Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 61
Защита фидера контактной сети тяговой подстанции является двухступенчатой. При расчете используются следующие значения удельных сопротивлений тяговой сети: Z11
- полное удельное сопротивление тяговой сети однопутного участка, Ом/км; Z21
- полное удельное сопротивление тяговой сети однопутного пути двухпутного участка при отсутствии тока в контактной сети соседнего пути, Ом/км; Z22
- полное удельное сопротивление тяговой сети однопутного пути двухпутного участка при одинаковых по величине и направлению токах в контактной сети обоих путей, Ом/км. 1.5.6.1 Дистанционная ненаправленная защита
Является первой ступенью защиты ДС-1 отключает без выдержки времени к.з. в пределах 80-85 % зоны подстанция-пост секционирования. Для исключения ложных действий первой ступени защиты из-за значительного снижения напряжения при к.з. на сложном пути предусмотрен автоматический перевод датчика ДС-1 в режим датчика тока. В этих случаях, т.е. при значительном снижении напряжения, поступающего от трансформатора напряжения, ток в схеме ДС-1 определяется стабилизированным напряжением U
ст
, в связи с чем ДС-1 превращается в датчик тока. Так как первая ступень защиты имеет собственное время срабатывания 30 ¸ 60 мс., то с целью уменьшения времени отключения к.з., сопровождающихся большим током, дополнительно применена еще ускоренная токовая отсечка (УТО), имеющая собственное время срабатывания 5 ¸ 10 мс. Вторая ступень защиты, защищая зону до шин смежной подстанции, представляет собой дистанционную направленную защиту с выдержкой времени 0.4 ¸ 0.5 с. В этой ступени используется датчик полного сопротивления ДС-2 с круговой характеристикой радиусом, равным сопротивлению срабатывания второй ступени, и фазовый орган ФТН, который обеспечивает срабатывание второй ступени в заданном диапазоне углов (45 ¸ 95°). Первичное сопротивление срабатывания защиты выбирается наименьшим из следующих трех условий: а)
по условию селективной работы с защитами фидеров поста секционирования Zс.з.
=(0.8 -0.85)*Z11
* l /2
;
(1.55) где l=50 км -
расстояние до смежной подстанции. Zс.з.
=0.85*25*0.42=8.925 Ом.
б)
по условию селективности к максимальному току нагрузки фидера Zс.з.
= Uр.мин
,
(1.56) Кн*Iн.max
где Uр.мин
-
минимальное напряжение на шинах подстанции в рабочем режиме (Uр.мин
=25кВ)
; Кн
=1.2 - 1.3 -
коэффицент надежности; Iн.max
- максимальный ток нагтузки фидера подстанции, кА. Zс.з.
=25000 / (1.2*500)=41.7 Ом.
в) по условию селективности к максимальному току подпитки от соседней подстанции Б при к.з. на соседнем фидере Zс.з.=
Uс.з.
,
(1.57) Кн*Iк.max.Б
где Uс.з.
-
напряжение перевода защиты в режим токовой отсечки. Uс.з.=
Uк.мин
/ Кн
,
(1.58) где Uк.мин
- минимальное напряжение на шинах подстанции при к.з. на шинах поста секционирования. Напряжение Uк.мин
определяется по формуле: Uк.мин=
Uном
*Z11
*l1 /
(4*(X
¢
c.мин.а+Xп.т.)+Z11*l1)
,
(1.59) где U
н
- номинальное напряжение 27.5 кВ; l1
-
расстояние до поста секционирования; X
¢
с.мин.а
-
сопротивление питающей системы подстанции А для минимального режима работы, приведенное к напряжению 27.5 кВ, Ом; X
¢
с.мин.а
= Xс.мин.а
*(Uном
/ Uc
)2
; (1.60) Xс.мин.а
- минимальное сопротивление системы; Xп.т.
-
сопротивление понижающего трансформатора, приведенное к напряжению 27.5 кВ, Ом; Xп.т=
uк.п.
*U2
ном /
(100*Sп.т.)
