Návrh chránění trafostanic 22 kV zapojených do smyčky

Michal Kašpárek

Master's thesis

Design of protection of 22 kV transformer stations connected in a loop

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá návrhem chránění čtyř nových trafostanic 22 kV, které jsou trvale zapojené do smyčky. V této síti řeším návrh chránění proti základním poruchovým stavům, kterými jsou přetížení, zkrat a zemní spojení. To je zajištěno použitím IED REF620 s nadproudovými a zemními ochrannými funkcemi jak směrovými, tak i nesměrovými. Diplomová práce je rozdělena na teoretickou a praktickou část řešení. Co se týká teoretické části práce, tak v první kapitole uvádím rozbor elektrických ochran a ve druhé rozbor výpočtu zkratových proudů. V praktické části práce první popisuji zapojení trafostanic 22 kV a ochrany REF620 navržené pro chránění těchto trafostanic. V páté kapitole provádím výpočty minimálních zkratových proudů, maximálních průchozích zkratových proudů transformátorů a zapínacích proudů transformátorů. Na základě těchto výsledků dále vypočítám rozběhové proudy a provedu návrh a nastavení nadproudových ochran. Pro návrh a nastavení zemních ochran provádím výpočty poruchových kapacitních proudů a rozběhových proudů. V samotném závěru práce provádím vyhodnocení navrženého systému chránění.

Abstract:

This diploma thesis deals with the design of protection of four new 22 kV transformer stations, which are permanently connected in a loop. In this network, I solve the design of protection against basic fault conditions, which are overload, short-circuit and earth fault. This is ensured by the use of the IED REF620 with overcurrent and earth fault protection functions, both directional and non-directional. The diploma thesis is divided into theoretical and practical part of the solution. As for the theoretical part of the diploma thesis, in the first chapter I present an analysis of electrical protections and in the second chapter I present an analysis of the calculation of short-circuit currents. In the practical part of the diploma thesis, I first describe the connection of 22 kV transformer stations and REF620 protection designed to protect these transformer stations. In the fifth chapter I perform calculations of minimum short-circuit currents, maximum through short-circuit currents of transformers and switching currents of transformers. Based on these results, I will further calculate the starting currents of the protections and perform the design and setting of overcurrent protections. For the design and setting of earth protections, I perform calculations of fault capacitive currents and starting currents. At the very end of the diploma thesis, I evaluate the proposed protection system.

Keywords

ochrana, chráněný objekt, nadproudová ochrana, nastavení nadproudových ochran, REF620, směrová ochrana, nesměrová ochrana, zkrat, zkratový proud, výpočet zkratových proudů, minimální zkratový proud, maximální zkratový proud, počáteční souměrný rázový zkratový proud, nárazový zkratový proud, ekvivalentní oteplovací proud, průchozí zkratový proud, poruchový kapacitní proud, rozběhový proud ochrany, zemní ochrana

Keywords

protection, protected object, overcurrent protection, setting of overcurrent protections, REF620, directional protection, non-directional protection, short-circuit, short-circuit current, calculation of short-circuit currents, minimum short-circuit current, maximum short-circuit current, initial symmetrical surge short-circuit current, peak short-circuit current, equivalent heating current, through short-circuit current, fault capacitive current, protection starting current, earth protection

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 31. 5. 2022
• Supervisor: Zdeněk Medvec
• Reader: Marek Tinka

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Master programme:
Elektroenergetika