В результате сопротивления тяговой подстанции для двух режимов будут:
Для определения входного сопротивления петли к.з. тяговой сети необходимо определить сопротивление 1км тяговой сети:
где , , ,, - соответственно активные и реактивные сопротивления контактной сети и рельсовых путей, Ом/км
1.3 Расчет уставок электронной защиты фидера тяговой подстанции
1.3.1 Ненаправленная дистанционная защита ДС1
Первичное сопротивление срабатывания первой ступени - ДС1 - определяется исходя из условий отстройки тока к.з. на шинах поста секционирования:
где - коэффициент отстройки, который принимается равным 0,8 - 0,85
- входное сопротивление при к.з. в конце защищаемой зоны, т.е. у шин поста секционирования, Ом.
Входное сопротивление определяется при к.з. в точке k1 и отключенном смежном пути:
где - сопротивление 1км тяговой сети одного пути двухпутного участка, Ом/км
- расстояние от подстанции до поста секционирования, км
Напряжение перевода защиты в режим токовой отсечки:
где - минимальное напряжение на шинах подстанции при к.з. на шинах секционирования, кВ
- коэффициент запаса, равный 1,2 - 1,3.
где - сопротивление 1км тяговой сети двухпутного участка при параллельной схеме соединения подвесок, Ом
- сопротивление подстанции, Ом
Величина сопротивления , исходя их условия обеспечения селективности по отношения к максимальным токам подпитки от смежной подстанции:
где - максимальный ток, протекающий через защищаемый фидер от соседней подстанции Б при к.з. на соседнем фидере, А
Этот ток находится по формуле:
где - сопротивление подстанции Б в режиме максимума энергосистемы, Ом
- расстояние между подстанциями, км
Окончательным сопротивлением срабатывания является наименьшее из двух значений.
- наименьшее значение
Выбранное сопротивление проверяется на селективность по отношению к максимальным токам нагрузки фидера:
<
где - минимальное сопротивление нагрузки, Ом
- коэффициент запаса, равный 1,2 - 1,3.
1.3.2 Ускоренная токовая отсечка (УТО)
Первичный ток срабатывания ускоренной токовой отсечки выбирается из условия отстройки от к.з. в конце защищаемой зоны, т.е. у поста секционирования:
где - максимальный ток к.з., протекающий через защищаемый фидер подстанции при к.з. на шинах поста секционирования, А
Ток определяется:
Выбранное значение проверяется по условию селективности к максимальному нагрузочному току:
>
Затем проверяется чувствительность УТО:
>
где - минимальный ток протекающий по фидеру при к.з. непосредственно за выключателем, А
где - сопротивление подстанции в режиме минимума энергосистемы, Ом
<
Необходимое условие не выполняется и следовательно требуется откорректировать ток срабатывания УТО:
1.3.3 Направленная дистанционная защита ДС2
Первичное сопротивление срабатывания второй ступени выбирается исходя из минимального тока к.з. на шинах смежной подстанции.
где - максимальное сопротивление, замеряемое защитой при к.з. на шинах смежной подстанции, Ом
Значение для узловой схеме вычисляется по формуле:
при раздельном питании:
За расчетное сопротивление принимается наибольшее из полученных.
Установка по углу второй ступени защиты фидера подстанции находится в пределах 45 - 95
- расчетное сопротивление.
1.4 Предоставление результатов расчетов электронной защиты фидера тяговой подстанции
Полученные значения первичных сопротивлений, напряжений и токов необходимо привести ко вторичным сторонам измерительных трансформаторов, т.е. определить для соответствующих величин уставки реле электронных защит:
- коэффициент трансформации трансформатора напряжения
- коэффициент трансформации трансформатора тока
2. Комплект защиты фидера поста секционирования
2.1 Функциональная схема
На листе прилагаемого к курсовому проекту чертежа также изображена функциональная схема защиты фидера поста секционирования. Данная защита выполняется так же как и защита фидера тяговой подстанции двух ступенчатой:
Первая ступень - Дистанционная направленная защита ДС1, , предназначенная для защиты зоны 0,8 L1
Вторая
ступень – Дистанционная ненаправленная защита ДС2 с выдержкой времени,
предназначенная для резервирования первой ступени защиты фидера поста
секционирования и для ликвидации "мертвых зон" по напряжению у защиты
ДС1, при КЗ близких к посту секционирования.
В устройство так же включена ускоренная токовая отсечка УТО, имеющая
укороченную зону действия и предназначенная для предотвращения КЗ близкого к
поcту.
Первая ступень состоит из измерительного органа полного сопротивления ZI и фазового блокирующего органа j. Характеристика первой ступени представляет собой луч (сектор) с центром в начале координат комплексной плоскости, в котором в зависимости от конкретных условий можно раздельно производить регулировку по модулю полного сопротивления ZI и углу j. Углы в пределах луча характеризуют фазовые сдвиги между током и напряжением до точек КЗ защищаемой линии.