;
(1.61) Sп.т
-
номинальная мощность понижающего трансфор- матора, МВ*А; Iк.max.Б
-
максимальный ток подпитки от соседней подстанции; Iк.max.Б=
Uном
/ (4
X
¢
с.макс.Б+2 Xп.т.*Z22*l)
;
(1.62) X
¢
с.макс.Б
-
сопротивление питающей системы соседней подстанции для максимального режима работы, приведенное к напряжению 27.5 кВ, Ом. X
¢
с.мин.а
=25*1.2 *(27.5
/ 115
*)2
=1.72 Ом ,
Xп.т=
17*27.52
/ (100*40)
=3.21 Ом ,
Uк.мин=
27.5*0.55*25 / (4*(1.72*3.21)+0.55*25
=11.3 кВ,
Uc.з.=
11.3 / 1.25
=9.04 кВ,
Iк.max.Б=
27.5 / (4*0.8*1.43+2*3.21+0.55*50)
=0.714 кА,
Zс.з.=
9.04 / (1.25*0.714)
=10.1 Ом.
Окончательным сопротивлением срабатывания Z
с.з.
является наименьшее из трех значений. Выбираем: Zс.з.
=8.93 Ом.
Сопротивление, напряжение и ток срабатывания электронных защит определяем по формулам Zс.р.=
Zс.з.
*Ктт
/ Кт.н.
(1.63) Uс.р.=
Uc.з. / Кт.н.
(1.64) Iс.р.=
Ic.з. / Кт.н.
(1.65) где Кт.т.
- коэффицент трансформации трансформатора тока; Кт.н.
-
коэффицент трансформации трансформатора напряжения. Zс.р.=
8.93*120 / 275
=3.9 Ом ,
Uс.р.=
9040 / 275
=32.9 В ,
Iс.р.=
9040 / (8.93*120)
=8.44 А.
1.5.6.2. Ускоренная токовая отсечка (УТО)
Первичный ток срабатывания ускоренной токовой отсечки I
с.з.УТО
выбирается наибольшим из 2-х, вычисленных по условиям: а)
по условию селективности работы с защитами поста секционирования: Ic.з.
=Кн
*Iк.макс
,
(1.66) где Iк.макс
-
максимальный ток к.з., протекающий через защищаемый фидер подстанции при к.з. на шинах поста секционирования, кА: Iк.макс.=
Uном
/ (2 X
¢
с.мин.а+Xп.т.+Z21*l1)
.
(1.67) Iк.макс.=
27.5
/ (2*1.72+3.21+0.42*25)
=1.66 кА,
Ic.з.
=1.25*1.66=2.075 кА.
б)
по условию селективности максимальному току нагрузки фидера: Ic.з.
=Кн
*Iн.макс .
(1.68) Ic.з.
=1.25*0.5=0.625 А.
Чувствительность УТО проверяется по условию Кч
= Iк.мин.
> 2,
(1.67) Iс.з.
где Iк.мин.
-
минимальный ток протекающий по выключателю при к.з. вблизи установки защиты. Кч
= 2.512
/ 1.66
=1.2 < 2.
Т.к. условие (1.67) не выполняется, то ток срабатывания защиты уменьшаем (сокращаем зону ее действия), принимая ее равным Iс.з.
= Iк.мин.
/ 2
.
(1.68) Iс.з.
= 2.512
/ 2
=1.526 А.
1.5.6.3. Дистанционная направленная защита с выдержкой времени (ДЗ2п
)
Является второй ступенью защиты. Первичное сопротивление срабатывания второй ступени выбирается исходя из минимального тока к.з. на шинах смежной подстанции. где Z
к
max
¾максимальное сопротивление измеряемое защитой при к.з. на шинах смежной подстанции, при этом смежный путь на участке поста секционирования ¾ смежная подстанция считается отключенной, Ом; kr
= 1.5 ¾ коэффициент чувствительности защиты. а)
при узловой схеме: б)
при раздельном питании путей: За расчетное значение Z
к
max
принимается наибольшее из полученных Z
к
max
=45.82 Ом. Установка по углу второй ступени фидера подстанции равна 64.74°. Тогда по (1.60): Подставим результат расчета электронной защиты фидера тяговой подстанции. Полученные при расчетах значения первичных сопротивлений Z
с.з.
