Защита фидеров контактной сети тяговой подстанции и поста секционирования (стр. 3 из 3)

Z_cз11=к_ч*|Z_kmax|=2*44,28=88,56ом.

2.4 Представление результатов расчета электронной защиты фидера тяговой подстанции

Полученные при расчетах значения первичных сопротивлений Z^, напряжения L/сз и тока 1сз срабатывания защит нужно привести ко вторичным сторонам измерительных трансформаторов, то есть определить для соответствующих величин уставки реле электронных защит:

Z_cpJ=Z_C3n_m/n_H,

U_cp=U_C3/n_H,

I_cp=I_сз. /n_m. получим:

Z_cp1=10.16-200/270=7.526 Ом;

Z_cp2=88,56-200/270=65.6 Ом;

U_ср=10.205-10³/270=37.796 В

I_ср=1319,859/200=6,599 А

где

n_т, п_н - соответственно коэффициент трансформации трансформатора тока и напряжения.

Найденные числовые значения соответствующих первичных и вторичных параметров следует указать на построенной в масштабе общей (совмещённой) характеристике электронной защиты подстанции, указав на ней также зоны срабатывания - несрабатывания.

Далее следует привести (в масштабе) график селективности защит заданного фидера тяговой подстанции, т.е. указать зоны действия и времена срабатывания электронных защит

Рис.2.4 - Совмещенная характеристика электронной защиты подстанции

3. Расчёт уставок защиты фидера поста секционирования

а) Дистанционная направленная защита ДС1.

Первичное сопротивление срабатывания ДС1 выбирается из условия отстройки от К.З. на шинах смежной подстанции:

Z_сз1=к_отс*|Z_вх1|, Ом.

Z_сз1=0,85*|5,599+j*11,399|=0,85*|12,7*e^j63,84|=10,795ом

где к_отс- коэффициент отстройки, к_отс= 0,8-0,85 (0,5 при наличии телеблокировки).

Z_вх1- входное сопротивление при К.З. в конце защищаемой зоны, т.е. у шин смежной подстанции.

Входное сопротивление Z_вх1 определяется на основании выражения (1.15).

Селективность защиты 1-й ступени ДС1 по отношению к токам нагрузки обеспечивается его угловой характеристикой, в связи с чем её можно было бы не проверять. Однако во избежание случаев неселективного действия защиты при нагрузках, имеющих значительную долю тока холостого хода трансформаторов электроподвижного состава, выбранное сопротивление Z_сз1 проверяется по выражению Z_сз1≤Z_нmin/к_з. При этом минимальное напряжение на шинах поста секционирования в рабочем режиме принимается равным 22кв, а максимальный ток нагрузки фидера поста секционирования приведён в задании.

Z_нmin=U_рmin/I_нmax=22*10³/200=110 ом.

10,795≤110/1,3=84,615 ом.

Условие селективности выполняется.

б) Ускоренная токовая отсечка (УТО).

За первичный ток срабатывания УТО выбирается наибольшее из двух значений:

I_{сз уто}≥к₃₁*I_нmax;

I_{сз уто}≥к₃₂*I_kmax>1,3*200=260А,

где к₃₁, к₃₂- коэффициенты запаса, к₃₁=1,2-1,3; к₃₂=1,5-2; I_нmax- максимальный ток нагрузки фидера поста секционирования; I_kmax- максимальный ток, протекающий по фидеру поста секционирования ( например, В₅, см. рис.1.3) при К.З. у шин подстанции Б ( точка к3, см. рис.1.3). Ток I_kmaxопределяется при условии отключения смежного пути на участке пост секционирования - подстанция, где произошло К. З.:

I_kmax= U_н/|Z_пБmax+ Z₀₂*l₁+ Z₀₁*l₂|,

где Z_пБmax- сопротивление подстанции Б в режиме максимума энергосистемы.

Z_ПБmax=5,337e^j90°

I_kmax=27500/|5,337e^j90+0,508e^j63,84°*25+0,3778*e^j67,45*25|=1000,655А

I_сзуто>к₃₂*I_kmax=2*1000,655=2001,31A

Выбранное значение I_{сз уто} проверим на селективность по отношению к максимальным токам " подпитки", протекающим через фидер поста секционирования ( например, В₅, см. рис1.3) при К.З. на смежном фидере вблизи поста секционирования.