Вторая ступень состоит из измерительного органа полного сопротивления ZII, характеристикой которого является окружность с центром в начале координат комплексной плоскости и токового блокирующего органа, разрешающего срабатывать второй ступени защиты только при наличии КЗ в защищаемой линии. Необходимость блокирующего органа вызвана тем, что измерительный орган является не направленным и может сработать при КЗ на других фидерах в следствие понижения напряжения до значения, при котором сопротивление, подводимое к его зажимам, меньше сопротивления уставки срабатывания. Комбинированную характеристику получают наложением первой и второй ступеней.
Схема защиты фидера поста секционирования выполнена аналогично схеме защиты фидера тяговой подстанции описанной в пункте 1.1, c учетом изменения системы построения выше описанных ступеней защит.
Функциональная схема защиты фидера поста секционирования переменного тока
2.2 Расчет уставок защит фидера поста секционирования
2.2.1 Дистанционная направленная защита ДС1
Первичное сопротивление срабатывания ДС1 выбирается из условия отстройки от к.з. на шинах смежной подстанции:
где - входное сопротивление при к.з. в конце защищаемой зоны, т.е. у шин смежной подстанции, Ом
Селективность защиты первой ступени ДС1 по отношению к токам нагрузки обеспечивается его угловой характеристикой, в связи с чем ее можно было бы не проверять. Однако во избежание случаев неселективного действия защиты при нагрузках, имеющих значительную долю тока холостого хода трансформаторов электроподвижного трансформатора, выбранное сопротивление проверяется. При этом минимальное напряжение на шинах поста секционирования в рабочем режиме принимается равным 22кВ.
<
условие выполняется.
2.2.2 Ускоренная токовая отсечка (УТО)
За первичный ток срабатывания УТО выбирается наибольшее из двух значений:
где ,- коэффициенты запаса, , ;
- максимальный ток нагрузки фидера поста секционирования, А;
- максимальный ток, протекающий по фидеру поста секционирования при к.з. у шин подстанции Б, А
где - сопротивление подстанции А в режиме максимума энергосистемы, Ом
Примем ток равным:
Необходимо провести проверку на селективность по отношению к максимальным токам подпитки протекающим через фидер поста секционирования пр к.з. на смежном фидере вблизи поста секционирования.
<
2.2.3 Ненаправленная дистанционная защита ДС2
Первичное сопротивление ДС2 выбирается по выражению:
где - коэффициент чувствительности, ;
- сопротивление к.з., , Ом
Проверка выбранного значения на селективность по отношению к максимальным рабочим токам поста секционирования можно не производить ввиду того, что эти токи невелики.
Напряжение перевода в режим токовой отсечки:
где - максимальное напряжение на шинах поста секционирования при к.з. на расстоянии 2 - 3 км от поста секционирования, кВ
где - эквивалентное сопротивление, Ом;
- сопротивление 1км контактной подвески одного пути двухпутного участка, Ом
<
2.3 Предоставление результатов расчетов электронной защиты поста секционирования
Полученные значения первичных сопротивлений, напряжений и токов необходимо привести ко вторичным сторонам измерительных трансформаторов, т.е. определить для соответствующих величин уставки реле электронных защит:
- коэффициент трансформации трансформатора напряжения
- коэффициент трансформации трансформатора тока
3. Совмещенные характеристики электронных защит
3.1 Совмещенная характеристика электронных защит тяговой подстанции
Сопротивление срабатывания реле ненаправленной дистанционной защиты первой ступени:
Напряжение переключения реле в режим ускоренной токовой отсечки:
Сопротивление срабатывания реле направленной дистанционной защиты:
Ток срабатывания реле ускоренной токовой отсечки:
Представим круг с радиусом Zср1 и круг с радиусом Zср2 как функции координат x от координат y:
Обозначим ограничивающие прямые для определения направленности защиты:
Результирующая характеристика:
3.2 Совмещенная характеристика электронных защит поста секционирования
Сопротивление срабатывания реле направленной дистанционной защиты первой ступени:
Напряжение переключения реле в режим ускоренной токовой отсечки:
Сопротивление срабатывания реле ненаправленной дистанционной защиты:
Ток срабатывания реле ускоренной токовой отсечки:
Представим круг с радиусом Zср1 и круг с радиусом Zср2 как функции координат x от координат y:
Обозначим ограничивающие прямые для определения направленности защиты:
Результирующая характеристика:
Список литературы
1.2 Марквардт К.Г. "Электроснабжение электрифицированных ж.д." М.: Транспорт, 1982г.
1.3 Фигурнов Е.П. "Релейная защита устройств электроснабжения железных дорог" М.: Транспорт, 1981г.
1.4 Справочник по электроснабжению железных дорог, под редакцией Марквардта К.Г. М.: Транспорт, 1980г.
1.5 Прохорский А.А. "Тяговые и трансформаторные подстанции" М.: Транспорт, 1983г.
1.6 Справочник по эксплуатации тяговых подстанций и постов секционирования. Давыдова И.К., Попов Б.И., Эрлих. В.М., М.: Транспорт, 1978г.
Страницы: 1, 2
