Алматы Энергетика және Байланыс Институты Өндіріс орындарын электрмен жабдықтау кафедрасы Электрмен жабдықтау жүйелерінің релелік қорғанысы және автоматикасы

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Б.М.Мұхтар.

Электрмен жабдықтау жүйелерінің релелік қорғанысы және автоматикасы курсы бойынша курстық жұмысқа арналған тапсырмалармен әдістемелік нұсқаулар (050718-Электрэнергетика мамандығының барлық оқыту түрлерінің студенттері үшін)-Алматы : АЭжБИ, 2010.-44б.

Курстық жұмысқа арналған тапсырмалар мен әдістемелік нұсқаулар электрмен жабдықтау жүйелерінің релелік қорғанысы және автоматикасы курсына сәйкес және (100 нұсқа ) курстық жұмыс тапсырмаларынан, оның бөлімдерін орындауға арналған әдістемелік нұсқаулардан, электрмен жабдықтау жүйелерінің элементтерінің техникалық бөлімдерінен тұрады.

Без.4, кесте. 14, библиогр.-7 атау.

Пікірші: техн.ғыл.канд, доцент. С.А. Бұғыбаев

Алматы энергетика жєне байланыс институтыныњ 2010 жылғы жоспары бойынша басылды.

©Алматы энергетика және байланыс институты, 2010 ж.

Мазмұны

1 Курстық жұмысқа арналған тапсырмалар мен әдістемелік нұсқаулар....6

2 Қорғаныстарды есептеуге арналған әдістемелік нұсқаулар.....................21

2.1 Трансформатордың қорғанысы................................................................21

2.1.1 Тоқ үзіндісі..............................................................................................21

2.1.2 Бойлық дифференциалды қорғаныс.....................................................21

2.1.3 Қалыпсыз режимдер және олардан сақтану........................................24

2.2 1000 кВ жоғары асинхронды және синхронды қозғалтқыштар

қорғанысы.................................................................................................26

2.2.1 Тоқ үзіндісі.............................................................................................26

2.2.2 Статор орамындағы жерге қысқа тұйықталудан қорғаныс...............26

2.2.3 Асинхронды режим (С.Д. үшін) және асқын жүктемеден

максималды тоқ қорғанысы..................................................................29

2.3 Төменгі кернеулі электрқозғалтқыш қорғанысы...................................29

2.4 Болатбалқытушы доғалық пештер (ДБП) қорғанысының

қойылымын есептеу.................................................................................33

2.4.1 Қысқа тұйықталу тоғынан қорғаныс...................................................33

2.4.2 Асқын жүктеме тоғынан қорғаныс......................................................34

2.5 Конденсаторлық қондырғылар қорғанысы............................................35

Қосымшалар....................................................................................................37

Әдебиеттер тізімі............................................................................................43
Кіріспе

Қазіргі заманғы энергетика жылдам қарқынмен дамып келеді. Өндіріс орындарында және тарату тораптарында желілермен қосалқы станциялар көптеп салынуда. Өнеркәсіптік және агроөнеркәсіптік кәсіпорындар, қалалық және ауылдық электр тораптарында орнатылған трансформаторлардың жалпы саны мыңдап саналады. Электрэнергия сапасына және электрмен жабдықтау сенімділігіне деген талаптар үздіксіз өсуде, ол өз кезегінде тұтынушыларды электрмен жабдықтаудың тиімділігі мен сенімділігін жоғарылатудың басты құралдары болып табылатын релелік қорғаныс құралдары мен автоматиканың жұмысын жақсартуды талап етеді. Электрмен жабдықтау жүйелерінің релелік қорғанысы және автоматикасы курсы арнайы инженерлік және оны 050718-Электрэнергетика мамандықтары бойынша оқитын барлық студенттер үшін міндетті түрде оқытылатын пән болып табылады.

Курсты өту алдында электртехниканың теориялық негіздері, электрмен жабдықтау жүйелеріндегі өтпелі үрдістер, электр станциялары мен қосалқы станциялары, электр жүйелері мен тораптары сияқты жалпы теориялық және арнайы пәндер меңгерілуі тиіс.

Курста студенттер алдымен релелік қорғаныспен автоматтандырудың қарапайым содан кейін күрделірек құралдарымен танысады. Реленің немесе автоматиканың кез-келген элементінің конструктивті орындалуының ерекшеліктері және негізгі қасиеттері өздері қолданатын қорғаныс және автоматика құралдарының сұлбаларымен бірге сұлбаның басқа элементтерімен байланысты және берілген қондырғыларға қойылатын талаптарды ескере отырып қарастырылады. Релелік қорғаныс және автоматика құралдары сенімділікті жоғарылатумен өндіріс өнеркәсіпорындарының электрмен жабдықтау жүйелерінің жұмысының тоқтаусыз істеуімен, сондай-ақ еңбектің жеңілдетілуімен, қызмет көрсетудің қауіпсіздігін жоғарылатумен бағаланады.

