Защита фидеров контактной сети тяговой подстанции и поста секционирования

Ukmin= 27.5·0.3778·25/ 10.134+0.3778·25=13.266кВ.

Тогда напряжение срабатывания защиты, согласно выражению (4) будет равно:

Uсз=13.266/1.3=10.205кВ.

Величину сопротивления Zсз1, исходя из условия обеспечения селективности по отношению к максимальным токам подпитки от смежной подстанции определим по формуле:

Zсз1=Uсз1/kз*Ikmax, ом (10)

где "Ikmax" - максимальный ток

, протекающий через защищаемый фидер от соседней подстанции А при коротком замыкании на соседнем фидере (точка к4), определим по формуле:

Ikmax =Uн/2*|ZпАmax+Z02*l|,A (11)

где ZпАmax - сопротивление подстанции А в режиме максимума энергосистемы.

ZПАmax=2·j· (Xsmax+Xm/2) = 2·j· (Uн2/Sкзmax+ Xm/2) = 2·j· (27.52/700 + 3.176/2) = j·5.337= 5.337ej90°ом.

Максимальный ток короткого замыкания, согласно выражению (11):

Ik max=Uн/2·|ZnAmax+Z02·l|=27.5·103/2· (5.337+0.3778·50) =567.549 A

Сопротивление срабатывания I ступени ДЗ, согласно выражению (10):

Zсз1=Uсз1/kз*Ikmax=10.205/ 1.2·567.549=0.015

За окончательное сопротивление принимаем 0.015

Выбранное сопротивление срабатывания Zсз1 проверяется на селективность по отношению к максимальным токам нагрузки фидера.

Zсз1≤ZH min/k3 где ZH min

- минимальное сопротивление нагрузки

ZH min = Up min /I H max=25/450= 0,056 Zсз1=0,015≤0,056/1,2=0,047

k3 - коэффициент запаса =1.2-1.3, 0.0155 ≤ 0,047 - условие выполняется.

2.2 Ускоренная токовая отсечка (УТО)

Первичный ток срабатывания ускоренной токовой отсечки Iсз уто выбирается из условия отстройки от К.З. в конце защищаемой зоны, т.е. у поста секционирования:

Iсз уто=кз*Iкmax=1.2*1524,73= 1829,68А

где кз- коэффициент запаса, кз= 1,2-1,3; Ikmax- максимальный ток К.З., протекающий через защищаемый фидер подстанции при К.З. на шинах поста секционирования (точка к1, см. рис.1.3), смежный путь считается отключённым.

Ток

Ikmax= Uн/|Zпmax+ Z01*l1| = 27.5*103/|5,336 + 0.508 · 25| = 1524,73А

где Zпmax- сопротивление подстанции в режиме максимума

Zпmax=2*j* (Xsmax+ Xт/n);

Xsmax=27,52/700=1,080 ом

Zпmax=2*j* (1,080+3,176/2) =j*5,336=5,336ej90°ом.

Выбранное значение Iсз уто проверяется по условию селективности к максимальному нагрузочному току:

Iсз уто≥ кз*Iнmax.1829,68≥1,3*450=585.

Условие выполняется.

Затем проверяется чувствительность УТО:

кч=Ikmin/Iсз уто ≥2

где Ikmin-минимальный ток, протекающий по фидеру при К.З. непосредственно за выключателем ( точка к2, см. рис.2 )

Ток Ikmin определяется по выражению:

Ikmin=0,9*Uн/|Zпmin| = 0,9*27,5*103 /9,376=2639,718А

где Zпmin- сопротивление подстанции в режиме минимума энергосистемы. Определяется по формуле при n=1

Кч=Ikmin/Iсзуто=2639,718/1829,68=1,44

Условие кч≥2 не выполняется, значит требуется корректировка тока срабатывания УТО, исходя из выражения:

Iсзуто=Ikmin/2=2639,718/2=1319,859A

2.3 Вторая ступень дистанционная направленная защита ДС2

Первичное сопротивление срабатывания второй ступени выбирается исходя из минимального тока К.З. на шинах смежной подстанции точка к3, Zсэ11= кч*|Zkmax|, где кч- коэффициент чувствительности; Zkmax- максимальное сопротивление, замеряемое защитой при К.З. на шинах смежной подстанции.

При этом смежный путь на участке пост секционирования - подстанция А считается отключенным. Значение Zkmax при узловой схеме питания определяется по выражению:

Zkmax= 2* (Z02*l1+Z01*l2), Ом,

а при раздельном питании путей:

Zkmax= 2*Z02*l.

За расчётное значение Zkmax принимается наибольшее из полученных.

Zkmax=2· (0.3778ej67,45*25+0,508*ej63,84*25) =2* (3,617+j*8,727+5,6+j*11,405) =2* (9,217+j*20,132) =18,434+j*40,264=44,28ej65,4

Zkmax при раздельной схеме питания, согласно выражению:

Zkmax=2*Z02*l=2*0,3778*ej67,45*50=37,78*ej67,45=14,488+j*34,892ом.

За расчётное значение Zkmax принимается наибольшее из полученных значений, то есть 44,28ом.

Тогда сопротивление срабатывания второй ступени дистанционной защиты

Zcз11=кч*|Zkmax|=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:

ZcpJ=ZC3nm/nH,

Ucp=UC3/nH,

Icp=Iсз. /nm. получим:

Zcp1=10.16-200/270=7.526 Ом;

Zcp2=88,56-200/270=65.6 Ом;

Uср=10.205-103/270=37.796 В

Iср=1319,859/200=6,599 А

где

nт, пн - 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:

Zсз1=котс*|Zвх1|, Ом.

Zсз1=0,85*|5,599+j*11,399|=0,85*|12,7*ej63,84|=10,795ом

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

Zвх1- входное сопротивление при К.З. в конце защищаемой зоны, т.е. у шин смежной подстанции.

Входное сопротивление Zвх1 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 Zсз1 проверяется по выражению Zсз1≤Zнmin/кз. При этом минимальное напряжение на шинах поста секционирования в рабочем режиме принимается равным 22кв, а максимальный ток нагрузки фидера поста секционирования приведён в задании.

Zнmin=Uрmin/Iнmax=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:

Iсз уто≥к31*Iнmax;

Iсз уто≥к32*Ikmax>1,3*200=260А,

где к31, к32- коэффициенты запаса, к31=1,2-1,3; к32=1,5-2; Iнmax- максимальный ток нагрузки фидера поста секционирования; Ikmax- 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 Ikmax определяется при условии отключения смежного пути на участке пост секционирования - подстанция, где произошло К. З.:

 Скачать реферат