следовательно будет применяться отсечка выполненная на РНТ-565, имеющая лучшую отстройку от апериодических составляющих во вторичном токе ТТ. Ток срабатывания реле

Содержание слайда: Выбор и расчет защит АД (пример) Минимальный ток в реле при двухфазном КЗ на линейных выводах обмотки статора:

Содержание слайда: Выбор и расчет защит АД (пример) 3. Расчет защиты от замыканий на землю Пример для ЗЗ рассмотрен выше. Посчитать самостоятельно. 4. Защита от токов перегрузки. Принимается к установке защита с независимой от тока характеристикой выдержки времени с реле тока РCТ-11 и реле времени типа РВ01 при включении реле на ток фазы

Содержание слайда: Выбор и расчет защит АД (пример) Т.к. уставка по току составляет 4,47 А для установки принимается реле РСТ-11-19 с максимальной уставкой 6 А. Уставка РСТ 11-19 Формула уставки Iуст=Iмин(1+N), для РСТ-11-19 минимальная уставка по току 1,5 А. N-сумма чисел на шкале уставок (0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,6) На панели необходимо установить шлицы чисел 0,4 и 1,6 горизонтально. Тогда уставка по току составит 4,5 А. Уставка РВ-01 Выбираем реле РВ-01 с диапазоном уставки от 0,1 до 50 сек. Формула для уставки: Туст=(0,1+N), где N - сумма чисел шлицов расположенных горизонтально. Для того, чтобы выставить уставку 6,0 сек необходимо установить шлицы чисел 3,2; 1,6; 0,8; 0,2; 0,1; в горизонтальное положение.

Содержание слайда: Выбор и расчет защит АД (пример) 5. Защита минимального напряжения. Считается, что самозапуск предусматривается. Защита действует на отключение ЭД по условию техники безопасности при длительном исчезновении напряжения. Напряжение самозапуска расчетная величина! В примере принято минимально допустимое значение Uсам=0,7Uном.

Содержание слайда: Выбор и расчет защит АД (пример) Уставки реле типа РСН17-23: Формула уставки Uуст=Uмин(1+N), для РСТ-11-19 минимальная уставка по току 1,5 А. Uмин=24 В. N-сумма чисел на шкале уставок (0,8; 0,4; 0,2; 0,1) На панели необходимо установить шлицы чисел 0,8 и 0,1 горизонтально. Тогда уставка по току составит 45,6 А. Уставка РВ-01 Выбираем реле РВ-01 с диапазоном уставки от 0,3 до 3 сек. Формула для уставки: Туст=(0,1+N), где N - сумма чисел шлицов расположенных горизонтально. Для того, чтобы выставить уставку 2,0 сек необходимо установить шлицы чисел 1;0,9; 0,1; в горизонтальное положение.

Содержание слайда: Защита СД напряжением выше 1000 В Дополнительные условия:

Содержание слайда: 2. Продольная дифференциальная токовая защита 2. Продольная дифференциальная токовая защита Как и для токовой отсечки, при выборе тока срабатывания продольной дифференциальной защиты необходимо исключить ее действие не только при пусках ЭД, но и при внешних КЗ. Вместо I(3)(кз.)вн.max взять ток I“д 3. Защита от потери питания При потере питания и действии устройств АПВ и АВР происходит несинхронное включение синхронных ЭД. Ток несинхронного включения может значительно превышать значение пускового тока, поэтому такие включения не всегда допустимы по условию предотвращения повреждения ЭД. Кроме того, при несинхронном включении возбужденного ЭД снижается вероятность его ресинхронизации. Следовательно, при потере питания может возникнуть потребность отключать СД или снимать с них возбуждение с последующей ресинхронизацией.

Содержание слайда: Защита от асинхронного режима Ее выполняют одним из следующих способов: с помощью реле, реагирующего на увеличение тока в обмотке статора; с помощью устройства, реагирующего на появление переменного тока в обмотке ротора; с помощью устройства, действующего на принципе отсчета числа электрических проворотов ротора при асинхронном режиме.