Бұл курсты меңгеру барысында студенттер келесі сұрақтарға көңіл бөлуі керек.

Өндіріс кәсіпорындарының электрмен жабдықтау жүйелерінің негізгі элементтері және олардың сипаттамалары:

а) электрмен жабдықтау жүйелеріндегі релелік қорғаныс және автоматиканың қолдану аумағы және қызметі, электртермиялық қондырғылардың релелік қорғанысының ерекшеліктері;

ә) электр жабдықтау жүйелеріндегі зақымдану және қалыпсыз режимдер түрлері;

б) релелік қорғаныс және автоматиканың жұмыс істеуінің негізгі принциптері және оларға қойылатын талаптар;

в) реленің әр элементінің қызметі, олардың өзара байланысы және жұмыс істеу реті, реленің құрылымы;

г) оперативті тоқ;

д) релелік қорғаныс құралының сипаттамасы және қойылымы;

е) қолданылатын қорғаныстардың артықшылықтары мен кемшіліктері;

ж) электрмен жабдықтау жүйелерінің сәйкес элементтеріне қойылған автоматика мен қорғаныстардың көлемі;

и) бұл қорғанысты қолданғандағы алынатын экономикалық эффект.

Курстық жұмыста берілген электр жабдықтау жүйесінің қалыпты және қалыпсыз режимдерінің параметрлері негізінде келесі ретпен есептеулер жүргізіледі:

1. 
   берілген элементтердің релелік қорғанысын және автоматикасының принципін таңдау (желінің бөлігі, тарнсформаторлар);
   
2. 
   ҚТ тоғын іске қосу параметрлерін есептеу және К_ч сезімталдық коэффициентін тексеруге қажетті көлемде есептеу;
   
3. 
   берілген элементтер үшін релелік қорғаныс және автоматиканы есептеу: жіберу және өлшеу органдарының іске қосылу параметрлерін есептеу, К_ч мәнін тексеру, релелік қорғаныс және автоматиканы есептеу;
   
4. 
   ток трансформаторларын және олардың трансформация коффициентін таңдау;
   
5. 
   релелік қорғаныс және автоматиканың оперативті тоқ тізбектерін, ажыратқышпен басқару, сигнализация тізбектерін, тоқ және кернеу тізбектерінің сұлбаларын жобалау.
   

1 Курстық жұмысқа арналған тапсырмалар мен әдістемелік нұсқаулар

Өндірістік кәсіпорынды электрмен жабдықтау жүйелерінің релелік қорғанысы және автоматикасын жобалау бойынша курстық жұмыс есептер жинағына 100-ден астам нұсқа кіреді.

Студент тапсырманың нұсқа нөмірін үш жолмен таңдайды:

1. 
   фамилиясының басқы әрпі;
   

2. 
   сынақ кітапша нөмерінің соңғысының алдындағы саны.
   

Курстық жұмыста берілген электр жабдықтау жүйесінің қалыпты және апатты режимдерінің параметрлері негізінде студенттер электрмен жабдықтау жүйесі элементтерінің релелік қорғанысы және автоматикасын жобалаумен байланысты кешенді сұрақтарды шешеді.

Курстық жұмысқа көлемі 15-20 бет болатын, қорғаныс және автоматика сұлбалары бар жазбаша түсіндірме кіреді.

Жазбаша түсіндерме кітапша түрінде жасалған курстық жұмыстың мәтіндік бөлімінен, тақырыбынан және орындаушы мен жетекшінің фамилиялары мен қолдары көрсетілген титулдық беттен, содан соң тапсырма мазмұны және тапсырма мәліметтерінен тұрады. Релелік қорғаныс және автоматика сұлбалары қарындашпен сызба немесе миллиметрлік қағазда МБСТ-ты сақтай отырып орындалады да, жазбаға қосылады.

Курстық жұмысты келесі ретпен орындайды:

1. 
   Осы оқу құралдың (И) қосымшасын және ПУЭ-ні пайдаланып тұтынушылар категорияларын есепке ала отырып, өндірістің электрмен жабдықтау жүйесінің барлық элементтерінің релелік қорғаныс және автоматика тізімін және көлемін таңдау (1.1,1.4-сурет):
   
   1. 
      35÷220 кВ ЭЖЖ;
      

2. 
   негізгі төмендетуші қосалқы станциялар трансформаторлары (ГПП);
   
3. 
   цехтық трансформаторлар (ТП);
   
4. 
   синхронды және асинхронды қозғалтқыштар (СД және АД);
   
5. 
   электрдоғолық пештер трансформаторлары ( ДСП);
   
6. 
   кремниді-түрлендіргіш қосалқы станциялардың трансформаторлары (КПП);
   
7. 
   6-10 кВ батарей конденсаторлар (ККУ).
   

а) бойлық дифференциалды қорғаныс;

ә) газдық қорғаныс;

б) бір немесе екі уақыт ұстанымы бар жоғарғы кернеу жағындағы максималды тоқ қорғанысы;

в) белгі беруші асқын жүктемеге қарсы тоқ қорғанысы;

г) трансформатор кернеуін жүктеген кезде автоматты түрде реттеу.