I^´_kmax= U_н/2*|Z_пБmax + Z₀₂*l₂|, А

I_kmax=27500/ (2*|j*5,337+ ( (0,1449+j*0,3489) *25|) =777,627A

Если условие I_сзуто>к₃₂*I_kmaxпри подстановке него тока I_kmax не выполняется, то следует считать, что исправление неселективных действий УТО осуществляется при помощи АПВ.

I_сзуто>к₃₂*I_kmax=2*777,627=1555,254A.

Условие селективности выполняется.

3.1 Ненаправленная дистанционная защита второй ступени ДС2

Первичное сопротивление срабатывания выберем по выражению:

Z_сз2=к_ч*|Z´_kmax|, Ом

К_ч - коэффициент чувствительности, к_ч=1.5;

Z_kmax - сопротивление короткого замыкания,

Z´_kmax=2*Z₀₁*l_{2, О}м Z´_kmax=2* (0,508*e^j63,84) *25=25,4*e^j63,84ом.

Z_сз2=1,5*|25,4е^j63,84|=38,1 ом.

Проверку выбранного значения Z_сз2 на селективность по отношению к максимальным нагрузочным токам поста секционирования можно не производить ввиду того, что эти токи невелики.

При близких к посту секционирования коротких замыканиях напряжение на его шинах значительно понижается и орган ДС2 переводится в режим токовой отсечки без выдержки времени. Напряжение перевода U_сз выбирается по условию:

U_сз>к_ч*U_kmax,

Где U_kmax - максимальное напряжение на шинах поста секционирования при коротком замыкании на расстоянии 2-3 км от поста.

При этом предполагается, что выключатель В1 отключен, энергосистема работает в режиме максимума и на подстанциях параллельно работают два трансформатора.

Напряжение U_kmaxопределяется по формуле:

U_kmax=U_н*|Z_окс1*l_k|/|Z_экв+Z_окс*l_k|, кв

Где: l_k - расстояние от шин поста секционирования до точки к. з. (2-3 км);

Z_экв - эквивалентное сопротивление:

Z_экв= (Z_паmax+Z₀₂*l₁) * (Z_пбmax+Z_окс1*l₂+Z_2pэ* (l₂-l_k)) / (Z_namax+Z₀₂*l₁+Z_пбmax+Z_окс1*l₂+Z_2рэ* (l₂-l_k)),

Z_экв= (j5,337+ (0,1446+j*0,349) *25) * (j*5,337+ ( (0,159+j*0,276) *25) + (0,065+j*0,18) * (25-3)) / (j*5,697+ (0,1446+j*0,349) *25+j*5,337+ (0,159+j*0,276) *25+ (0,065+j*0,18) * (25-3)) =

8,916*e^j-49.9=6,314+j*5,666ом.

Где Z_окс1-сопротивление 1 км контактной подвески одного пути двухпутного участка.

Z_2рэ - сопротивление 1 км рельсовых путей двухпутного участка.

U_kmax=27,5*| (0,318*e^j60,05) *3|/| (6,314+j*5,666) + ( (0,318*e^j60,05) *3) |=2,66 кв.

U_сз>1,5*2,66=3,99кв

3.2 Представление результатов расчёта электронной защиты поста секционирования

Z_ср1=10,795*120/270=4,798ом.

Z_ср2=38,1*120/270=16,933ом.

U_ср1=3,99*10³/270=14,777в

I_ср=I_срз/n_m=1555,254/120=12,96A.

Список литературы

1. Фигурнов Е.П. Релейная защита устройств электроснабжения железных дорог. Учебник для ВТУЗов ж. д. трансп. - М.: "транспорт", 1981. - 215 с.

2. Фигурнов Е.П. Защита тяговых сетей переменного тока от коротких замыканий. М., - Транспорт, 1979, 160с.

3. Справочник по релейной защите / М.А. Беркевич, В. Н, Вавин, М.Л. Голубев и др.; Под ред. Берковича М.А. М. - Л., Госэнергоиздат, 1963, 512 с.