Расчет и проектирование релейной защиты понижающей подстанции 220/10 кВ

1.

Расчет и проектирование релейной
защиты понижающей подстанции
220/10 кВ
Разработал
студент гр. ЗЭ-206
Ячменёв П.А.
Руководитель
к.т.н., доцент
Четверик А.Н.
Омск 2025

2.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
К опасным (аварийным) режимам работы электросети относятся:
1. короткие замыкания между фазами;
2. короткие замыкания на «землю» в сетях с заземленной нейтралью;
3. короткие замыкания с одновременным обрывом одной или двух фаз.
К ненормальным (анормальным) режимам работы электрической сети относят:
1. сверхтоки, вызванные перегрузкой оборудования или внешними короткими замыканиями;
2. качания в энергосистеме;
3. повышение напряжения сверх допустимого значения;
4. однофазные замыкания на «землю» в сетях с изолированной нейтралью.
Принципиальная схема (а) и схема замещения (б) ТТ
Принципиальная схема вторичных цепей
трансформатора напряжения (ТН)
2

3.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Микропроцессорные защиты
T1
W2
M
БМРЗ
Sepam
Сириус
Цель работы –
выполнить расчет
параметров
срабатывания
устройств релейной
защиты и автоматики
для понижающей
подстанции.
Длина линии
UК%
SGН,
МВА
Тип трансформатора Т1
Мин
Макс
lW1, км
lW2, км
lW3, км
Количество и
тип ЭД
3500
ТРДН-63000/230/ 10,5-10,5
11,6
12,7
40
2,0
0,08
4xCТД-2000-2
3

4.

ВЫБОР СЕЧЕНИЯ ПРОВОДОВ ВЛЭП И ЖИЛ КЛЭП
Для ВЛЭП выбираем провод марки АС-95/16
Iдоп.ном = 330 (А)
Для КЛЭП W2 (W2.1) питающей РП1 выбираем кабель марки
2xАПвВнг(В)-LS-3х240 с алюминиевыми жилами для прокладки в
земле (температура среды +15 С).
Iдоп.ном = 640 (А)
Для КЛЭП W3 (W3.1), питающих синхронные электродвигатели
(М1-М4) выбираем кабель марки АПвБВнг(А)-LS-3х70 с
алюминиевыми жилами.
Iдоп.ном = 180 (А)
4

5.

РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Результат расчета токов короткого замыкания
точка
КЗ/ток КЗ
К1
Iki(3)max
3,91
Iki(3)min
Iki(2)min
С учетом
подпитки
от ЭД
М1-М4
Схема замещения
К2
К3
К4
0,789
14,518
0,751
9,012
0,65
7,805
0,701
12,898
0,615
7,38
0,533
6,391
0,627
11,537
0,516
6,192
0,447
5,362
17,834
14,853
5

6.

ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ, ПРОВЕРКА
КАБЕЛЕЙ НА ТЕРМИЧЕСКУЮ СТОЙКОСТЬ
Выключатели для цепей 110 кВ (Q1, Q2): ВГТ-220-10/2000 У1
Разъединители для цепей 110 кВ: РН-СЭЩ 220/1250-31,5 УХЛ1
Ячейки КРУ 6(10) кВ: КРУ-СЭЩ-70-10; КРУ-СЭЩ-61М-10
Выключатели, трансформаторы тока и напряжения для ячеек КРУ
Выключатели
Трансформаторы тока
Трансформаторы напряжения
ВВУ-СЭЩ;ВВМ-СЭЩ ;ВВЕ-СЭЩ
ТОЛ-СЭЩ;ТШЛ-СЭЩ
НАЛИ-СЭЩ;3НОЛ-СЭЩ;НОЛ-СЭЩ
Проверка КЛЭП W2
Проверка КЛЭП W3
Iтер ≥ Iк2НИ
23,29 кА ≥ 17,834 кА
Условие выполняется.
Iтер ≥ Iк4max
15,58 кА > 14,853 кА
Условие выполняется.
6

7.

Схема электроснабжения
7

8.

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СРАБАТЫВАНИЯ
ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ
Зоны действия неселективной ТО
Карта селективности токовых защит
Схема подключения микропроцессорного
терминала «Sepam S01» для защиты
линии W3(W4)
8

9.

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СРАБАТЫВАНИЯ
МТЗ И ДЗТ ТРАНСФОРМАТОРОВ Т1, Т2
Тормозная характеристика
Схема подключения терминала «БМРЗ-ТД-0320-11» для защиты трансформаторов Т1 и Т2
9

10.

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРЫ СРАБАТЫВАНИЯ ЗАЩИТ ЭД
Характеристика работы защиты электродвигателя
Схема подключения устройства «Сириус – Д» для
защиты электродвигателей 4хСТД-1250
10

11.

РАСЧЕТ ПЕРИМЕТРА ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО КОНТУРА
ДЛЯ ПОДСТАНЦИИ
11

12.

МЕСТА УСТАНОВКИ ОПН НА ПОДСТАНЦИИ 110 КВ
12

13.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе выполнены расчеты параметров срабатывания релейных защит понижающей подстанции
220/10 кВ и отходящих элементов распределительной сети 10 кВ.
Релейная защита обеспечивает нормальную и надёжную работу систем электроснабжения. Надёжность систем
электроснабжения зависит от нормальной работы элементов системы электроснабжения и линий электропередач.
В результате были решены следующие задачи и вопросы:
1. Выбраны сечения проводов воздушных линий и жил кабельных линий;
2. Рассчитаны токи короткого замыкания для максимального и минимального режима работы питающей
системы;
3. Выбрано измерительное и коммутационное оборудование;
4. Рассчитана селективная токовая отсечка без выдержки времени. Расчеты показали, что такая отсечка не
обеспечивает необходимую защиту отходящих линий. К установке была принята неселективная токовая отсечка.
5. Рассчитана релейная защита силовых трансформаторов, реализованная на микропроцессорном устройстве
«БМРЗ-ТД-12-20-21»;
6. Рассчитаны
параметры срабатывания
максимальной токовой защиты токовой защиты
трансформаторов с пуском по напряжению;
7. Рассчитаны параметры срабатывания защит синхронных электродвигателей для микропроцессорного
устройства Сириус-Д;
8. Рассчитаны параметры срабатывания устройства АВР секционных выключателей;
9. Выполнен расчет заземляющего устройства и выбор ОПН.
Выполнена графическая часть работы, включающая в себя принципиальную схему подстанции, схемы
подключения блоков микропроцессорных защит и карта селективности.
Устройства релейной защиты удовлетворяют требованиям селективности, быстродействия,
чувствительности и надежности.
13

14.

Спасибо за внимание!