Потери напряжения на блок-участке определим по формуле:
DUбу = DUk + DUp; (56)
Средний уровень напряжения на блок-участке определим по формуле:
Uбу = 27500 - 1,11 × (DUбу + DUni); (57)
где 1,11 - коэффициент для перехода к потери действующего напряжения;
Напряжение на блок - участке должно быть не менее 21 кВ; Uбу³21 кВ;
2. Средний уровень напряжения на блок-участке:
tI = 0,76 часа ; tkg = 0,043 часа ;
tII = 0,79 часа ; m = 6 поездов ;
WkgД = 230 × 0,04 × 25 = 230 кВт×ч;
WgI = 204.4 × 0,76 × 25 = 3883.6 кВт×ч;
WgII = 215.8 × 0,79 × 25 = 4262.05 кВт×ч;
Используя выражение (50) получим:
Согласно выражению (51) получим:
Потери напряжения в тяговой сети согласно (56):
DUбу = DUk + DUp = 800.91+1762 = 2562.91 В;
Потери напряжения на тяговой подстанции определим по формуле (52):
DUn = 0,9 × 0.97 × 1.18 ×
=971.12, ВСредний уровень напряжения на блок-участке согласно (57):
Uбу = 27500 - 1,11 × (DUбу + DUni) = 27500 – 1.11×(2562.91+971.12) = 23577.23 В;
Вывод: напряжение на блок-участке удовлетворяет условию по минимальному уровню напряжения в тяговой сети, то есть Uбу > 21кВ
7. РАСЧЁТ ПЕРЕГОННОЙ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ С УЧЕТОМ УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ
По найденному значению напряжения можно откорректировать минимальный межпоездной интервал и перегонную пропускную способность:
, мин (58)где Zэ=12 Ом - приведённое сопротивление ЭПС;
I - средний ток электровоза за tэ, приведённый к выпрямленному напряжению
Пропускная способность определится как
, (59)Пересчитаем межпоездной интервал и пропускную способность участка по формуле (58):
Iср = 230 A; tэ = 8 мин;
Тпер = 8 мин; Zэ = 12 мин;
мин.Пропускную способность определим по формуле (59):
пара поездов; пар поездов.8.1 Ток короткого замыкания может быть определён:
, А (60)где Uнк = 25 кВ – номинальное напряжение контактной сети;
lкз - расстояние от тяговой подстанции до места короткого замыкания, км; x и ra - индуктивное и активное сопротивления одного километра тяговой сети, Ом/км;
Максимальный ток фидера определим в предположении что ток фидера составляет сумму тока трогания одного ЭПС и отнесённого к этому фидеру средних токов других ЭПС.
При раздельном питании
Iф max = Iтр + (nф1 - 1) × I1 , А; (61)
где Iтр - ток трогания по тяговым расчётам, А;
При узловой схеме питания:
Iфmax = Iтр + (nф1 - 1)×
+ nф2× , А; (62)где nф1, nф2 - максимальное число ЭПС, которое может находится в фидерной зоне четного и нечетного путей.
I1, I2 - средние значения разложенных поездных токов.
Установки защиты должны удовлетворять условиям для ВЛ 80н;
Iтр= 340 А; кз =1,2;
кв = 0,85; кч =1,5;
(63)1. Расчет для раздельной схемы питания:
Zтс = 0,094 + j×0,287 Oм/км;
Согласно выражению (60) определим минимальный ток короткого замыкания:
1473.29 А;Максимальный ток фидера определим по формуле (61)
Iф max ч = 340 + (6 - 1) × 215.8 = 1419 А;
Iф max неч = 340 + (6 - 1) × 204.4 = 1362 А;
Ток уставки защиты определим по формуле:
, А (64)Согласно выражению (64) получим:
А;Iкmin =1473.29 А< кч×Iуст = 3004.94 А условие не выполняется
Максимальной токовой защиты не достаточно, необходимо снабдить схему электронной защитой фидера.