6-10 кВ құрама шиналарындағы секциялық ажыратқыштарда:

а) тек қана АВР әсер ету периодында ғана іске қосылатын, уақыт ұстанымы жоқ максималды тоқ қорғанысы (тоқ үзіндісі);

б) 6-10 кВ секциялық ажыратқыштың АВР-і.

1.2 1.5-кестеде көрсетілген (+ орындау) электрмен жабдықтау жүйесінің элементтері үшін және олардың 1.1,1.4-кестедегі (Б-И) қосымшасындағы техникалық мәліметтері үшін толық принципиалды қорғаныс сұлбаларын таңдап және сызып, тоқ және дифференциалдық релелер қойылымдарын, қорғаныс сезімталдығын, максималды тоқ қорғанысына есептеулер жүргізу (МТҚ). Барлық есептеулер аяқталғаннан кейін тоқ қорғаныстарының селективтілік картасын тұрғызу қажет.

1.3 Қолданылып жүрген автоматика сұлбаларының бірін сызып алып (АВР, АПВ), олардың іске қосылу қойылымын таңдап және олардың қызметінің мақсатын мен жұмыс істеу принципін қысқаша түсіндіру керек.

Өндірістік электр қондырғыларында тура және жанама әсері бар айнымалы және түзетілген оперативті токта жұмыс істейтін қорғаныс және автоматика сұлбалары кеңінен қолданыс табуда. Интегралды микросұлбамен орындалған релелерді қолдану аумағы кеңеюде. Кәсіпорындар тораптарындағы жекелеген қорғаныс және автоматика құралдарының қарапайымдылығына қарамастан оларды жобалаудағы айтарлықтай қиындықтар әртүрлі технологиялық қондырғылардың электрқондырғыларына және қоректендіру тораптарына қоятын көп түрлі талаптарына әкеліп соғады.

Курстық жұмысты орындау барысында анықтама әдебиетте көрсетілген типтік қорғаныс және автоматика сұлбаларын және есептеу әдістемесін қолданған жөн.

Тоқ үзіндісін, ГПП трансформаторының дифференциалды қорғанысын есептеу үшін және таңдалып алынған тоқ қорғаныстарының сезімталдығын тексеру үшін алдын-ала К-2 және К-4 нүктелерінің қысқа тұйықталу тоғын есептеу керек.

Бұл үшін ГПП, ГРП және РП құрама шиналарының секционды ажыратқыштары қоректенудің қалыпты жағдайында қосылып тұрғанын және ГПП трансформаторы және қоректендіруші желілер бөлек жұмыс істейтінін ескере отырып орынбасу сұлбасын тұрғызады, ал жүйенің немесе ЖЭО-ның К-1 нүктесіне дейінгі кедергісі (А қосалқы станциясы) келесідей өрнекпен анықталады:

Sб

Х
Sкз1

Sc(жэо)

U²ср

Х
Sкз1

X_*  1/3 r_* .

Тоқ қорғанысының сезімталдығын тексеру үшін екі фазалы ҚТ-талу тоғын өрнекпен анықтайды

I^{( 2 )} _кз=0,87 I^{( 3 )} _кз . (1.2)

Тоқ қорғаныстарын есептеу үшін жүктеме тоғын қорғалып отырған элементтің номиналды қуаты бойынша, кабелді желінің рұхсат етілген тоғы бойынша таңдауға болады, ал максималды тоқты эксплуатациялық асқын жүктемені есепке ала отырып (немесе өзіндік жіберу тогын) 2-3 есеге өсіреміз. Трансформатор тоғын қорғалып отырған элементтің номиналды тоғынан 1,5-2,0 есе артық аламыз (І_н=76А болғанда К_т=100/5-150/5).

Селективтілік карталары тоқ қорғаныстары үшін құрылады (МТҚ және ТҮ), бұл кезде кернеуі 0,4 (0,69)-6(10)-35(220) кВ электр жабдықтау жүйесінің тізбектелген элементтерінің қорғанысының уақыт-тоқтық сипаттамасының графикалық келісімі жасалынады.

МТҚ-ның уақыт ұстанымын таңдау барысында 0,4-0,69 кВ жағында қысқа тұйықталу кезінде А селективті автоматының уақыт ұстанымының t_А=0,25-0,4 с тең екенін ескеру керек, ал уақыт ұстанымының сатысы ∆t=0,5-0,6 с тең.

КПП трансформаторлары, электрдоғалық пештер, цехтық трансформаторлар, электрқозғалтқыштар қоректендіру үшін кабель ұзындығын 200-500 м аралығында, ал қимасын ААБ-6(10)-(3*95-3*150) маркасының рұқсат етілген жүктеме тоғы бойынша алу қажет.

2. 
   –кесте Электржабдықтау жүйесінің элементтерінің параметрлері