напряжения U
с.з.
и тока I
с.з.
срабатывания защит нужно привести ко вторичным сторонам измерительных трансформаторов, т.е. определить для соответствующих величин уставки реле электронных защит. где Тогда по (1.61): 1.5.6. Защита линии электропередачи 35 кВ районных потребителей
Определяем первичный ток срабатывания МТЗ при Тогда Определяем коэффициент чувствительности: Тогда ток срабатывания реле: По [11] выбираем токовое реле типа РТ40/6 с параллельными соединениями обмоток с По [11] выбираем реле времени типа ЭВ-225 с диапазоном уставок 0.5 ¸ 3.5 с. 1.5.7. Расчет собственных нужд подстанции
Под собственными нуждами электроустановки понимаются все вспомогательные устройства, механизмы и аппараты, необходимые для эксплуатации в нормальном и аварийном режимах, к ним относятся: трансформаторы собственных нужд, аккумуляторная батарея, зарядно-подзарядное устройство (ЗПУ). К схемам питания установок собственных нужд предъявляются следующие требования: ¾ обеспечение достаточно высокой надежности питания потребителей собственных нужд; ¾ простота выполнения и небольшая стоимость; ¾ простота эксплуатации и малые эксплуатационные расходы; ¾ безопасность обслуживания. Питание потребителей собственных нужд может быть индивидуальное, групповое, смешанное. В настоящее время широко применяют смешанное питание, когда наиболее ответственные потребители подключаются непосредственно к шинам источников собственных нужд. Расчет собственных нужд подстанции сводится к расчету мощности и выбору типа трансформатора собственных нужд. Расчетная максимальная мощность для питания приемников собственных нужд, приходящаяся на один трансформатор определяется из суммы нагрузок собственных нужд подстанции [12]. В таблице 1.13 приведены потребители и их мощности. Таблица1.13
Мощность потребителей собственных нужд. Таким образом, суммарная мощность потребителей СН равна S
=508.4 кВт. Принятый трансформатор собственных нужд ТМ-630/35 удовлетворяет потребностям мощности нетяговых потребителей. 1.5.8. Расчет и выбор аккумуляторной батареи
На тяговых подстанциях обычно применяют постоянный оперативный ток, источником которого является аккумуляторные батареи типа СК, работающие в режиме постоянного подзаряда. Аккумуляторную батарею выбирают по необходимой емкости, определяемой типовым номером батареи, и по напряжению, которое должно поддерживаться на шинах постоянного оперативного тока. К постоянной нагрузке на подстанциях относятся цепи управления, сигнализации, защиты, автоматики, телемеханики, блокировок безопасности и т.д. Количество последовательно соединенных аккумуляторных элементов определяется необходимым напряжением на шинах. В последние годы на тяговых подстанциях применяют батареи на 220 В [12]. Нагрузки батареи приведены в таблице 1.14. Таблица 1.14
Нагрузки батареи Последовательность выбора батареи: 1. Ток длительного разряда в аварийном режиме: где Тогда из таблицы 1.14 имеем: 2. Ток кратковременного разряда в аварийном режиме: где 3. Необходимую расчетную емкость батареи определим: где 4. Выбираем номер батареи по требуемой емкости: где Тогда принимаем N=
3 5. Выбираем номер батареи по току кратковременного разряда: где 46 ¾ кратковременно допускаемый разрядный ток аккумулятора типа СК-1, А; Окончательно принимаем аккумуляторную батарею СК-6. 6. Определим полное число последовательно включенных элементов батареи: где 7. Выбор зарядно-подзарядного агрегата (ЗПУ): Напряжение заряда ЗПУ где n
¾полное число элементов батареи. Зарядный ток батареи: где Расчетная мощность ЗПУ По полученным в процессе расчета напряжению, току и мощности принимаем зарядно-подзарядный агрегат типа ВАЗН-380/260-40/80. Технические данные которого удовлетворяют условиям выбора:
|