Содержание слайда: Группы защит от асинхронного режима 1. Фиксирующие наступление асинхронного хода по выходу внутреннего угла СД за предельное значение или по его периодическому изменению. 2. Защиты, использующие косвенную информацию: увеличение тока статора, появление переменной составляющей в токе ротора, изменение знака реактивной мощности, сопротивления машины или фазового угла.

Содержание слайда: Асинхронный режим СМ

Содержание слайда: Асинхронный режим СМ

Содержание слайда: Требования к защите от асинхронного режима Защита должна отличать, возбужденный или невозбужденный СД перешел в асинхронный режим. Защита должна действовать при s > sк. Выдержка времени должна быть небольшой, однако, но не менее времени отключения КЗ, не приводящих к нарушению результирующей устойчивости СД. Если асинхронный режим не связан с потерей возбуждения, защита должна действовать на гашение поля. Защита должна действовать на автоматическую разгрузку СД, если его втягивание в синхронизм при полной загрузке невозможно. При неудачной ресинхронизации защита должна действовать на отключение СД от сети. Пуск, самозапуск, форсировка возбуждения и другие эксплуатационные переходные режимы не должны вызывать срабатывания защиты.

Содержание слайда: Схема защиты ЭД от асинхронного режима

Содержание слайда: Схемы защит от асинхронного режима могут предусматривать: Схемы защит от асинхронного режима могут предусматривать: 1) ресинхронизацию; 2) ресинхронизацию с автоматической кратковременной разгрузкой механизма до такой нагрузки, при которой обеспечивается втягивание электродвигателя в синхронизм 3) отключение электродвигателя и повторный автоматический пуск; 4) отключение электродвигателя

Содержание слайда: Расчет защиты от асинхронного режима Ток срабатывания реле МТЗ выбирается по выражению:

Содержание слайда: Расчет защиты от асинхронного режима

Содержание слайда: Защита ЭД напряжением до 1000 В 1.Защита от многофазных замыканий: Защита от КЗ в электродвигателях переменного и постоянного тока должна предусматриваться: 1) в электроустановках с заземленной нейтралью - во всех фазах или полюсах; 2) в электроустановках с изолированной нейтралью: при защите предохранителями - во всех фазах или полюсах; при защите автоматическими выключателями - не менее чем в двух фазах или одном полюсе, при этом в пределах одной и той же электроустановки защиту следует осуществлять в одних и тех же фазах или полюсах.

Содержание слайда: 2. Защита от замыканий на землю – в сетях с глухозаземленной нейтралью 2. Защита от замыканий на землю – в сетях с глухозаземленной нейтралью 3. Защита от токов перегрузки на электромагнитных реле на тепловых расцепителях и электротепловых реле температурная защита Защита от перегрузки не требуется для ЭД с повторно-кратковременным режимом работы. Защита электродвигателей переменного тока от перегрузок должна выполняться: в двух фазах при защите электродвигателей от КЗ предохранителями; в одной фазе при защите электродвигателей от КЗ автоматическими выключателями. Защита электродвигателей постоянного тока от перегрузок должна выполняться в одном полюсе.

Содержание слайда: Схема температурной защиты ЭД Схема температурной защиты ЭД

Содержание слайда: 4. Защита минимального напряжения 4. Защита минимального напряжения

Содержание слайда: 5. Защита от обрыва фазы

Содержание слайда: 6. Защита от асинхронного режима Предусматривается при невозможности втягивания в синхронизм с полной нагрузкой. Защита от асинхронного режима предусматривается с помощью защиты от перегрузки по току статора.

Содержание слайда: Дополнительная литература 1. Корогодский В. И. и др. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ./В. И. Корогодский, С. Л. Кужеков, Л. Б, Паперно.— М.: Энергоатомиздат, 1987.— 248 с: ил.