2. Расчет для узловой схемы питания
Zтс=(0,094+j×0,287) Ом/км;
Согласно выражению (60) определим минимальный ток короткого замыкания:
2279.1 А;Максимальный ток фидера определим по формуле (62):
Iф max ч = 340 + (6 - 1) ×
+ 6 × = 1491.7 А;Iф max неч = 340 + (6 - 1) ×
+ 6 × = 1497.2 А;Ток установки защиты определим по формуле (64):
А;Iкmin =2279.1 А< кч×Iуст = 3170.54 А; условие не выполняется
Максимальной токовой защиты не достаточно, необходимо снабдить схему электронной защитой фидера.
8.2 Расчет уставок электронной защиты фидера ТП
Первая ступень защиты - ненаправленная дистанционная защита является основной и отключает без выдержек времени в пределах 80-85% зоны. При коротком замыкании рядом с шинами подстанции предусмотрен автоматический перевод первой ступени защиты в режим токовой отсечки. Этот перевод обусловлен понижением напряжения на шинах тяговой подстанции до определённого уровня. Вторая ступень защиты - направленная защита с выдержкой времени 0,5 сек. Она резервирует первую ступень защиты. Во второй ступени используется фазовый орган, который ограничивает характеристику срабатывания реле в заданном диапазоне.
Расчет установок электронной защиты
Определение сопротивления тяговой подстанции
, Ом (65)Сопротивление срабатывания первой ступени защиты
Zcpi = kотс× Zвхi , Ом; (66)
где kотс = 0,8 - коэффициент отстройки
Zвхi - входные сопротивления в конце защищаемой зоны, Ом;
Zвх = Z1 × l ,Ом; (67)
Z1 - сопротивление одного пути двухпутного участка.
Выбранное сопротивление Zсрi проверяется на селективность по отношению к токам нагрузки:
(68)где Zнmin - минимальное сопротивление нагрузки, Ом;
Ом; (69)где кв = 0,9; кн = 1,2; Upmin = 25 кВ;
При понижении напряжения на шинах тяговой подстанции ненаправленная дистанционная защита переводится в режим токовой отсечки.
Напряжение перевода:
, В; (70)где Ukmin- минимальное напряжение при коротком замыкании в конце линии;
, В ; (71)Umin = 0,9 × 27500 = 24750 В;
где Z2 - сопротивление двухпутного участка при соединении контактных подвесок, Ом;
Ток срабатывания отсечки:
Iсзуто= кн× Iкзmax; (72)
где Iкзmax - максимальный ток короткого замыкания, протекающий через фидер;
, А; (73)Umax = 1,05 × 27500 = 28875 В;
Выбранное значение Iсзуто проверяется:
; (74)Сопротивление срабатывания направленной дистанционной защиты(вторая ступень)
Zсз|| = kч× Zкзmax; (75)
где Zкзmax - максимальное сопротивление при коротком замыкании на шинах смежной подстанции;
Zкзmax = 2 × (Z2× lca + Z1× lсв), Ом; (76)
Расчет:
Определяем сопротивление тяговой подстанции и внешней сети по формуле (65) :
5.07 Ом;Z1 =Z2 =
= 0.302 Ом;Согласно выражению (67):
Zвх = 0,302 × 20 = 6,04 Ом;
Сопротивление срабатывания первой ступени защиты определим по формуле (66)
Zсзi = 0,8 × 6,04 = 4,832 Ом;
Выбранное сопротивление проверяем на селективность по отношению к токам нагрузки фидера, используя выражение (68)
Минимальное сопротивление определим по формуле (69):
Zнmin = 25000 / 1497.2 = 16,7 Ом;
5,10
12,525 Ом;Минимальное напряжение при коротком замыкании в конце линии по формуле(71):
В;Напряжение перевода в токовую отсечку по формуле (70):